一种发动机扭矩脉动抵消方法和混合动力系统与流程

本发明属于动力控制，特别涉及一种发动机扭矩脉动抵消方法和混合动力系统。

背景技术：

1、车辆动力系统中同时包含发动机和电机的混合动力技术，兼具化石能源高能量密度、燃料便于补充，以及电动汽车高能量效率、低排放等优点，近年来，越来越受到研究界重视与消费者的青睐。

2、混合动力系统中的发动机通过各缸点火产生动力，在点火过程中会产生冲击载荷，容易导致发动机曲柄连杆末端对外输出扭矩的脉动幅度数倍于其平均载荷，引起零部件疲劳和振动噪声问题。为了抑制发动机的扭矩脉动，提高混合动力汽车乘坐的舒适性，一些学者和新能源企业深入研究，分别提出了不同的脉动抑制控制方法。

3、例如，在先专利cn202110186641.0提出了一种抑制发动机扭矩脉动的方法，通过高频调整电机瞬时扭矩，来抵消发动机瞬时扭矩波动，其虽然能够有效降低混合动力系统转速波动和振动，但是在车辆使用若干年后，可能出现发动机缸体积碳、火花塞老化等现象，导致发动机输出特性发生变化。此时，该发动机扭矩脉动抑制方法虽仍能可以起到降低转速波动和振动的作用，但无法发挥最佳控制效果。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明公开了一种发动机扭矩脉动抵消方法和混合动力系统，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明一方面公开一种发动机扭矩脉动抵消方法，所述方法用于混合动力系统，包括：

4、获取各工况下发动机扭矩脉动随曲柄连杆转角变化的脉动函数；

5、构建抵消扭矩随所述曲柄连杆转角变化的扭振抵消函数，并向所述扭振抵消函数中添加控制参数，以优化所述扭振抵消函数，使所述抵消扭矩与所述发动机扭矩脉动之和在整个曲柄连杆转角角度域内，等于0或接近于0；

6、获取所述混合动力系统的状态数据，所述状态数据包括系统转速，根据所述状态数据修正所述控制参数；

7、在发动机和电机运行时，获取所述曲柄连杆转角，根据所述扭振抵消函数，计算出所需的抵消扭矩，并根据所需的抵消扭矩确定所述电机对应的抵消扭矩指令，将所述抵消扭矩指令叠加到所述电机正常工作时的输出控制上。

8、进一步地，所述控制参数包括：

9、所述曲柄连杆转角的相位提前量、所述扭振抵消函数进行放缩变化的放缩量和所述扭振抵消函数进行平移变化的平移量中的一种或多种。

10、进一步地，所述控制参数包括所述扭振抵消函数进行平移变化的平移量时，所述根据所述状态数据修正所述控制参数包括：

11、根据所述系统转速计算出系统平均转速，将所述系统平均转速和所述电机的控制指令转速进行比较，根据比较结果调整所述平移量。

12、进一步地，所述根据比较结果调整所述平移量具体为：

13、若所述系统平均转速高于所述电机的控制指令转速时，缩小所述平移量，直至所述系统平均转速与所述电机的控制指令转速一致；若所述系统平均转速低于所述电机的控制指令转速时，增大所述平移量，直至所述系统平均转速与所述电机的控制指令转速一致。

14、进一步地，所述控制参数包括所述曲柄连杆转角的相位提前量和所述扭振抵消函数进行放缩变化的放缩量时，所述根据所述状态数据修正所述控制参数包括：

15、根据所述系统转速计算出转速波动量，将所述转速波动量和所述混合动力系统的初始转速波动量进行对比，根据比较结果调整所述相位提前量和所述放缩量。

16、进一步地，所述根据比较结果调整所述相位提前量和所述放缩量具体为：

17、若所述转速波动量与所述初始转速波动量的差值大于阀值波动量时，采用自适应控制逻辑调整所述相位提前量和所述放缩量，使所述转速波动量取得最小值，并将所述转速波动量赋值给所述初始转速波动量；若所述转速波动量与所述初始转速波动量的差值不大于阀值波动量时，不调整所述相位提前量和所述放缩量。

18、进一步地，所述控制参数包括所述扭振抵消函数进行放缩变化的放缩量时，所述发动机扭矩脉动抵消方法还包括：

19、根据实际减振需求，设定不同工况下扭振抵消的施加幅度上限。

20、进一步地，所述根据实际减振需求，设定不同工况下扭振抵消的施加幅度上限具体为：

21、若所述混合动力系统的转速波动轻微，引起的振动不影响乘坐舒适性时，则设定较小的扭振抵消施加幅值上限；若所述混合动力系统的转速波动剧烈，则设定较大的扭振抵消施加幅值上限。

22、进一步地，还包括：

23、通过试验标定或仿真计算获取所述控制参数在各工况下的寻优结果，将所述寻优结果制成表格；在所述发动机和所述电机运行时，根据获取的实际工况，在所述表格中查找出对应的所述控制参数，动态更新所述控制参数。

24、本发明另一方面公开一种混合动力系统，所述混合动力系统包括发动机和电机，并执行上述所述的发动机扭矩脉动抵消方法。

25、本发明的优点及有益效果是：

26、本发明的发动机扭矩脉动抵消方法中，通过向扭振抵消函数中添加控制参数，来优化扭振抵消函数，使电机根据扭振抵消函数实际输出的抵消扭矩更接近发动机扭矩脉动，进而使发动机脉动抵消效果更好；并且，根据混合动力系统的状态数据来修正控制参数，能够实现脉动抵消的反馈调节，使该发动机扭矩脉动抵消方法在车辆整个生命周期中均能够发挥最佳的降低混合动力系统转速波动和振动的效果。

技术特征：

1.一种发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，所述方法用于混合动力系统，包括：

2.根据权利要求1所述的发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，所述控制参数包括：

3.根据权利要求2所述的发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，所述控制参数包括所述扭振抵消函数进行平移变化的平移量时，所述根据所述状态数据修正所述控制参数包括：

4.根据权利要求3所述的发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，所述根据比较结果调整所述平移量具体为：

5.根据权利要求2所述的发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，所述控制参数包括所述曲柄连杆转角的相位提前量和所述扭振抵消函数进行放缩变化的放缩量时，所述根据所述状态数据修正所述控制参数包括：

6.根据权利要求5所述的发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，所述根据比较结果调整所述相位提前量和所述放缩量具体为：

7.根据权利要求2所述的发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，所述控制参数包括所述扭振抵消函数进行放缩变化的放缩量时，所述发动机扭矩脉动抵消方法还包括：

8.根据权利要求7所述的发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，所述根据实际减振需求，设定不同工况下扭振抵消的施加幅度上限具体为：

9.根据权利要求1～8中任一项所述的发动机扭矩脉动抵消方法，其特征在于，还包括：

10.一种混合动力系统，其特征在于，所述混合动力系统包括发动机和电机，并执行权利要求1～9中任一项所述的发动机扭矩脉动抵消方法。

技术总结
本发明公开一种发动机扭矩脉动抵消方法和混合动力系统；该方法用于混合动力系统，包括：获取发动机扭矩脉动随曲柄连杆转角变化的脉动函数；构建抵消扭矩随曲柄连杆转角变化的扭振抵消函数，并向扭振抵消函数中添加控制参数以优化扭振抵消函数，使抵消扭矩与发动机扭矩脉动之和等于0或接近于0；获取混合动力系统的状态数据，根据状态数据修正控制参数；在发动机和电机运行时，根据扭振抵消函数确定电机对应的抵消扭矩指令，将抵消扭矩指令叠加到电机正常工作时的输出控制上。本发明能够实现脉动抵消的反馈调节，形成闭环控制逻辑，使发动机扭矩脉动抵消在车辆整个生命周期中均能够发挥最佳的降低混合动力系统转速波动和振动的效果。

技术研发人员：琚龙玉,余平,杨福源,王润娜,邢伟
受保护的技术使用者：精进电动科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17