CN117774969A - 车辆限速控制方法、装置、可读存储介质及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种车辆限速控制方法、装置、可读存储介质及车辆，该方法包括：获取车辆的最大允许加速度及整车阻力扭矩；根据最大允许加速度和整车阻力扭矩确定最大可用扭矩；根据最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩。本发明通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车辆限速控制方法、装置、可读存储介质及车辆。
背景技术
随着新能源汽车技术的不断发展，新能源商用车的应用越来越广泛。在现有相关技术中，通过PID(Proportional-Integral-Derivative Controller，比例-积分-微分控制器)闭环控制系统调节限速扭矩，然而，PID限速调节控制需要考虑平衡车速扭矩、加减速速率、超调控制、扭矩平顺等问题，标定实验工况复杂，耗费时间，针对不同的车型，均需重新调整和标定PID控制参数，导致不同车型借用PID控制参数困难，使得数据适用性较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种车辆限速控制方法，该方法可以通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定。
为此，本发明的第二个目的在于提出一种车辆限速控制装置。
为此，本发明的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为此，本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
为了达到上述目的，本发明的第一方面的实施例提出了一种车辆限速控制方法，该方法包括：获取车辆的最大允许加速度及整车阻力扭矩；根据所述最大允许加速度和所述整车阻力扭矩确定最大可用扭矩；根据所述最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩。
根据本发明实施例的车辆限速控制方法，通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
另外，根据本发明实施例的车辆限速控制方法，还可以具有如下附加的技术特征：
在一些实施例中，获取车辆的最大允许加速度，包括：获取车辆的目标车速及实际车速；根据所述目标车速和所述实际车速确定所述最大允许加速度。
在一些实施例中，根据所述目标车速和所述实际车速确定所述最大允许加速度，包括：计算所述目标车速与所述实际车速的速度差；将所述速度差带入预设的速度差与最大允许加速度对应关系表，得到所述最大允许加速度。
在一些实施例中，获取整车阻力扭矩，包括：获取整车驱动扭矩和整车加速度；根据所述整车驱动扭矩、加速度与扭矩之间转换系数和所述整车加速度确定整车阻力扭矩。
在一些实施例中，根据所述最大允许加速度和所述整车阻力扭矩确定最大可用扭矩，包括：根据加速度与扭矩之间转换系数、所述整车阻力扭矩和所述最大允许加速度确定所述最大可用扭矩。
在一些实施例中，根据所述最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩，包括：确定所述最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩中较小的一个，并将较小的一个作为所述实际输出扭矩。
为了达到上述目的，本发明的第二方面的实施例提出了一种车辆限速控制装置，包括：获取模块，用于获取车辆的最大允许加速度及整车阻力扭矩；第一确定模块，用于根据所述最大允许加速度和所述整车阻力扭矩确定最大可用扭矩；第二确定模块，用于根据所述最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩。
在一些实施例中，所述获取模块，具体用于：获取车辆的目标车速及实际车速；根据所述目标车速和所述实际车速确定所述最大允许加速度。
根据本发明实施例的车辆限速控制装置，通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
为了达到上述目的，本发明的第三方面的实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，所述非临时性计算机可读存储介质上存储有车辆限速控制程序，所述车辆限速控制程序被处理器执行时实现如本发明上述第一方面实施例所述的车辆限速控制方法。
为了达到上述目的，本发明的第四方面的实施例提出了一种车辆，包括本发明上述第二方面实施例所述的车辆限速控制装置。
根据本发明实施例的车辆，通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的车辆限速控制方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的车辆限速控制策略流程图；
图3是根据本发明一个实施例的车辆限速控制装置的结构框图；
图4是根据本发明一个实施例的车辆。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1和图2描述本发明实施例的车辆限速控制方法。
图1是根据本发明一个实施例的车辆限速控制方法的流程图。如图1所示，该车辆限速控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，获取车辆的最大允许加速度及整车阻力扭矩。
其中，车辆的最大允许加速度是车辆限速时，设置的允许达到的最大加速度，最大允许加速度的设置由目标车速和实际车速确定。
在实施例中，在车辆行驶过程中，通过获取车辆最大允许加速度，实现对车辆车速的限制，例如在不同的车辆工况下，车辆的目标车速与实际车速均不同，通过设置不同的最大允许加速度，实现不同工况下的限速控制，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，使得扭矩响应平顺，车速控制更加稳定。
通过获取的最大允许加速度和整车阻力扭矩能够有效地应用于车辆限速控制中，确保车辆在限速控制下的稳定性和安全性。
步骤S2，根据最大允许加速度和整车阻力扭矩确定最大可用扭矩。
其中，最大可用扭矩是指在限速控制下车辆能够提供的最大扭矩，最大可用扭矩的确定由最大允许加速度和整车阻力扭矩确定。
在实施例中，确定了车辆的最大允许加速度和整车阻力扭矩后，根据获取的参数可计算出对应的最大可用扭矩，其能够限制车辆的加速性能，确保车辆不会超过设定的限速值，并保持稳定的行驶状态。
步骤S3，根据最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩。
在实施例中，实际输出扭矩为车辆运行时实际动力输出扭矩，获取实际需求扭矩和最大可用扭矩后，根据最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩扭矩值，达到车速限制的目的，从而，确保车辆在限速控制下的稳定性和安全性。
从而，根据本发明实施例的车辆限速控制方法，通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
在本发明的一个实施例中，获取车辆的最大允许加速度，包括：获取车辆的目标车速及实际车速；根据目标车速和实际车速确定最大允许加速度。
其中，目标车速为车辆在不同工况下的期望车速，实际车速为车辆当前的行驶速度。
在实施例中，通过获取车辆的目标车速和实际车速确定车辆的最大允许加速度，例如，当目标车速大于实际车速，即目标车速-实际车速大于0，可确定最大允许加速度大于0；当目标车速等于实际车速，即目标车速-实际车速等于0，可确定最大允许加速度等于0；当目标车速小于实际车速时，即目标车速-实际车速小于0，可确定最大允许加速度小于0。基于获取的目标车速和实际车速确定最大允许加速度，可以用于控制车辆的车速，使车辆能够稳定地控制车速，达到限速的目的，从而进一步提高车辆的安全性和稳定性。
在本发明的一个实施例中，根据目标车速和实际车速确定最大允许加速度，包括：计算目标车速与实际车速的速度差；将速度差带入预设的速度差与最大允许加速度对应关系表，得到最大允许加速度。
其中，如表1所示，为目标车速与实际车速的速度差与最大允许加速度的对应关系表。
在实施例中，获取到车辆的目标车速和实际车速后，根据获取到的参数计算目标车速和实际车速的速度差，将计算出的速度差带入表1所示的目标车速与实际车速的速度差与最大允许加速度的对应关系表中，根据不同的速度差查找对应的最大允许加速度，例如，若目标车速与实际车速的速度差为2km/h，通过查找表1，可得到当前速度差下的最大允许加速度为0.3m/s2；若目标车速与实际车速的速度差为0km/h，通过查找表1，可得到当前速度差下的最大允许加速度为0m/s2；若目标车速与实际车速的速度差为-2km/h，通过查找表1，可以得到当前速度差下的最大允许加速度为-0.3m/s2。并且，随着目标车速与实际车速的速度差的增大，相应的最大允许加速度也逐渐增大，反之，若目标车速与实际车速的速度差减小，相应的最大允许加速度也逐渐减小，例如，目标车速与实际车速的速度差为14km/h，其对应的最大允许加速度为4.2m/s2，比目标车速与实际车速的速度差为2km/h对应的的最大允许加速度大很多；目标车速与实际车速的速度差为-4km/h，其对应的最大允许加速度为-1m/s2，比目标车速与实际车速的速度差为-2km/h对应的最大允许加速度小很多。
由此，通过表1可得知，目标车速与实际车速的速度差越大(即速度差大于0)，最大允许加速度越大，这样是为了使车辆能够具备合适的加速能力，以达到限速的目标车速值；当目标车速与实际车速的速度差相等(即速度差等于0)，则最大允许加速度为0，这样是为了使车辆能够维持限速的目标车速恒速运行；当目标车速与实际车速的速度差越小(即速度差小于0)，最大允许加速度越小，这样是为了使车辆超速后能够回到限速的目标车速。通过采用查找对应关系表的方式，可实现快速和准确的确定最大允许加速度，从而更好的满足限速要求，达到限速的目的。
在本发明的一个实施例中，获取整车阻力扭矩，包括：获取整车驱动扭矩和整车加速度；根据整车驱动扭矩、加速度与扭矩之间转换系数和整车加速度确定整车阻力扭矩。
其中，整车驱动扭矩是车辆在驱动状态下需要克服阻力的扭矩，整车阻力扭矩通常会受到车辆质量、车辆轮胎半径等的影响。
在实施例中，获取车辆的整车驱动扭矩和整车加速度，根据整车驱动扭矩、加速度与扭矩之间转换系数和整车加速度计算出整车阻力扭矩。
在具体实施过程中，可以根据牛顿第二定律F＝m*a及力矩公式M＝L*F计算车辆的整车阻力扭矩，F为车辆所受合力、m为车辆质量、a为整车加速度、M为整车合扭矩、L为车辆轮胎半径，其中，整车加速度a为车辆的实际加速度。
具体的，加速度与扭矩之间转换系数可通过牛顿第二定律F＝m*a及力矩公式M＝L*F推导出，即M＝m*L*a，因此，加速度与扭矩之间转换系数可表示为m*L，其中，加速度与扭矩之间转换系数m*L随车辆轮胎半径L及车辆质量m的不同而不同，即车辆轮胎半径L和车辆质量m其中一个发生改变或二者均改变，加速度与扭矩之间转换系数m*L也随之相应改变。
举例而言，车辆所受合力F＝F1+F2，其中，F2为整车阻力，F1为整车驱动力，再根据力矩公式M＝L*F，可得出整车合扭矩为M＝M1+M2，将整车阻力扭矩记为M2，整车驱动扭矩记为M1，则整车阻力扭矩M2＝M-M1＝F*a-M1＝m*L*a-M1，由此，根据获取到的车辆质量m、车辆轮胎半径L、整车驱动扭矩M1以及整车加速度a可计算出车辆的整车阻力扭矩M2。
在本发明的一个实施例中，根据最大允许加速度和整车阻力扭矩确定最大可用扭矩，包括：根据加速度与扭矩之间转换系数、整车阻力扭矩和最大允许加速度确定最大可用扭矩。
在实施例中，整车阻力扭矩M2可通过上述的计算方法获取到，即根据获取到的整车驱动扭矩M1、加速度与扭矩之间转换系数m*L以及整车加速度a可得到。在获取到加速度与扭矩之间转换系数m*L、整车阻力扭矩M2和最大允许加速度amax后，可以通过公式Mmax＝m*L*amax+M2得到最大可用扭矩Mmax，该公式考虑了车辆的整车阻力、车辆质量m和车辆轮胎半径L，以及最大允许加速度amax对最大可用扭矩Mmax的影响，通过多方面的考虑，可以确保车辆在限速控制下的性能和稳定性，达到限速的目的。
在本发明的一个实施例中，根据最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩，包括：确定最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩中较小的一个，并将较小的一个作为实际输出扭矩。
在实施例中，通过加速度与扭矩之间转换系数、整车阻力扭矩和最大允许加速度计算出最大可用扭矩后，还需获取车辆的实际需求扭矩，其中，车辆的实际需求扭矩是指在不同的车辆工况下所需克服的阻力扭矩，例如驾驶员在限速过程中的请求扭矩。然后，将获取到的最大可用扭矩和实际需求扭矩进行比较，选择两者中较小的一个作为实际输出扭矩，可以确保实际输出扭矩始终小于或等于限速允许的最大可用扭矩，从而达到限制目标车速的目的，提高道路行驶安全性和驾驶稳定性，同时也提高了车辆的动力性能和稳定性，为驾驶员提供更好的驾驶体验。
作为具体实施例，可通过图2所示的车辆限速控制策略流程图进行详细描述，包括以下步骤：
步骤S11，获取车辆的目标车速和实际车速。
步骤S12，计算目标车速和实际车速的速度差。
步骤S13，根据速度差查找目标车速和实际车速的速度差与最大允许加速度的对应关系表。
步骤S14，确定最大允许加速度。
步骤S15，获取车辆轮胎半径和车辆质量。
步骤S16，将车辆轮胎半径和车辆质量带入牛顿第二定律和力矩公式确定加速度与扭矩之间转换系数。
步骤S17，获取整车驱动扭矩和整车加速度。
步骤S18，根据整车驱动扭矩、整车加速度及加速度与扭矩之间转换系数确定整车阻力扭矩。
步骤S19，根据加速度与扭矩之间转换系数、整车阻力扭矩和最大允许加速度确定最大可用扭矩。
步骤S20，获取实际需求扭矩。
步骤S21，根据最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩。
根据本发明实施例的车辆限速控制方法，通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
本发明进一步实施例还提出了一种车辆限速控制装置。
图3是根据本发明一个实施例的车辆限速控制装置的结构框图。如图3所示，该车辆限速控制装置2，包括：获取模块21、第一确定模块22及第二确定模块23，其中，
获取模块21用于获取车辆的最大允许加速度及整车阻力扭矩；第一确定模块22用于根据最大允许加速度和整车阻力扭矩确定最大可用扭矩；第二确定模块23用于根据最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩。
在本发明的一个实施例中，获取模块21具体用于：获取车辆的目标车速及实际车速；根据目标车速和实际车速确定最大允许加速度。
根据本发明实施例的车辆限速控制装置2，通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
在一些实施例中，获取模块21获取车辆的最大允许加速度，包括：获取车辆的目标车速及实际车速；根据目标车速和实际车速确定最大允许加速度。
在一些实施例中，第一确定模块22根据目标车速和实际车速确定最大允许加速度，包括：计算目标车速与实际车速的速度差；将速度差带入预设的速度差与最大允许加速度对应关系表，得到最大允许加速度。
在一些实施例中，获取模块21获取整车阻力扭矩，包括：根据整车驱动扭矩和整车加速度；根据整车驱动扭矩、加速度与扭矩之间转换系数和整车加速度确定整车阻力扭矩。
在一些实施例中，第一确定模块22根据最大允许加速度和整车阻力扭矩确定最大可用扭矩，包括：根据加速度与扭矩之间转换系数、整车阻力扭矩和最大允许加速度确定最大可用扭矩。
在一些实施例中，第二确定模块23根据最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩，包括：确定最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩中较小的一个，并将较小的一个作为实际输出扭矩。
需要说明的是，在进行车辆限速控制时，该车辆限速控制装置的具体实现方式与本发明上述任意一个实施例所描述的车辆限速控制方法的具体实现方式类似，因此关于该车辆限速控制装置的详细示例性描述，请参见前述关于车辆限速控制方法的相关描述，为减少冗余，此处不再重复赘述。
根据本发明实施例的车辆限速控制装置2，通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
本发明进一步还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，非临时性计算机可读存储介质上存储有车辆限速控制程序，车辆限速控制程序被处理器执行时实现如本发明上述任意一个实施例所描述的车辆限速控制方法。
本发明的进一步实施例提出了一种车辆。
图4是根据本发明一个实施例的车辆的结构框图。如图4所示，车辆3包括如本发明上述任意一个实施例所描述的车辆限速控制装置2。
需要说明的是，该车辆在进行车辆限速控制时，其具体实现方式与本发明上述任意一个实施例所描述的车辆限速控制装置或方法的具体实现方式类似，因而关于该车辆进行车辆限速控制的详细示例性描述，可参见前述关于车辆限速控制装置或方法的相关描述部分，为减少冗余，此处不再重复赘述。
根据本发明实施例的车辆3，通过设置车辆最大允许加速度，得到车辆限速所需的最大可用扭矩，并根据最大可用扭矩与实际需求扭矩确定实际输出扭矩，以将车辆的车速限制在目标速度范围内，相较于PID限度扭矩，通过设置车辆最大允许加速度实现车辆的车速的限制，其扭矩响应平顺，车速控制更加稳定，控制策略更加便捷，减少资源消耗与时间消耗，其数据在不同车型之间的适用性更高。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种车辆限速控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆的最大允许加速度及整车阻力扭矩；
根据所述最大允许加速度和所述整车阻力扭矩确定最大可用扭矩；
根据所述最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的车辆限速控制方法，其特征在于，获取车辆的最大允许加速度，包括：
获取车辆的目标车速及实际车速；
根据所述目标车速和所述实际车速确定所述最大允许加速度。
3.根据权利要求2所述的车辆限速控制方法，其特征在于，根据所述目标车速和所述实际车速确定所述最大允许加速度，包括：
计算所述目标车速与所述实际车速的速度差；
将所述速度差带入预设的速度差与最大允许加速度对应关系表，得到所述最大允许加速度。
4.根据权利要求1所述的车辆限速控制方法，其特征在于，获取整车阻力扭矩，包括：
获取整车驱动扭矩和整车加速度；
根据所述整车驱动扭矩、加速度与扭矩之间转换系数和所述整车加速度确定整车阻力扭矩。
5.根据权利要求1所述的车辆限速控制方法，其特征在于，根据所述最大允许加速度和所述整车阻力扭矩确定最大可用扭矩，包括：
根据加速度与扭矩之间转换系数、所述整车阻力扭矩和所述最大允许加速度确定所述最大可用扭矩。
6.根据权利要求1所述的车辆限速控制方法，其特征在于，根据所述最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩，包括：
确定所述最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩中较小的一个，并将较小的一个作为所述实际输出扭矩。
7.一种车辆限速控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取车辆的最大允许加速度及整车阻力扭矩；
第一确定模块，用于根据所述最大允许加速度和所述整车阻力扭矩确定最大可用扭矩；
第二确定模块，用于根据所述最大可用扭矩和实际需求扭矩确定实际输出扭矩。
8.根据权利要求7所述的车辆限速控制装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：
获取车辆的目标车速及实际车速；
根据所述目标车速和所述实际车速确定所述最大允许加速度。
9.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非临时性计算机可读存储介质上存储有车辆限速控制程序，所述车辆限速控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的车辆限速控制方法。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求7或8所述的车辆限速控制装置。
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| CN115434817B (zh) * | 2022-08-04 | 2024-06-18 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机扭矩控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
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