[发明专利]基于预测性巡航的发动机扭矩预测性控制方法

说明书

本发明公开了基于预测性巡航的发动机扭矩预测性控制方法，包括如下步骤：步骤1，预测性地估算车辆在前方道路的动力需求，并将其量化成动力需求系数。步骤2，得到发动机的理论经济空燃比表和目标扭矩限制表。步骤3，根据当前的进气流量和燃油流量实时估算当前空燃比。计算得到当前工况下的理论经济空燃比。步骤5，通过车辆工况判断逻辑得到预测性巡航控制期望的车辆状态。步骤6‑9，估算得到理论经济空燃比的限制系数，并通过计算目标喷油流量，得到最终目标扭矩限制，传送至发动机控制器。本发明通过对发动机扭矩的优化和干预控制，减少了额外扭矩的浪费，使得发动机扭矩接近经济工作点且平滑变化，避免了多余的制动减速，改善了燃油经济性。

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及基于预测性巡航的发动机扭矩预测性控制方法。

背景技术

当前，汽车市场已经普及了常规巡航功能，车辆能够按照驾驶员给出的目标巡航车速控制发动机扭矩，维持车速。近年来，市场上出现了预测性巡航功能，能够通过GPS定位以及电子地平线技术提前知晓前方道路信息(如坡度、弯道曲率等)，预测性地调整目标车速。一种常见的技术方案是将常规巡航和预测性巡航结合起来，通过预测性车速规划调整巡航目标车速，通过常规巡航控制发动机扭矩。

上述技术方案虽然能够根据前方道路信息预测性地调整巡航目标车速，但发动机扭矩仍完全由常规巡航控制，可能出现与预测性巡航的控制意图的不匹配。较常见的有如下缺陷：

在上缓坡时，预测性巡航控制在意图降低车速，而实际车速等于或略低于预测巡航目标车速时，巡航功能仍可能会请求发动机在满负荷情况下工作。在此情况下，巡航控制没有必要以牺牲油耗的代价来保持车速。

在下长坡时，实际车速已经高于巡航目标车速时，巡航功能仍然会继续维持发动机的扭矩输出。此情况下，发动机会存在不必要的燃油浪费。

由于换档后的涡轮增压迟滞效应，进气歧管压力建立较慢，巡航请求的扭矩可能造成发动机工作在低空燃比状态下。而当车辆行驶在平路或下坡工况下，车辆的动力需求并不高，没有必要立刻满足原有巡航的扭矩请求。

另外，常规巡航功能中，因为没有前方道路的信息进行预测性规划，扭矩控制需要一直以目标巡航车速为目标维持车速。这样的控制方式存在一定的局限性，无法根据前方信息动态规划扭矩控制。因此，现有技术亟待进一步改进。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出基于预测性巡航的发动机扭矩预测性控制方法，解决重型卡车预测性巡航与常规巡航控制器扭矩控制不协调，造成发动机工作状态不经济,而引起的油耗不佳的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

基于预测性巡航的发动机扭矩预测性控制方法，包括如下步骤：

步骤1，根据车重、预测性巡航的车速信息、前方道路的坡度信息、前方道路的曲率信息以及预测性功率请求，预测性地估算车辆在前方道路的动力需求，并将动力需求量化成动力需求系数；

步骤2，利用发动机万有特性曲线，通过线性插值方法得到发动机在不同转速下的理论经济空燃比表,并通过线性插值方法得到发动机在不同转速下、喷油流量下的目标扭矩限制表。

步骤3，根据当前的进气流量和燃油流量实时估算当前空燃比。

步骤4，使用步骤2中获得的理论经济空燃比表,根据当前发动机转速计算得到当前工况下的理论经济空燃比。

步骤5，根据当前实际车速、巡航设定车速、步骤3中得到的当前空燃比和步骤4中得到的理论经济空燃比，通过车辆工况判断逻辑得到预测性巡航控制期望的车辆状态。

如果期望的车辆状态为驱动状态，则进行后续的控制步骤6-9。

如果期望的车辆状态为滑行状态，则进行后续的控制步骤10。