一种混合动力汽车控制系统及发动机控制方法和装置

1.本发明涉及混合动力汽车控制技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车控制系统及发动机控制方法和装置。


背景技术：

2.随着混合动力汽车的发展，用户对混合动力汽车的经济性、舒适性等要求越来越高，因此，混合动力汽车的nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)问题也得到了广泛关注。由于混合动力汽车的电动机是由动力电池来驱动，而动力电池电量的电量又通过发动机和发电机补充，在发动机直接喷油启动或高速转动时就会产生明显振动和噪音，这也是导致混合动力汽车nvh问题的因素之一。虽然混合动力汽车的驱动模式类型较多，但都普遍存在需发动机启动运行的场景，难以避免地会造成混合动力汽车nvh不好，影响用户的驾驶体验。


技术实现要素：

3.本发明提供一种混合动力汽车控制系统及发动机控制方法和装置，以解决现有技术中因发动机启动运行造成混合动力汽车nvh不好的问题。
4.为达上述目的，根据本发明实施例的第一方面，提供了一种混合动力汽车发动机控制方法包括：获取发动机启动指令，发动机启动指令携带有发动机的第一目标扭矩值；根据第一目标扭矩值与预设比例函数确定发动机升扭过程对应的喷油量，并相应地控制发动机启动运行；其中，预设比例函数使喷油量自起始喷油量随发动机转速的增加而增大；实时获取发动机运行时的运行参数，根据运行参数计算发动机的实际输出扭矩；根据第一目标扭矩值和实际输出扭矩确定扭矩补偿量，并根据扭矩补偿量控制bsg电机进行扭矩补偿。
5.可选地，预设比例函数为阶段性增大函数。
6.可选地，运行参数包括发动机的转速、运行功率和冷却水温。
7.可选地，混合动力汽车发动机控制方法还包括：在发动机转速增加至第一目标扭矩值对应的目标转速值时，控制发动机保持目标转速值稳定运行。
8.可选地，混合动力汽车发动机控制方法还包括：获取发动机控制指令，发动机控制指令携带有发动机的第二目标扭矩值；根据预设比例函数以及第二目标扭矩值与实际输出扭矩确定发动机升扭过程或降扭过程的喷油量，并相应地控制发动机运行；根据第二目标扭矩值和实际输出扭矩确定扭矩补偿量，并根据扭矩补偿量控制bsg电机进行扭矩补偿。
9.可选地，混合动力汽车发动机控制方法还包括：获取发动机停机指令，控制发动机的喷油量按照预设阶段函数减小，并控制bsg电机停止扭矩补偿并进行扭矩回收。
10.可选地，混合动力汽车发动机控制方法还包括：如果在发动机转速减小至零过程中未收到发动机控制指令，则控制发动机停机。
11.根据本发明实施例的第二方面，提供了一种混合动力汽车发动机控制装置包括：启动控制模块，用于获取发动机启动指令，发动机启动指令携带有发动机的第一目标扭矩
值和第一目标转速值；根据第一目标扭矩值与预设比例函数确定发动机升扭过程对应的喷油量，并相应地控制发动机启动运行；其中，预设比例函数使喷油量随发动机转速的增加而增大；补偿控制模块，用于实时获取发动机运行时的运行参数，根据运行参数计算发动机的实际输出扭矩；根据第二目标扭矩值和实际输出扭矩确定扭矩补偿量，并根据扭矩补偿量控制bsg电机进行补偿扭矩。
12.可选地，混合动力汽车发动机控制装置还包括：停机控制模块，用于获取发动机停机指令，控制发动机的喷油量按照预设阶段函数减小，并控制bsg电机逐渐减小补偿扭矩。
13.本发明实施例的一种一种混合动力汽车控制系统及发动机控制方法和装置，一方面通过在接收到发动机启动指令控制发动机启动过程中，控制发动机喷油量随转速增加而逐渐增大，相对减少了发动机喷油量，使得发动机转速稳定增大，从而避免直接大量喷油来快速提升扭矩造成的冲击振动；另一方面通过实时获取发动机实际输出扭矩，根据目标扭矩值确定所需的扭矩补偿量，并控制bsg电机进行扭矩补偿来满足车辆的扭矩需求，从而在保证混合动力汽车稳定运行的情况下，降低发动机产生的振动和噪音，提高混合动力汽车的nvh性能。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明实施例一的一种混合动力汽车发动机控制方法的流程示意图；图2为本发明实施例二的一种混合动力汽车发动机控制装置的结构示意图；。
具体实施方式
16.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的基体实施的限制。
17.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
18.本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。以及，所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
19.实施例一参照图1，示出了本发明实施例一的混合动力汽车发动机控制方法的流程示意图。本实施例的混合动力汽车发动机控制方法的执行主体，可以是混合动力汽车的整车控制器，或者集成在整车控制器中的发动机控制装置，但本领域技术人员应当明了，在实际应用中，任意具有相应的数据收发和处理等功能的其他设备，均可以参考本实施例执行本发明
的一种混合动力汽车发动机控制方法。
20.本发明实施例的混合动力汽车发动机控制方法，通过在发动机启动、转速增大过程中，控制发动机喷油量减小，以降低发动机直接大量喷油来快速提升扭矩造成的冲击振动，并控制bsg电机进行扭矩补偿，来满足整车控制器下发发动机启动指令所对应任务的扭矩需求，从而在使混合动力汽车稳定运行的情况下，降低发动机产生的振动和噪音，提高混合动力汽车的nvh性能。
21.本发明实施例一的混合动力汽车发动机控制方法包括以下步骤：步骤s110，获取发动机启动指令，发动机启动指令中携带有发动机的第一目标扭矩值。
22.在混合动力汽车的行驶过程中，整车控制器会根据驱动模式所设置的驱动策略或驾驶员的操作发出发动机启动指令，例如，在整车控制器检测到车辆需高速行驶、爬坡行驶时会发出发动机启动指令，以控制发动机启动运行提供动力；以及，在动力电池电量较低时，整车控制器也会发出发动机启动指令，以控制发动机启动来带动发电机运行向动力电池充电。这里，整车控制器根据驱动模式生成发动机启动指令时，同时会计算出相应任务所需求发动机的第一目标扭矩值，将第一目标扭矩值与发动机启动共同发出。例如，在车辆需高速行驶时，整车控制根据踏板位置、当前车速和发动机冷却水温、负荷需求等参数计算第一目标扭矩值。
23.步骤s120，根据第一目标扭矩值与预设比例函数确定发动机升扭过程对应的喷油量，并相应地控制发动机启动运行；其中，预设比例函数使喷油量自起始喷油量随发动机转速的增加而增大。
24.在本发明实施例中，预设比例函数为发动机所提供扭矩中其实际输出扭矩与补偿扭矩的比例关系，随着发动机转速增加，补偿扭矩占比减小，发动机实际输出扭矩占比增加。在发动机启动及运行过程中对喷油量进行控制时，可设置起始喷油量保证发动机稳定启动，并有效降低发动机直接大量喷油启动所造成的冲击振动；以及，在发动机转速逐渐增大过程中相应地增加喷油量，使发动机稳定提高转速，从而降低发动机通过大量喷油来快速提高转速所造成的冲击振动。
25.可选地，预设比例函数为阶段性增大函数，例如，逐渐增大的分段函数，随着发动机转速的提高，每当发动机转速提高至一个设定阶段，则控制器喷油量增大至当前阶段对应的喷油量，在保证发动机稳定提高转速和提高输出扭矩的过程中，避免频繁调整喷油量对发动机造成的影响。当然，由于发动机类型较多，不同类型的发动机的转速与喷油量存在线性或非线性关系，预设比例函数还可以设置为线性增大函数或非线性增大函数，能够控制发动机的喷油量随转速增大而持续增大即可，从而确保发动机稳定快速提高转速。
26.步骤s130，实时获取发动机运行时的运行参数，根据运行参数计算发动机的实际输出扭矩。
27.在发动机启动运行后，实时获取发动机的实际输出扭矩。具体地，实时采集发动机的运行功率、转速、冷却水温等相关参数，并计算出发动机的实际输出扭矩。
28.步骤s140，根据第一目标扭矩值和实际输出扭矩确定扭矩补偿量，并根据扭矩补偿量控制bsg电机进行扭矩补偿。
29.由于发动机自身结构的特点，使得发动机启动后自身加载扭矩较慢，步骤s120又
减少了喷油量，因此，为了快速达到发动机启动指令对应的第一目标扭矩，满足整车控制器下发发动机启动指令所对应任务的扭矩需求，本发明实施例控制bsg电机进行扭矩补偿。混合动力汽车中通常会设置有bsg电机，位于发动机前端，通过皮带传动的方式与发动机相连，用于辅助发动机启停及调控发动机转速等。由于bsg电机具备扭矩加载较快的特点，利用bsg电机在发动机加载扭矩的过程中进行扭矩补偿，可以快速提升发动机所提供扭矩，满足车辆动力需求；并且，由于皮带的柔性连接可以在传递动力过程中不产生振动，还有助于提高车辆平顺性。
30.具体地，获取第一目标扭矩值与发动机实际输出扭矩的差值作为扭矩补偿量，并相应地控制bsg电机对发动机进行扭矩补偿。在实际应用中，发动机启动和bsg电机提供扭矩补偿同时进行，由于扭矩补偿量是随发动机转速增加而逐渐减小的，而bsg电机输出的扭矩补偿是在开始提供扭矩补偿后需要逐渐增大（可增大至最大补偿限值或扭矩补偿量），因此，考虑到混合动力汽车的操作延时性，可适当减小bsg电机输出扭矩补偿的增大，使bsg电机提供的扭矩补偿在设定时间段内增大至扭矩补偿量，以避免在发动机启动时由于bsg电机快速转动带动发动机转速增大过快引起冲击振动。
31.可选地，在发动机转速增加至第一目标扭矩值对应的目标转速值时，控制发动机保持目标转速值稳定运行。其中，若第一目标扭矩值大于预设扭矩阈值，则在发动机转速增加至第一目标扭矩值对应的目标转速值时，控制bsg电机持续进行扭矩补偿，并控制发动机的喷油量不再增大；若第一目标扭矩值小于或等于预设扭矩阈值，则在发动机转速增加至第一目标扭矩值对应的目标转速值时，控制bsg电机的扭矩补偿量逐渐减小，并控制发动机的喷油量增大。也即，若目标转速值较大，例如，混合动力汽车需要高速行驶时，由bsg电机提供较多扭矩补偿和发动机喷油共同维持发动机高速转动，避免由发动机喷油量较大引起发动机冲击振动。若目标转速值较小，例如，动力电池需要进行充电时，可由bsg电机提供较少扭矩补偿和发动机直接喷油维持发动机转动。
32.可选地，获取发动机控制指令，发动机控制指令携带有发动机的第二目标扭矩值；根据预设比例函数以及第二目标扭矩值与实际输出扭矩确定发动机升扭过程或降扭过程的喷油量，并相应地控制发动机运行；根据第二目标扭矩值和实际输出扭矩确定扭矩补偿量，并根据扭矩补偿量控制bsg电机进行扭矩补偿。在混合动力汽车行驶过程中，整车控制器会响应于驾驶员的操作发出发动机控制指令；在接收到该控制指令时，对比其携带的第二目标扭矩值与发动机实际输出扭矩，若第二目标扭矩值大于实际输出扭矩，则发动机需要进行升扭，控制发动机喷油量逐渐增加；若第二目标扭矩值小于实际输出扭矩，则发动机需要降扭，控制发动机喷油量逐渐减少；在升扭或降扭过程中，可根据实际输出扭矩的增减相应调整bsg电机的扭矩补偿量，并持续控制bsg进行扭矩补偿。
33.可选地，获取发动机停机指令，控制发动机的喷油量按照预设阶段函数减小，并控制bsg电机逐渐减小补偿扭矩。由于发动机停机时如果直接停止喷油或直接撤去bsg电机的补偿扭矩，均会引起发动机冲击振动，因此，可在接收到发动机停机指令后，控制发动机喷油量逐渐减小，例如阶段性减小，在一定时间段内停止喷油，使发动机停机；在次过程中，同时控制bsg电机逐渐减小补偿扭矩。进一步地，可使bsg电机快速减小补偿扭矩，并在bsg电机停止扭矩补偿时，通过bsg进行扭矩回收来加快发动机停止转动，从而在保证发动机停机过程的持续时间不过加长的情况下，降低发动机停机振动及噪音。如果在发动机转速减小
至零过程中未收到发动机控制指令，则控制发动机停机。
34.本发明实施例的混合动力汽车发动机控制方法，一方面通过在接收到发动机启动指令控制发动机启动过程中，控制发动机喷油量随转速增加而逐渐增大，相对减少了发动机喷油量，使得发动机转速稳定增大，从而避免直接大量喷油来快速提升扭矩造成的冲击振动；另一方面通过实时获取发动机实际输出扭矩，根据目标扭矩值确定所需的扭矩补偿量，并控制bsg电机进行扭矩补偿来满足车辆的扭矩需求，从而在使混合动力汽车稳定运行的情况下，降低发动机产生的振动和噪音，提高混合动力汽车的nvh性能。
35.实施例二参照图2，示出了根据本发明实施例的一种混合动力汽车发动机控制装置的结构示意图。
36.本发明实施例的一种混合动力汽车发动机控制装置包括启动控制模块210和补偿控制模块220；其中，启动控制模块210用于获取发动机启动指令，发动机启动指令携带有发动机的第一目标扭矩值和第一目标转速值；以及，根据第一目标扭矩值与预设比例函数确定发动机升扭过程对应的喷油量，并相应地控制发动机启动运行；其中，预设比例函数使喷油量随发动机转速的增加而增大。补偿控制模块220用于实时获取发动机运行时的运行参数，根据运行参数计算发动机的实际输出扭矩；以及，根据第二目标扭矩值和实际输出扭矩确定扭矩补偿量，并根据扭矩补偿量控制bsg电机进行补偿扭矩。
37.可选地，预设比例函数为阶段性增大函数。
38.可选地，运行参数包括发动机的转速、运行功率和冷却水温。
39.可选地，启动控制模块210还用于在发动机转速增加至第一目标扭矩值对应的目标转速值时，控制发动机保持目标转速值稳定运行。
40.可选地，启动控制模块210还用于获取发动机控制指令，发动机控制指令携带有发动机的第二目标扭矩值；根据预设比例函数以及第二目标扭矩值与实际输出扭矩确定发动机升扭过程或降扭过程的喷油量，并相应地控制发动机运行；根据第二目标扭矩值和实际输出扭矩确定扭矩补偿量，并根据扭矩补偿量控制bsg电机进行扭矩补偿。
41.可选地，混合动力汽车发动机控制装置还包括停机控制模块230，用于获取发动机停机指令，控制发动机的喷油量按照预设阶段函数减小，并控制bsg电机逐渐减小补偿扭矩。
42.可选地，停机控制模块230还用于如果在发动机转速减小至零过程中未收到发动机控制指令，则控制发动机停机。
43.此外，本发明实施例还提供一种混合动力汽车控制系统，用于执行上述实施例一的混合动力汽车发动机控制方法，或者，包括上述实施例二的混合动力汽车发动机控制装置。
44.在实际的应用场景中，本发明实施例的混合动力汽车发动机控制装置和混合动力汽车控制系统还可以包括其他部件或模块，以实现实际安装、应用及其他功能。以及，还可以通过对现有混合动力汽车进行改进来实现，例如，在整车控制器中增加相应的控制模块或对改写现有控制模块的控制程序；再例如，将混合动力汽车中的bsg电机更换为能够提供较大扭矩补偿的bsg电机。
45.本实施例的混合动力汽车发动机控制装置和混合动力汽车控制系统，可用于实现
前述实施例一中相应的混合动力汽车发动机控制方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
46.需要指出，根据实施的需要，可将本发明实施例中描述的各个部件/步骤拆分为更多部件/步骤，也可将两个或多个部件/步骤或者部件/步骤的部分操作组合成新的部件/步骤，以实现本发明实施例的目的。
47.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。