[发明专利]基于规则曲线补偿控制法的发动机扭矩波动补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，具体地指一种基于规则曲线补偿控制法的发动机扭矩波动补偿方法。

背景技术

全球能源与环境的严峻形势、特别是国际金融危机对汽车产业的巨大冲击，推动世界各国加快交通能源战略转型，以混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的新能源汽车成为未来汽车发展的重要方向。

由于电动汽车在当前面临着续驶里程短、电池价格贵、基础设施不完善等困难，需要相当一段时间的努力才可能逐步解决；而混合动力汽车在现阶段具备更好的产业化条件，混合动力汽车对我国汽车产业发展具有十分重要意义。这就意味着在相当长的一段时期内，新能源汽车动力总成由较低功率的发动机和电机驱动装置构成。

传统发动机在一个工作循环内的扭矩波动较大，以目前家用紧凑型轿车最常用的四缸发动机为例，如图一所示发动机一圈（360度）的近似扭矩波形曲线，平均扭矩为150Nm，但扭矩变换从530N变化到-110Nm，扭矩波动较大，造成较大的振动、噪声，且影响系统效率。这个缺陷在单纯采用发动机作为动力总成的传统汽车上，是难以完全克服的。而传统ISG（Integrated Starter and Generator，汽车起动发电一体机）系统扭矩控制采用的是输出扭矩跟随指令扭矩的方式，在一个发动机周期内，ISG系统的输出扭矩近似为一条直线，这种控制方式对传统发动机的上述缺陷无任何改善，且因为电机系统自己本身的振动、噪声，使得装有ISG系统的混合动力汽车动力系统振动和噪声还要高于传统汽车动力系统的振动和噪声。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种基于规则曲线补偿控制法的发动机扭矩波动补偿方法，该方法能对发动机扭矩波动进行抑制和补偿，从而降低混合动力汽车动力总成系统的振动和噪声，进而提高动力总成系统效率。

为实现此目的，本发明所设计的基于规则曲线补偿控制法的发动机扭矩波动补偿方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：整车控制单元向ISG系统发出整车扭矩控制指令，使ISG系统输出整车对ISG系统的需求扭矩Te^*；

步骤2：ISG系统根据ISG系统内电机转子的当前位置，按照如下公式得到当前位置的发动机补偿扭矩Te₁；

Te₁(θ)=-Te(n)_max·sin(θ)

其中：Te₁(θ)为发动机补偿扭矩，Te(n)_max为ISG系统电动状态最大扭矩，n为当前ISG系统电机转速，θ为ISG系统的电机位置角度；

步骤3：当前位置的发动机补偿扭矩Te₁结合整车对ISG系统的需求扭矩Te^*，得到合成扭矩Te₂，即：Te₂=Te^*+Te₁；

步骤4：在ISG系统内判断合成扭矩Te₂是否超过ISG系统电动状态最大扭矩Te(n)_Max；

步骤5：如果Te₂>Te(n)_Max，则控制ISG系统实际输出扭矩Te₃为Te₃=Te(n)_Max；

步骤6：如果Te₂≤Te(n)_Max，为保证ISG系统安全工作，合成扭矩Te₂的幅度应不超过ISG系统的发电外特性曲线，此时，判断合成扭矩Te₂是否小于ISG系统发电状态最小扭矩Te(n)_Min；

步骤7：如果Te₂<Te(n)_Min，则ISG系统实际输出扭矩Te₃为：Te₃=Te(n)_Min。

步骤8：如果Te₂≥Te(n)_Min，此时合成扭矩Te₂的幅度在ISG系统扭矩输出能力范围内，ISG系统直接输出该扭矩Te₂，即ISG系统实际输出扭矩Te₃=Te₂。

所述ISG系统的扭矩变化速率至少大于发动机扭矩变化速率的两倍。

所述步骤2的Te(n)_max为