CN118288968A - 一种混合动力车辆的扭矩补偿方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力车辆的扭矩补偿方法和装置，涉及混合动力车辆驱动控制的技术领域。补偿方法通过获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及气缸总压力对应的工况数据，根据气缸总压力和工况数据，构建发动机的扭矩脉动表，根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩，根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行。该扭矩补偿方法通过气缸总压力关联发动机高频变化的脉动扭矩，准确表征了不同工况下脉动扭矩的变化特点，构建出扭矩脉动表，并在混合动力车辆的行驶过程中针对性的实施扭矩补偿，进而提高了混合动力车辆动力输出的平顺性。

Description

一种混合动力车辆的扭矩补偿方法和装置

技术领域

本发明涉及混合动力车辆驱动控制的技术领域，尤其涉及一种混合动力车辆的扭矩补偿方法和装置。

背景技术

双碳背景下，混合动力车型逐渐成为主流趋势，纯电和燃油得到有效利用。发动机在一个循环的不同行程内汽缸内压力变化剧烈，导致输出扭矩出现脉动现象，传统方式是通过飞轮来使发动机输出扭矩平滑，减轻输出扭矩的脉动现象。随着混合动力车辆中发电机的运用，取消飞轮的混动方案在成本控制和降低整车质量方面展现出了极大的优势，与此同时取消飞轮也导致了较大的扭矩脉动，影响整车的NVH(Noise、Vibration、Harshmness，噪声、振动、声振粗糙度)性能，引发乘客的抱怨。

因此，如何提高混合动力车辆动力输出的平顺性，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供的一种混合动力车辆的扭矩补偿方法和装置，提高了混合动力车辆动力输出的平顺性。

本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种混合动力车辆的扭矩补偿方法，方法包括：

获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及气缸总压力所对应的工况数据；

根据气缸总压力和工况数据，确定发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，其中，扭矩脉动曲线为发动机的实际输出扭矩大于预设扭矩容差的周期变化曲线；

根据工况数据和扭矩脉动曲线之间的第一对应关系，构建发动机的扭矩脉动表；

根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩；

根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行，以对混合动力车辆进行扭矩补偿。

在一种可选的实施例中，工况数据包括发动机的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角；根据气缸总压力和工况数据，确定发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，包括：

根据运行转速、节气门开度和点火角，在预设的标定表中确定不同工况下的曲线频率、曲线相位和曲线幅值；

根据公式建立不同工况下气缸总压力P与曲轴转角δ之间关系曲线，其中，A为曲线幅值，f为曲线频率，为曲线相位；

根据关系曲线和第二对应关系，确定扭矩脉动曲线，其中，第二对应关系为气缸总压力随实际输出扭矩之间的线性变化关系。

在一种可选的实施例中，根据运行转速、节气门开度和点火角，在预设的标定表中确定不同工况下的曲线频率、曲线相位和曲线幅值之前，方法还包括：

获取发动机在多个预设工况下气缸总压力随曲轴转角变化的关系曲线；

在关系曲线中截取每个预设工况至少一个变化周期的工况曲线段；

根据工况曲线段的曲线频率、曲线相位和曲线振幅，构建每个预设工况的标定表，其中，标定表包括频率标定表、相位标定表和振幅标定表。

在一种可选的实施例中，工况数据包括曲轴转角；获取发动机在不同工况进行台架测试的曲轴转角，包括：

获取发动机与发电机之间的零位偏差角，以及不同工况进行台架测试的初始转角，其中，零位偏差角为发动机的曲轴零位与发电机的电机零位之间的偏差角；

根据零位偏差角和每种工况的初始转角的角度之和，获得每种工况的曲轴转角。

在一种可选的实施例中，根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩，包括：

根据当前工况的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角，在扭矩脉动表中确定发动机的实际输出扭矩；

当T＞T_{t arg et}+ΔT1时，根据公式T_G1＝T_{t arg et}+ΔT1-T，获得发电模式的第一补偿扭矩T_G1，其中，T为实际输出扭矩，ΔT1为预设扭矩容差的上限值，T_{t arg et}为发动机的目标输出扭矩；

当T＜T_{t arg et}-ΔT2时，根据公式T_G2＝T_{t arg et}-ΔT2-T，获得助力模式的第二补偿扭矩T_G2，其中，ΔT2为预设扭矩容差的下限值。

在一种可选的实施例中，在扭矩脉动表中确定发动机的实际输出扭矩之后，方法还包括：

获取发动机的摩擦损失扭矩和泵气损失扭矩；

根据公式

T＝T₀-T₁-T₂，

获得更新的实际输出扭矩T，其中，T₀为初始的实际输出扭矩，T₁为所述摩擦损失扭矩，T₂为所述泵气损失扭矩。

在一种可选的实施例中，根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行之后，方法还包括：

当发动机在当前工况的扭矩波动大于波动阈值时，将当前工况的运行转速、节气门开度、点火角输入预设的参数修正模型；

根据参数修正模型的输出结果，确定扭矩补偿的比例系数和积分系数；

根据比例系数和积分系数，更新发电机在发电模式的第一补偿扭矩和助力模式的第二补偿扭矩。

第二方面，本发明实施例还提供了一种混合动力车辆的扭矩补偿装置，装置包括：

获取模块，用于获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及气缸总压力所对应的工况数据；

第一确定模块，用于根据气缸总压力和工况数据，确定发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，其中，扭矩脉动曲线为发动机的实际输出扭矩大于预设扭矩容差的周期变化曲线；

构建模块，用于根据工况数据和扭矩脉动曲线之间的第一对应关系，构建发动机的扭矩脉动表；

第二确定模块，用于根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩；

控制模块，用于根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行，以对混合动力车辆进行扭矩补偿。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器耦接到处理器，存储器存储指令，当指令由处理器执行时使电子设备执行第一方面中任一项方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项方法的步骤。

本发明的一种混合动力车辆的扭矩补偿方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：

本发明的扭矩补偿方法通过获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及气缸总压力所对应的工况数据，根据气缸总压力和工况数据，确定发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，由于扭矩脉动曲线表征了发动机的实际输出扭矩大于预设扭矩容差的周期变化特征，根据工况数据和扭矩脉动曲线之间的第一对应关系，构建发动机的扭矩脉动表，根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩，根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行，以对混合动力车辆进行扭矩补偿。该扭矩补偿方法通过气缸总压力关联发动机高频变化的脉动扭矩，准确表征了不同工况下脉动扭矩的变化特点，构建出扭矩脉动表，并在混合动力车辆的行驶过程中针对性的实施扭矩补偿，相较于传统脉动扭矩的均值补偿更准确，进而提高了混合动力车辆动力输出的平顺性。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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说明书的一些实施例，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混合动力车辆的扭矩补偿方法的流程图；

图2-1为本发明实施例提供的发动机的缸压曲线图一；

图2-2为本发明实施例提供的发动机的缸压曲线图二；

图2-3为本发明实施例提供的发动机的缸压曲线图三；

图2-4为本发明实施例提供的发动机的缸压曲线图四；

图3-1为本发明实施例提供的扭矩脉动曲线的示意图一；

图3-2为本发明实施例提供的扭矩脉动曲线的示意图二；

图4为本发明实施例提供的混合动力车辆的扭矩补偿方法的控制方案图；

图5为本发明实施例提供的混合动力车辆的扭矩补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

发动机的扭矩脉动是发动机在运行过程中，输出扭矩在一定周期内产生的波动或变化。这种扭矩脉动可能是由于多种因素引起的，例如气缸内燃烧不均匀、发动机部件的制造误差、运转过程中的振动等。由于发动机的运行转速较高，每个运行周期涉及吸气、压缩、做工和排气冲程，对于该种高频变化的扭矩脉动，传统测量方法不能实现扭矩脉动的准确测量。特别针对混合动力车辆，由于取消了飞轮，不能通过飞轮惯性实现发动机输出扭矩的平滑过渡，因而造成发动机动力输出的平顺性较差，下面本发明实施例将具体阐述如何实施准确的扭矩补偿。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种混合动力车辆的扭矩补偿方法，可以应用于整车控制器(ECU，Engine Control Unit)实施扭矩补偿，也可以应用于发电机的控制终端实施扭矩补偿，例如将电机控制器和发动机控制器相融合的混动多合一控制器，采用同一控制器，将MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)芯片、驱动芯片等进行融合，实现能量管理分配、扭矩分配、转速计算，实现电机转速和发动机转速的共用，能够运行该方法即可。补偿方法包括：

S11、获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及气缸总压力所对应的工况数据。

具体的，混合动力车辆上安装有发动机、发电机和驱动电机，发动机和发电机按预设速比连接，发电机可以通过发动机的输出扭矩实施发电，发电机也可以对外输出扭矩实施助力。发动机在台架上实施不同工况的测试时，可以基于混合动力车辆的安装结构实施安装测试，通过各缸的缸压数据累加得出气缸总压力。请参阅图2-1至图2-4，附图为四缸发动机在不同工况下的缸压曲线，每条曲线为对应每个气缸的压力变化曲线，图中横坐标为气压值，纵坐标为曲轴转角，可以看出在不同工况下各缸的压力存在差异，因此基于气缸总压力可以更准确表征发动机工况与缸内压力的对应关系。工况数据可以根据实际需求确定，例如配置工况数据包括曲轴转角和油门开度，也可以还包括运行转速等数据，能够表征发动机在该工况下的运行特征即可。

在实际应用时，由于发动机安装于混合车辆上，发动机与发电机经同步器传动连接，因而发动机和发电机基于预设速比同步转动，可以取消发动机的曲轴位置传感器，通过发电机端部的旋变传感器确定发动机的曲轴转角，但发动机的曲轴零位与发电机的电机零位存在安装误差，直接采用电机零位确定曲轴转角将引起测量误差。基于此，在一种具体的实施方式中，工况数据包括曲轴转角；获取发动机在不同工况进行台架测试的曲轴转角，包括：

获取发动机与发电机之间的零位偏差角，以及不同工况进行台架测试的初始转角，其中，零位偏差角为发动机的曲轴零位与发电机的电机零位之间的偏差角。可以通过台架测试得出零位偏差角和初始转角，初始转角表征了发电机的旋变传感器测量得出的曲轴转角。

根据零位偏差角和每种工况的初始转角的角度之和，获得每种工况的曲轴转角。可以通过公式δ＝δ_init+Δδ，计算出曲轴转角δ，δ_init为初始转角，Δδ为零位偏差角。获取气缸总压力和对应的工况数据后进入步骤S12。

S12、根据气缸总压力和工况数据，确定发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，其中，扭矩脉动曲线为发动机的实际输出扭矩大于预设扭矩容差的周期变化曲线。

具体的，由于发动机是在不同工况下实施的台架测试，可以基于每个工况的气缸总压力和工况数据建立对应关系，表征出气缸总压力随工况数据的变化关系，发动机的输出扭矩与气缸总压力同样存在线性变化关系，因此可以建立出每种工况下工况数据随输出扭矩的变化关系，以得出不同工况的扭矩脉动曲线。需要说明的是，由于发动机的输出扭矩脉动呈高频变化，因而不能直接通过传感器等测量设备实施在线测量，现有技术是经设定周期测量的累计结果求得的平均值，存在较大误差。通过气缸总压力可以准确捕捉该高频变化特征，因而得出发动机在不同工况的扭矩脉动曲线。

示例性的，工况数据包括发动机的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角；根据气缸总压力和工况数据，确定发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，包括：

第一步，根据运行转速、节气门开度和点火角，在预设的标定表中确定不同工况下的曲线频率、曲线相位和曲线幅值。发动机的运行转速、节气门开度和点火角表征了其所处工况，为准确建立关系曲线，设定标定表查询曲线频率、曲线相位和曲线幅值。标定表可以是多张map图，每张map图表征发动机工况分别与曲线频率、曲线相位和曲线幅值的对照关系，通过运行转速、节气门开度和点火角分别查询出曲线频率、曲线相位和曲线幅值。

为得出准确的标定表，在实施曲线频率、曲线相位和曲线幅值的确定之前，基于标定实验构建多个标定表，方法具体包括：

获取发动机在多个预设工况下气缸总压力随曲轴转角变化的关系曲线。关系曲线可以设定为P＝P(δ)，预设工况可以是发动机运行的典型工况，例如急加速工况、高速工况、急减速工况等。在关系曲线中截取每个预设工况至少一个变化周期的工况曲线段；根据工况曲线段的曲线频率、曲线相位和曲线振幅，构建每个预设工况的标定表，其中，标定表包括频率标定表、相位标定表和振幅标定表。

具体的，对多个预设工况采样的缸压数据点进行频谱分析，保留前M个工况曲线段，M为大于1的自然数，得到拟合后的缸压函数，并计算各个成分的频率，相位，振幅等参数，填入3M张map标定表中。关系曲线表征为

P＝A₁ cos(2πf₁δ+φ₁)+A₂ cos(2πf₂δ+φ₂)+……+A_m cos(2πf_mδ+φ_m)

式中，P为气缸总压力，f_m为第m成分的频率，φ_m为第m成分的相位，A_m为第m成分的幅值，δ为发动机的曲轴转角。

对于未采样并计算的预设工况下的缸压数据拟合参数，通过对预设工况下的各个成分的频率，相位，振幅等参数进行插值算法确定非预设工况下不同发动机转速n，节气门开度σ，点火角δ_k下的缸压函数式中第m(1≤m≤M)成分频率、相位、振幅等参数，填入3M张map标定表中，节省非预设工况下的台架测试及标定时间。

f_m＝f_m1(n，σ，δ_K)

φ_m＝f_m2(n，σ，δ_K)

A_m＝f_m3(n，σ，δ_K)

式中，f_m为第m成分的频率，φ_m为第m成分的相位，A_m为第m成分的幅值，n为发动机的运行转速，σ为节气门开度，δ_k为点火角。据此得出频率标定表、相位标定表和振幅标定表，经各标定表得出曲线频率、曲线相位和曲线幅值后进入下一步。

第二步，根据公式，建立不同工况下气缸总压力P与曲轴转角δ之间关系曲线，其中，A为曲线幅值，f为曲线频率，为曲线相位。关系曲线同样可以表征为：

P＝f₁₃(n，σ，δ_K)cos(2πf₁₁(n，σ，δ_K)δ+f₁₂(n，σ，δ_K))+f₂₃(n，σ，δ_K)cos(2πf₂₁(n，σ，δ_K)δ+f₂₂(n，σ，δ_K))+……+f_m3(n，σ，δ_K)cos(2πf_m1(n，σ，δ_K)δ+f_m2(n，σ，δ_K))

式中P为气缸总压力，n为运行转速，σ为节气门开度，δ_k为点火角，δ为曲轴转角。

第三步，根据关系曲线和第二对应关系，确定扭矩脉动曲线，其中，第二对应关系为气缸总压力随实际输出扭矩之间的线性变化关系。关系曲线表征了不同工况下曲轴转角对应的气缸总压力，气缸总压力与发动机的实际输出扭矩存在线性变化关系。即气缸总压力越大实际输出扭矩越大；反之，气缸总压力越小实际输出扭矩越小，因此可以通过上述公式计算出发动机的实际输出扭矩，将所有的实际输出扭矩进行拟合计算得出扭矩脉动曲线。

请参阅图3-1，图3-1为扭矩脉动曲线的示意图，图中呈正弦波变化的曲线为扭矩脉动曲线，横坐标为曲轴转角，纵坐标为扭矩，扭矩T_target为发动机的目标输出扭矩，ΔT为预设扭矩容差，可以看出扭矩脉动曲线的谷峰和谷底均大于预设扭矩容差，图中示意的a点为实际输出扭矩达到脉动的最大值，基于混合动力车辆的动力输出平顺性要求，可以将脉动扭矩控制至b点，即预设扭矩容差的上限值。经扭矩脉动曲线可以得出实际输出扭矩的高频脉动特征，获得扭矩脉动曲线后进入步骤S13。

S13、根据工况数据和扭矩脉动曲线之间的第一对应关系，构建发动机的扭矩脉动表。

具体的，通过工况数据可以确定出发动机的运行工况，工况数据包括发动机的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角。通过扭矩脉动曲线可以确定对应工况的脉动扭矩，基于第一对应关系可以构建出不同工况数据对应脉动扭矩的扭矩脉动表，构建扭矩脉动表后进入步骤S14。

S14、根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩。

具体的，当前工况为混合动力车辆在行驶过程中发动机所处的运行工况，通过当前工况的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角，在扭矩脉动表可以确定出发动机的脉动扭矩，脉动扭矩为实际输出扭矩大于预设扭矩容差的扭矩，补偿扭矩是将脉动扭矩补偿至预设扭矩容差以内的扭矩。请继续参阅图3-1，图中呈三角波变化的曲线为补偿曲线，补偿曲线上的补偿扭矩T_G对应扭矩脉动曲线呈周期变化。

示例性的，根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩，包括：

第一步，根据当前工况的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角，在扭矩脉动表中确定发动机的实际输出扭矩。运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角可以通过混合动力车辆的CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线读取，在扭矩脉动表中确定工况数据对应的实际输出扭矩。

由于发动机在对外输出扭矩时存在活塞摩擦和泵气损失，经扭矩脉动表确定的实际输出扭矩存在一定误差。基于此，在一种具体的实施方式中，在扭矩脉动表中确定发动机的实际输出扭矩之后，方法还包括：

获取发动机的摩擦损失扭矩和泵气损失扭矩。可以根据发动机的对应性能参数或标定试验确定出摩擦损失扭矩和泵气损失扭矩。根据公式

T＝T₀-T₁-T₂，

获得更新的实际输出扭矩T，其中，T₀为初始的实际输出扭矩，T₁为所述摩擦损失扭矩，T₂为所述泵气损失扭矩，经上述公式更新后的实际输出扭矩更精准，获得发动机在当前工况的实际输出扭矩后进入下一步。

第二步，当T＞T_{t arg et}+ΔT1时，说明实际输出扭矩处于扭矩脉动曲线的波峰段，根据公式T_G1＝T_{t arg et}+ΔT1-T，获得发电模式的第一补偿扭矩T_G1，其中，T为实际输出扭矩，ΔT1为预设扭矩容差的上限值，T_{t arg et}为发动机的目标输出扭矩；当T＜T_{t arg et}-ΔT2时，说明实际输出扭矩处于扭矩脉动曲线的波谷段，根据公式T_G2＝T_{t arg et}-ΔT2-T，获得助力模式的第二补偿扭矩T_G2，其中，ΔT2为预设扭矩容差的下限值；当T_{t arg et}-ΔT2≤T≤T_{t arg et}+ΔT1时，说明实际输出扭矩处于预设扭矩容差内，T_G＝0，即不对混合动力车辆实施扭矩补偿，获得当前工况的补偿扭矩后进入步骤S15。

S15、根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行，以对混合动力车辆进行扭矩补偿。

具体的，请继续参阅图3-1，发动机的扭矩脉动呈周期变化，脉动扭矩与目标输出扭矩的扭矩差值可能是正扭矩，也可能是负扭矩。当扭矩差值为正值时，说明实际输出扭矩过大，控制发电机运行于发电模式，以减小实际输出扭矩；反之，当扭矩差值为负值时，说明实际输出扭矩过小，控制发电机运行于助力模式，以增大实际输出扭矩。实施扭矩补偿时，可以采用比例积分控制(或称PI控制)提高控制的平顺性。

通过公式

err(δ)＝T_target(δ)+T_G-T_real(δ)

计算出当前曲轴转角下的控制误差err(δ)，T_target(δ)为当前曲轴转角下的目标输出扭矩，T_G为补偿扭矩，T_real(δ)为当前曲轴转角下的实际输出扭矩，基于控制误差实施发电机的扭矩补偿控制。

在实际应用时，由于发动机处于失火工况等异常状态时，将产生较大的输出扭矩波动，若持续基于上述方式计算的补偿扭矩实施补偿，动力输出的平顺性同样不能得到提高。基于此，在一种具体的实施方式中，根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行之后，方法还包括：

当发动机在当前工况的扭矩波动大于波动阈值时，说明经补偿后仍存在较大的扭矩波动，则将当前工况的运行转速、节气门开度、点火角输入预设的参数修正模型，参数修正模型可以是PI控制模型，也可以是其他完成训练的模型。根据参数修正模型的输出结果，确定扭矩补偿的比例系数和积分系数；根据比例系数和积分系数，更新发电机在发电模式的第一补偿扭矩和助力模式的第二补偿扭矩。

请参阅图3-2，图3-2为扭矩波动大于波动阈值时扭矩脉动曲线的示意图。图中的曲线段c并没有呈现出波峰形态，说明曲轴转角在该区域时发动机的实际输出扭矩较小，可能因失火原因导致，为保障混合动力车辆的动力输出平顺，增大发电机在该区域的输出扭矩T_G。

参数修正模型基于时域的表征如下：

式中，T_{G_mod}为需调整的发电机补偿扭矩变化值，K_P和T_I为PI控制参数。参数修正模型基于频域的表征如下：

综合考虑发动机的运行转速n，节气门开度σ，点火角δ_k的影响，基于发动机工况参数对PI控制方法的参数进行修正：

发动机的标志位状态state_eng可直接采集。K_{P_misfire}和T_{I_misfire}为发动机扭矩波动(包括失火等工况)状态下的PI控制参数，K_{P_normal}和T_{I_normal}为发动机正常状态下的PI控制参数。

本发明实施例的扭矩补偿方法可以基于三个计算模块运行实施，请参阅图4，图4为扭矩补偿方法的控制方案图，包括缸压波形拟合模块、电机补偿扭矩补偿模块和双模式参数整定模块。通过缸压波形拟合模块计算不同工况数据与气缸总压力之间的对应关系；电机补偿扭矩计算模块实施补偿扭矩的计算；双模式参数整定模块实施正常的脉动扭矩补偿，以及扭矩波动大于波动阈值时的扭矩补偿。

基于与补偿方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种混合动力车辆的扭矩补偿装置，请参阅图5，图5为补偿装置的结构示意图，补偿装置包括：

获取模块501，用于获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及气缸总压力所对应的工况数据；

第一确定模块502，用于根据气缸总压力和工况数据，确定发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，其中，扭矩脉动曲线为发动机的实际输出扭矩大于预设扭矩容差的周期变化曲线；

构建模块503，用于根据工况数据和扭矩脉动曲线之间的第一对应关系，构建发动机的扭矩脉动表；

第二确定模块504，用于根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩；

控制模块505，用于根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行，以对混合动力车辆进行扭矩补偿。

在一种可选的实施例中，工况数据包括发动机的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角；第一确定模块包括：

第一确定子模块，用于根据运行转速、节气门开度和点火角，在预设的标定表中确定不同工况下的曲线频率、曲线相位和曲线幅值；

建立子模块，用于根据公式建立不同工况下气缸总压力P与曲轴转角δ之间关系曲线，其中，A为曲线幅值，f为曲线频率，为曲线相位;

第二确定子模块，用于根据关系曲线和第二对应关系，确定扭矩脉动曲线，其中，第二对应关系为气缸总压力随实际输出扭矩之间的线性变化关系。

在一种可选的实施例中，第一确定模块还包括：

第一获取子模块，用于获取发动机在多个预设工况下气缸总压力随曲轴转角变化的关系曲线；

截取子模块，用于在关系曲线中截取每个预设工况至少一个变化周期的工况曲线段；

建立子模块，用于根据工况曲线段的曲线频率、曲线相位和曲线振幅，构建每个预设工况的标定表，其中，标定表包括频率标定表、相位标定表和振幅标定表。

在一种可选的实施例中，工况数据包括曲轴转角；获取模块包括：

第二获取子模块，用于获取发动机与发电机之间的零位偏差角，以及不同工况进行台架测试的初始转角，其中，零位偏差角为发动机的曲轴零位与发电机的电机零位之间的偏差角；

第一获得子模块，用于根据零位偏差角和每种工况的初始转角的角度之和，获得每种工况的曲轴转角。

在一种可选的实施例中，第二确定模块包括：

第三确定子模块，用于根据当前工况的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角，在扭矩脉动表中确定发动机的实际输出扭矩；

第二获得子模块，用于在T＞T_{t arg et}+ΔT1时，根据公式T_G1＝T_{t arg et}+ΔT1-T，获得发电模式的第一补偿扭矩T_G1，其中，T为实际输出扭矩，ΔT1为预设扭矩容差的上限值，T_{t arg et}为发动机的目标输出扭矩；

第三获得子模块，用于在T＜T_{t arg et}-ΔT2时，根据公式T_G2＝T_{t arg et}-ΔT2-T，获得助力模式的第二补偿扭矩T_G2，其中，ΔT2为预设扭矩容差的下限值。

在一种可选的实施例中，第二确定模块包括：

第三获取子模块，用于获取发动机的摩擦损失扭矩和泵气损失扭矩；

第四获得子模块，用于根据公式

T＝T₀-T₁-T₂

获得更新的实际输出扭矩T，其中，T₀为初始的实际输出扭矩，T₁为所述摩擦损失扭矩，T₂为所述泵气损失扭矩。

在一种可选的实施例中，装置还包括：

输入模块，用于当发动机在当前工况的扭矩波动大于波动阈值时，将当前工况的运行转速、节气门开度、点火角输入预设的参数修正模型；

第三确定模块，用于根据参数修正模型的输出结果，确定扭矩补偿的比例系数和积分系数；

更新模块，用于根据比例系数和积分系数，更新发电机在发电模式的第一补偿扭矩和助力模式的第二补偿扭矩。

基于与补偿方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器耦接到处理器，存储器存储指令，当指令由处理器执行时使电子设备执行补偿方法中任一项方法的步骤。

基于与补偿方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现补偿方法中任一项方法的步骤。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.通过获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及气缸总压力所对应的工况数据，根据气缸总压力和工况数据，确定发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，由于扭矩脉动曲线表征了发动机的实际输出扭矩大于预设扭矩容差的周期变化特征，根据工况数据和扭矩脉动曲线之间的第一对应关系，构建发动机的扭矩脉动表，根据混合动力车辆在行驶过程中发动机的当前工况和扭矩脉动表，确定当前工况的补偿扭矩，根据补偿扭矩控制混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行，以对混合动力车辆进行扭矩补偿。该扭矩补偿方法通过气缸总压力关联发动机高频变化的脉动扭矩，准确表征了不同工况下脉动扭矩的变化特点，构建出扭矩脉动表，并在混合动力车辆的行驶过程中针对性的实施扭矩补偿，相较于传统脉动扭矩的均值补偿更准确，进而提高了混合动力车辆动力输出的平顺性。

2.本发明实施例提出的补偿方法，能够同时支持REV(Extended Range ElectricVehicle，增程式混合动力)的降本增效，扭矩脉动的抑制可支持取消扭转减振器或飞轮，同时也可以解决扭矩波动(包括失火等工况)问题，可显著缩短***轴向长度，便于布置，且降低了***重量，提升功率比密度，实现极限成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(模块、***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的扭矩补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及所述气缸总压力所对应的工况数据；

根据所述气缸总压力和所述工况数据，确定所述发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，其中，所述扭矩脉动曲线为所述发动机的实际输出扭矩大于预设扭矩容差的周期变化曲线；

根据所述工况数据和所述扭矩脉动曲线之间的第一对应关系，构建所述发动机的扭矩脉动表；

根据所述混合动力车辆在行驶过程中所述发动机的当前工况和所述扭矩脉动表，确定所述当前工况的补偿扭矩；

根据所述补偿扭矩控制所述混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行，以对所述混合动力车辆进行扭矩补偿。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩补偿方法，其特征在于，所述工况数据包括所述发动机的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角；所述根据所述气缸总压力和所述工况数据，确定所述发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，包括：

根据所述运行转速、所述节气门开度和所述点火角，在预设的标定表中确定不同工况下的曲线频率、曲线相位和曲线幅值；

根据公式建立不同工况下所述气缸总压力P与所述曲轴转角δ之间关系曲线，其中，A为所述曲线幅值，f为所述曲线频率，为所述曲线相位；

根据所述关系曲线和第二对应关系，确定所述扭矩脉动曲线，其中，所述第二对应关系为所述气缸总压力随所述实际输出扭矩之间的线性变化关系。

3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的扭矩补偿方法，其特征在于，所述根据所述运行转速、所述节气门开度和所述点火角，在预设的标定表中确定不同工况下的曲线频率、曲线相位和曲线幅值之前，所述方法还包括：

获取所述发动机在多个预设工况下所述气缸总压力随所述曲轴转角变化的关系曲线；

在所述关系曲线中截取每个预设工况至少一个变化周期的工况曲线段；

根据所述工况曲线段的曲线频率、曲线相位和曲线振幅，构建所述每个预设工况的标定表，其中，所述标定表包括频率标定表、相位标定表和振幅标定表。

4.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩补偿方法，其特征在于，所述工况数据包括曲轴转角；获取发动机在不同工况进行台架测试的曲轴转角，包括：

获取所述发动机与所述发电机之间的零位偏差角，以及不同工况进行台架测试的初始转角，其中，所述零位偏差角为所述发动机的曲轴零位与所述发电机的电机零位之间的偏差角；

根据所述零位偏差角和每种工况的初始转角的角度之和，获得所述每种工况的所述曲轴转角。

5.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩补偿方法，其特征在于，所述根据所述混合动力车辆在行驶过程中所述发动机的当前工况和所述扭矩脉动表，确定所述当前工况的补偿扭矩，包括：

根据所述当前工况的运行转速、节气门开度、点火角和曲轴转角，在所述扭矩脉动表中确定所述发动机的实际输出扭矩；

当T>T_target+ΔT1时，根据公式T_G1＝T_target+ΔT1-T，获得所述发电模式的第一补偿扭矩T_G1，其中，T为所述实际输出扭矩，ΔT1为预设扭矩容差的上限值，T_target为所述发动机的目标输出扭矩；

当T<T_target-ΔT2时，根据公式T_G2＝T_target-ΔT2-T，获得所述助力模式的第二补偿扭矩T_G2，其中，ΔT2为所述预设扭矩容差的下限值。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的扭矩补偿方法，其特征在于，所述在所述扭矩脉动表中确定所述发动机的实际输出扭矩之后，所述方法还包括：

获取所述发动机的摩擦损失扭矩和泵气损失扭矩；

根据公式

T＝T₀-T₁-T₂

获得更新的实际输出扭矩T，其中，T₀为初始的实际输出扭矩，T₁为所述摩擦损失扭矩，T₂为所述泵气损失扭矩。

7.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩补偿方法，其特征在于，所述根据所述补偿扭矩控制所述混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行之后，所述方法还包括：

当所述发动机在所述当前工况的扭矩波动大于波动阈值时，将所述当前工况的运行转速、节气门开度、点火角输入预设的参数修正模型；

根据所述参数修正模型的输出结果，确定扭矩补偿的比例系数和积分系数；

根据所述比例系数和所述积分系数，更新所述发电机在所述发电模式的第一补偿扭矩和所述助力模式的第二补偿扭矩。

8.一种混合动力车辆的扭矩补偿装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取混合动力车辆的发动机在不同工况进行台架测试的气缸总压力，以及所述气缸总压力所对应的工况数据；

第一确定模块，用于根据所述气缸总压力和所述工况数据，确定所述发动机在不同工况的扭矩脉动曲线，其中，所述扭矩脉动曲线为所述发动机的实际输出扭矩大于预设扭矩容差的周期变化曲线；

构建模块，用于根据所述工况数据和所述扭矩脉动曲线之间的第一对应关系，构建所述发动机的扭矩脉动表；

第二确定模块，用于根据所述混合动力车辆在行驶过程中所述发动机的当前工况和所述扭矩脉动表，确定所述当前工况的补偿扭矩；

控制模块，用于根据所述补偿扭矩控制所述混合动力车辆的发电机实施发电模式和助力模式的切换运行，以对所述混合动力车辆进行扭矩补偿。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。