具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种计算发动机扭矩响应需求的方法，其特征在于，其包括步骤：

S100:根据油门信号和发动机转速获取发动机初始扭矩需求；

S200:根据空气罐压力和风扇转速计算发动机附件扭矩需求；

S300:根据所述发动机初始扭矩需求与发动机附件扭矩需求之和确定发动机真实扭矩需求；

S400:将发动机进气温度、进气压力/流量、大气压力及环境温度作为影响扭矩响应的因素获取发动机扭矩响应系数；

S500:将所述发动机真实扭矩需求与所述发动机扭矩响应系数相乘或相加以获取发动机真实扭矩响应值。

需要说明的是，所述油门信号包括驾驶员踩踏油门的开度，所述空气罐压力包括车内空气压力罐中的压力，所述风扇指发动机内设置的风扇，所述进气温度为发动机进气侧采集的进气温度，所述进气压力/流量为发动机进气侧采集的进气温度进气压力/流量。

通过本实施例，考虑到现有技术在计算扭矩过程中只考虑驾驶员对扭矩需求，而不能综合多维度因素对扭矩响应的影响，从而导致判断扭矩响应估计不精准问题。将空气罐压力和风扇转速所作的附件功对发动机扭矩的影响考虑在算法中，进一步地将大气压力及环境温度对扭矩响应的影响加入到算法中，并将真实扭矩需求与发动机扭矩响应系数相乘或相加的方式计算真实扭矩响应值，可通过综合发动机初始扭矩需求、发动机附件扭矩需求、发动机进气温度、进气压力/流量、大气压力及环境温度等因素，使计算得到的真实扭矩响应值更加精准，以实现提高发动机对扭矩响应的精确控制。

一些实施例中，步骤S300包括：

S310:获取所述发动机初始扭矩需求与发动机附件扭矩需求之和；

S320:将所述发动机初始扭矩需求与发动机附件扭矩需求之和与前一周期获取的所述发动机真实扭矩响应值进行比较，取两者中数值较大的为本周期的发动机真实扭矩需求。

可以理解的是，在获取响应的数据(采样值)进行计算时，会设定一定的数据收集周期，一般可为3秒。将前一周期所计算得到的发动机真实扭矩响应值结果与当前周期中发动机初始扭矩需求与发动机附件扭矩需求之和进行比较取两者较大的值，可以实现动态调整计算的最终结果。

通过本实施例，考虑到发动机的扭矩需求非一成不变的，可及时调整发动机扭矩响应值，使发动机上升变化时输出合适的发动机响应峰值，起到相同油门下少喷油的作用，大大降低油耗。

一些实施例中，所述油门信号包括驾驶员踩踏油门的开度，步骤S100包括：将驾驶员踩踏油门的开度和发动机转速采用二维MAP进行标定，并根据标定结果获取发动机初始扭矩需求。其中，驾驶员踩踏油门的开度范围在0至100％，可依据表1中的参数对所述发动机的初始扭矩需求进行标定。

表1：油门与转速的二维MAP参数表

以上油门数值范围(0％至100％)，发动机转速在柴油机中转速范围在0至3000rpm中为可选，汽油机转速范围在0至7000rpm为可选。

一些实施例中，步骤S200包括步骤：

S210:采用参数标定法确定空气罐压力产生的附件功；

S220:根据第一公式计算风扇运行需要消耗发动机的功率，其中，所述第一公式为：P＝N×ω；其中P为风扇运行需要消耗的发动机功率，N为扭矩，为角速度；

S230:将所述空气罐压力产生的附件功与所述风扇运行需要消耗发动机的功率作为所述发动机附件扭矩需求。

需要说明的是，风扇转速n与角速度ω的关系为w＝2πn，空气罐压力的变化(如上升时)，表示发动机打气泵正在工作，此时产生附件功。打气泵所产生的附件功功率与产品(打气泵类型及特性)有关，可采用与产品相匹配的标定参数进行确定。此外，一些实施例中还涉及柴油发动机的小型空压机所产生的附件功功率，小型空压机用于产生压缩空气，以实现帮助车辆制动或为轮胎充气的目的，

在功率不变的情况下，当转速发生变化时，容积流量和工作压力也相应发生变化。打气泵的功率，是指所匹配的驱动电机或柴油机的铭牌功率。功率的单位为：KW或HP。其换算方式为：1KW≈1.333HP。可采用打气泵齿轮与发动机凸轮轴齿轮次数之比方式来确定小型空压机所的转速。

风扇运行过程中需要消耗发动机功率，将风扇运行时所需的功率作为发动机附件功一部分，其冷却风扇功率一般在几十瓦到几百瓦。在全啮合情况下风扇转速是发动机转速约1.38倍。根据功率P＝扭矩×角速度ω，即可确定风扇运行所需的功率(单位Kw)。

通过本实施例，考虑到发动机输出扭矩应除满足驾驶员扭矩响应的需求外，还需要满足发动机附件负载所需要的扭矩需求，将空气罐压力和风扇转速等附件负载的状态对发动机扭矩需求的影响用于计算发动机附件扭矩需求，进一步提高了对发动机真实扭矩需求的计算精度。

一些实施例中，步骤S400包括步骤：

S410:根据发动机进气温度、进气压力或进气流量、发动机油量、发动机转速计算发动机扭矩状态系数；

S420:根据大气压力和环境温度获取发动机扭矩外部环境系数；

S430:根据车速信号、档位信号、油门信号(驾驶员踩踏油门开度)、制动信号以及离合信号计算发动机整车控制扭矩系数；

S440:将所述发动机扭矩状态系数、所述发动机扭矩外部环境系数以及发动机整车控制扭矩系数之和作为所述发动机扭矩响应系数。

需要说明的是，档位信号指整车在运行过程中驾驶员将拨动档挂所处于位置，一般用数值表示；制动信号为脚刹信号，驾驶员没有踩踏时其信号为0，当踩踏时为1；离合信号为离合器开关信号，其开关是一个常闭开关向发动机控制单元提供12伏的电压，踩下离合器时开关断开，此时发动机控制单元收不到离合器信号，表示需要断开与发动机的联接。离合器开关信号将作为发动机燃油系统的喷油量及点火提前角调节的修正信号，当离合器开关信号为0时发动机燃油系统将开始对喷油量和点火提前角做修正，当离合器开关信号为1时发动机燃油系统不会对喷油量和点火提前角做修正。制动信号和离合信号均为0和1，可在一定的周期时间内计算制动信号和离合信号的频率，计算制动信号和离合信号的频率的方法包括：在单位时间内将制动信号和离合信号分别累加后，再分别除以单位时间。

计算出制动信号和离合信号频率，EECU可以获取发动机

可以理解的是，由于外部环境因素通常不会发生突变，因此外部环境的相关数值可以一定程度预测整车下一步状态；整车算法中对于制动和刹车频率计算，将驾驶员的驾驶行为(踩踏油门、离合、刹车)作为算法的一部分，可一定程度评价一段时间内驾驶习惯，可进一步有效预测并配合驾驶行为，并使发动机输出适当的扭矩。

通过本实施例，可将制动频率、离合信号变化率作为整车控制因子，将加大发动机与整车实施动态联系，从而实现精确有效控制车速。

一些实施例中，步骤S410包括：

S411:根据车型和/或发动机型号设定进气温度槛值区间、进气压力/流量槛值区间、发动机油量变化槛值区间以及发动机转速槛值区间；

S412:将所述发动机进气温度在所述进气温度槛值区间中对应的系数值作为进气温度影响系数；

S413:将所述进气压力/流量在所述进气压力/流量槛值区间中对应的系数值作为进气压力/流量影响系数；

S414:将所述发动机油量的变化在所述发动机油量变化槛值区间中对应的系数值作为发动机油量变化影响系数；

S415:将所述发动机转速在所述发动机转速槛值区间中对应的系数值作为发动机转速影响系数；

S416:将所述进气温度影响系数、进气压力/流量影响系数、发动机油量变化影响系数以及发动机转速影响系数之和作为所述发动机扭矩状态系数。

需要说明的是，所述的进气温度槛值区间、进气压力/流量槛值区间、发动机油量变化槛值区间以及发动机转速槛值区间可根据车型进行选择和配置，在具体参数标定时，需要根据发动机的马力进行调整。

在确定进气温度影响系数的过程中，首先根据车型确定进气温度槛值区间为[A,B],获取从传感器采集到的进气温度，并将其与进气温度槛值区间[A,B]进行比对后得到相应的进气温度影响系数A1；在一个具体的实施例中，进气温度槛值区间[A,B]为[30℃,75℃]，当采集的进气温度低于30℃时，可查表得到A1为0.1，当进气温度在30℃至75℃之间时，可查表得到A1为0.08，当进气温度高于75℃时可得到A1为0.11。

通过本实施例，将发动机进气温度、进气压力/流量、发动机油量变化以及发动机转速对发动机扭矩的影响考虑到算法中，通过标定的方式获取与车型和发动机马力相匹配的对应的影响系数值，从而进一步优化了算法。

在计算进气压力/流量影响系数的具体实施例中，首先根据车型确定进气压力/流量的槛值区间为[C,D],获取从传感器采集到的进气压力/流量，并将其与进气压力/流量的槛值区间[C,D]进行比对后得到相应的进气压力/流量影响系数C1/D1；在一个具体的实施例中，进气压力/流量槛值区间[C,D]为[120HPa,220HPa]/[800g/s,2500g/s]，当采集的进气压力/流量低于120Hpa/800g/s时，可查表得到C1/D1为0.08/0.07，当进气压力/流量在[120HPa,220HPa]/[800g/s,2500g/s]之间时，可查表得到C1/D1为0.12/0.13，当进气压力/流量高于220HPa/2500g/s时可得到C1/D1为0.21/0.22。

在计算发动机油量变化影响系数的具体实施例中，首先根据车型确定发动机油量变化槛值区间为[E,F],获取从传感器采集到的发动机油量变化，并将其与发动机油量变化槛值区间[E,F]进行比对后得到相应的发动机油量变化影响系数E1；在一个具体的实施例中，发动机油量变化槛值区间[E,F]为[5mg/cyc,27mg/cyc]，当采集的发动机油量变化低于5mg/cyc时，可查表得到E1为0.11，当发动机油量变化在5mg/cyc至27mg/cyc之间时，可查表得到E1为0.081，当发动机油量变化高于27mg/cyc时可得到E1为0.21。

在计算发动机转速影响系数的具体实施例中，首先根据车型确定发动机转速槛值区间为[G,H],获取从传感器采集到的发动机转速，并将其与发动机转速槛值区间[G,H]进行比对后得到相应的发动机转速影响系数G1；在一个具体的实施例中，发动机转速槛值区间[G,H]为[1000rpm,2000rpm]，当采集的发动机转速低于1000rpm时，可查表得到G1为0.11，当发动机转速在1000rpm至2000rpm之间时，可查表得到G1为0.08，当发动机转速高于2000rpm时可得到G1为0.11。

在一些实施例中，S420包括步骤：

S421：在预设的大气压-环境温度二维系数表中查找出与所述大气压力和所述环境温度相对应的系数值作为所述发动机扭矩外部环境系数。

需要说明的是，考虑到大气压力与环境温度之间存在一定的系统补偿，可按照如表2中的二维数据进行标定，以得到发动机扭矩外部环境系数；

表2：环境温度与大气压力二维MAP参数表

当大气温度过高时，可燃混合气温度过高，这样会导致不完燃烧，从而影响发动机的工作能力；当大气温度太低时，发动机功率就会升高；随着大气压力的下降，发动机进气密度就会变小，从而导致进气量大大减小，过量空气系数也会随之减小，发动机压缩终点时燃气压力降低，发动机本体热负荷增大，使得由发动机冷却介质带走的热量多。

其中，系数nm(n＝1,2,3,4；m＝1,2,3,4)，以上工作原理进行设定。发动机扭矩外部环境系数采用查表标定方式获取，使发动机扭矩响应过程中增加环境影响的因素。

一些实施例中，S430包括步骤：

S431：根据车型和/或发动机型号设定车速大小槛值区间、车速变化槛值区间、档位大小槛值区间、油门大小槛值区间、油门变化槛值区间、制动频率槛值区间以及离合信号变化槛值区间；

S432：将所述车速信号中车速的大小值在所述车速大小槛值区间中对应的系数值作为车速大小影响系数；

S433：将所述车速信号中车速的变化值在所述车速大小槛值区间中对应的系数值作为车速变化影响系数；

S434：将所述档位信号在所述档位大小槛值区间中对应的系数值作为档位大小影响系数；

S435：将所述油门信号中油门的大小值在所述油门大小槛值区间中对应的系数值作为油门大小影响系数；

S436：将所述油门信号中油门的变化值在所述油门大小槛值区间中对应的系数值作为油门变化影响系数；

S437：将所述制动信号中的制动频率在所述制动频率槛值区间中对应的系数值作为制动频率影响系数；

S438：将所述离合信号的变化值在所述离合信号变化槛值区间中对应的系数值作为离合信号变化影响系数；

S439：将所述车速大小影响系数、车速变化影响系数、档位大小影响系数、油门大小影响系数、油门变化影响系数、制动频率影响系数以及离合信号变化影响系数作之和为所述发动机整车控制扭矩系数。

需要说明的是，其中系数表可以根据车型进行配置，在设置时需要根据发动机的马力进行调整。其中系数设定在于因子分析，其是一种数据简化的技术。它通过研究众多变量之间的内部依赖关系，探求观测数据中的基本结构，并用少数几个假想变量来表示其基本的数据结构。在经过大量数据验证过程中将筛选出以上关联量。

一些实施例中，S500包括步骤：

S510:当所述发动机扭矩响应系数为没有单位的比值型数值时，将将所述发动机真实扭矩需求与所述发动机扭矩响应系数相乘以获取发动机真实扭矩响应值；

S520:当所述发动机扭矩响应系数为存在单位且为Nm时，将所述发动机真实扭矩需求与所述发动机扭矩响应系数相加以获取发动机真实扭矩响应值。

如图2所示，本发明实施例还提供一种计算发动机扭矩响应需求的装置，其特征在于，其包括：

发动机真实扭矩需求计算模块，其用于：

根据油门信号和发动机转速获取发动机初始扭矩需求；

根据空气罐压力和风扇转速计算发动机附件扭矩需求；

根据所述发动机初始扭矩需求与发动机附件扭矩需求之和确定发动机真实扭矩需求；

发动机扭矩响应系数计算模块，其用于将发动机进气温度、进气压力/流量、大气压力及环境温度作为影响扭矩响应的因素获取发动机扭矩响应系数；

发动机真实扭矩响应值获取模块，其用于将所述发动机真实扭矩需求与所述发动机扭矩响应系数相乘或相加以获取发动机真实扭矩响应值；

所述发动机真实扭矩需求计算模块还用于：

获取所述发动机初始扭矩需求与发动机附件扭矩需求之和；

将所述发动机初始扭矩需求与发动机附件扭矩需求之和与前一周期获取的所述发动机真实扭矩响应值进行比较，取两者中数值较大的为本周期的发动机真实扭矩需求。

通过本实施例，考虑到现有技术在计算扭矩过程中只考虑驾驶员对扭矩需求，而不能综合多维度因素对扭矩响应的影响，从而导致判断扭矩响应估计不精准问题。将空气罐压力和风扇转速所作的附件功对发动机扭矩的影响考虑在算法中，进一步地将大气压力及环境温度对扭矩响应的影响加入到算法中，并将真实扭矩需求与发动机扭矩响应系数相乘或相加的方式计算真实扭矩响应值，可通过综合发动机初始扭矩需求、发动机附件扭矩需求、发动机进气温度、进气压力/流量、大气压力及环境温度等因素，使计算得到的真实扭矩响应值更加精准，以实现提高发动机对扭矩响应的精确控制。同时，考虑到发动机的扭矩需求非一成不变的，可及时调整发动机扭矩响应值，使发动机上升变化时输出合适的发动机响应峰值，起到相同油门下少喷油的作用，大大降低油耗。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。