CN105752077B - 混合动力车辆的扭矩分配方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及仿真技术领域，公开了一种混合动力车辆的扭矩分配方法及系统。本发明中，混合动力车辆的扭矩分配方法包含以下步骤：若检测到第一控制指令发送完毕，则触发计算分配策略；若检测到分配策略的计算时长达到预设值，则触发停止计算分配策略，并发送第二控制指令，且在检测到第二控制指令发送完毕时触发继续计算分配策略；其中，混合动力车辆包含至少两个动力系统；第一控制指令、第二控制指令均是分配各个动力系统的扭矩的指令；第一控制指令与第二控制指令的发送时间相邻；预设值为第一控制指令与第二控制指令之间的时间间隔；预设值小于一个分配策略的计算总时长。这样，可以提高发送控制指令的实时性。

Description

混合动力车辆的扭矩分配方法及系统
技术领域
本发明涉及混合动力控制技术领域，特别涉及一种混合动力车辆的扭矩分配方法及系统。
背景技术
混合动力车辆在控制中，需要对发动机和电机的输出扭矩进行控制。而发动机和电机的输出扭矩分配由多个因素来决定。发动机和电机的扭矩分配计算非常复杂，在实时的控制中计算分配方案会占用大量计算时间。如果采用经验的分配，会对混合动力车辆的燃油经济性能造成影响。
目前，存在两种扭矩分配方法：实时计算法与查表法。对于实时计算法，通过实时优化的方法一般需要对取值范围内的变量进行迭代来取得最优的控制指令。这种控制方法比较耗费资源，要占用大量的计算时间。但控制器需要实时地对控制目标进行发控制指令，仅仅需要非常短的时间，一般小于10ms。因此控制器在计算过程消耗太多的时间会影响控制指令的实时发出。
对于查表法，在进行控制之前，将优化的分配方案通过离线的方式进行计算，将计算的结果存储在控制器中。在实时的控制中只需要通过查表直接读取优化的结果即可。但是，这种方法在使用中存在很多问题：首先，由于数据量较大，如果要得到比较精确的表格数据，需要大量的存储空间；而且，如果数据量较大，会延长查表时间，也不利于控制指令的实时发出。其次，车载控制器的存储空间有限，如果查表数据量较小，会导致查表的数值与实际的优化值有偏差，导致分配不精确，仍会影响混合动力车辆的燃油经济性能。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种混合动力车辆的扭矩分配方法及系统，提高了发送控制指令的实时性。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种混合动力车辆的扭矩分配方法，其中，所述混合动力车辆包含至少两个动力系统，所述混合动力车辆的扭矩分配方法包含以下步骤：
若检测到第一控制指令发送完毕，则触发计算分配策略；
若检测到所述分配策略的计算时长达到预设值，则触发停止计算所述分配策略，并发送第二控制指令，且在检测到所述第二控制指令发送完毕时触发继续计算所述分配策略；
其中，所述第一控制指令、第二控制指令均是分配各个动力系统的扭矩的指令；所述第一控制指令与所述第二控制指令的发送时间相邻；所述预设值为所述第一控制指令与所述第二控制指令之间的时间间隔；所述预设值小于一个所述分配策略的计算总时长。
本发明的实施方式还提供了一种混合动力车辆的扭矩分配系统，其中，所述混合动力车辆包含至少两个动力系统，所述混合动力车辆的扭矩分配系统包含：第一检测模块、第二检测模块、计算模块与发送模块；
所述发送模块，用于发送第一控制指令；
所述第一检测模块，用于在检测到所述发送模块发送完毕所述第一控制时触发所述计算模块计算分配策略；
所述第二检测模块，用于在检测到所述计算模块计算所述分配策略的计算时长达到预设值时，触发所述计算模块停止计算所述分配策略，并触发所述发送模块发送第二控制指令；
所述第一检测模块，还用于在检测到所述发送模块发送完毕所述第二控制指令时触发所述计算模块继续计算所述分配策略；
其中，所述第一控制指令、第二控制指令均是分配各个动力系统的扭矩的指令；所述第一控制指令与所述第二控制指令的发送时间相邻；所述预设值为所述第一控制指令与所述第二控制指令之间的时间间隔；所述预设值小于一个所述分配策略的计算总时长。
本发明实施方式相对于现有技术而言，只有检测到第一控制指令发送完毕时才触发计算分配策略，其中，分配策略是分配混合动力车辆的扭矩的策略；只要检测到分配策略的计算时长达到预设值，就停止计算分配策略，并发送第二控制指令，且只有在检测到第二控制指令发送完毕时才触发继续计算分配策略；其中，预设值为发送时间相邻的第一控制指令与第二控制指令之间的时间间隔；也就是，将一个分配策略的计算过程依次划分为若干部分，各部分依次位于相邻控制指令的发送间隔，只有不发送控制指令的时间段才用于计算分配策略，在计算分配策略时不发送控制指令，亦即，计算分配策略与发送控制指令总是不会同时进行，这样，计算分配策略就不会影响控制指令的发送，提高了发送控制指令的实时性。
另外，在所述计算分配策略的步骤中，在距离所述车辆当前的状态参数的预设范围内计算所述分配策略；其中，所述分配策略的数据量小于第一预设阈值。在分配策略的数据量小于第一预设阈值的条件下，并在距离车辆当前的状态参数的预设范围内计算分配策略，可以根据用户需求减小计算分配策略的数据范围，有利于缩短计算时间，提高计算效率。
另外，计算所述分配策略的计算步长小于第二预设阈值。减小计算步长，可以提高计算精度，进而，可以给出精确的分配策略，提高混合动力车辆的燃油经济性能。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的混合动力车辆的扭矩分配方法的流程图；
图2是根据本发明第二实施方式的混合动力车辆的扭矩分配方法的流程图；
图3是根据本发明第三实施方式的混合动力车辆的扭矩分配系统的结构框图；
图4是根据本发明第四实施方式的混合动力车辆的扭矩分配系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种混合动力车辆的扭矩分配方法，其中，混合动力车辆包含至少两个动力系统，具体地，在本实施方式中，包含第一动力系统与第二动力系统；第一动力系统为电机动力系统，第二动力系统为燃油动力系统。本实施方式中的混合动力车辆的扭矩分配方法，具体流程如图1所示，包含以下步骤：
步骤101，若检测到第一控制指令发送完毕，则触发计算分配策略。其中，第一控制指令是发送至控制目标(电机动力系统与燃油动力系统)的控制指令，用于控制分配控制目标的扭矩。具体地说，第一控制指令的发送需要占用时间，若在发送第一控制指令的时间段内，控制器还执行其他任务，比如，计算分配策略，则会影响发送第一控制指令的实时性。在发送第一控制指令的时间段内，禁止控制器计算分配策略，而在检测到第一控制指令发送完毕时才触发计算分配策略。
步骤102，若检测到分配策略的计算时长达到预设值，则触发停止计算分配策略，并发送第二控制指令。其中，第二控制指令也是发送至控制目标(电机动力系统与燃油动力系统)的控制指令，用于控制分配控制目标的扭矩。第二控制指令的发送时间与第一控制指令的发送时间相邻；预设值为第一控制指令与第二控制指令之间的时间间隔；预设值小于一个分配策略的计算总时长，也就是分配策略的计算总时长大于相邻控制指令之间的时间间隔。
步骤103，在检测到第二控制指令发送完毕时触发继续计算分配策略。
在实际应用时，比如，每10ms发送一次控制指令，一个分配策略的计算总时长为200ms，控制器可以采用并行的第一线程、第二线程分别执行发送控制指令与计算分配策略的任务，当检测到第一线程发送控制指令完毕时，触发第二线程执行计算分配策略的程序，当检测到第二线程的计算时间达到10ms时触发第二线程停止执行计算分配策略的程序，并触发第一线程发送另一个控制指令，若检测到控制指令发送完毕，则触发第二线程继续执行计算分配策略的程序，当第二线程将计算分配策略的程序执行结束时，便可以得到一个分配策略。
与现有技术相比，只有检测到第一控制指令发送完毕时才触发计算分配策略，其中，分配策略是分配混合动力车辆的扭矩的策略；只要检测到分配策略的计算时长达到预设值，就停止计算分配策略，并发送第二控制指令，且只有在检测到第二控制指令发送完毕时才触发继续计算分配策略；其中，预设值为发送时间相邻的第一控制指令与第二控制指令之间的时间间隔；也就是，将一个分配策略的计算过程依次划分为若干部分，各部分依次位于相邻控制指令的发送间隔，只有不发送控制指令的时间段才用于计算分配策略，在计算分配策略时不发送控制指令，亦即，计算分配策略与发送控制指令总是不会同时进行，这样，计算分配策略就不会影响控制指令的发送，提高了发送控制指令的实时性。
本发明的第二实施方式涉及一种混合动力车辆的扭矩分配方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，在计算分配策略的步骤中，在距离车辆当前的状态参数的预设范围内计算分配策略；其中，分配策略的数据量小于第一预设阈值。这样，根据用户需求减小计算分配策略的数据范围，有利于缩短计算时间，提高计算效率。
比如，第一动力系统的当前转速为1000rpm(转每分)，需求扭矩为300Nm(牛米)。用户可以根据分配策略的数据量小于第一预设阈值的条件设置1000rpm对应的计算范围是[800rpm，1200rpm]，300Nm对应的计算范围是[250Nm，350Nm]，当检测到第一动力系统的当前转速为1000rpm，控制器就从800rpm到1200rpm，扭矩从250Nm到350Nm范围内进行计算即可。这样，根据用户需求减小计算分配策略的数据范围，计算量小，有利于缩短计算时间，提高计算效率。
进一步地，计算分配策略的计算步长小于第二预设阈值。减小计算步长，可以提高计算精度，进而，可以给出精确的分配策略。
具体地说，在本实施方式中，包含步骤201～206，其中，201～203分别与第一实施方式中的步骤101～103相似，在此不再赘述。下面仅介绍步骤204～206：
步骤204，若计算完毕并得到分配策略，则将分配策略制作成查找表。制作查找表是现有成熟的技术，在此不再赘述。当计算步长较小时，表格数据比较密集，表格数据更精确。
步骤205，从查找表中查找出满足预设条件的数据。由于是在距离车辆当前的状态参数的预设范围内计算得出的分配策略，查找表的数据量小，可以快速查表得出满足预设条件的数据。
步骤206，根据查找结果生成并发送第三控制指令。根据查找结果生成的第三控制指令既符合车辆的动力系统的扭矩分配需求，结果又精确，计算时间还比较短。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第三实施方式涉及一种混合动力车辆的扭矩分配系统。其中，混合动力车辆包含至少两个动力系统，在本实施方式中，混合动力车辆包含第一动力系统与第二动力系统。其中，第一动力系统为电机动力系统，第二动力系统为燃油动力系统。混合动力车辆的扭矩分配系统，具体如图3所示，包含：第一检测模块、第二检测模块、计算模块与发送模块。
发送模块，用于发送第一控制指令。
第一检测模块，用于在检测到发送模块发送完毕第一控制时触发计算模块计算分配策略。
第二检测模块，用于在检测到计算模块计算分配策略的计算时长达到预设值时，触发计算模块停止计算分配策略，并触发发送模块发送第二控制指令。
第一检测模块，还用于在检测到发送模块发送完毕第二控制指令时触发计算模块继续计算分配策略。
其中，第一控制指令、第二控制指令均是分配各个动力系统的扭矩的指令；第一控制指令与第二控制指令的发送时间相邻；预设值为第一控制指令与第二控制指令之间的时间间隔；预设值小于一个分配策略的计算总时长。
不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明的第四实施方式涉及一种混合动力车辆的扭矩分配系统。第四实施方式在第三实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第四实施方式中，混合动力车辆的扭矩分配系统，具体如图4所示，还包含第三检测模块，第三检测模块用于检测车辆当前的状态参数；计算模块用于根据第三检测模块检测到的车辆当前的状态参数，在距离车辆当前的状态参数的预设范围内计算分配策略；其中，分配策略的数据量小于第一预设阈值。这样，可以根据用户需求减小计算分配策略的数据范围，有利于缩短计算时间，提高计算效率。
进一步地，在本实施方式中，计算分配策略的计算步长小于第二预设阈值。减小计算步长，可以提高计算精度，进而，可以给出精确的分配策略。
在本实施方式中，计算模块包含制作子模块(未示出)与查找子模块(未示出)；混合动力车辆的扭矩分配系统还包含生成模块。
制作子模块，用于在计算模块计算完毕并得到分配策略时将分配策略制作成查找表。
查找子模块，用于从查找表中查找出满足预设条件的数据。
生成模块，用于根据查找子模块的查找结果生成第三控制指令。
发送模块，还用于将生成模块生成的第三控制指令发送给各个动力系统。
不难发现，本实施方式为与第二实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的扭矩分配方法，其中，所述混合动力车辆包含至少两个动力系统，其特征在于，所述混合动力车辆的扭矩分配方法包含以下步骤：
若检测到第一控制指令发送完毕，则触发计算分配策略；
若检测到所述分配策略的计算时长达到预设值，则触发停止计算所述分配策略，并发送第二控制指令，且在检测到所述第二控制指令发送完毕时触发继续计算所述分配策略；
其中，所述第一控制指令、第二控制指令均是分配各个动力系统的扭矩的指令；所述第一控制指令与所述第二控制指令的发送时间相邻；所述预设值为所述第一控制指令与所述第二控制指令之间的时间间隔；所述预设值小于一个所述分配策略的计算总时长。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩分配方法，其特征在于，在所述计算分配策略的步骤中，
在距离所述车辆当前的状态参数的预设范围内计算所述分配策略；其中，所述分配策略的数据量小于第一预设阈值。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的扭矩分配方法，其特征在于，计算所述分配策略的计算步长小于第二预设阈值。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩分配方法，其特征在于，在所述计算分配策略的步骤中，包含以下子步骤：
若计算完毕并得到所述分配策略，则将所述分配策略制作成查找表；
从所述查找表中查找出满足预设条件的数据；
在所述计算分配策略的步骤之后，还包含以下步骤：
根据查找结果生成并发送第三控制指令。
5.根据权利要求1所述的混合动力车辆的扭矩分配方法，其特征在于，所述混合动力车辆包含第一动力系统与第二动力系统；
其中，所述第一动力系统为电机动力系统，所述第二动力系统为燃油动力系统。
6.一种混合动力车辆的扭矩分配系统，其中，所述混合动力车辆包含至少两个动力系统，其特征在于，所述混合动力车辆的扭矩分配系统包含：第一检测模块、第二检测模块、计算模块与发送模块；
所述发送模块，用于发送第一控制指令；
所述第一检测模块，用于在检测到所述发送模块发送完毕所述第一控制指令时触发所述计算模块计算分配策略；
所述第二检测模块，用于在检测到所述计算模块计算所述分配策略的计算时长达到预设值时，触发所述计算模块停止计算所述分配策略，并触发所述发送模块发送第二控制指令；
所述第一检测模块，还用于在检测到所述发送模块发送完毕所述第二控制指令时触发所述计算模块继续计算所述分配策略；
其中，所述第一控制指令、第二控制指令均是分配各个动力系统的扭矩的指令；所述第一控制指令与所述第二控制指令的发送时间相邻；所述预设值为所述第一控制指令与所述第二控制指令之间的时间间隔；所述预设值小于一个所述分配策略的计算总时长。
7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的扭矩分配系统，其特征在于，还包含第三检测模块；
所述第三检测模块，用于检测所述车辆当前的状态参数；
所述计算模块，用于根据所述第三检测模块检测到的所述车辆当前的状态参数，在距离所述车辆当前的状态参数的预设范围内计算所述分配策略；其中，所述分配策略的数据量小于第一预设阈值。
8.根据权利要求7所述的混合动力车辆的扭矩分配系统，其特征在于，计算所述分配策略的计算步长小于第二预设阈值。
9.根据权利要求6所述的混合动力车辆的扭矩分配系统，其特征在于，所述计算模块包含制作子模块与查找子模块；所述混合动力车辆的扭矩分配系统还包含生成模块；
所述制作子模块，用于在所述计算模块计算完毕并得到所述分配策略时将所述分配策略制作成查找表；
所述查找子模块，用于从所述查找表中查找出满足预设条件的数据；
所述生成模块，用于根据所述查找子模块的查找结果生成第三控制指令；
所述发送模块，还用于将所述生成模块生成的第三控制指令发送给各个动力系统。
10.根据权利要求6所述的混合动力车辆的扭矩分配系统，其特征在于，所述混合动力车辆包含第一动力系统与第二动力系统；
其中，所述第一动力系统为电机动力系统，所述第二动力系统为燃油动力系统。
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