CN105936265A - 用于生成扭矩命令的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于生成扭矩命令的方法和装置。一种用于生成扭矩命令的方法包括：根据扭矩源的性能，设定初始扭矩命令的阈值增加率和阈值减少率；在基于初始扭矩命令来生成最终扭矩命令时，将初始扭矩命令的增加率与阈值增加率进行比较；当初始扭矩命令的增加率大于阈值增加率时，确定初始扭矩命令的增加率达到阈值增加率的第一时刻，并且生成第一时刻之后的按阈值增加率增加的最终扭矩命令；当第一时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令的第二时刻，并且计算在第一时刻和第二时刻之间的扭矩损失量；以及生成第二时刻之后的用于校正扭矩损失量的最终扭矩命令。

Description

用于生成扭矩命令的方法和装置

技术领域

本公开总体涉及用于生成扭矩命令的方法和装置，并且更特别地，涉及如下一种用于生成扭矩命令的方法和装置，其能够校正由于阈值增加率和阈值减少率而导致的扭矩损失量和扭矩过剩量。

背景技术

如本领域中公知的，混合动力电动车辆使用内燃发动机和蓄电池电源两者。混合动力电动车辆将来自内燃发动机的扭矩与来自电动机的扭矩高效地组合。

通常，混合动力电动车辆包括发动机、电动机、控制发动机和电动机之间的扭矩的发动机离合器、变速器、差动齿轮装置、高压蓄电池、混合启动器&发电机(HSG)(其启动发动机或者根据发动机的输出来生成电力)、以及车轮。HSG可以指一体化启动器&发电机(ISG)。

此外，混合动力电动车辆能够行驶在：电动车辆(EV)模式，在该模式下，仅使用电动机的扭矩；混合动力电动汽车(HEV)模式，在该模式下，发动机的扭矩用作主扭矩，并且电动机的扭矩用作辅助扭矩；和再生制动模式，在该模式下，在车辆制动期间或在车辆惯性行驶期间，通过电动机的发电来回收制动能量和惯性能量，从而对电池进行充电。根据驾驶者对加速器踏板或制动器踏板的操控、车辆速度、蓄电池的充电状态(SOC)等来接合或释放发动机离合器，以此启用HEV模式。通过使用发动机的机械能和蓄电池电能两者、使用发动机和电动机的最佳操作区域以及回收制动时的能量，可以提高混合动力电动车辆中的燃料效率，并且可以高效地使用混合动力电动车辆的能量。

诸如发动机、电动机或HSG的扭矩源基于扭矩命令来生成扭矩。在混合动力电动车辆的情况下，发动机扭矩命令和电动机扭矩命令基于车辆速度、加速器踏板的位置(即，加速器踏板的推压程度)、发动机转速、电动机转速等来确定。然而，由于扭矩源的性能限制(例如，连接发动机和HSG的皮带的张力限制和电动机的带宽)，可能无法产生与扭矩命令对应的扭矩。扭矩命令的增加率和减少率被限制，以防止扭矩源损坏。

在这点上，图7是示出常规的HSG扭矩命令的曲线图。如图7所示，当HSG的扭矩急剧增加或减少时，由于连接发动机和HSG的皮带可能被拉断，因此阈值增加率和阈值减少率被应用于HSG扭矩命令。其结果是，HSG的性能和行为恶化，因为产生了扭矩损失量和扭矩过剩量。

上述在背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此它可能包含不构成在该国中本领域技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开致力于提供一种用于生成扭矩命令的方法和装置，其能够校正由于阈值增加率和阈值减少率导致的扭矩损失量和扭矩过剩量。

根据本公开的实施例，一种用于生成扭矩命令的方法包括以下步骤：根据扭矩源的性能，设定初始扭矩命令的阈值增加率和阈值减少率；在基于初始扭矩命令来生成最终扭矩命令时，将初始扭矩命令的增加率与阈值增加率进行比较；当初始扭矩命令的增加率大于阈值增加率时，确定初始扭矩命令的增加率达到阈值增加率时的第一时刻，并且在第一时刻之后生成按阈值增加率增加的最终扭矩命令；当在第一时刻之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第二时刻，并且计算在第一时刻和第二时刻之间的扭矩损失量；以及在第二时刻之后生成用于校正扭矩损失量的最终扭矩命令。

在第二时刻之后生成用于校正扭矩损失量的最终扭矩命令的步骤可以包括：基于扭矩损失量、第二时刻、第二时刻处的最终扭矩命令、第二时刻处的初始扭矩命令的变化率、预设增加率和预设减少率，计算：i)第二时刻之后的第三时刻；ii)在第三时刻之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第四时刻；iii)第三时刻处的最终扭矩命令；以及iv)第四时刻处的最终扭矩命令；将第三时刻处的最终扭矩命令与最大容许扭矩命令进行比较；以及当第三时刻处的最终扭矩命令小于或等于最大容许扭矩命令时，基于第三时刻、第四时刻、第三时刻处的最终扭矩命令和第四时刻处的最终扭矩命令，生成第二时刻和第四时刻之间的最终扭矩命令。

计算第二时刻之后的第三时刻、在第三时刻之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第四时刻、第三时刻处的最终扭矩命令、以及第四时刻处的最终扭矩命令的步骤可以包括：基于第二时刻、第三时刻、第四时刻、第二时刻处的最终扭矩命令、第三时刻处的最终扭矩命令、以及第四时刻处的最终扭矩命令，形成具有与扭矩损失量对应的面积的虚拟三角形。

使用第三时刻、第四时刻、第三时刻处的最终扭矩命令、以及第四时刻处的最终扭矩命令来生成第二时刻和第四时刻之间的最终扭矩命令的步骤可以包括：在第二时刻和第三时刻之间生成按预设增加率增加的最终扭矩命令；以及在第三时刻和第四时刻之间生成按预设减少率减少的最终扭矩命令。

预设增加率可以与阈值增加率相同。

预设减少率可以与阈值减少率相同。

在第二时刻之后生成用于校正扭矩损失量的最终扭矩命令的步骤还可以包括：

当第三时刻处的最终扭矩命令大于最大容许扭矩命令时，计算最终扭矩命令达到最大容许扭矩命令时的第五时刻、以及在第五时刻和第四时刻之间的第六时刻；以及基于第四时刻、第五时刻、第六时刻和第四时刻处的最终扭矩命令，生成第二时刻和第四时刻之间的最终扭矩命令。

计算最终扭矩命令达到最大容许扭矩命令时的第五时刻、以及在第五时刻和第四时刻之间的第六时刻的步骤可以包括：基于第二时刻、第四时刻、第五时刻、第六时刻、第二时刻处的最终扭矩命令、最大容许扭矩命令、以及第四时刻处的最终扭矩命令，形成具有与扭矩损失量对应的面积的虚拟四边形。

基于第四时刻、第五时刻、第六时刻、以及第四时刻处的最终扭矩命令，生成第二时刻和第四时刻之间的最终扭矩命令的步骤可以包括：在第二时刻和第五时刻之间生成按预设增加率增加的最终扭矩命令；在第五时刻和第六时刻之间生成与最大容许扭矩命令对应的最终扭矩命令；以及在第六时刻和第四时刻之间生成按预设减少率减少的最终扭矩命令。

此外，根据本公开的实施例，一种用于生成扭矩命令的方法包括以下步骤：根据扭矩源的性能，设定初始扭矩命令的阈值增加率和阈值减少率；在基于初始扭矩命令来生成最终扭矩命令时，将初始扭矩命令的减少率与阈值减少率进行比较；当初始扭矩命令的减少率小于阈值减少率时，确定初始扭矩命令的减少率达到阈值减少率时的第一时刻，并且在第一时刻之后生成按阈值减少率减少的最终扭矩命令；当第一时刻之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第二时刻，并且计算在第一时刻和第二时刻之间的扭矩过剩量；以及在第二时刻之后生成用于校正扭矩过剩量的最终扭矩命令。

在第二时刻之后生成用于校正扭矩过剩量的最终扭矩命令的步骤可以包括：基于扭矩过剩量、第二时刻、第二时刻处的最终扭矩命令、第二时刻处的初始扭矩命令的变化率、预设增加率和预设减少率，计算：i)第二时刻之后的第三时刻；ii)第三时刻之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第四时刻；iii)第三时刻处的最终扭矩命令；以及iv)第四时刻处的最终扭矩命令；将第三时刻处的最终扭矩命令与最小容许扭矩命令进行比较；以及当第三时刻处的最终扭矩命令大于或等于最小容许扭矩命令时，基于第三时刻、第四时刻、第三时刻处的最终扭矩命令和第四时刻处的最终扭矩命令，生成第二时刻和第四时刻之间的最终扭矩命令。

计算第二时刻之后的第三时刻、第三时刻之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第四时刻、第三时刻处的最终扭矩命令、以及第四时刻处的最终扭矩命令的步骤可以包括：基于第二时刻、第三时刻、第四时刻、第二时刻处的最终扭矩命令、第三时刻处的最终扭矩命令、以及第四时刻处的最终扭矩命令，形成具有与扭矩过剩量对应的面积的虚拟三角形。

使用第三时刻、第四时刻、第三时刻处的最终扭矩命令、以及第四时刻处的最终扭矩命令来生成第二时刻和第四时刻之间的最终扭矩命令的步骤可以包括：

在第二时刻和第三时刻之间生成按预设减少率减少的最终扭矩命令；以及在第三时刻和第四时刻之间生成按预设增加率增加的最终扭矩命令。

预设增加率可以与阈值增加率相同。

预设减少率可以与阈值减少率相同。

在第二时刻之后生成用于校正扭矩过剩量的最终扭矩命令的步骤还可以包括：当第三时刻处的最终扭矩命令小于最小容许扭矩命令时，计算最终扭矩命令达到最小容许扭矩命令时的第五时刻、以及在第五时刻和第四时刻之间的第六时刻；以及

基于第四时刻、第五时刻、第六时刻、以及第四时刻处的最终扭矩命令，生成第二时刻和第四时刻之间的最终扭矩命令。

计算最终扭矩命令达到最小容许扭矩命令时的第五时刻、以及在第五时刻和第四时刻之间的第六时刻的步骤可以包括：基于第二时刻、第四时刻、第五时刻、第六时刻、第二时刻处的最终扭矩命令、最小容许扭矩命令、以及第四时刻处的最终扭矩命令，形成具有与扭矩过剩量对应的面积的虚拟四边形。

基于第四时刻、第五时刻、第六时刻、以及第四时刻处的最终扭矩命令，生成第二时刻和第四时刻之间的最终扭矩命令的步骤可以包括：在第二时刻和第五时刻之间生成按预设减少率减少的最终扭矩命令；在第五时刻和第六时刻之间生成与最小容许扭矩命令对应的最终扭矩命令；以及在第六时刻和第四时刻之间生成按预设增加率增加的最终扭矩命令。

此外，根据本公开的实施例，一种用于生成扭矩命令的装置包括：数据检测器，其检测用于生成扭矩命令的数据；以及控制器，其基于检测到的数据来执行预定程序以控制扭矩源，其中预定程序包含执行用于生成扭矩命令的方法的一系列命令。

如上所述，根据本公开，可以生成能够校正由于阈值增加率和阈值减少率导致的扭矩损失量和扭矩过剩量的扭矩命令。因此，能够实现扭矩源的优越性能。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的混合动力电动车辆的方框图。

图2是根据本公开的实施例的生成用于校正扭矩损失量的最终扭矩命令的方法的流程图。

图3是示出根据本公开的实施例的初始扭矩命令和最终扭矩命令的曲线图。

图4是示出根据本公开的实施例的具有与扭矩损失量对应的面积的虚拟四边形的曲线图。

图5是根据本公开的实施例的生成用于校正扭矩过剩量的最终扭矩命令的方法的流程图。

图6是示出根据本公开的实施例的具有与扭矩过剩量对应的面积的虚拟四边形的曲线图。

图7是示出常规的HSG扭矩命令的曲线图。

<符号说明>

10：发动机 20：电动机

30：发动机离合器 40：变速器

50：蓄电池 60：HSG

70：差动齿轮装置 80：车轮

90：数据检测器 100：控制器

具体实施方式

在下文中，将参考附图更全面地描述本公开，在附图中示出了本公开的实施例。如本领域技术人员将理解的，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例，而均不背离本公开的精神或范围。此外，由于在附图中示出的每个部件是为了便于说明而示出的，本公开并不特定限于在附图中示出的部件。

在此使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，并非意图限制本发明。如在此使用的，单数形式“一”、“一个/一种”以及“该/所述”意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指出。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所叙述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和所有结合。

应当理解，在此使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似的术语包括一般机动车辆，例如客运汽车(包括运动型多功能车辆(SUV))、公共汽车、卡车、各种商用车辆、水运工具(包括各种艇和船)、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源得到的燃料)。如在此提到的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，既有汽油动力又有电动力的车辆。

此外，应当理解，以下方法或其方面中的一个或多个可以由至少一个控制器来执行。术语“控制器”可以指代包含存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储程序指令，而处理器被特定配置为执行这些程序指令以执行在以下进一步描述的一个或更多过程。而且，应当理解，以下方法可以由包含控制器的装置结合一个或多个其他部件来执行，如本领域技术人员将理解的。

现在参考所公开的实施例，图1是根据本公开的实施例的混合动力电动车辆的方框图。

如图1所示，根据本公开的混合动力电动车辆可以包括：发动机10、电动机20、调整发动机10和电动机20之间的扭矩的发动机离合器30、变速器40、蓄电池50、HSG 60、差动齿轮装置(DG)70、车轮80、数据检测器90和控制器100。

发动机10燃烧燃料以产生扭矩，并且诸如汽油发动机、柴油发动机和LPI发动机的各种发动机可以被用作发动机10。关于混合动力电动车辆的扭矩传递，从发动机10和电动机20产生的扭矩可以被选择性地传递到变速器40的输入轴，而从变速器40的输出轴输出的扭矩可以经由差动齿轮装置70传递到车轴。车轴使车轮80旋转，使得通过从发动机10和/或电动机20产生的扭矩来使混合动力电动车辆行驶。

蓄电池50可以在电动车辆(EV)模式和混合动力电动车辆(HEV)模式下向电动机20供应电力，并且可以用在再生制动模式下通过电动机20回收的电力进行充电。

HSG 60启动发动机10或根据发动机10的输出生成电力。皮带65连接HSG 60与发动机10。

发动机离合器30可以被布置在发动机10和电动机20之间。发动机离合器30的输入轴连接到发动机10，并且发动机离合器30的输出轴连接到电动机20。

数据检测器90检测用于控制混合动力电动车辆的数据，并且从数据检测器90检测到的数据被传送给控制器100。数据检测器90可以包括加速器踏板位置检测器91、制动器踏板位置检测器92、车辆速度检测器93、SOC检测器94、电动机转速检测器95、以及发动机转速检测器96。

加速器踏板位置检测器91检测加速器踏板的位置值(即，加速器踏板的推压程度)，并且将与其对应的信号发送到控制器100。当加速器踏板被完全推压时，加速器踏板的位置值为100％，并且当加速器踏板没有被推压时，加速器踏板的位置值是0％。

制动器踏板位置检测器92检测制动器踏板的位置值(即，制动器踏板的推压程度)，并且将与其对应的信号发送到控制器100。当制动器踏板被完全推压时，制动器踏板的位置值为100％，并且当制动器踏板没有被推压时，制动器踏板的位置值是0％。

车辆速度检测器93检测车辆速度，并且将与其对应的信号发送到控制器100。车辆速度检测器93可以被安装在车轮80处。

SOC检测器94检测蓄电池50的SOC，并且将与其对应的信号发送到控制器100。可以测量蓄电池50的电流和电压而不是直接检测蓄电池50的SOC来估计蓄电池50的SOC。

电动机转速检测器95检测电动机转速，并且将与其对应的信号发送到控制器100。

发动机转速检测器96检测发动机转速，并且将与其对应的信号发送到控制器100。

控制器100基于由数据检测器90检测到的数据来生成扭矩命令，并且扭矩源根据扭矩命令来生成扭矩。扭矩命令可以包括发动机扭矩命令、电动机扭矩命令和HSG扭矩命令，并且扭矩源可以包括发动机10、电动机20和HSG 60。控制器100可以用通过预定程序进行动作的一个或多个微处理器来实现。预定程序可以包括一系列命令，其用于执行将在下面描述的、根据本公开的实施例的用于生成扭矩命令的方法中所包括的每个步骤。

在下文中，将参考图2至图6详细描述根据本公开的实施例的用于生成扭矩命令的方法。为了更好的理解和便于描述，扭矩源可以是电动机20，并且扭矩命令可以是电动机扭矩命令。基于电动机和电动机扭矩命令描述的本公开的实施例通过较少的改变能够被应用于所有扭矩源和扭矩命令。

现在将参考图2至图4描述生成用于校正扭矩损失量的最终扭矩命令的方法。

图2是根据本公开的实施例的生成用于校正扭矩损失量的最终扭矩命令的方法的流程图，图3是示出根据本公开实施例的初始扭矩命令和最终扭矩命令的曲线图，并且图4是示出根据本公开的实施例的具有与扭矩损失量对应的面积的虚拟四边形的曲线图。

如在图2至图4中所示的，根据本公开的实施例的生成用于校正扭矩损失量的扭矩命令的方法开始于，在步骤S100处，根据电动机20的性能设定初始扭矩命令的阈值增加率Rup_lim和阈值减少率Rdn_lim。阈值增加率Rup_lim和阈值减少率Rdn_lim可以被预先确定以防止电动机20损坏。

控制器100可以基于加速器踏板的位置值、车辆速度和电动机转速来计算初始扭矩命令。在基于初始扭矩命令生成最终扭矩命令时，在步骤S110处，控制器100将初始扭矩命令的增加率与阈值增加率Rup_lim进行比较。

当在步骤S110处，初始扭矩命令的增加率小于或等于阈值增加率Rup_lim时，在步骤S115处，控制器100继续(continuously)生成与初始扭矩命令对应的最终扭矩命令。当在步骤S110处，初始扭矩命令的增加率大于阈值增加率Rup_lim时，控制器100确定初始扭矩命令的增加率达到阈值增加率Rup_lim时的第一时刻t1，并且接着在步骤S120处，在第一时刻t1之后，生成按阈值增加率增加的最终扭矩命令。当在第一时刻t1之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，控制器100确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第二时刻t2，并且接着在步骤S130处，计算第一时刻t1和第二时刻t2之间的扭矩损失量A1。

在步骤S140处，控制器100在第二时刻t2之后生成用于校正扭矩损失量A1的最终扭矩命令。具体地，在步骤S150处，控制器100可以基于扭矩损失量A1、第二时刻t2、第二时刻t2处的最终扭矩命令Yf_t2、第二时刻t2处的初始扭矩命令的变化率Ri_t2、预设增加率Rup、以及预设减少率Rdn，计算第二时刻t2之后的第三时刻t3、第三时刻t3之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第四时刻t4、第三时刻t3处的最终扭矩命令Yf_t3、以及第四时刻t4处的最终扭矩命令Yf_t4。预设增加率Rup和预设减少率Rdn可以由本领域技术人员在考虑到电动机20的性能的情况下进行设定。预设增加率Rup需要小于或等于阈值增加率Rup_lim，并且预设减少率Rdn需要大于或等于阈值减少率Rdn_lim。特别地，预设增加率Rup可以与阈值增加率Rup_lim相同，而预设减少率Rdn可以与阈值减少率Rdn_lim相同。

在这种情况下，如在图3中所示，控制器100可以基于第二时刻t2、第三时刻t3、第四时刻t4、第二时刻t2处的最终扭矩命令Yf_t2、第三时刻t3处的最终扭矩命令Yf_t3、以及第四时刻t4处的最终扭矩命令Yf_t4，形成具有与扭矩损失量A1对应的面积A2的虚拟三角形。

虚拟三角形的面积A2可以由下面的公式1表达。

[公式1]

$A2=\frac{1}{2}(2{\mathrm{Yf}}_{t3}-{\mathrm{Yf}}_{t4}-{\mathrm{Yf}}_{t2})(t4-t2)-\frac{1}{2}({\mathrm{Yf}}_{t3}-{\mathrm{Yf}}_{t2})(t3-t2)-\frac{1}{2}({\mathrm{Yf}}_{t3}-{\mathrm{Yf}}_{t4})(t4-t3)$

预设增加率Rup可以由下面的公式2表达。

[公式2]

$Rup=\frac{{\mathrm{Yf}}_{t3}-{\mathrm{Yf}}_{t2}}{t3-t2}$

预设减少率Rdn可以由下面的公式3表达。

[公式3]

$Rdn=\frac{{\mathrm{Yf}}_{t4}-{\mathrm{Yf}}_{t3}}{t4-t3}$

第二时刻t2处的初始扭矩命令的变化率Ri_t2可以由下面的公式4表达。

[公式4]

${\mathrm{Ri}}_{t2}=\frac{{\mathrm{Yf}}_{4t}-{\mathrm{Yf}}_{t2}}{t4-t2}$

由于与扭矩损失量A1对应的面积A2、第二时刻t2、第二时刻t2处的最终扭矩命令Yf_t2、第二时刻t2处的初始扭矩命令的变化率Ri_t2、预设增加率Rup、以及预设减少率Rdn被预先确定，因此控制器100可以确定第三时刻t3、第四时刻t4、第三时刻t3处的最终扭矩命令Yf_t3、第四时刻t4处的最终扭矩命令Yf_t4，它们是公式1至公式4中的四个未知值。

在步骤S160处，控制器100将第三时刻t3处的最终扭矩命令Yf_t3与最大容许扭矩命令Yf_max进行比较。最大容许扭矩命令Yf_max可以由本领域技术人员在考虑到电动机20能够输出的最大扭矩的情况下进行设定。

当在步骤S160处，第三时刻t3处的最终扭矩命令Yf_t3小于或等于最大容许扭矩命令Yf_max时，控制器100使用第三时刻t3、第四时刻t4、第三时刻t3处的最终扭矩命令Yf_t3、以及第四时间t4处的最终扭矩命令Yf_t4，生成第二时刻t2和第四时刻t4之间的最终扭矩命令。具体地，如在图3中示出的，在第二时刻t2和第三时刻t3之间，控制器100生成按预设增加率Rup增加的最终扭矩命令。在此之后，在第三时间t3和第四时间t4之间，控制器100生成按预定减少率Rdn减少的最终扭矩命令。其结果是，控制器100可以在第二时刻t2和第四时刻t4之间生成能够校正扭矩损失量A1的最终扭矩命令。

当在步骤S160处，第三时刻t3处的最终扭矩命令Yf_t3大于最大容许扭矩命令Yf_max时，在步骤S180处，控制器100计算最终扭矩命令达到最大容许扭矩命令Yf_max时的第五时刻t5、以及在第五时刻t5和第四时刻t4之间的第六时刻t6。在这种情况下，如在图4中所示，控制器100可以基于第二时刻t2、第四时刻t4、第五时刻t5、第六时刻t6、第二时刻t2处的最终扭矩命令Yf_t2、最大容许扭矩命令Yf_max、以及第四时刻t4处的最终扭矩命令Yf_t4，形成具有与扭矩损失量A1对应的面积A2的虚拟四边形。

虚拟四边形的面积A2可以由下面的公式5表达。

[公式5]

$A2=\frac{1}{2}(2{\mathrm{Yf}}_{max}-{\mathrm{Yf}}_{t4}-{\mathrm{Yf}}_{t2})(t4-t2)-\frac{1}{2}({\mathrm{Yf}}_{max}-{\mathrm{Yf}}_{t2})(t5-t2)-\frac{1}{2}({\mathrm{Yf}}_{max}-{\mathrm{Yf}}_{t4})(t4-t6)$

预设增加率Rup可以由下面的公式6表达。

[公式6]

$Rup=\frac{{\mathrm{Yf}}_{max}-{\mathrm{Yf}}_{t2}}{t5-t2}$

预设减少率Rdn可以由下面的公式7表达。

[公式7]

$Rdn=\frac{{\mathrm{Yf}}_{t4}-{\mathrm{Yf}}_{max}}{t4-t6}$

第二时刻t2处的初始扭矩命令的变化率Ri_t2可以由下面的公式8表达。

[公式8]

${\mathrm{Ri}}_{t2}=\frac{{\mathrm{Yf}}_{t4}-{\mathrm{Yf}}_{t2}}{t4-t2}$

由于与扭矩损失量A1对应的面积A2、第二时刻t2、第二时刻t2处的最终扭矩命令Yf_t2、第二时刻t2处的初始扭矩命令的变化率Ri_t2、预设增加率Rup、预设减少率Rdn、以及最大容许扭矩命令Yf_max被预先确定，因此控制器100可以确定第四时刻t4、第五时刻t5、第六时刻t6、以及第四时刻t4处的最终扭矩命令Yf_t4，它们是公式5至公式8中的四个未知值。

在步骤S190处，控制器100使用第四时刻t4、第五时刻t5、第六时刻t6、以及第四时刻t4处的最终扭矩命令Yf_t4，生成第二时刻t2和第四时刻t4之间的最终扭矩命令。具体地，如在图4中示出的，在第二时刻t2和第五时刻t5之间，控制器100生成按预设增加率Rup增加的最终扭矩命令。在此之后，在第五时刻t5和第六时刻t6之间，控制器100生成与最大容许扭矩命令Yf_max对应的最终扭矩命令。在此之后，在第六时刻t6和第四时刻t4之间，控制器100生成按预定减少率Rdn减少的最终扭矩命令。其结果是，控制器100可以在第二时刻t2和第四时刻t4之间生成能够校正扭矩损失量A1的最终扭矩命令。

在下文中，将参考图3、图5和图6描述生成用于校正扭矩过剩量的最终扭矩命令的方法。根据本公开的实施例的生成用于校正扭矩过剩量的最终扭矩命令的方法可以类似于生成用于校正扭矩损失量的最终扭矩命令的方法来执行。

图5是根据本公开的实施例的生成用于校正扭矩过剩量的最终扭矩命令的方法的流程图，图6是示出根据本公开的实施例的具有与扭矩过剩量对应的面积的虚拟四边形的曲线图。

如在图3、图5和图6中所示，根据本公开的实施例的生成用于校正扭矩过剩量的扭矩命令的方法开始于，在步骤S200处，根据电动机20的性能设定初始扭矩命令的阈值增加率Rup_lim和阈值减少率Rdn_lim。

在基于初始扭矩命令生成最终扭矩命令时，在步骤S210处，控制器100将初始扭矩命令的减少率与阈值减少率Rdn_lim进行比较。

当在步骤S210处，初始扭矩命令的减少率大于或等于阈值的减少率Rup_lim时，在步骤S215处，控制器100继续生成与初始扭矩命令对应的最终扭矩命令。

当在步骤S210处，初始扭矩命令的减少率小于阈值减少率Rup_lim时，控制器100确定初始扭矩命令的减少率达到阈值减少率Rup_lim时的第一时刻t1`，并且接着在步骤S220处，在第一时刻t1`之后生成按阈值减少率减少的最终扭矩命令。

当在第一时刻t1`之后，最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，控制器100确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第二时刻t2`，并且在步骤S230处，计算第一时刻t1`和第二时刻t2`之间的扭矩过剩量B1。

在步骤S240处，控制器100在第二时刻t2`之后生成用于校正扭矩过剩量B1的最终扭矩命令。具体地，在步骤S250处，控制器可以基于扭矩过剩量B1、第二时刻t2`、第二时刻t2`处的最终扭矩命令Yf<sub>t2</sub>`、第二时刻t2`处的初始扭矩命令的变化率Ri<sub>t2</sub>`、预设增加率Rup、以及预设减少率Rdn，计算第二时刻t2`之后的第三时刻t3`、第三时刻t3`之后最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第四时刻t4`、第三时刻t3`处的最终扭矩命令Yf<sub>t3</sub>`、以及第四时刻t4`处的最终扭矩命令Yf<sub>t4</sub>`。在这种情况下，如在图3中所示，控制器100可以基于第二时刻t2`、第三时刻t3`、第四时刻t4`、第二时刻t2`处的最终扭矩命令Yf_t2`、第三时刻t3`处的最终扭矩命令Yf_t3`、第四时刻t4`处的最终扭矩命令Yf_t4`，形成具有与扭矩过剩量B1对应的面积B2的虚拟三角形。

虚拟三角形的面积B2可以由下面的公式9表达。

[公式9]

$B2=\frac{1}{2}(2{{\mathrm{Yf}}_{t4}}^{`}+{{\mathrm{Yf}}_{t2}}^{`}-2{{\mathrm{Yf}}_{t3}}^{`})(t{4}^{`}-t{2}^{`})-\frac{1}{2}({{\mathrm{Yf}}_{t2}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{t3}}^{`})(t{3}^{`}-t{2}^{`})-\frac{1}{2}({{\mathrm{Yf}}_{t4}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{t3}}^{`})(t{4}^{`}-t{3}^{`})$

预设增加率Rup可以由下面的公式10表达。

[公式10]

$Rup=\frac{{{\mathrm{Yf}}_{t4}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{t3}}^{`}}{t{4}^{`}-t{3}^{`}}$

预设减少率Rdn可以由下面的公式11表达。

[公式11]

$Rdn=\frac{{{\mathrm{Yf}}_{t3}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{t2}}^{`}}{t{3}^{`}-t{2}^{`}}$

第二时刻t2`处的初始扭矩命令的变化率Ri<sub>t2</sub>`可以由下面的公式12表达。

[公式12]

${{\mathrm{Ri}}_{t2}}^{`}=\frac{{{\mathrm{Yf}}_{t4}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{t2}}^{`}}{t{4}^{`}-t{2}^{`}}$

由于与扭矩过剩量B1对应的面积B2、第二时刻t2`、第二时刻t2`处的最终扭矩命令Yf_t2`、第二时刻t2`处的初始扭矩命令的变化率Ri_t2`、预设增加率Rup、以及预设减少率Rdn被预先确定，因此控制器100可以确定第三时刻t3`、第四时刻t4`、第三时刻t3`处的最终扭矩命令Yf_t3`、以及第四时刻t4`处的最终扭矩命令Yf_t4`，它们是公式9至公式12中的四个未知值。

在步骤S260处，控制器100将第三时刻t3`处的最终扭矩命令Yf<sub>t3</sub>`与最小容许扭矩命令Yf_min进行比较。最小容许扭矩命令Yf_min可以由本领域技术人员在考虑到电动机20能够输出的最小扭矩的情况下来设定。

当在步骤S260处，第三时刻t3`处的最终扭矩命令Yf<sub>t3</sub>`大于或等于最小容许扭矩命令Yf_min时，控制器100使用第三时刻t3`、第四时刻t4`、第三时刻t3`处的最终扭矩命令Yf<sub>t3</sub>`、以及第四时刻t4`处的最终扭矩命令Yf<sub>t4</sub>`，生成第二时刻t2`和第四时刻t4`之间的最终扭矩命令。具体地，如在图3中示出的，在第二时刻t2`和第三时刻t3`之间，控制器100生成按预设减少率Rdn减少的最终扭矩命令。在此之后，在第三时刻t3`和第四时刻t4`之间，控制器100生成按预设增加率Rup增加的最终扭矩命令。其结果是，控制器100可以在第二时刻t2`和第四时刻t4`之间生成能够校正扭矩过剩量B1的最终扭矩命令。

当在步骤S260处，第三时刻t3`处的最终扭矩命令Yf<sub>t3</sub>`小于最小容许扭矩命令Yf_min时，在步骤S280处，控制器100计算最终扭矩命令达到最小容许扭矩命令Yf_min时的第五时刻t5`、以及第五时刻t5`与第四时刻t4`之间的第六时刻t6`。

在这种情况下，如在图6中所示，控制器100可以基于第二时刻t2`、第四时刻t4`、第五时刻t5`、第六时刻t6`、第二时刻t2`处的最终扭矩命令Yf<sub>t2</sub>`、最小容许扭矩命令Yf_min、以及第四时刻t4`处的最终扭矩命令Yf_t4，形成具有与扭矩过剩量B1对应的面积B2的虚拟四边形。

虚拟四边形的区域B2可以由下面的公式13表达。

[公式13]

$B2=\frac{1}{2}({{\mathrm{Yf}}_{t4}}^{`}+{{\mathrm{Yf}}_{t2}}^{`}-2{{\mathrm{Yf}}_{\min }}^{`})(t{4}^{`}-t{2}^{`})-\frac{1}{2}({{\mathrm{Yf}}_{t2}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{\min }}^{`})(t{5}^{`}-t{2}^{`})-\frac{1}{2}({{\mathrm{Yf}}_{t4}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{min}}^{`})(t{4}^{`}-t{6}^{`})$

预设增加率Rup可以由下面的公式14表达。

[公式14]

$Rup=\frac{{{\mathrm{Yf}}_{t4}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{min}}^{`}}{t{4}^{`}-t{6}^{`}}$

预设减少率Rdn可以由下面的公式15表达。

[公式15]

$Rdn=\frac{{{\mathrm{Yf}}_{min}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{t2}}^{`}}{t{5}^{`}-t{2}^{`}}$

第二时刻t2`处的初始扭矩命令的变化率Ri<sub>t2</sub>`可以由下面的公式16表达。

[公式16]

${{\mathrm{Ri}}_{t2}}^{`}=\frac{{{\mathrm{Yf}}_{t4}}^{`}-{{\mathrm{Yf}}_{t2}}^{`}}{t{4}^{`}-t{2}^{`}}$

由于与扭矩过剩量B1对应的面积B2、第二时刻t2`、第二时刻t2`处的最终扭矩命令Yf_t2`、第二时刻t2`处的初始扭矩命令的变化率Ri_t2`、预设增加率Rup、预设减少率Rdn、以及最小容许扭矩命令Yf<sub>min</sub>被预先确定，因此控制器100可以确定第四时刻t4`、第五时刻t5`、第六时刻t6`、以及第四时刻t4`处的最终扭矩命令Yf<sub>t4</sub>`，它们是公式13至公式16中的四个未知值。

在步骤S290处，控制器100使用第四时刻t4`、第五时刻t5`、第六时刻t6`、以及第四时刻t4`处的最终扭矩命令Yf_t4`，生成第二时刻t2`和第四时刻t4`之间的最终扭矩命令。具体地，如在图6中示出的，在第二时刻t2`和第五时刻t5`之间，控制器100生成按预设减少率Rdn减少的最终扭矩命令。在此之后，在第五时刻t5`和第六时刻t6`之间，控制器100生成与最小容许扭矩命令Yf<sub>min</sub>对应的最终扭矩命令。在此之后，在第六时刻t6`和第四时刻t4`之间，控制器100生成按预定增加率Rup增加的最终扭矩命令。其结果是，控制器100可以在第二时刻t2`与第四时刻t4`之间生成能够校正扭矩过剩量B1的最终扭矩命令。

如上所述，根据本公开的实施例，可以生成能够校正由于阈值增加率Rup_lim和阈值减少率Rdn_lim导致的扭矩损失量A1和扭矩过剩量B1的扭矩命令。因此，能够实现扭矩源的优越性能。

虽然已经结合目前被认为是实际实施例的内容描述了本公开，但是应当理解，本公开并不限于所公开的实施例，相反，旨在覆盖在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (20)

1.一种用于生成扭矩命令的方法，包括以下步骤：

根据扭矩源的性能，设定初始扭矩命令的阈值增加率和阈值减少率；

在基于初始扭矩命令来生成最终扭矩命令时，将初始扭矩命令的增加率与所述阈值增加率进行比较；

当初始扭矩命令的增加率大于所述阈值增加率时，确定初始扭矩命令的增加率达到所述阈值增加率的第一时刻，并且生成所述第一时刻之后的按所述阈值增加率增加的最终扭矩命令；

当所述第一时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令的第二时刻，并且计算在所述第一时刻和所述第二时刻之间的扭矩损失量；以及

生成所述第二时刻之后的用于校正所述扭矩损失量的最终扭矩命令。

2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述第二时刻之后的用于校正所述扭矩损失量的最终扭矩命令的步骤包括：

基于所述扭矩损失量、所述第二时刻、所述第二时刻处的最终扭矩命令、所述第二时刻处的初始扭矩命令的变化率、预设增加率和预设减少率，计算：i)所述第二时刻之后的第三时刻；ii)所述第三时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令的第四时刻；iii)所述第三时刻处的最终扭矩命令；以及iv)所述第四时刻处的最终扭矩命令；

将所述第三时刻处的最终扭矩命令与最大容许扭矩命令进行比较；以及

当所述第三时刻处的最终扭矩命令小于或等于所述最大容许扭矩命令时，基于所述第三时刻、所述第四时刻、所述第三时刻处的最终扭矩命令和所述第四时刻处的最终扭矩命令，生成所述第二时刻和所述第四时刻之间的最终扭矩命令。

3.根据权利要求2所述的方法，其中计算所述第二时刻之后的第三时刻、所述第三时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令的第四时刻、所述第三时刻处的最终扭矩命令、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令的步骤包括：

基于所述第二时刻、所述第三时刻、所述第四时刻、所述第二时刻处的最终扭矩命令、所述第三时刻处的最终扭矩命令、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令，形成具有与所述扭矩损失量对应的面积的虚拟三角形。

4.根据权利要求2所述的方法，其中使用所述第三时刻、所述第四时刻、所述第三时刻处的最终扭矩命令和所述第四时刻处的最终扭矩命令来生成所述第二时刻和所述第四时刻之间的最终扭矩命令的步骤包括：

生成所述第二时刻和所述第三时刻之间的按所述预设增加率增加的最终扭矩命令；以及

生成所述第三时刻和所述第四时刻之间的按所述预设减少率减少的最终扭矩命令。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述预设增加率与所述阈值增加率相同。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述预设减少率与所述阈值减少率相同。

7.根据权利要求2所述的方法，其中生成所述第二时刻之后的用于校正所述扭矩损失量的最终扭矩命令的步骤还包括：

当所述第三时刻处的最终扭矩命令大于所述最大容许扭矩命令时，计算最终扭矩命令达到所述最大容许扭矩命令的第五时刻、以及在所述第五时刻和所述第四时刻之间的第六时刻；以及

基于所述第四时刻、所述第五时刻、所述第六时刻、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令，生成所述第二时刻和所述第四时刻之间的最终扭矩命令。

8.根据权利要求7所述的方法，其中计算最终扭矩命令达到所述最大容许扭矩命令时的第五时刻、以及在所述第五时刻和所述第四时刻之间的第六时刻的步骤包括：

基于所述第二时刻、所述第四时刻、所述第五时刻、所述第六时刻、所述第二时刻处的最终扭矩命令、所述最大容许扭矩命令、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令，形成具有与所述扭矩损失量对应的面积的虚拟四边形。

9.根据权利要求7所述的方法，其中基于所述第四时刻、所述第五时刻、所述第六时刻、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令，生成所述第二时刻和所述第四时刻之间的最终扭矩命令的步骤包括：

生成所述第二时刻和所述第五时刻之间的按所述预设增加率增加的最终扭矩命令；

生成所述第五时刻和所述第六时刻之间的与所述最大容许扭矩命令对应的最终扭矩命令；以及

生成所述第六时刻和所述第四时刻之间的按所述预设减少率减少的最终扭矩命令。

10.一种用于生成扭矩命令的方法，包括以下步骤：

根据扭矩源的性能，设定初始扭矩命令的阈值增加率和阈值减少率；

在基于初始扭矩命令来生成最终扭矩命令时，将初始扭矩命令的减少率与所述阈值减少率进行比较；

当初始扭矩命令的减少率小于所述阈值减少率时，确定初始扭矩命令的减少率达到所述阈值减少率的第一时刻，并且生成所述第一时刻之后的按所述阈值减少率减少的最终扭矩命令；

当所述第一时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令的第二时刻，并且计算在所述第一时刻和所述第二时刻之间的扭矩过剩量；以及

生成所述第二时刻之后的用于校正所述扭矩过剩量的最终扭矩命令。

11.根据权利要求10所述的方法，其中生成所述第二时刻之后的用于校正所述扭矩过剩量的最终扭矩命令的步骤包括：

基于所述扭矩过剩量、所述第二时刻、所述第二时刻处的最终扭矩命令、所述第二时刻处的初始扭矩命令的变化率、预设增加率和预设减少率，计算：i)所述第二时刻之后的第三时刻；ii)所述第三时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第四时刻；iii)所述第三时刻处的最终扭矩命令；以及iv)所述第四时刻处的最终扭矩命令；

将所述第三时刻处的最终扭矩命令与最小容许扭矩命令进行比较；以及

当所述第三时刻处的最终扭矩命令大于或等于所述最小容许扭矩命令时，基于所述第三时刻、所述第四时刻、所述第三时刻处的最终扭矩命令和所述第四时刻处的最终扭矩命令，生成所述第二时刻和所述第四时刻之间的最终扭矩命令。

12.根据权利要求11所述的方法，其中计算所述第二时刻之后的第三时刻、所述第三时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令时的第四时刻、所述第三时刻处的最终扭矩命令、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令的步骤包括：

基于所述第二时刻、所述第三时刻、所述第四时刻、所述第二时刻处的最终扭矩命令、所述第三时刻处的最终扭矩命令、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令，形成具有与所述扭矩过剩量对应的面积的虚拟三角形。

13.根据权利要求11所述的方法，其中使用所述第三时刻、所述第四时刻、所述第三时刻处的最终扭矩命令和所述第四时刻处的最终扭矩命令来生成所述第二时刻和所述第四时刻之间的最终扭矩命令的步骤包括：

生成所述第二时刻和所述第三时刻之间的按所述预设减少率减少的最终扭矩命令；以及

生成所述第三时刻和所述第四时刻之间的按所述预设增加率增加的最终扭矩命令。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述预设增加率与所述阈值增加率相同。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述预设减少率与所述阈值减少率相同。

16.根据权利要求11所述的方法，其中生成所述第二时刻之后的用于校正所述扭矩过剩量的最终扭矩命令的步骤还包括：

当所述第三时刻处的最终扭矩命令小于所述最小容许扭矩命令时，计算最终扭矩命令达到所述最小容许扭矩命令时的第五时刻、以及在所述第五时刻和所述第四时刻之间的第六时刻；以及

基于所述第四时刻、所述第五时刻、所述第六时刻、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令，生成所述第二时刻和所述第四时刻之间的最终扭矩命令。

17.根据权利要求16所述的方法，其中计算最终扭矩命令达到所述最小容许扭矩命令时的第五时刻、以及在所述第五时刻和所述第四时刻之间的第六时刻的步骤包括：

基于所述第二时刻、所述第四时刻、所述第五时刻、所述第六时刻、所述第二时刻处的最终扭矩命令、所述最小容许扭矩命令、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令，形成具有与所述扭矩过剩量对应的面积的虚拟四边形。

18.根据权利要求16所述的方法，其中基于所述第四时刻、所述第五时刻、所述第六时刻、以及所述第四时刻处的最终扭矩命令，生成所述第二时刻和所述第四时刻之间的最终扭矩命令的步骤包括：

生成所述第二时刻和所述第五时刻之间的按所述预设减少率减少的最终扭矩命令；

生成所述第五时刻和所述第六时刻之间的与所述最小容许扭矩命令对应的最终扭矩命令；以及

生成所述第六时刻和所述第四时刻之间的按所述预设增加率增加的最终扭矩命令。

19.一种用于生成扭矩命令的装置，包括：

数据检测器，其检测用于生成扭矩命令的数据；以及

控制器，其基于检测到的数据来执行预定程序以控制扭矩源，

其中所述预定程序包含执行用于生成扭矩命令的方法的一系列命令，所述方法包括以下步骤：

根据扭矩源的性能，设定初始扭矩命令的阈值增加率和阈值减少率；

在基于初始扭矩命令来生成最终扭矩命令时，将初始扭矩命令的增加率与所述阈值增加率进行比较；

当初始扭矩命令的增加率大于所述阈值增加率时，确定初始扭矩命令的增加率达到所述阈值增加率的第一时刻，并且生成所述第一时刻之后的按所述阈值增加率增加的最终扭矩命令；

当所述第一时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令的第二时刻，并且计算在所述第一时刻和所述第二时刻之间的扭矩损失量；以及

生成所述第二时刻之后的用于校正所述扭矩损失量的最终扭矩命令。

20.一种用于生成扭矩命令的装置，包括：

数据检测器，其检测用于生成扭矩命令的数据；以及

控制器，其基于检测到的数据来执行预定程序以控制扭矩源，

其中所述预定程序包含执行用于生成扭矩命令的方法的一系列命令，所述方法包括以下步骤：

根据扭矩源的性能，设定初始扭矩命令的阈值增加率和阈值减少率；

在基于初始扭矩命令来生成最终扭矩命令时，将初始扭矩命令的减少率与所述阈值减少率进行比较；

当初始扭矩命令的减少率小于所述阈值减少率时，确定初始扭矩命令的减少率达到所述阈值减少率的第一时刻，并且生成所述第一时刻之后的按所述阈值减少率减少的最终扭矩命令；

当所述第一时刻之后的最终扭矩命令达到初始扭矩命令时，确定最终扭矩命令达到初始扭矩命令的第二时刻，并且计算在所述第一时刻和所述第二时刻之间的扭矩过剩量；以及

生成所述第二时刻之后的用于校正所述扭矩过剩量的最终扭矩命令。