本发明涉及发动机混动技术领域，尤其是涉及一种灵活四缸机的控制方法、装置及系统。
背景技术：
车辆在进行设计时，一般会根据预先设定的车辆动力性能指标匹配一定排量的四缸发动机，而不会匹配相同排量的三缸发动机，原因在于三缸机的结构不对称，相比四缸机存在震动大的缺点。但是三缸机具备四缸机无可比拟的优势，比如少了一组活塞连杆配气机构使得制造成本显著降低、体积变小更易布置、质量减轻摩擦减小使得燃油经济性更好等。
现有技术中，三缸机怠速或中高转速时的震动可以通过配置双质量飞轮、平衡轴等零部件以及精细的标定工作来规避，但在发动机起动和停机过程中，由于转速低，三缸机的不平衡导致的震动表现得更为明显。目前市面上大部分新上市车型都具备起停功能，驾驶过程中发动机会频繁起停，三缸机的震动将使得起停功能的体验大打折扣。
针对上述起动及停机过程中的三缸机震动的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种灵活四缸机的控制方法、装置及系统，可以有效减少发动机启动和停机过程中的震动。
第一方面，本发明实施例提供了一种灵活四缸机的控制方法，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，包括：当获取到三缸发动机的起动命令时，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足；如果条件满足，向bsg电机发送起动指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机起动；当三缸发动机的转速超过预设转速阈值，控制三缸发动机进行喷油点火；当获取到三缸发动机的停机命令时，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足；如果条件满足，向bsg电机发送停机辅助指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机停机；当三缸发动机停机完成时，控制bsg电机退出停机辅助。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，还包括：实时检测当前工况下车辆是否需要bsg电机助力；如果需要bsg电机助力，计算需求的助力扭矩值；判断是否满足助力条件；如果满足助力条件，根据助力扭矩值控制bsg电机输出扭矩。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，还包括：当接收到增加扭矩请求时，计算增扭扭矩以及当前工况下bsg电机的最大可用扭矩；增扭扭矩为增加扭矩请求对应的目标扭矩与发动机当前输出扭矩的差值；发动机当前输出扭矩不包括bsg电机的扭矩；判断最大可用扭矩是否大于或等于增扭扭矩；如果是，控制bsg电机按照增扭扭矩输出扭矩；如果否，控制bsg电机按照最大可用扭矩输出扭矩，并控制三缸发动机按照目标扭矩与最大可用扭矩的差值输出扭矩。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足的步骤，包括：判断bsg峰值扭矩是否超过扭矩阀值以及高压电池的峰值放电功率是否超过功率阀值；当两者同时满足时，确定bsg电机进行起动的条件满足；或者，判断bsg电机是否有故障以及bsg起动失败的次数是否超过阈值；当两者同时为否时，确定bsg电机进行起动的条件满足。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足的步骤，包括：判断bsg峰值扭矩是否超过扭矩阀值以及高压电池的峰值放电功率是否超过功率阀值；当两者同时满足时，确定bsg电机进行停机辅助的条件满足；或者，判断bsg电机是否有故障；如果否，确定bsg电机进行停机辅助的条件满足。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，实时检测当前工况下车辆是否需要bsg电机助力的步骤，包括：获取驾驶员的需求扭矩和当前工况下车辆发动机的最大扭矩；比较需求扭矩与车辆发动机的最大扭矩；如果需求扭矩大于车辆发动机的最大扭矩，确定车辆需要bsg电机助力。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，判断是否满足助力条件的步骤，包括：获取bsg电机连接的高压电池的soc，并判断soc是否属于预设阈值范围；如果是，确定满足助力条件。
结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，计算增扭扭矩以及当前工况下bsg电机的最大可用扭矩的步骤，包括：将增加扭矩请求对应的目标扭矩减去发动机当前输出扭矩得到的差值作为增扭扭矩；目标扭矩与发动机当前输出扭矩处于同一层级；将当前工况下bsg电机能够输出的最大扭矩作为最大可用扭矩。
第二方面，本发明实施例提供了一种灵活四缸机的控制装置，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，包括：起动判断模块，用于当获取到三缸发动机的起动命令时，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足；起动模块，用于如果条件满足，向bsg电机发送起动指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机起动；点火模块，用于当三缸发动机的转速超过预设转速阈值，控制三缸发动机进行喷油点火；判断模块，用于当获取到三缸发动机的停机命令时，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足；发送模块，用于如果条件满足，向bsg电机发送停机辅助指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机停机；控制模块，用于当三缸发动机停机完成时，控制bsg电机退出停机辅助。
第三方面，本发明实施例提供了一种灵活四缸机的控制系统，包括处理器，存储器，总线和通信接口，处理器、通信接口和存储器通过总线连接；存储器用于存储程序；处理器，用于通过总线调用存储在存储器中的程序，执行上述第一方面及其各可能的实施方式之一提供的方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的灵活四缸机的控制方法、装置及系统，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，在获取到三缸发动机的起动命令时，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足，如果条件满足则控制bsg电机拖动三缸发动机起动；在转速超过预设转速阈值后控制三缸发动机进行喷油点火。由于三缸发动机通过bsg电机拖动，并控制发动机在超过预设转速阈值以上才开始喷油点火，转速高时发动机可以快速着火，因而可以大幅缩短起动时间减少震动；且起动过程中bsg电机持续输出扭矩，也可以显著减轻起动过程中的震动。在获取到三缸发动机的停机命令时，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足，如果条件满足则控制bsg电机拖动三缸发动机停机。bsg电机进入停机辅助模式后，可以保证发动机快速平滑地停机，从而有效降低停机过程中的震动。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的轻混系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种灵活四缸机的控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种灵活四缸机的助力控制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的低速大油门起步时的电机助力的对比示意图；
图5为本发明实施例提供的全油门加速时的电机助力的对比示意图；
图6为本发明实施例提供的一种灵活四缸机的扭矩控制方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的bsg电机与传统起动机起动过程的对比示意图；
图8为本发明实施例提供的bsg停机辅助与传统停机过程的对比示意图；
图9为本发明实施例提供的一种灵活四缸机的起动控制方法的流程图；
图10为本发明实施例提供的一种灵活四缸机的停机控制方法的流程图；
图11为本发明实施例提供的一种灵活四缸机的助力控制方法的流程图；
图12为本发明实施例提供的一种灵活四缸机的扭矩控制方法的流程图；
图13为本发明实施例提供的另一种灵活四缸机的扭矩控制方法的流程图；
图14为本发明实施例提供的一种灵活四缸机的控制装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
随着我国经济社会的飞速发展，汽车在带给人们生活便利的同时，也对国家的能源安全和环境保护提出了新的挑战，因此国家对汽车节能与减排也日益重视，并与2014年12月22日正式发布了gb19578-2014《乘用车燃料消耗量限值》和gb27999-2014《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》，规定自2016年1月1日起，新认证车型的油耗必须满足新的油耗标准，标准对车企的平均燃料消耗量也提出了具体要求。同时，国家对汽车排放的法规也日益严苛，于2016年12月23日正式发布了轻型车国六标准《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》，规定从2020年7月1日起，所有销售和注册登记的轻型汽车的排放污染物都应该满足限值要求。国家通过不断严格的法规和标准，推动车企发展和应用先进的汽车节能减排技术。
车企在进行车辆设计时，一般会根据预先设定的车辆动力性能指标匹配一定排量的四缸发动机，而不会匹配相同排量的三缸发动机，三缸机因为结构不对称，相比四缸机的主要缺点是震动大，目前，三缸机怠速或中高转速时的震动可以通过配置双质量飞轮、平衡轴等零部件以及精细的标定工作来规避，但在发动机起动和停机过程中，由于转速低，三缸机的不平衡导致的震动表现得更为明显，目前市面上大部分新上市车型都具备起停功能，驾驶过程中发动机会频繁起停，三缸机的震动将使得起停功能的体验大打折扣，目前还没有有效的解决办法。但三缸机具备四缸机无可比拟的优势，比如少了一组活塞连杆配气机构使得制造成本显著降低、体积变小更易布置、质量减轻摩擦减小使得燃油经济性更好等，因此都积极推动三缸发动机的应用，通过增加涡轮增压技术并减少发动机排量，在保证与传统四缸自然吸气发动机相同动力性的同时提高燃油经济性并减少排放，以满足日益严格的法规要求，但这种路线无法应用于原本就匹配四缸增压发动机的中高端轿车或者车重更大的suv(sportutilityvehicle)车型。另外，配备小排量涡轮增压三缸机的车辆低速动力性不足，因为在发动机低速段涡轮增压没有完全介入，此时发动机的峰值扭矩主要由发动机的排量决定。目前市面上还没有一款动力系统，既能充分利用三缸发动机的优点，同时又能有效规避三缸机的缺点，还能满足原本就需要配备四缸增压发动机车型的动力性能要求。
基于此，本发明实施例提供的一种灵活四缸机的控制方法、装置及系统，定义了一种灵活四缸机的实现方法，使用小排量三缸发动机+bsg(beltstartergenerator，带传动启停装置)电机的组合，同时兼顾三缸发动机和四缸发动机的优点，规避三缸发动机的缺点。可以充分利用三缸机的经济性，在有强劲的动力性能要求时，bsg电机充当发动机的第四缸持续进行扭矩输出。上述三缸发动机可以是增压三缸发动机或非增压三缸发动机。
发动机起动过程中的震动主要是因为传统起动机只能将发动机拖动到200～300转/分，起动过程中发动机控制器会在识别到发动机曲轴位置信号后进行喷油点火，由于低转速下发动机并不能很好地着火做功，容易失火，会导致起动过程中转速剧烈波动从而引起车辆震动，而三缸机由于本身的结构就不平衡，更加剧了这种震动。
由于bsg电机扭矩大且没有传动起动机的最大拖动转速限制，因而通过bsg电机将发动机拖动到接近目标怠速，并控制发动机在特定转速(如500转/分)以上才开始喷油点火，在转速高时发动机可以快速着火，因而可以大幅缩短起动时间减少震动；且起动过程中bsg电机持续输出扭矩，即使偶发某一缸失火也不会导致发动机转速大幅波动，因而能显著减轻起动过程中的车辆震动。
发动机在停机过程中的震动主要是气缸中的气体反复压缩和做功导致，停机时转速不断波动，三缸机的结构不平衡会加剧这种震动。本发明实施例提供的轻混系统的起动控制方法、装置及系统，增加bsg电机的停机辅助功能，在驾驶员通过钥匙停止发动机或者通过驾驶操作触发自动停机时，在发动机控制器检测到发动机转速低于一定值(一般略低于发动机的目标怠速)时，立即控制bsg电机进入停机辅助模式。bsg电机进入停机辅助模式后，根据发动机控制器设定的转速下降斜率控制发动机转速线性下降，从而有效降低停机过程中的震动。
下面通过实施例进行详细介绍。
实施例1
参见图1所示的轻混系统的结构框图，其中示出了该系统的主体部分包括三缸发动机本体10、附件系统和bsg系统30。
附件系统的各附件通过皮带连接并可以相互传递动力，这些附件包括电机带轮22、发动机带轮25及电机皮带24，发动机带轮25与三缸机本体10的曲轴附件侧刚性连接。bsg系统30包括电机本体和电机控制器，bsg系统既可以作为发电机为电池充电，也可以作为电动机利用电池的电能来驱动其他附件和发动机的运行。
在本发明实施例中，以48vbsg系统为例进行说明，也可以是电压更高的bsg系统。本发明实施例中的48vbsg电机需要配套使用48v电池为其提供电能；同时需要配备dc/dc转换器，以实现48v电压与12v电压的转换来给车辆的12v电池充电，这种情况下，车辆传统的发电机可以取消。
实施例2
本发明实施例提供了一种灵活四缸机的控制方法，应用于安装有bsg电机的三缸发动机。参见图2所示的灵活四缸机的控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤s202，当获取到三缸发动机的起动命令时，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足。
其中，在检测到驾驶员通过钥匙意图起动发动机或者系统触发自动起动发动机时，确定获取到了发动机的起动命令。此时需要先判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足。系统可以设置为自动选择起动模式，即自动选择通过bsg电机起动还是原有的12v起动机起动，选择的主要依据是bsg系统电池及bsg电机的当前状态。
检查使用bsg电机进行起动的条件是否满足，条件主要包括bsg峰值扭矩是否超过阈值、高压电池的峰值放电功率是否超过阈值、bsg电机是否有故障、bsg起动失败的次数超过阈值等。对bsg峰值扭矩及高压电池的峰值放电功率，可以通过以下方式进行：
(1)判断bsg峰值扭矩是否超过扭矩阀值以及高压电池的峰值放电功率是否超过功率阀值；
(2)当两者同时满足时，确定bsg电机进行起动的条件满足。
bsg电机的峰值扭矩会受到转速和温度的影响，所以需要考虑该条件。峰值扭矩的阀值视发动机的倒拖扭矩决定，倒拖扭矩随着水温降低而增大，例如发动机倒拖扭矩最大为90nm，考虑到速比2.8，即bsg的峰值扭矩必须超过倒拖扭矩除以速比(bsg转速/发动机转速)，90÷2.8＝32nm。
48v电池的峰值放电功率会受到温度和soc(stateofcharge，荷电状态)的影响，所以需要考虑该条件。峰值放电功率的阀值必须大于起动时bsg电机消耗的功率除以电效率，例如该阀值设置为3.6kw@0℃。同时，由于低温下电池的内阻大，起动过程大电流放电时会导致电池单体电压和端电压大幅下降，从而触发电池的自我保护，因为在电池温度很低时需要适当增大阀值，例如阀值为8kw@-10℃。
对bsg电机故障及bsg起动失败次数，可以通过以下方式进行：
(1)判断bsg电机是否有故障以及bsg起动失败的次数是否超过阈值；
(2)当两者同时为否时，确定bsg电机进行起动的条件满足。
在本实施例中，当使用bsg电机起动失败超过一定次数且bsg电机并没有报故障时，说明系统发生了不明原因的异常，也要禁止再次使用bsg电机起动，提高系统的鲁棒性。
步骤s204，如果条件满足，向bsg电机发送起动指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机起动。
如果条件满足则使用bsg电机起，向bsg电机发送起动指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机起动；如果条件不满足，则使用传统12v起动机的起动方式，在此不再赘述。
在此需要说明的是虽然增加了bsg电机，但是不能取消12v起动机，主要是考虑当发动机不能使用bsg电机起动时，仍然可以通过12v起动机起动，这种情况主要发生在低温下的首次起动，考虑48v电池的放电功率受到环境温度的影响很大，在环境温度极低时，48v电池无法提供足够的功率供bsg电机起动发动机，为了防止这种情况下车辆“趴窝”，仍然需要12v起动机来起动发动机。
传统起动机只能将发动机拖动到200～300转/分，发动机控制器在识别到发动机曲轴位置信号后进行喷油点火，该点火转速为上述200～300转/分。但是在低转速下发动机并不能很好地着火做功，容易失火，会导致起动过程中转速剧烈波动从而引起震动。传统起动机受到其本身的最大拖动转速限制，不可能将发动机的转速拖动至更高，而bsg电机扭矩大且没有传动起动机的最大拖动转速限制，可以将发动机拖动转速接近目标怠速，该目标怠速可以为800-1200转/分的任意值，例如1000转/分。
步骤s206，如果转速超过预设转速阈值，控制三缸发动机进行喷油点火。通过提高喷油点火的转速点可以避开燃烧不好的低转速区，从而降低油耗。
其中，预设转速阀值可以根据48v电池的温度、发动机水温等确定。传统的起动机在起动时，在检测到发动机有转速时即开始喷油点火，由于低转速点火容易引起震动，在本实施例中，可以将预设转速阈值设置为高于200-300转/分，并控制发动机在高于该转速(如500转/分)时才开始喷油点火。例如，将预设转速阈值设置为400-1000转/分的任意值，或将预设转速阈值设置为500-1000转/分的任意值，例如400转/分、500转/分或者600转/分，可以根据发动机的具体情况设置。发动机转速超过上述阈值再进行喷油点火，可以避免发动机转速过低时燃烧不充分或者失火。该预设转速阀值根据48v电池的温度、发动机水温确定。
在转速高时发动机可以快速着火，因而可以大幅缩短起动时间减少震动；且起动过程中bsg电机持续输出扭矩，即使偶发某一缸失火也不会导致发动机转速大幅波动，因而能显著减轻起动过程中的车辆震动。
步骤s208，当获取到三缸发动机的停机命令时，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足。
其中，在检测到驾驶员通过钥匙意图停止发动机或者系统触发自动停止发动机时，确定获取到了发动机的停机命令。此时需要先判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足。系统可以设置为自动选择起动模式，即自动选择通过bsg电机辅助停机还是原有的仅依靠发动机自身阻力停机，选择的主要依据是bsg系统电池及bsg电机的当前状态。
检查使用bsg电机进行起动的条件是否满足，条件主要包括48v电池soc是否低于阀值、bsg电机是否有故障等。检查48v电池soc是否低于阀值主要为了防止频繁停机辅助导致电池过充
步骤s210，如果条件满足，向bsg电机发送停机辅助指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机停机。
如果条件满足则使用bsg电机进行停机辅助，向bsg电机发送停机辅助指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机停机；如果条件不满足，则使用传统的停机方式，仅依靠发动机自身阻力停机，在此不再赘述。
上述停机辅助指令包括负向扭矩值，可以根据目标转速下降斜率确定bsg电机需要输出的负向扭矩值，再向bsg电机发送停机辅助指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机的转速线性下降至停机，可以保证发动机快速平滑地停机，降低停机过程中的转速波动引起的震动。bsg电机可以根据hcu(hybridcontrolunit，混合动力整车控制器)请求的转速下降斜率动态pi控制bsg电机的负向扭矩值。该负向扭矩值需要小于阈值，该阈值主要考虑电池的峰值充电功率，电池的soc，电池的温度等因素，防止停机过程中bsg电机的负扭矩发电导致电池过充。
步骤s212，当三缸发动机停机完成时，控制bsg电机退出停机辅助。
判定发动机是否停机完成，如果已经完成，此时控制bsg电机退出停机辅助。
本发明实施例提供的灵活四缸机的控制方法，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，在获取到三缸发动机的起动命令时，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足，如果条件满足则控制bsg电机拖动三缸发动机起动；在转速超过预设转速阈值后控制三缸发动机进行喷油点火。由于三缸发动机通过bsg电机拖动，并控制发动机在超过预设转速阈值以上才开始喷油点火，转速高时发动机可以快速着火，因而可以大幅缩短起动时间减少震动；且起动过程中bsg电机持续输出扭矩，也可以显著减轻起动过程中的震动。在获取到三缸发动机的停机命令时，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足，如果条件满足则控制bsg电机拖动三缸发动机停机。bsg电机进入停机辅助模式后，可以保证发动机快速平滑地停机，从而有效降低停机过程中的震动。
上述方法还可以包括对发动机的助力进行控制，参见图3所示的灵活四缸机的助力控制方法的流程图，在启动时执行本实施例的方法，该方法包括如下步骤：
步骤s302，实时检测当前工况下车辆是否需要bsg电机助力。如果是，执行步骤s304；如果否，结束。
在车辆处于正常运行工况时，实时检测当前工况下车辆是否需要bsg电机助力，通过比较驾驶员需求的扭矩与发动机当前工况下能够提供的最大扭矩进行，如果驾驶员的需求扭矩大于当前工况下发动机的最大扭矩，代表发动机需要助力；反之则不需要助力。可以按照如下方式执行：
(1)获取驾驶员的需求扭矩和当前工况下车辆发动机的最大扭矩。该需求扭矩可以根据驾驶员控制的油门踏板的深度，获得油门踏板信号，确定与油门踏板信号对应的预先存储于系统中的扭矩。
(2)比较需求扭矩与车辆发动机的最大扭矩。
(3)如果需求扭矩大于车辆发动机的最大扭矩，确定车辆需要bsg电机助力。在需求扭矩大于车辆发动机的最大扭矩时，即使发动机输出最大扭矩也无法满足驾驶员的动力需求，表现为动力不足，此时需要bsg电机提供额外的扭矩，提高车辆的动力性能。
步骤s304，计算需求的助力扭矩值。
如上述，可以通过计算需求扭矩与车辆发动机的最大扭矩的差值，并将差值作为需求的助力扭矩值。
步骤s306，判断是否满足助力条件。如果是，执行步骤s308；如果否，结束。
在得到需求的助力扭矩值后，控制bsg电机输出扭矩之前，需要判断当前的bsg系统是否满足输出助力的条件，可以包括如下步骤：获取bsg电机连接的高压电池的soc，并判断soc是否属于预设阈值范围；如果是，确定满足助力条件；还可以包括：判断bsg电机是否存在故障；如果否，确定满足助力条件。
以bsg电机连接的高压电池为48v电池为例进行说明，48v电池的soc有一个正常的使用区间，一般为30-80％。在该区间使用可以延长电池的使用寿命，该区间之外电池进入过放或过充状态，影响使用寿命。因此在本实施例中可以将该预设阈值范围设置为大于33％，其中3％为考虑电池的soc计算精度设置的余量。
步骤s308，根据助力扭矩值控制bsg电机输出扭矩。
在已获得助力扭矩值后，控制bsg电机的输出扭矩符合该需求的扭矩，可以分为两种情况：第一种是bsg电机的最大扭矩大于或等于该助力扭矩值，第二种是bsg电机的最大扭矩小于该助力扭矩值。在第一种情况下，bsg电机的能力大于当前的需求，即可以按照该助力扭矩值输出；在第二种情况下，bsg电机的能力小于当前的需求，只能按照该bsg电机的最大扭矩输出，以尽量满足扭矩需求。可以包括如下步骤：
(1)计算当前工况下bsg电机的最大扭矩值，并比较bsg电机的最大扭矩值与助力扭矩值的大小。
(2)如果bsg电机的最大扭矩值大于或等于助力扭矩值，控制bsg电机按照助力扭矩值输出扭矩；如果bsg电机的最大扭矩值小于助力扭矩值，控制bsg电机按照最大扭矩值输出扭矩。
在车辆需要bsg电机助力时，计算需求的助力扭矩值；并判断是否满足助力条件，如果满足助力条件，根据助力扭矩值控制bsg电机输出扭矩，bsg电机可以提供额外的助力扭矩，使得发动机的扭矩输出更大，可以达到更大排量的四缸增压发动机的水平。
在驾驶员低速大油门起步或全油门加速或行驶时，对动力的需求更高，此时需要bsg电机的扭矩助力。参见图4所示的低速大油门起步时的电机助力的对比示意图，其中示出了实际总扭矩曲线以及发动机扭矩最大能力曲线，两者的差值即图4中的横线阴影部分，为bsg电机的助力扭矩。参见图5所示的全油门加速时的电机助力的对比示意图，与上述图4中类似，其中示出了实际总扭矩曲线以及发动机扭矩最大能力曲线，两者的差值即图5中的横线阴影部分，为bsg电机的助力扭矩。
在图4和图5中可以看出，在增加了bsg电机的助力扭矩后，车辆的总扭矩得到了很大提升。
上述方法还可以包括对发动机的扭矩进行控制，参见图6所示的灵活四缸机的扭矩控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤s602，当接收到增加扭矩请求时，计算增扭扭矩以及当前工况下bsg电机的最大可用扭矩。
其中，增扭扭矩为增加扭矩请求对应的目标扭矩与发动机当前输出扭矩的差值，发动机当前输出扭矩不包括bsg电机的扭矩。
上述增加扭矩请求可以来自车辆上能够影响扭矩输出的各种控制器，例如与变速箱控制器或者esp控制器等。在上述增加扭矩请求中可以携带有目标扭矩，将增加扭矩请求对应的目标扭矩减去发动机当前输出扭矩得到的差值作为增扭扭矩。在此需要说明的是，目标扭矩与当前输出扭矩处于同一层级，例如目标扭矩与当前输出扭矩均采用车轮侧扭矩、变速箱侧扭矩或发动机侧扭矩，两者处于同一层级计算才有意义。
当前情况下bsg电机的最大可用扭矩，表示bsg电机在当前工况下下能够输出的最大扭矩，代表bsg电机的能力。该理论最大扭矩需要结合系统的功率限制以及bsg是否降功率等情况综合考虑。
步骤s604，判断最大可用扭矩是否大于或等于增扭扭矩。如果是，执行步骤s606；如果否，执行步骤s608。
在接收到增扭请求时，优先选择使用bsg电机来进行增扭或减扭，只有bsg电机扭矩不能完全满足请求时，再通过传统发动机调节方式来满足请求扭矩的剩余部分。由于增、降扭的持续时间较短，所以不需要通过牺牲点火效率的方法来满足扭矩请求，燃油经济性更好。
在最大可用扭矩大于或等于增扭扭矩时，表示仅bsg电机就可以满足该增扭请求，因此仅使用bsg电机增加输出扭矩；否则，在bsg电机输出其最大可用扭矩的同时，此时bsg电机已全力输出，再控制发动机增加扭矩输出。
步骤s606，控制bsg电机按照增扭扭矩输出扭矩。
步骤s608，控制bsg电机按照最大可用扭矩输出扭矩，并控制三缸发动机按照目标扭矩与最大可用扭矩的差值输出扭矩。
在bsg电机扭矩不能完全满足请求时，需要三缸发动机也增加扭矩输出。其中，可以通过控制调节节气门和/或点火角的方式，控制三缸发动机按照目标扭矩与最大可用扭矩的差值输出扭矩。
上述方法可以通过发动机和bsg电机进行扭矩动态分配，在有增扭请求时，优先选择使用bsg电机来进行增扭，在bsg电机扭矩不能完全满足请求时，再通过控制发动机来满足请求扭矩，使得发动机尽量工作在经济区域，可以提升燃油经济性。
参见图7所示的bsg电机与传统起动机起动过程的对比示意图，其中上侧曲线为bsg电机起动的发动机转速曲线，下侧曲线为传统起动机起动的发动机转速曲线。在图7中可以看出，在较短的时间内(例如图中标注的120ms)，bsg电机将发动机的转速拖动至高于500转/分，进而(例如图中标注的250ms)将发动机的转速拖动至1000转/分的目标怠速。相比于传统起动机起动的发动机转速曲线，bsg电机起动的发动机转速曲线具有更少的转速起伏，消除了起动过程中转速的剧烈波动，从而减少了震动；并且从图7中可以看到bsg电机起动，达到目标怠速的时间(即起动时间)也大大缩短，也可以减少震动。在较高转速进行喷油点火，发动机可以快速着火，也可以大幅缩短起动时间减少震动。
在三缸发动机起动的过程中，bsg电机持续输出扭矩。根据发动机的转速控制bsg电机的扭矩，在转速低时保证bsg电机提供足够的扭矩来防止起动过程中因燃烧不好引起的发动机转速波动和车辆震动；在发动机转速接近目标怠速时，逐步减小bsg电机扭矩，逐步退出起动，此处使用pid反馈调节的方式执行。因此上述方法在控制三缸发动机进行喷油点火的步骤之后，还包括：根据三缸发动机的转速控制bsg电机的输出扭矩；输出扭矩与三缸发动机的转速负相关。
在发动机被拖动运转后，在发动机转速较低时(比如500rpm以下)，此时与起动的目标转速相差较大，需要增大bsg电机的扭矩，一般会使用到电机峰值扭矩的80％来拖动发动机快速穿越低转速区，同时减小这个过程中的转速波动。
上述方法还包括：当三缸发动机的转速达到目标转速或喷油点火超过次数阈值时，确定三缸发动机起动完成，并控制bsg电机停止输出扭矩。
在本实施例中，发动机控制器可以根据转速超过一定阈值(水温决定)且喷油点火超过一定次数来判定起动是否完成。发动机起动完成后，控制bsg电机退出起动控制。如果未起动完成，继续根据上述控制逻辑和参数控制bsg电机。
参见图8所示的bsg停机辅助与传统停机过程的对比示意图，其中下侧曲线为bsg电机停机辅助的发动机转速曲线，下侧曲线为传统停机过程的发动机转速曲线。在图8中可以看出，在较短的时间内，bsg电机将发动机的转速从1000转/分拖动至低于80转/分，进而(例如图中标注的400ms之后)继续将发动机的转速拖动至停机。
如图8中所示的传统停机过程的发动机转速曲线，其在停机过程中转速反复波动，导致发动机震动；而使用bsg停机辅助后，可以将发动机的转速线性线性下降至停机，且过程中转速不会反复波动，从而可以保证发动机快速平滑地停机，降低震动。
实施例2
本发明实施例提供了一种灵活四缸机的起动控制方法，参见图9所示的灵活四缸机的起动控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤s902，接收驾驶员通过钥匙意图起动或者触发自动起动发动机的命令。
步骤s904，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足。如果是，执行步骤s906；如果否，执行步骤s908。
步骤s906，控制bsg电机进入转矩控制模式。
通过can总线请求bsg电机进入转矩控制模式并传递控制参数给bsg电机，需要保证请求的bsg电机起动扭矩超过发动机的最大倒拖矩，否则bsg电机无法拖动发动机转动，发动机的倒拖矩一般随着冷却水温降低而增大，随着转速减小而增大。例如发动机的最大倒拖扭矩约为90nm,@水温-25℃，转速0rpm，在bsg电机没有降功率(因为如果电机温度很高，或者电机的输入电压很高，会导致输出的峰值扭矩降低)的情况下，一般能够大于发动机的最大倒拖扭矩/速比。发动机的倒拖扭矩会随着水温和转速变化，在起动时请求bsg电机的扭矩时大于等于发动机的倒拖扭矩+余量，确保发动机能够被电机拖动。
步骤s908，使用传统起动机进行起动。
步骤s910，检测发动机的转速是否超过阈值。如果是，执行步骤s912；如果否，继续执行步骤s906。
如果转速超过阈值，则控制发动机进行喷油点火，否则继续使用步骤s906中的控制逻辑和参数控制bsg电机。这里要求发动机转速超过一定阈值再进行喷油点火的原因是避免发动机转速过低时燃烧不充分或者失火。
步骤s912，控制发动机喷油点火。
步骤s914，根据发动机的转速控制bsg电机的扭矩。
根据发动机的转速动态调节bsg电机的扭矩，在转速低时保证bsg电机提供足够的扭矩来防止起动过程中因燃烧不好引起的发动机转速波动和车辆震动；在发动机转速接近目标怠速时，逐步减小bsg电机扭矩，逐步退出起动。
步骤s916，判断发动机是否起动完成。如果是，执行步骤s918；如果否，继续执行步骤s914。
步骤s918：控制bsg电机退出起动控制。
本发明实施例提供的灵活四缸机的起动控制方法，三缸发动机通过bsg电机拖动，并控制发动机在超过预设转速阈值以上才开始喷油点火，转速高时发动机可以快速着火，因而可以大幅缩短起动时间减少震动；且起动过程中bsg电机持续输出扭矩，也可以显著减轻起动过程中的震动。
实施例3
本发明实施例提供了一种灵活四缸机的停机控制方法，参见图10所示的灵活四缸机的停机控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤s1002，接收驾驶员通过钥匙意图停机或者触发发动机自动停机的命令。
步骤s1004，检查bsg电机辅助停机的条件是否满足。如果是，执行步骤s1006；如果否，执行步骤s1008。
主要检查bsg是否有故障、48v电池soc小于阀值等条件。需要说明的是，bsg电机的条件是持续被检测的，如果条件不满足则禁止发动机自动停机功能，防止因为没有停机辅助功能产生强烈的停机震动，影响起停功能体验。
步骤s1006，控制bsg电机进入停机辅助模式。
通过can总线请求bsg电机进入停机辅助模式并传递控制参数给bsg电机，保证发动机快速平滑地停机，避免停机过程中的转速波动引起的震动。
步骤s1008，使用传统的停机方式进行停机。
如果使用bsg电机辅助停机的条件不满足，则使用传统的停机方式，仅依靠发动机自身阻力停机。
步骤s1010，判定发动机是否停机完成。如果是，执行步骤s1012；如果否，继续执行步骤s1014。
步骤s1012，控制bsg电机退出停机辅助控制。
步骤s1014，判定停机辅助的时间是否超过最长停机辅助时间。如果是，执行步骤s1012；如果否，继续执行步骤s1006。最长停机辅助时间主要是防止bsg电机与发动机的皮带轮系出现卡滞等故障时，bsg一直处于停机辅助控制导致电机损坏。
本发明实施例提供的灵活四缸机的停机控制方法，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，在获取到三缸发动机的停机命令时，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足，如果条件满足则控制bsg电机拖动三缸发动机停机。bsg电机进入停机辅助模式后，可以保证发动机快速平滑地停机，从而有效降低停机过程中的震动。
实施例4
本发明实施例提供了一种灵活四缸机的助力控制方法，参见图11所示的灵活四缸机的助力控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤s1102，车辆处于正常运行工况，开启bsg助力功能。
步骤s1104，判定发动机是否需要bsg电机提供助力。如果是，执行步骤s1106；如果否，结束。可以通过比较驾驶员需求的扭矩与发动机当前工况下能够提供的最大扭矩，如果驾驶员的需求扭矩大于当前工况下发动机的最大扭矩，代表发动机需要助力；反之则不需要助力。
步骤s1106，计算发动机需求的助力扭矩值，记为第一扭矩。该第一扭矩＝驾驶员需求扭矩-发动机当前工况能提供的最大扭矩。
步骤s1108，判断当前系统是否满足助力条件。如果是，执行步骤s1110；如果否，结束。例如，判断48v电池的soc是否超过阈值以及bsg电机是否有故障等。
步骤s1110，计算当前工况下bsg电机能够提供的最大扭矩，记为第二扭矩。此时需要考虑系统的功率限制以及bsg是否降功率等情况。
步骤s1112，比较第一扭矩是否大于第二扭矩。如果是，执行步骤s1114；如果否，执行步骤s1116。从而尽可能满足驾驶员的扭矩需求，提升车辆的动力性能。
步骤s1114：控制bsg电机执行第二扭矩。即当前工况下bsg电机能够提供的最大扭矩。
步骤s1116：控制bsg电机执行第一扭矩。即发动机需要bsg电机助力的扭矩。
本发明实施例提供的灵活四缸机的助力控制方法，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，具有电机助力功能，在车辆需要bsg电机助力时，计算需求的助力扭矩值；并判断是否满足助力条件，如果满足助力条件，根据助力扭矩值控制bsg电机输出扭矩，bsg电机可以提供额外的助力扭矩，使得发动机的扭矩输出更大，可以达到更大排量的四缸增压发动机的水平。
实施例5
本发明实施例提供了一种灵活四缸机的扭矩控制方法，应用于安装有bsg电机的三缸发动机。参见图12所示的灵活四缸机的扭矩控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤s1202，当接收到降低扭矩请求时，计算降扭扭矩。
其中，降扭扭矩为降低扭矩请求对应的目标扭矩与当前输出扭矩的差值，该当前输出扭矩为发动机的输出扭矩，不包括bsg的输出扭矩。
上述降低扭矩请求可以来自车辆上能够影响扭矩输出的各种控制器，例如与变速箱控制器或者esp控制器等。在上述降低扭矩请求中可以携带有目标扭矩，将降低扭矩请求对应的目标扭矩减去当前输出扭矩得到的差值作为降扭扭矩。
在此需要说明的是，目标扭矩与当前输出扭矩处于同一层级，例如目标扭矩与当前输出扭矩均采用车轮侧扭矩、变速箱侧扭矩或发动机侧扭矩，两者处于同一层级才能保证计算的物理意义。
步骤s1204，获取bsg电机的最小扭矩。该最小扭矩即最大负向扭矩。
步骤s1206，判断bsg电机的最小扭矩是否小于或等于降扭扭矩。如果是，执行步骤s1208；如果否，执行步骤s1210。
在接收到降扭请求时，优先选择使用bsg电机来进行降扭，只有bsg电机扭矩不能完全满足请求时，再通过传统发动机调节方式来满足请求扭矩的剩余部分。由于增、降扭的持续时间较短，所以不需要通过牺牲点火效率的方法来满足扭矩请求，燃油经济性更好。
在bsg的最小扭矩小于或等于降扭扭矩时，表示仅bsg电机就可以满足该降扭请求，因此仅使用bsg电机降低输出扭矩；否则，在bsg电机输出最小扭矩的前提下，再控制发动机降低扭矩输出。
步骤s1208，控制bsg电机按照降扭扭矩输出。
在此情况下，仅通过bsg电机实现降扭。
步骤s1210，控制三缸发动机按照目标扭矩与最小扭矩的差值输出扭矩。
在bsg电机扭矩不能完全满足请求时，需要三缸发动机也降低扭矩输出。其中，可以通过控制调节节气门和/或点火角的方式，控制三缸发动机按照目标扭矩与最小扭矩的差值输出扭矩。
参见图13所示的灵活四缸机的扭矩控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤s1302，判断车辆是否有其他控制器发送的增扭请求。如果是，执行步骤s1304；如果否，结束。在得到增扭请求时，计算bsg许用的最大扭矩；反之继续维持正常运行工况。
步骤s1304，计算bsg许用的最大扭矩。在计算时需要考虑系统的功率限制以及bsg是否降功率等情况。
步骤s1306，计算需求的第一增扭相对值。即请求的增扭值-发动机当前扭矩。需要说明的是，本实施例假定请求的增扭值是绝对扭矩，并且请求的扭矩与上述公式中的发动机当前扭矩处于同一层级，例如，请求的增扭值是离合器端，那么发动机当前扭矩也是指离合器端。
步骤s1308，判断bsg许用的最大扭矩是否大于或等于需求的第一增扭相对值。如果是，执行步骤s1310；如果否，执行步骤s1312。
如果bsg许用的最大扭矩大于等于需求的增扭相对值，证明使用bsg电机的能力足够满足增扭请求，控制bsg电机执行需求的第一增扭相对值；如果否，控制bsg电机执行最大扭矩，并控制发动机执行请求的增扭扭矩-bsg执行的最大扭矩，最终使得bsg执行的扭矩加上发动机执行的扭矩等于增扭请求扭矩。
步骤s1310，控制bsg电机执行第一增扭相对值。
步骤s1312，控制bsg电机执行最大许用扭矩。
步骤s1314，控制发动机执行请求的增扭扭矩-bsg执行的最大扭矩。
步骤s1316：判定车辆是否有其他控制器发送降扭请求。如果是，执行步骤s1318；如果否，结束。
步骤s1318，计算bsg许用的最小扭矩。
步骤s1320，计算需求的第一降扭相对值。即请求的降扭值-发动机当前扭矩。
步骤s1322：判断bsg许用的最小扭矩是否小于或等于需求的第一降扭相对值。如果是，执行步骤s1324；如果否，执行步骤s1326。
如果bsg许用的最小扭矩小于等于需求的第一降扭相对值，证明使用bsg电机的能力足够满足降扭请求，控制bsg电机执行需求的第一降扭相对值；如果否，控制bsg电机执行最小扭矩，并控制发动机执行请求的降扭扭矩-bsg执行的最小扭矩，最终使得bsg执行的扭矩加上发动机执行的扭矩等于降扭请求扭矩。
步骤s1324，控制bsg电机执行第一降扭相对值。即请求的降扭值-发动机当前扭矩。
步骤s1326，控制bsg电机执行最小许用扭矩。
步骤s1328，控制发动机执行请求的降扭扭矩-bsg执行的最小扭矩。
本发明实施例提供的灵活四缸机的扭矩控制方法，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，可以通过发动机和bsg电机进行扭矩动态分配，在有增扭或降扭请求时，优先选择使用bsg电机来进行增扭或降扭，在bsg电机扭矩不能完全满足请求时，再通过控制发动机来满足请求扭矩，使得发动机尽量工作在经济区域，可以提升燃油经济性。
实施例6
本发明实施例提供了一种灵活四缸机的控制装置，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，参见图14所示的灵活四缸机的控制装置的结构框图，该装置包括：
起动判断模块141，用于当获取到三缸发动机的起动命令时，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足；
起动模块142，用于如果条件满足，向bsg电机发送起动指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机起动；
点火模块143，用于当三缸发动机的转速超过预设转速阈值，控制三缸发动机进行喷油点火；
判断模块144，用于当获取到三缸发动机的停机命令时，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足；
发送模块145，用于如果条件满足，向bsg电机发送停机辅助指令，以控制bsg电机拖动三缸发动机停机；
控制模块146，用于当三缸发动机停机完成时，控制bsg电机退出停机辅助。
本发明实施例提供的灵活四缸机的控制装置，应用于安装有bsg电机的三缸发动机，在获取到三缸发动机的起动命令时，判断使用bsg电机进行起动的条件是否满足，如果条件满足则控制bsg电机拖动三缸发动机起动；在转速超过预设转速阈值后控制三缸发动机进行喷油点火。由于三缸发动机通过bsg电机拖动，并控制发动机在超过预设转速阈值以上才开始喷油点火，转速高时发动机可以快速着火，因而可以大幅缩短起动时间减少震动；且起动过程中bsg电机持续输出扭矩，也可以显著减轻起动过程中的震动。在获取到三缸发动机的停机命令时，判断使用bsg电机进行停机辅助的条件是否满足，如果条件满足则控制bsg电机拖动三缸发动机停机。bsg电机进入停机辅助模式后，可以保证发动机快速平滑地停机，从而有效降低停机过程中的震动。
本发明实施例还提供了一种灵活四缸机的控制系统，包括处理器，存储器，总线和通信接口，该处理器、通信接口和存储器通过总线连接；该存储器用于存储程序；该处理器用于通过总线调用存储在存储器中的程序，执行上述实施例提供的方法。
本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述实施例提供的方法。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。本发明实施例所提供的灵活四缸机的控制装置及系统，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所提供方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。