CN109720213B - 一种车辆转矩控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆转矩控制方法及装置，在判断车辆处于急加速模式时，采集车辆的加速踏板开度信息和车辆的状态信息，得到影响车辆的补偿转矩的车辆加速踏板开度变化率影响系数和车辆状态系数，进而得到车辆的补偿转矩；将车辆的补偿转矩与车辆的基准转矩相加，得到车辆的输出转矩。本发明将车辆的状态信息考虑在内，以得到车辆的补偿转矩，使得得到的车辆的补偿转矩更为准确。而且，不需要建立庞大的专家知识库，对电机的补偿曲线更为线性，可以较易通过仿真和实验对参数进行优化，实现起来较为简单，不需要对现有的整车控制器进行升级即可实现。
Description
技术领域
本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆转矩控制方法及装置。
背景技术
随着社会的不断进步以及科学技术的不断发展，传统化石能源的使用日渐减少，新能源汽车产业优惠政策的不断出台。电动汽车作为一种绿色新型交通工具，相对于传统汽车对环境的影响较小，日益被人们所青睐，成为社会发展的主力军。电动汽车不仅改变了能源的利用方式，环境效益显著，而且方便、快捷、噪音低、零排放，社会效益显著。
驾驶员的需求转矩直接反映了驾驶员需求的车辆动力和预期的能量消耗，所以驾驶员的需求转矩的计算方法对于电动汽车的动力性、经济性有着重要的影响。
现有技术中为了得到电机的输出指令，常借助模糊推理或者遗传算法等来根据输入变量，得到补偿转矩输出指令决策，以适当地提高转矩指令对驾驶员操作的灵敏度。但是，这些方法通常需要建立庞大的专家知识库，算法复杂，对处理器的要求较高，计算出来的数据实时性较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆转矩控制方法及装置，用以解决现有技术中算法复杂的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供了一种车辆转矩控制方法，包括如下方法方案：
方法方案一，包括如下步骤：
判断车辆是否处于急加速模式：
若处于急加速模式，则采集车辆的加速踏板开度信息和车辆的状态信息，得到影响车辆的补偿转矩的车辆加速踏板开度变化率影响系数和车辆状态系数，进而得到车辆的补偿转矩；
将车辆的补偿转矩与车辆的基准转矩相加，得到车辆的输出转矩。
方法方案二，在方法方案一的基础上，通过采集车辆的加速踏板开度信息得到车辆的基准转矩。
方法方案三，在方法方案一的基础上，所述车辆的状态信息包括车速信息和车辆SOC信息；所述车辆状态系数包括车速影响系数、电池系统SOC影响系数。
方法方案四，在方法方案三的基础上，所述车辆的补偿转矩为：
Torque_cmp＝KDACC·KSPEED·KSOC·KADJ·Torque_base
或者：
Torque_cmp＝(KDACC+KSPEED+KSOC+KADJ)·Torque_base
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩；
KDACC为加速踏板开度变化率影响系数，根据采集的加速踏板开度信息得到，且
为当前的加速踏板开度变化率，DACC_base为加速踏板开度变化率影响系数的基准值；
KSPEED为当前实时车速影响系数，根据采集的当前实时车速信息得到，且
为采集的当前实时车速，SPEED_base为当前实时车速影响系数的基准值；
KSOC为电池系统荷电状态SOC影响系数，根据采集的车辆荷电状态SOC信息得到，且
为采集到的车辆当前荷电状态的值，SOC_base为电池系统荷电状态SOC影响系数的基准值；
KADJ为补偿转矩调整系数；
Torque_base为补偿转矩的基准转矩。
方法方案五，在方法方案四的基础上，所述判断车辆是否处于急加速模式包括：
计算并判断加速踏板开度、踏板开度变化率、以及车辆的补偿转矩是否满足：
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩，d为设定的车辆补偿转矩的阈值；c为设定的加速踏板开度变化率的最小阈值，a、b分别为设定的加速踏板开度的最小值和最大值；
为Tn时刻下的加速踏板的开度；
为加速踏板的开度变化率，且：
其中，
为Tn-1时刻下的加速踏板的开度；
若满足，则判断车辆处于急加速模式。
方法方案六，在方法方案一的基础上，当车辆处于急加速模式时，还包括对采集的加速踏板开度信息和车辆车速信息进行判断的步骤：
若加速踏板开度变化率小于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值，或者加速踏板开度变化率大于等于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值且当前车速大于等于目标车速，则退出加速模式；
若加速踏板开度变化率大于等于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值且前车速小于目标车速，则继续保持加速模式；
其中，加速踏板开度变化率为：
其中，
分别为Tn、Tn-1时刻下的加速踏板的开度，
为加速踏板的开度变化率；
所述目标车速由采集的加速踏板开度信息得到。
本发明还提供了一种车辆转矩控制装置，包括如下装置方案：
装置方案一，包括处理器，所述处理器用于实现下述方法的指令：
判断车辆是否处于急加速模式：
若处于急加速模式，则采集车辆的加速踏板开度信息和车辆的状态信息，得到影响车辆的补偿转矩的车辆加速踏板开度变化率影响系数和车辆状态系数，进而得到车辆的补偿转矩；
将车辆的补偿转矩与车辆的基准转矩相加，得到车辆的输出转矩。
装置方案二，在装置方案一的基础上，通过采集车辆的加速踏板开度信息得到车辆的基准转矩。
装置方案三，在装置方案一的基础上，所述车辆的状态信息包括车速信息和车辆SOC信息；所述车辆状态系数包括车速影响系数、电池系统SOC影响系数。
装置方案四，在装置方案三的基础上，所述车辆的补偿转矩为：
Torque_cmp＝KDACC·KSPEED·KSOC·KADJ·Torque_base
或者：
Torque_cmp＝(KDACC+KSPEED+KSOC+KADJ)·Torque_base
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩；
KDACC为加速踏板开度变化率影响系数，根据采集的加速踏板开度信息得到，且
为当前的加速踏板开度变化率，DACC_base为加速踏板开度变化率影响系数的基准值；
KSPEED为当前实时车速影响系数，根据采集的当前实时车速信息得到，且
为采集的当前实时车速，SPEED_base为当前实时车速影响系数的基准值；
KSOC为电池系统荷电状态SOC影响系数，根据采集的车辆荷电状态SOC信息得到，且
为采集到的车辆当前荷电状态的值，SOC_base为电池系统荷电状态SOC影响系数的基准值；
KADJ为补偿转矩调整系数；
Torque_base为补偿转矩的基准转矩。
装置方案五，在装置方案四的基础上，所述判断车辆是否处于急加速模式包括：
计算并判断加速踏板开度、踏板开度变化率、以及车辆的补偿转矩是否满足：
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩，d为设定的车辆补偿转矩的阈值；c为设定的加速踏板开度变化率的最小阈值，a、b分别为设定的加速踏板开度的最小值和最大值；
为Tn时刻下的加速踏板的开度；
为加速踏板的开度变化率，且：
其中，
为Tn-1时刻下的加速踏板的开度；
若满足，则判断车辆处于急加速模式。
装置方案六，在装置方案一的基础上，当车辆处于急加速模式时，还包括对采集的加速踏板开度信息和车辆车速信息进行判断的步骤：
若加速踏板开度变化率小于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值，或者加速踏板开度变化率大于等于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值且当前车速大于等于目标车速，则退出加速模式；
若加速踏板开度变化率大于等于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值且前车速小于目标车速，则继续保持加速模式；
其中，加速踏板开度变化率为：
其中，
分别为Tn、Tn-1时刻下的加速踏板的开度，
为加速踏板的开度变化率；
所述目标车速由采集的加速踏板开度信息得到。
本发明的有益效果：
在判断车辆处于急加速模式时，采集车辆的加速踏板开度信息和车辆的状态信息，得到影响车辆的补偿转矩的车辆加速踏板开度变化率影响系数和车辆状态系数，进而得到车辆的补偿转矩；将车辆的补偿转矩与车辆的基准转矩相加，得到车辆的输出转矩。本发明将车辆的状态信息考虑在内，以得到车辆的补偿转矩，使得得的车辆的补偿转矩更为准确。而且，不需要建立庞大的专家知识库，实现起来较为简单；同时，对电机的补偿曲线更为线性，得到的输出转矩也较为简单，可以较易通过仿真和实验对参数进行优化，不需要对现有的整车控制器进行升级即可实现。
附图说明
图1是急加速模式判断流程图；
图2是退出急加速模式流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。
为了实现对电动汽车的电机输出转矩的控制，采用如下方法：
首先，采集加速踏板的开度信息，并将这些信息传递给整车控制器，整车控制器计算加速踏板的开度变化或者加速踏板的开度变化率，即：
其中，采集的周期为T＝Tn-Tn-1，
分别为Tn、Tn-1时刻下的加速踏板的开度，
为加速踏板的开度变化，
为加速踏板的开度变化率。
在实际的应用中，整车控制器对加速踏板开度变化率的采集周期T是固定的，故为了减少处理器的计算量，可以将加速踏板的开度变化
直接作为加速踏板的开度变化率
在该实施例中，仍旧采用
然后，采集车量的车速信息和车辆荷电状态(State of Charge，SOC)信息，并对加速踏板开度以及加速踏板开度变化率进行判断，是否满足
且
(c为设定的加速踏板开度变化率的最小阈值，a、b分别为设定的加速踏板开度的最小值和最大值)：
若满足，则计算车辆的补偿转矩Torque_cmp，车辆的补偿转矩Torque_cmp的计算有如下两种方法，不同的应用场合下可以选择不同的计算公式，并相应选择合适的影响系数。这两种方法的计算公式分别为：
Torque_cmp＝KDACC·KSPEED·KSOC·KADJ·Torque_base
Torque_cmp＝(KDACC+KSPEED+KSOC+KADJ)·Torque_base
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩；
KDACC为加速踏板开度变化率影响系数，根据采集的加速踏板开度信息得到，且
为当前的加速踏板开度变化率，DACC_base为加速踏板开度变化率影响系数的基准值；
KSPEED为当前实时车速影响系数，根据采集的当前实时车速信息得到，且
为采集的当前实时车速，SPEED_base为当前实时车速影响系数的基准值；
KSOC为电池系统荷电状态SOC影响系数，根据采集的车辆荷电状态SOC信息得到，且
为采集到的车辆当前荷电状态的值，SOC_base为电池系统荷电状态SOC影响系数的基准值；
KADJ为补偿转矩调整系数；
Torque_base为补偿转矩的基准转矩。
以上各个系数的基准值通过车辆本身的设计参数以及电动机的输出参数和设计转矩输出曲线计算得出，通过仿真和实际路试来调整KADJ、Torque_base的值可以使得补偿转矩的曲线更加符合设计要求。
若不满足，则进入一般动力模式。
接着，进一步对车辆的补偿转矩Torque_cmp进行判断，是否满足Torque_cmp＞d(d为设定的车辆补偿转矩的阈值)：
若满足，则说明车辆进入急加速模式；
若不满足，则说明车辆进入一般动力模型。
最后，当判断车辆进入急加速模式时，将上述计算出来的车辆的补偿转矩Torque_cmp与基于加速踏板开度算出的基准转矩Torque_map相加，生成新的车辆的输出转矩，整车控制器将该输出转矩指令发给电机或电机控制器，使得电机能够更加灵敏准确地响应驾驶员的驾驶意图。其中，车辆的输出转矩Torque_out为：
Torque_out＝Torque_map+Torque_cmp
其中，Torque_map为车辆的基准转矩，Torque_cmp为车辆的补偿转矩。
这样一来，整车控制器能够通过采集的加速踏板开度、加速踏板开度变化率以及整车的状态等参数，不断更新发动机的输出转矩指令。同时，还可根据采集的信息判断车辆是否应该退出急加速模式并发出相关的转矩指令。
如图2所示，当车辆处于急加速模式下，根据采集的加速踏板开度信息，计算并判断加速踏板开度变化率是否满足
(e为设定的加速踏板开度变化率的最大阈值)：
若满足，则退出急加速模式；
若不满足，则进一步根据采集的加速踏板开度信息，通过查表或者电机转矩输出曲线计算得到目标车速V′，将目标车速V′与当前车速V进行比较：
若当前车速V大于等于目标车速V′，则退出急加速模式；
若当前车速V小于目标车速V′，则继续保持急加速模式。
本发明还提供了一种车辆转矩控制装置，包括处理器，所述处理器用于实现下述方法的指令：判断车辆是否处于急加速模式：若处于急加速模式，则采集车辆的加速踏板开度信息和车辆的状态信息，得到影响车辆的补偿转矩的车辆加速踏板开度变化率影响系数和车辆状态系数，进而得到车辆的补偿转矩；将车辆的补偿转矩与车辆的基准转矩相加，得到车辆的输出转矩。
其实质在于采用上述方法，由于对该方法的介绍已足够清楚，故对该装置不再赘述。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种车辆转矩控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
判断车辆是否处于急加速模式：
若处于急加速模式，则采集车辆的加速踏板开度信息和车辆的状态信息，得到影响车辆的补偿转矩的车辆加速踏板开度变化率影响系数和车辆状态系数，进而得到车辆的补偿转矩；
将车辆的补偿转矩与车辆的基准转矩相加，得到车辆的输出转矩；
所述车辆的状态信息包括车速信息和车辆SOC信息；所述车辆状态系数包括车速影响系数、电池系统SOC影响系数；
所述车辆的补偿转矩为：
Torque_cmp＝KDACC×KSPEED×KSOC×KADJ×Torque_base
或者：
Torque_cmp＝(KDACC+KSPEED+KSOC+KADJ)×Torque_base
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩；
KDACC为加速踏板开度变化率影响系数，根据采集的加速踏板开度信息得到，且KDACC＝DACC_PTn/DACC_base，DACC_PTn为当前的加速踏板开度变化率，DACC_base为加速踏板开度变化率影响系数的基准值；
KSPEED为当前实时车速影响系数，根据采集的当前实时车速信息得到，且KSPEED＝SPEED_PTn/SPEED_base，SPEED_PTn为采集的当前实时车速，SPEED_ba为当前实时车速影响系数的基准值；
KSOC为电池系统荷电状态SOC影响系数，根据采集的车辆荷电状态SOC信息得到，且KSOC＝SOC_PTn/SOC_base，SOC_PTn为采集到的车辆当前荷电状态的值，SOC_base为电池系统荷电状态SOC影响系数的基准值；
KADJ为补偿转矩调整系数；
Torque_base为补偿转矩的基准转矩。
2.根据权利要求1所述的车辆转矩控制方法，其特征在于，通过采集车辆的加速踏板开度信息得到车辆的基准转矩。
3.根据权利要求1所述的车辆转矩控制方法，其特征在于，所述判断车辆是否处于急加速模式包括：
计算并判断加速踏板开度、踏板开度变化率、以及车辆的补偿转矩是否满足：
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩，d为设定的车辆补偿转矩的阈值；c为设定的加速踏板开度变化率的最小阈值，a、b分别为设定的加速踏板开度的最小值和最大值；
为Tn时刻下的加速踏板的开度；
为加速踏板的开度变化率，且：
其中，
为Tn-1时刻下的加速踏板的开度；
若满足，则判断车辆处于急加速模式。
4.根据权利要求1所述的车辆转矩控制方法，其特征在于，当车辆处于急加速模式时，还包括对采集的加速踏板开度信息和车辆车速信息进行判断的步骤：
若加速踏板开度变化率小于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值，或者加速踏板开度变化率大于等于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值且当前车速大于等于目标车速，则退出加速模式；
若加速踏板开度变化率大于等于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值且前车速小于目标车速，则继续保持加速模式；
其中，加速踏板开度变化率为：
其中，
分别为Tn、Tn-1时刻下的加速踏板的开度，
为加速踏板的开度变化率；
所述目标车速由采集的加速踏板开度信息得到。
5.一种车辆转矩控制装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于实现下述方法的指令：
判断车辆是否处于急加速模式：
若处于急加速模式，则采集车辆的加速踏板开度信息和车辆的状态信息，得到影响车辆的补偿转矩的车辆加速踏板开度变化率影响系数和车辆状态系数，进而得到车辆的补偿转矩；
将车辆的补偿转矩与车辆的基准转矩相加，得到车辆的输出转矩；
所述车辆的状态信息包括车速信息和车辆SOC信息；所述车辆状态系数包括车速影响系数、电池系统SOC影响系数；
所述车辆的补偿转矩为：
Torque_cmp＝KDACC×KSPEED×KSOC×KADJ×Torque_base
或者：
Torque_cmp＝(KDACC+KSPEED+KSOC+KADJ)×Torque_base
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩；
KDACC为加速踏板开度变化率影响系数，根据采集的加速踏板开度信息得到，且
为当前的加速踏板开度变化率，DACC_base为加速踏板开度变化率影响系数的基准值；
KSPEED为当前实时车速影响系数，根据采集的当前实时车速信息得到，且
为采集的当前实时车速，SPEED_ba为当前实时车速影响系数的基准值；
KSOC为电池系统荷电状态SOC影响系数，根据采集的车辆荷电状态SOC信息得到，且
为采集到的车辆当前荷电状态的值，SOC_base为电池系统荷电状态SOC影响系数的基准值；
KADJ为补偿转矩调整系数；
Torque_base为补偿转矩的基准转矩。
6.根据权利要求5所述的车辆转矩控制装置，其特征在于，通过采集车辆的加速踏板开度信息得到车辆的基准转矩。
7.根据权利要求5所述的车辆转矩控制装置，其特征在于，所述判断车辆是否处于急加速模式包括：
计算并判断加速踏板开度、踏板开度变化率、以及车辆的补偿转矩是否满足：
其中，Torque_cmp为车辆的补偿转矩，d为设定的车辆补偿转矩的阈值；c为设定的加速踏板开度变化率的最小阈值，a、b分别为设定的加速踏板开度的最小值和最大值；
为Tn时刻下的加速踏板的开度；
为加速踏板的开度变化率，且：
其中，
为Tn-1时刻下的加速踏板的开度；
若满足，则判断车辆处于急加速模式。
8.根据权利要求5所述的车辆转矩控制装置，其特征在于，当车辆处于急加速模式时，还包括对采集的加速踏板开度信息和车辆车速信息进行判断的步骤：
若加速踏板开度变化率小于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值，或者加速踏板开度变化率大于等于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值且当前车速大于等于目标车速，则退出加速模式；
若加速踏板开度变化率大于等于设定的加速踏板开度变化率的最大阈值且前车速小于目标车速，则继续保持加速模式；
其中，加速踏板开度变化率为：
其中，
分别为Tn、Tn-1时刻下的加速踏板的开度，
为加速踏板的开度变化率；
所述目标车速由采集的加速踏板开度信息得到。
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