渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，渦輪增壓發(fā)動機(jī)在車輛領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。渦輪增壓發(fā)動機(jī)本質(zhì)上是在發(fā)動機(jī)上增設(shè)渦輪增壓器。渦輪增壓器實際上是一個壓氣機(jī)，通過壓縮新鮮空氣來增加單位時間內(nèi)的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量。工作過程為:渦輪增壓器利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣的慣性沖力來推動渦輪高速旋轉(zhuǎn)，渦輪再帶動同軸剛性連接的葉輪，葉輪高速旋轉(zhuǎn)壓送經(jīng)空氣濾清器管道來的新鮮空氣，增壓后進(jìn)入氣缸；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增高，渦輪轉(zhuǎn)速也隨之同步增快，葉輪壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，進(jìn)入氣缸的高壓高密度空氣就可以燃燒更多的燃料，發(fā)動機(jī)相應(yīng)增加供油量并調(diào)整發(fā)動機(jī)點火時刻以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率?？梢钥闯?，渦輪增壓器可以有效地提高了發(fā)動機(jī)升功率，改善了發(fā)動機(jī)的動力性能和加速性能，在發(fā)動機(jī)不增加排量的情況下，通過增加進(jìn)氣壓力和密度，同時發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)配合增加噴油，從而來提高發(fā)動機(jī)的最大功率和扭矩，加裝了渦輪增壓器后的發(fā)動機(jī)最大功率和扭矩要增大40%左右；相反，在相同的功率和扭矩輸出的情況下，可以有效地減小發(fā)動機(jī)的缸徑，縮小發(fā)動機(jī)的體積和重量，實現(xiàn)輕量化并可以適當(dāng)減小發(fā)動機(jī)排量。
[0003]但由于渦輪的旋轉(zhuǎn)要靠發(fā)動機(jī)排出的廢氣驅(qū)動，發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時，排氣的流速不夠，此時渦輪的轉(zhuǎn)速不夠，起不到增壓的作用，反而會阻礙發(fā)動機(jī)廢氣的排出，導(dǎo)致排氣不暢，因此，低速時汽車的加速性能不良；此外，由于葉輪存在慣性，因此實際工作中存在油門反應(yīng)和實際車速不同步的現(xiàn)象，特別是急加速或急減速的時候，要求發(fā)動機(jī)快速增加或減少輸出功率，這對于要突然加速或超車的汽車而言，瞬間會有點提不上勁的感覺，存在渦輪反應(yīng)遲滯現(xiàn)象。而低速加速性能不佳和渦輪反應(yīng)遲滯嚴(yán)重影響車輛的動力性和駕駛性。目前解決上述問題的方法主要有兩種:一種是采取可變進(jìn)氣管路截面或可變渦輪角度、配合機(jī)械增壓使用達(dá)到雙增壓；另一種是減小渦輪尺寸及使用輕量化高強(qiáng)度的材料來減小渦輪的轉(zhuǎn)動慣量來減小渦輪的遲滯現(xiàn)象，但受廢棄渦輪增壓器工作原理的制約，通過上述兩種方法解決增壓汽油機(jī)低速動力不足和急加速遲滯的效果不夠理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于此，本發(fā)明提出了一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法、裝置及系統(tǒng)，旨在解決增壓汽油機(jī)低速動力不足的問題。
[0005]一個方面，本發(fā)明提出了一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法，該方法包括如下步驟:判斷車輛當(dāng)前時刻的工作狀態(tài)；當(dāng)車輛當(dāng)前時刻的工作狀態(tài)處于加速狀態(tài)時，查詢車輛的加速目標(biāo)曲線，確定車輛當(dāng)前時刻的目標(biāo)加速度，并根據(jù)所述目標(biāo)加速度確定車輛當(dāng)前時刻的需求扭矩；當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出扭矩小于當(dāng)前時刻的需求扭矩、以及電池荷電狀態(tài)大于驅(qū)動荷電狀態(tài)閾值時，啟動已預(yù)先與發(fā)動機(jī)同軸連接的電機(jī)以補(bǔ)償發(fā)動機(jī)扭矩；所述電池為電機(jī)提供電源。
[0006]進(jìn)一步地，上述渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法還包括如下步驟:獲取車輛的實際加速度；當(dāng)車輛實際加速度與對應(yīng)時刻的目標(biāo)加速度的差值小于預(yù)設(shè)閾值時，關(guān)閉電機(jī)。
[0007]進(jìn)一步地，上述渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法中，所述加速狀態(tài)為起步加速狀態(tài)，對應(yīng)地，所述的加速度為起步加速度，所述的加速目標(biāo)曲線為起步加速目標(biāo)曲線，所述目標(biāo)加速度為目標(biāo)起步角速度，所述需求扭矩為起步需求扭矩。
[0008]進(jìn)一步地，上述渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法中，所述加速狀態(tài)為超車加速狀態(tài)，對應(yīng)地，所述的加速度為超車加速度，所述的加速目標(biāo)曲線為超車加速目標(biāo)曲線，所述目標(biāo)加速度為目標(biāo)超車角速度，所述需求扭矩為超車需求扭矩。
[0009]進(jìn)一步地，上述渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法中，判斷所述加速狀態(tài)為起步加速狀態(tài)的方法包括如下步驟:獲取所述車輛的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；當(dāng)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速小于第一預(yù)設(shè)值時，確定所述車輛處于起步加速狀態(tài)。
[0010]進(jìn)一步地，上述渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法中，判斷所述加速狀態(tài)為超車加速狀態(tài)的方法包括如下步驟:獲取所述車輛的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、油門踏板開度和踏板速度；當(dāng)所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速大于第一預(yù)設(shè)值、所述油門踏板開度大于第二預(yù)設(shè)值、以及所述踏板速度大于第三預(yù)設(shè)值時，確定所述車輛處于超車加速狀態(tài)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)中通過改善渦輪增壓器的特性來改善車輛的加速性能相比，本發(fā)明跳出動力總成的范疇，不改變現(xiàn)有的渦輪增壓器，而是通過增設(shè)電機(jī)，通過電機(jī)對發(fā)動機(jī)的扭矩進(jìn)行補(bǔ)償，以解決車輛超速時動力不足的問題；本發(fā)明通過將電機(jī)和傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相結(jié)合，直接利用電機(jī)響應(yīng)速度快的優(yōu)點，從根本上解決了增壓汽油機(jī)超車加速階段的響應(yīng)遲滯的問題，大大地提高了車輛的動力性和駕駛性。
[0012]另一方面，本發(fā)明還提出了一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償裝置，該裝置包括:判斷模塊，用于判斷車輛當(dāng)前時刻的工作狀態(tài)；啟動模塊，用于當(dāng)車輛當(dāng)前時刻的工作狀態(tài)處于加速狀態(tài)時，查詢車輛的加速目標(biāo)曲線，確定車輛當(dāng)前時刻的目標(biāo)加速度，并根據(jù)所述目標(biāo)加速度確定車輛當(dāng)前時刻的需求扭矩；當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出扭矩小于當(dāng)前時刻的需求扭矩、以及電池荷電狀態(tài)大于驅(qū)動荷電狀態(tài)閾值時，啟動電機(jī)以補(bǔ)償發(fā)動機(jī)扭矩。
[0013]進(jìn)一步地，上述渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償裝置還包括:獲取模塊，用于獲取車輛的實際加速度；操作模塊，用于當(dāng)車輛實際加速度與對應(yīng)時刻的目標(biāo)加速度的差值小于預(yù)設(shè)閾值時，關(guān)閉電機(jī)。
[0014]本發(fā)明通過將電機(jī)和傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相結(jié)合，直接利用電機(jī)響應(yīng)速度快的優(yōu)點，從根本上解決了增壓汽油機(jī)超車加速階段的響應(yīng)遲滯的問題，大大地提高了車輛的動力性和駕駛性。
[0015]又一方面，本發(fā)明還提出了一種渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、電池和控制器；其中，所述電機(jī)通過所述傳動機(jī)構(gòu)與發(fā)動機(jī)同軸連接；所述電池與所述電機(jī)相連接；所述控制器與所述電機(jī)相連接；所述控制器用于車輛處于起步加速狀態(tài)時，當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出扭矩小于當(dāng)前時刻的起步需求扭矩時，啟動電機(jī)以補(bǔ)償發(fā)動機(jī)扭矩；或者，所述控制器用于車輛處于超車加速狀態(tài)時，當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出扭矩小于當(dāng)前時刻的超車需求扭矩時，啟動電機(jī)以補(bǔ)償發(fā)動機(jī)扭矩。
[0016]進(jìn)一步地，上述渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償系統(tǒng)中，傳動機(jī)構(gòu)為皮帶或齒輪系。
[0017]本發(fā)明通過將電機(jī)和傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相結(jié)合，直接利用電機(jī)響應(yīng)速度快的優(yōu)點，從根本上解決了增壓汽油機(jī)超車加速階段的響應(yīng)遲滯的問題，大大地提高了車輛的動力性和駕駛性。
【附圖說明】
[0018]通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0019]圖1為本發(fā)明實施例一提供的渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方法流程圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實施例一提供的渦輪增壓發(fā)動機(jī)扭矩補(bǔ)償方