涡轮增压发动机扭矩补偿方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种涡轮增压发动机扭矩补偿方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]目前，涡轮增压发动机在车辆领域得到广泛应用。涡轮增压发动机本质上是在发动机上增设涡轮增压器。涡轮增压器实际上是一个压气机，通过压缩新鲜空气来增加单位时间内的发动机进气量。工作过程为:涡轮增压器利用发动机排出的废气的惯性冲力来推动涡轮高速旋转，涡轮再带动同轴刚性连接的叶轮，叶轮高速旋转压送经空气滤清器管道来的新鲜空气，增压后进入气缸；发动机转速增高，涡轮转速也随之同步增快，叶轮压缩更多的空气进入气缸，进入气缸的高压高密度空气就可以燃烧更多的燃料，发动机相应增加供油量并调整发动机点火时刻以增加发动机的输出功率。可以看出，涡轮增压器可以有效地提高了发动机升功率，改善了发动机的动力性能和加速性能，在发动机不增加排量的情况下，通过增加进气压力和密度，同时发动机燃油系统配合增加喷油，从而来提高发动机的最大功率和扭矩，加装了涡轮增压器后的发动机最大功率和扭矩要增大40%左右；相反，在相同的功率和扭矩输出的情况下，可以有效地减小发动机的缸径，缩小发动机的体积和重量，实现轻量化并可以适当减小发动机排量。
[0003]但由于涡轮的旋转要靠发动机排出的废气驱动，发动机低转速时，排气的流速不够，此时涡轮的转速不够，起不到增压的作用，反而会阻碍发动机废气的排出，导致排气不畅，因此，低速时汽车的加速性能不良；此外，由于叶轮存在惯性，因此实际工作中存在油门反应和实际车速不同步的现象，特别是急加速或急减速的时候，要求发动机快速增加或减少输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉，存在涡轮反应迟滞现象。而低速加速性能不佳和涡轮反应迟滞严重影响车辆的动力性和驾驶性。目前解决上述问题的方法主要有两种:一种是采取可变进气管路截面或可变涡轮角度、配合机械增压使用达到双增压；另一种是减小涡轮尺寸及使用轻量化高强度的材料来减小涡轮的转动惯量来减小涡轮的迟滞现象，但受废弃涡轮增压器工作原理的制约，通过上述两种方法解决增压汽油机低速动力不足和急加速迟滞的效果不够理想。
【发明内容】
[0004]鉴于此，本发明提出了一种涡轮增压发动机扭矩补偿方法、装置及系统，旨在解决增压汽油机低速动力不足的问题。
[0005]一个方面，本发明提出了一种涡轮增压发动机扭矩补偿方法，该方法包括如下步骤:判断车辆当前时刻的工作状态；当车辆当前时刻的工作状态处于加速状态时，查询车辆的加速目标曲线，确定车辆当前时刻的目标加速度，并根据所述目标加速度确定车辆当前时刻的需求扭矩；当发动机输出扭矩小于当前时刻的需求扭矩、以及电池荷电状态大于驱动荷电状态阈值时，启动已预先与发动机同轴连接的电机以补偿发动机扭矩；所述电池为电机提供电源。
[0006]进一步地，上述涡轮增压发动机扭矩补偿方法还包括如下步骤:获取车辆的实际加速度；当车辆实际加速度与对应时刻的目标加速度的差值小于预设阈值时，关闭电机。
[0007]进一步地，上述涡轮增压发动机扭矩补偿方法中，所述加速状态为起步加速状态，对应地，所述的加速度为起步加速度，所述的加速目标曲线为起步加速目标曲线，所述目标加速度为目标起步角速度，所述需求扭矩为起步需求扭矩。
[0008]进一步地，上述涡轮增压发动机扭矩补偿方法中，所述加速状态为超车加速状态，对应地，所述的加速度为超车加速度，所述的加速目标曲线为超车加速目标曲线，所述目标加速度为目标超车角速度，所述需求扭矩为超车需求扭矩。
[0009]进一步地，上述涡轮增压发动机扭矩补偿方法中，判断所述加速状态为起步加速状态的方法包括如下步骤:获取所述车辆的发动机转速；当所述发动机转速小于第一预设值时，确定所述车辆处于起步加速状态。
[0010]进一步地，上述涡轮增压发动机扭矩补偿方法中，判断所述加速状态为超车加速状态的方法包括如下步骤:获取所述车辆的发动机转速、油门踏板开度和踏板速度；当所述发动机转速大于第一预设值、所述油门踏板开度大于第二预设值、以及所述踏板速度大于第三预设值时，确定所述车辆处于超车加速状态。
[0011]与现有技术中通过改善涡轮增压器的特性来改善车辆的加速性能相比，本发明跳出动力总成的范畴，不改变现有的涡轮增压器，而是通过增设电机，通过电机对发动机的扭矩进行补偿，以解决车辆超速时动力不足的问题；本发明通过将电机和传统发动机相结合，直接利用电机响应速度快的优点，从根本上解决了增压汽油机超车加速阶段的响应迟滞的问题，大大地提高了车辆的动力性和驾驶性。
[0012]另一方面，本发明还提出了一种涡轮增压发动机扭矩补偿装置，该装置包括:判断模块，用于判断车辆当前时刻的工作状态；启动模块，用于当车辆当前时刻的工作状态处于加速状态时，查询车辆的加速目标曲线，确定车辆当前时刻的目标加速度，并根据所述目标加速度确定车辆当前时刻的需求扭矩；当发动机输出扭矩小于当前时刻的需求扭矩、以及电池荷电状态大于驱动荷电状态阈值时，启动电机以补偿发动机扭矩。
[0013]进一步地，上述涡轮增压发动机扭矩补偿装置还包括:获取模块，用于获取车辆的实际加速度；操作模块，用于当车辆实际加速度与对应时刻的目标加速度的差值小于预设阈值时，关闭电机。
[0014]本发明通过将电机和传统发动机相结合，直接利用电机响应速度快的优点，从根本上解决了增压汽油机超车加速阶段的响应迟滞的问题，大大地提高了车辆的动力性和驾驶性。
[0015]又一方面，本发明还提出了一种涡轮增压发动机扭矩补偿系统，该系统包括:电机、传动机构、电池和控制器；其中，所述电机通过所述传动机构与发动机同轴连接；所述电池与所述电机相连接；所述控制器与所述电机相连接；所述控制器用于车辆处于起步加速状态时，当发动机输出扭矩小于当前时刻的起步需求扭矩时，启动电机以补偿发动机扭矩；或者，所述控制器用于车辆处于超车加速状态时，当发动机输出扭矩小于当前时刻的超车需求扭矩时，启动电机以补偿发动机扭矩。
[0016]进一步地，上述涡轮增压发动机扭矩补偿系统中，传动机构为皮带或齿轮系。
[0017]本发明通过将电机和传统发动机相结合，直接利用电机响应速度快的优点，从根本上解决了增压汽油机超车加速阶段的响应迟滞的问题，大大地提高了车辆的动力性和驾驶性。
【附图说明】
[0018]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0019]图1为本发明实施例一提供的涡轮增压发动机扭矩补偿方法流程图；
[0020]图2为本发明实施例一提供的涡轮增压发动机扭矩补偿方