CN109552070B - 转矩调整方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种转矩调整方法及装置。该方法包括:在目标转矩变化时,根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值,其中,目标加速度值为正数;根据当前转矩与变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直至将当前转矩调整为变化后的目标转矩,其中,在将当前转矩调整为变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0。由此,可保证转矩的平稳变化,避免转矩调整时出现转矩大幅度波动而导致车辆抖动,进而保证行驶平稳。
Description
技术领域
本申请涉及汽车技术领域,具体而言,涉及一种转矩调整方法及装置。
背景技术
目前汽车工业高速发展,汽车的数量急剧上升。而传统燃油汽车对气候变化、环境污染、能源紧缺等方面产生了巨大的影响。随着空气污染问题的日益严重,纯电动汽车代替燃油汽车以降低污染的需求越来越迫切。纯电动汽车与传统汽车的传动结构不同,纯电动汽车没有离合器以及传统的变速箱,只有一个减速器,基本上属于刚性连接,这种特性导致在行驶过程中,若转矩发生大范围变化或者波动,车辆会出现抖动。
传统电动汽车采用的是转矩参考值定时更新方式,电机控制器接收到的指令信号表现为幅度不等的阶跃跳变,经过控制环节和受电机的转动惯量和阻尼环节的影响,实际输出转矩在变化瞬间会产生较大的冲击,而这种瞬时转矩冲击会导致车辆抖动。
发明内容
为了克服现有技术中的上述不足,本申请实施例的目的在于提供一种转矩调整方法及装置,其能够保证在转矩调整过程中,转矩平稳变化,避免转矩调整时出现转矩大幅度波动而导致车辆抖动,进而保证行驶平稳。
第一方面,本申请实施例提供一种转矩调整方法,包括:
在目标转矩变化时,根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值,其中,所述目标加速度值为正数;
根据当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直至将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩,其中,在将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0。
第二方面,本申请实施例提供一种转矩调整装置,包括:
加速度计算模块,用于在目标转矩变化时,根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值,其中,所述目标加速度值为正数;
调整模块,用于根据当前转矩及所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直至将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩,其中,在将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0。
相对于现有技术而言,本申请具有以下有益效果:
本申请实施例提供一种转矩调整方法及装置。在目标转矩发生变化时,将此时的当前转矩作为初始转矩,然后根据变化后的目标转矩及初始转矩计算得到目标加速度值。其中,该目标加速度值为正数。接着根据开始调整后的当前转矩与变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,并根据得到的判断结果及上述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,最后根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直到将当前转矩调整为变化后的目标转矩。其中,在将当前转矩调整为变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0。由于转矩调整速度在变化时,均按照目标加速度值变化,并且在调整为变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0,因而可避免转矩波动导致的车辆抖动,实现行驶平稳。
为使申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举本申请较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本申请实施例提供的控制设备的方框示意图。
图2是本申请实施例提供的转矩调整方法的流程示意。
图3是图2中步骤S110包括的子步骤的流程示意图。
图4是图2中步骤S120包括的子步骤的流程示意图之一。
图5是图2中步骤S120包括的子步骤的流程示意图之二。
图6是图2中步骤S120包括的子步骤的流程示意图之三。
图7是本申请实施例提供的输入输出响应特性图。
图8是S曲线示意图。
图9是本申请实施例提供的转矩调整装置的方框示意图。
图标:100-控制设备;110-存储器;120-存储控制器;130-处理器;200-转矩调整装置;210-加速度计算模块;220-调整模块。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域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,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请发明人提出本申请实施例中的技术方案之前,现有的电动汽车防抖动抑制方案主要为:加强滤波,以消除瞬时冲击的影响;或者,增加转矩补偿环节,以抵消瞬时冲击的影响;或者,改变转矩斜步长,相当于减小跳变的幅度,以减小瞬时冲击。
上述三种方案虽然在一定程度上都可以缓解电动汽车低速抖动的问题,但是都存在一定的局限性。前两种方案都是在车辆发生抖动后的补救方案,并不能防止抖动发生。而最后一种方案,虽然在步长较小的时候能相应地减小转速抖动的幅度,但是并不能避免抖动,同时也只局限于低速下的抖动幅度的减小。
针对以上方案所存在的缺陷,均是发明人在经过实验并仔细研究后得到的结果,因此,上述问题的发现过程以及下文中本申请实施例针对上述问题所提出的解决方案,都应是发明人在本申请过程中对本申请做出的贡献。
请参照图1,图1是本申请实施例提供的控制设备100的方框示意图。该控制设备100应用于车辆。如图1所示,所述控制设备100包括:存储器110、存储控制器120及处理器130。
所述存储器110、存储控制器120及处理器130各元件之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器110中存储有转矩调整装置200,所述转矩调整装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器110中的软件功能模块。所述处理器130通过运行存储在存储器110内的软件程序以及模块,如本申请实施例中的转矩调整装置200,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现本申请实施例中的转矩调整方法,避免完成转矩调整时车辆出现抖动。
其中,所述存储器110可以是,但不限于,随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory,EEPROM)等。其中,存储器110用于存储程序,所述处理器130在接收到执行指令后,执行所述程序。所述处理器130以及其他可能的组件对存储器110的访问可在所述存储控制器120的控制下进行。
所述处理器130可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器130可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等。还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
可以理解,图1所示的结构仅为示意,控制设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
请参照图2,图2是本申请实施例提供的转矩调整方法的流程示意。下面对转矩调整方法的具体流程进行详细阐述。
步骤S110,在目标转矩变化时,根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值。
在本实施例中,在目标转矩变化时,将此时的实际输出转矩作为初始转矩,然后根据变化后的目标转矩及所述初始转矩计算得到调整过程需要的目标加速度值。其中,该目标加速度值为正数,转矩为矢量。
步骤S120,根据当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直至将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩。
在本实施例中,在目标转矩变化后,控制当前转矩以恒定的加速度变化,在设定的时间内到达最大转矩调整速度。在达到最大转矩调整速度后,根据此时的当前转矩及转矩阈值判断是否减小转矩调整速度。若不需要减小转矩调整速度,则控制当前转矩保持以最大转矩调整速度增加,直到判定需要减小转矩调整速度。在需要减小转矩调整速度时,再以同样的加速度减速,经过相同时间,达到变化后的目标转矩,并且转矩调整速度刚好为0。其中,转矩阈值为匀减速期间对应的转矩变化值。
也就是说,转矩的每一段变化都采用两段式S曲线变化,即先以恒定的加速度在设定的时间内达到最大转矩调整速度,然后以同样的加速度减速,经过相同时间,在将转矩调整至变化后的目标转矩时,转矩调整速度刚好为0。即S曲线中只有加速和减速过程,在这种情况下,在完成整个调整的过程中,车辆都不会出现抖动。可选地,若仅通过匀加速调整阶段及匀减速阶段并不能调整至变化后的目标转矩,整个调整过程还可以包括匀速阶段,以保证在车辆不会出现抖动的情况下,调整至变化后的目标转矩。
请参照图3,图3是图2中步骤S110包括的子步骤的流程示意图。步骤S130可以包括子步骤S111~子步骤S114。
子步骤S111,判断在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中是否经过零转矩点。
在本实施例中,通过分析所述初始转矩与变化后的目标转矩之间是否包括零转矩点,即可判断在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的调整过程是否经过零转矩点。比如,若初始转矩为50N.M,变化后的转矩为90N.M,由于50与90之间不包括零转矩点,因此则可确定在将初始转矩(50N.M)调整至变化后的转矩(90N.M)的过程中不经过零转矩点。反之,比如,若初始转矩为50N.M,变化后的转矩为-30N.M,则可确定在将初始转矩(50N.M)调整至变化后的转矩(-30N.M)的过程中经过零转矩点。或者,直接计算初始转矩与变化后的目标转矩的乘积,若该乘积大于0,表示不经过零转矩点;反之,则表示经过零转矩点。
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中不经过零转矩点时,执行子步骤S112。
子步骤S112,根据第一预设时长、所述初始转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值,计算得到第一加速度值。
可选地,在初始转矩调整速度为0的情况下,可以基于以下公式计算得到转矩变化理想的第一加速度值:
其中,TRef表示变化后的目标转矩,TRef0表示初始转矩,T1表示第一预设时长,Jcal1表示第一加速度值。
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中经过零转矩点时,执行子步骤S113。
子步骤S113,根据第二预设时长及所述初始转矩计算得到由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的第二加速度值,并根据第三预设时长及所述变化后的目标转矩计算得到在由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的第三加速度值。
可选地,在初始转矩调整速度为0的情况下,可以基于以下公式计算得到转矩变化理想的第二加速度值及第三加速度值:
其中,Jcal2表示第二加速度值,T2表示第二预设时长,Jcal3表示第三加速度值,T3表示第三预设时长。
在本实施例中,由于上述计算得到的加速度值均为理想加速度值,而实际车辆对加速度值是有要求的。因此,在本实施例中的一种实施方式中,可以通过执行子步骤S114得到不同过程中的所述目标加速度值。
子步骤S114,将加速度阈值与所述第一加速度值、第二加速度值及第三加速度值进行比较,根据比较结果得到不同过程中的所述目标加速度值。
其中,所述第一预设时长、第二预设时长及第三预设时长可根据实际需求设置。
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中不经过零转矩点时,将所述加速度阈值、第一加速度值中较小的值作为由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值。即,若所述加速度阈值小于第一加速度值,则将所述加速度阈值作为由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中的所述目标加速度值。若所述加速度阈值大于第一加速度值,则将所述第一加速度值作为由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中的所述目标加速度值。
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中经过零转矩点时,将所述加速度阈值、第二加速度值中较小的值作为由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的所述目标加速度值,将所述加速度阈值、第三加速度值中较小的值作为由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值。
即,若所述加速度阈值小于第二加速度值,则所述加速度阈值作为由所述初始转矩调整至零转矩点的过程中的所述目标加速度值;若所述加速度阈值大于第二加速度值,则所述第二加速度值作为由所述初始转矩调整至零转矩点的过程中的所述目标加速度值。若所述加速度阈值小于第三加速度值,则将所述加速度阈值作为由零转矩点调整至变化后的目标转矩的过程中的所述目标加速度值;若所述加速度阈值大于第三加速度值,则将所述第三加速度值作为由零转矩点调整至变化后的目标转矩的过程中的所述目标加速度值。
进一步地,在本实施例的实施方式中,步骤S110还可以包括:判断所述变化后的目标转矩是否大于所述初始转矩。
转矩为矢量,直接通过将变化后的目标转矩与初始转矩进行比较,即可判断变化后的目标转矩是否大于初始转矩,以判断转矩的变化方向为转矩上升还是转矩下降。比如,若初始转矩为50N.M,变化后的转矩为90N.M,则可确定变化后的目标转矩大于初始转矩;若初始转矩为-40N.M,变化后的转矩为-20N.M,则可确定变化后的目标转矩大于初始转矩。
所述加速度阈值包括转矩的变化方向为转矩上升的上升加速度阈值,及转矩的变化方向为转矩下降的下降加速度阈值。若变化后的目标转矩大于初始转矩,表示转矩的变化方向为转矩上升,计算得到的相关加速度则为转矩上升加速度,即所述目标加速度值为目标上升加速度值。若变化后的目标转矩小于初始转矩,表示转矩的变化方向为转矩下降,计算得到的相关加速度则为转矩下降加速度,即,所述目标加速度值为目标下降加速度值。
在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中不经过零转矩点时,所述转矩阈值包括根据由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值及所述第一预设时长计算得到的第一转矩阈值。请参照图4,图4是图2中步骤S120包括的子步骤的流程示意图之一。步骤S120可以包括子步骤S121、子步骤S122及子步骤S123。
子步骤S121,判断当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的第一差值是否不大于所述第一转矩阈值。
在该第一差值不大于所述第一转矩阈值时,执行子步骤S122。
子步骤S122,判定减小转矩调整速度,并根据由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值减小当前转矩调整速度以得到下一转矩调整速度。
子步骤S123,根据下一转矩调整速度及当前转矩计算得到下一转矩,并将下一转矩作为下一输出转矩,以实现对当前转矩的调整。
在本实施例中,整个调整过程包括匀减速阶段。在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中不经过零转矩点时,表示整个调整中只使用一个加速度值,即由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值(A1)。首先可根据该目标加速度值(A1)及所述第一预设时长计算得到匀减速阶段对应的转矩变化值,以作为所述第一转矩阈值。接着将当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的第一差值与所述第一转矩阈值进行比较,若该第一差值不大于所述第一转矩阈值,表示此时处于匀减速阶段。在这种情况下,则可以根据该目标加速度值(A1)减小当前转矩调整速度,以得到下一转矩调整速度。接着则可以根据该下一转矩调整速度、当前转矩及对应的调整时长得到下一转矩,并将该下一转矩作为下一次控制后的实际输出转矩。
请参照图5,图5是图2中步骤S120包括的子步骤的流程示意图之二。步骤S120还可以包括子步骤S124、子步骤S125及子步骤S126。
在该第一差值大于所述第一转矩阈值时,执行子步骤S124。
子步骤S124,判断当前转矩调整速度的绝对值是否小于由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值及所述第一预设时长计算得到的转矩调整速度的最大值。
若小于,则执行子步骤S125。
子步骤S125,判定增大当前转矩调整速度,并根据由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值增大当前转矩调整速度以得到下一转矩调整速度。
若等于,则执行子步骤S126。
子步骤S126,判定不调整当前转矩调整速度,并将当前转矩调整速度作为下一转矩调整速度。
在本实施例中,可预先根据该目标加速度值(A1)及所述第一预设时长计算得到整个调整过程中转矩调整速度的最大值。在该第一差值大于所述第一转矩阈值时,表示此时未处于匀减速阶段。在这种情况下,则将当前转矩调整速度的绝对值与转矩调整速度的最大值进行比较。若当前转矩调整速度的绝对值小于转矩调整速度的最大值,表示此时处于匀加速阶段。在处于匀加速阶段时,需要根据该目标加速度值(A1)增大当前转矩调整速度,以得到下一转矩调整速度。
若当前转矩调整速度的绝对值等于转矩调整速度的最大值,表示此时处于匀速阶段。在处于匀速阶段时,不对当前转矩调整速度进行调整,下一转矩调整速度即为当前转矩调整速度。
在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中经过零转矩点时,所述转矩阈值包括根据由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的所述目标加速度值及所述第二预设时长计算得到的第二转矩阈值,及根据由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值及所述第三预设时长计算得到的第三转矩阈值。请参照图6,图6是图2中步骤S120包括的子步骤的流程示意图之三。步骤S120还可以包括子步骤S131、子步骤S132及子步骤S133。
子步骤S131,在由所述初始转矩调整至零转矩点的过程中,判断当前转矩与零转矩点之间的第二差值是否不大于所述第二转矩阈值,或,在由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩的过程中,判断当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的第三差值是否不大于所述第三转矩阈值。
子步骤S132,在该第二差值不大于所述第二转矩阈值或第三差值不大于所述第三转矩阈值时,判定减小转矩调整速度,并根据对应的目标加速度值减小当前转矩调整速度以得到下一转矩调整速度。
子步骤S133,根据下一转矩调整速度及当前转矩计算得到下一转矩,并将下一转矩作为下一输出转矩,以实现对当前转矩的调整。
可选地,在本实施例中,在该第二差值大于所述第二转矩阈值或当前转矩的绝对值大于所述第三转矩阈值时,判断当前转矩调整速度的绝对值是否小于根据对应的目标加速度值及对应的预设时长计算得到的转矩调整速度的最大值。
若小于,则判定增大当前转矩调整速度,并根据由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值增大当前转矩调整速度以得到下一转矩调整速度。若等于,则判定不调整当前转矩调整,并将当前转矩调整速度作为下一转矩调整速度。
在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中经过零转矩点时,整个调整过程包括第一子调整过程及第二子调整过程,每个子调整过程包括一个匀减速阶段及匀加速阶段,即,第一子调整过程包括第一个匀加速阶段及第一个匀减速阶段,第二子调整过程包括第二个匀加速阶段及第二个匀减速阶段。其中,每个子调整过程使用的目标加速度值可能不同。根据实际情况,每个子调整过程中还可以包括一个匀速阶段。
首先可根据由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的所述目标加速度值(A2)及第二预设时长计算得到第一个匀减速阶段对应的转矩变化值,以作为所述第二转矩阈值;并根据由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩的过程中的所述目标加速度值(A3)及第三预设时长计算得到第二个匀减速阶段对应的转矩变化值,以作为所述第三转矩阈值。
接着根据所述初始转矩及当前转矩判断在由初始转矩调整至该当前转矩的过程中是否已经经过零转矩点。如果未经过零转矩点,表示此时处于第一子调整过程,即处于由所述初始转矩调整至零转矩点的过程中,则将当前转矩与零转矩之间的第二差值与所述第二转矩阈值进行比较。若该第二差值不大于所述第二转矩阈值,表示此时处于第一个匀减速阶段,即处于由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的匀减速阶段。在这种情况下,则可根据所述初始转矩调整至零转矩点过程中的所述目标加速度值(A2)减小当前转矩调整速度,以得到下一转矩调整速度。然后根据下一转矩调整速度、当前转矩及对应的调整时长得到下一转矩,并将该下一转矩作为下一次控制后的实际输出转矩。
可选地,还可以预先根据由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的所述目标加速度值(A2)及第二预设时长计算得到第一子调整过程中的转矩调整速度的最大值,并根据由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩的过程中的所述目标加速度值(A3)及第三预设时长计算得到第二子调整过程中的转矩调整速度的最大值。
若该第二差值大于所述第二转矩阈值,则判断当前转矩调整速度的绝对值是否小于第一子调整过程中的转矩调整速度的最大值。在小于时,确定此时处于第一个匀加速阶段。在这种情况下,则根据上述目标加速度值(A2)增大当前转矩调整速度,以得到下一矩阵调整速度。在等于时,确定此时处于整个调整过程中的第一个匀速阶段,不对当前转矩调整速度进行调整,此时下一转矩调整速度即为当前转矩调整速度。
如果根据所述初始转矩及当前转矩判定在由初始转矩调整至该当前转矩的过程中已经经过零转矩点,表示此时处于第二子调整过程,即处于由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩的过程中,则将当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的第三差值与所述第三转矩阈值进行比较。若该第三差值不大于所述第三转矩阈值,表示此时处于第二个匀减速阶段,即处于由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的匀减速阶段。在这种情况下,则可以根据零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值(A3)减小当前转矩调整速度,以得到下一转矩调整速度。
若该第三差值大于所述第三转矩阈值,则判断当前转矩调整速度的绝对值是否小于第二子调整过程中的转矩调整速度的最大值。在小于时,确定此时处于第二个匀加速阶段。在这种情况下,则根据上述目标加速度(A3)增大当前转矩调整速度,以得到下一矩阵调整速度。在等于时,确定处于第二子调整过程的匀速阶段,不对当前转矩调整速度进行调整,此时下一转矩调整速度即为当前转矩调整速度。
由此,在调整过程中,当前转矩沿着合适的S曲线平滑的变化。同时,在当前转矩每一次靠近零转矩点或变化后的目标转矩,转矩的变化速率(即转矩调整速度)都逐渐减小到0。在当前转矩每一次离开零转矩点或所述变化后的目标转矩时,转矩的变化速率都是从0开始逐渐增加。因此,在将初始转矩调整至变化后的目标转矩的整个转矩变化过程中,不存在变化速度的突变点,因此,实际输出转矩无冲击。控制效果可如图7所示,图7中包括重叠的两条线,其中一条线为转矩参考值,另一条线为转矩实际值。
在本实施例中,所述方法还包括:若在转矩调整过程中,目标转矩再次发生变化,则根据再次变化后的目标转矩重新计算目标加速度值,并根据再次变化后的目标转矩及重新计算得到的目标加速度值进行转矩调整。
也就是说,如果在转矩调整的过程中,目标转矩再次发生变化,则重新执行步骤S110及步骤S120。
下面结合图8对转矩控制方法的整个流程进行举例说明。
该方法主要包括两个部分:转矩S曲线的加速度值计算,即在每一次转矩变化时,根据当前转矩和变化后的目标转矩的差值,计算S曲线该采用的加速度值;转矩S曲线的算法实现,在确定S曲线所需要的加速度值后,控制输出转矩在每一次目标转矩变化时,均按照S曲线变化。
首先,在目标转矩变化时,保存变化后的目标转矩TRef和变化时刻实际输出转矩TRef0(即初始转矩)。
然后,根据保存的变化后的目标转矩TRef和变化时刻实际输出转矩TRef0,判断转矩的变化方向。若TRef大于TRef0,则判定转矩的变化方向为转矩上升,进入转矩上升加速度值计算流程。否则判定转矩的变化方向为转矩下降,进入转矩下降加速度值计算流程。
若进入转矩上升加速度值计算流程,首先判断从TRef0到TRef,是否需要经过零转矩点,若TRef0*TRef>0,表示不经过零转矩点;否则表示经过零转矩点。
从TRef0到TRef不经过零转矩点时,在初始速度(即初始转矩调整速度)为0的情况下,在S曲线的前后半段均满足关系式:
其中,该关系式中的T表示预先设置的在转矩上升过程中从TRef0到TRef时长。
可计算得到理想加速度值Jcal:
转矩上升阶段经过零转矩点只有一种情况,即变化时刻实际输出转矩TRef0小于0,而变化后的目标转矩TRef大于0。在这种情况下,设置零转矩点为中间目标转矩,在零转矩点以上和零转矩点以下,分别以S曲线靠近或离开。根据S曲线的变化特点,要使每一段变化都实现上述两段式S曲线,假设应该选择的加速度值为Jcal,实际转矩TRefout(即当前转矩)不大于0的情况下,即从TRef0到零转矩点,转矩变化的理想加速度为:
其中,该关系式中的T表示预先设置的在转矩上升过程中从TRef0到零转矩点的时长。
实际转矩TRefout大于0的情况下,即从零转矩点到TRef的理想加速度为:
其中,该关系式中的T表示预先设置的在转矩上升过程中从零转矩点到TRef的时长。
若进入转矩下降加速度值计算流程后,同样,首先判断从TRef0到TRef,是否需要经过零转矩点,若TRef0*TRef>0,表示不经过零转矩点;否则表示经过零转矩点。
从TRef0到TRef不经过零转矩点时,和上升阶段的计算相似,在S曲线的前后半段均有:
其中,该关系式中的T表示预先设置的在转矩下降过程中从TRef0到TRef的时长。
再根据转矩变化的方向,得到理想加速度值Jcal:
转矩下降阶段经过零转矩点只有一种情况,即变化时刻实际输出转矩TRef0大于0,而变化后的目标转矩TRef小于0。在这种情况下,同样设置零转矩点为中间目标转矩。实际转矩TRefout(即当前转矩)大于0的情况下,即从TRef0到零转矩点,转矩变化的理想加速度为:
其中,该关系式中的T表示预先设置的在转矩下降过程中从TRef0到0转矩点的时长。
实际转矩TRefout不大于0的情况下,即从零转矩点到TRef的理想加速度为:
其中,该关系中的T表示预先设置的在转矩下降过程中从零转矩点到TRef的时长
实际车辆,在加速和减速时,对转矩的最大上升速度和最大下降速度均是有要求的。设定最大转矩上升速度为MaxUpStep,最大下降速度为MaxDownStep,则根据上述关于S曲线的每段的时间的设定,则最大上升加速度值为:最大下降加速度值为上述计算的理想加速度Jcal根据转矩的变化方向,在上升阶段和最大上升加速度值比较,取其中较小的值作为后续S曲线算法中所用的目标上升加速度值。在下降阶段和最大下降加速度比较,取其中较小的值作为后续S曲线算法中所用的目标下降加速度值。
根据转矩变化情况确定目标加速度值后,即可以控制转矩按照S曲线变化。在本方案中,实时判断实际输出转矩TRefout(即当前转矩)与变化后的目标转矩TRef之间的距离,以调整TRefout的变化速度(即转矩调整速度),控制实际输出转矩TRefout在离开变化时刻的转矩TRef0时从零逐渐加速,在靠近目标转矩点TRef时,TRefout变化速度逐渐减小到0。下面进行详细说明。
首先,根据S曲线的特点和算法的设计,计算几个关键的数据量,具体包括:
每一阶段的减速起点到减速终点的距离:
HalfPoint=0.5*Jcal*T2;
每一阶段的最大转矩变化速度:Vmax=Jcal*T;
在变化过程中,每个控制周期转矩变化速度的变化量JTs=Jcal*Tcal,Tcal表示一个控制周期时长,同时对当前转矩TRefout和中间变量转矩变化速度Vtrq和前一时刻的转矩变化速度Vtrq0进行初始化赋值。其中,初始化赋值时可均赋值为0。
然后,判断转矩的变化方向,若TRef>TRefout,则控制TRefout按照S曲线上升增长,即正向增长。否则按照S下降增长,即反向增长。
在正向增长时,先判断输出转矩TRefout和TRefout变化速度为0的点的距离,若0<TRef-TRefout≤HalfPoint或者0<-TRefout≤HalfPoint,则转矩变化速度Vtrq以每个控制周期减小对应的JTs的速度减速,即:Vtrq=Vtrq0-JTs。否则,判断转矩的变化速度是否满足Vtrq<Vmax,若判断条件成立,则转矩变化速度Vtrq以每个控制周期增加对应的JTs的速度加速,即:Vtrq=Vtrq0+JTs;若不成立,则保持转矩以Vmax的速度增长。
其中,若控制流程中若出现TRef≤TRefout,即目标转矩再次变化,则可将转矩变化速度Vtrq置0,即Vtrq=0。然后重新对转矩进行调整。
在正向增长时,同样先判断输出转矩TRefout和TRefout变化速度为0的点的距离,若0<TRefout-TRef≤HalfPoint或者0<TRefout≤HalfPoint,则转矩变化速度Vtrq以每个控制周期增加对应的JTs的速度反向减速,即:Vtrq=Vtrq0+JTs。否则,判断转矩的变化速度是否满足Vtrq>-Vmax的条件,若条件满足,则转矩变化速度Vtrq以每个控制周期减小对应的JTs的速度反向加速;即:Vtrq=Vtrq0-JTs。若条件不满足,则保持转矩以-Vmax的速度反向增长。过程中若出现TRef≥TRefout的情况,即目标转矩再次变化,则可将转矩变化速度Vtrq置0,即Vtrq=0。然后重新对转矩进行调整。
其中,上述转矩及变化速度均为矢量。
由于控制周期较小,对应转矩变化速度的变化,输出转矩的变化量近似为当前转矩变化速度和上一控制周期的转矩变化速度的平均值乘以控制周期,即:
DeltaTrq=0.5*(Vtrq+Vtrq0)*Tcal
于是实际输出转矩等于上一控制周期的输出转矩TRefout0加上输出转矩的变化量DeltaTrq:
TRefout=TRefout0+DeltaTrq=TRefout0+0.5*(Vtrq+Vtrq0)*Tcal
请参照图9,图9是本申请实施例提供的转矩调整装置200的方框示意图。所述转矩调整装置200包括加速度计算模块210及调整模块220。
加速度计算模块210,用于在目标转矩变化时,根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值。其中,所述目标加速度值为正数。
调整模块220,用于根据当前转矩及所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直至将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩。其中,在将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0。
在本实施例中,关于所述转矩调整装置200的具体描述可以参照上文对转矩调整方法的描述。
综上所述,本申请实施例提供一种转矩调整方法及装置。在目标转矩发生变化时,将此时的当前转矩作为初始转矩,然后根据变化后的目标转矩及初始转矩计算得到目标加速度值。其中,该目标加速度值为正数。接着根据开始调整后的当前转矩与变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,并根据得到的判断结果及上述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,最后根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直到将当前转矩调整为变化后的目标转矩。其中,在将当前转矩调整为变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0。由于转矩调整速度在变化时,均按照目标加速度值变化,并且在调整为变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0,因而可避免转矩波动导致的车辆抖动,实现行驶平稳。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种转矩调整方法,其特征在于,包括:
在目标转矩变化时,根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值,其中,所述目标加速度值为正数;
根据当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直至将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩,其中,在将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0;
其中,所述根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值,包括:
判断在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中是否经过零转矩点;
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中不经过零转矩点时,根据第一预设时长、所述初始转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值,计算得到第一加速度值;
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中经过零转矩点时,根据第二预设时长及所述初始转矩计算得到由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的第二加速度值,并根据第三预设时长及所述变化后的目标转矩计算得到在由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的第三加速度值;
将加速度阈值与所述第一加速度值、第二加速度值及第三加速度值进行比较,根据比较结果得到不同过程中的所述目标加速度值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将加速度阈值与所述第一加速度值、第二加速度值及第三加速度值进行比较,根据比较结果得到不同过程中的所述目标加速度值,包括:
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中不经过零转矩点时,将所述加速度阈值、第一加速度值中较小的值作为由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值;
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中经过零转矩点时,将所述加速度阈值、第二加速度值中较小的值作为由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的所述目标加速度值,将所述加速度阈值、第三加速度值中较小的值作为由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述加速度阈值包括上升加速度阈值及下降加速度阈值,所述根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值,还包括:
判断所述变化后的目标转矩是否大于所述初始转矩;在所述变化后的目标转矩大于所述初始转矩时,所述目标加速度值为目标上升加速度值;在所述变化后的目标转矩不大于所述初始转矩时,所述目标加速度值为目标下降加速度值。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中不经过零转矩点时,所述转矩阈值包括根据由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值及所述第一预设时长计算得到的第一转矩阈值,所述根据当前转矩与所述变化后的目标转矩的之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,包括:
判断当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的第一差值是否不大于所述第一转矩阈值;
在该第一差值不大于所述第一转矩阈值时,判定减小转矩调整速度,并根据由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值减小当前转矩调整速度以得到下一转矩调整速度;
根据下一转矩调整速度及当前转矩计算得到下一转矩,并将下一转矩作为下一输出转矩,以实现对当前转矩的调整。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,还包括:
在该第一差值大于所述第一转矩阈值时,判断当前转矩调整速度的绝对值是否小于由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值及所述第一预设时长计算得到的转矩调整速度的最大值;
若小于,则判定增大当前转矩调整速度,并根据由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值增大当前转矩调整速度以得到下一转矩调整速度;
若等于,则判定不调整当前转矩调整速度,并将当前转矩调整速度作为下一转矩调整速度。
6.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中经过零转矩点时,所述转矩阈值包括根据由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的所述目标加速度值及所述第二预设时长计算得到的第二转矩阈值,及根据由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值及所述第三预设时长计算得到的第三转矩阈值,所述根据当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,包括:
在由所述初始转矩调整至零转矩点的过程中,判断当前转矩与零转矩点之间的第二差值是否不大于所述第二转矩阈值,或,在由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩的过程中,判断当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的第三差值是否不大于所述第三转矩阈值;
在该第二差值不大于所述第二转矩阈值或该第三差值不大于所述第三转矩阈值时,判定减小转矩调整速度,并根据对应的目标加速度值减小当前转矩调整速度以得到下一转矩调整速度;
根据下一转矩调整速度及当前转矩计算得到下一转矩,并将下一转矩作为下一输出转矩,以实现对当前转矩的调整。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据当前转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,还包括:
在该第二差值大于所述第二转矩阈值或该第三差值大于所述第三转矩阈值时,判断当前转矩调整速度的绝对值是否小于根据对应的目标加速度值及对应的预设时长计算得到的转矩调整速度的最大值;
若小于,则判定增大当前转矩调整速度,并根据由所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩过程中的所述目标加速度值增大当前转矩调整速度以得到下一转矩调整速度;
若等于,则判定不调整当前转矩调整,并将当前转矩调整速度作为下一转矩调整速度。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若在转矩调整过程中,目标转矩再次发生变化,则根据再次变化后的目标转矩重新计算目标加速度值,并根据再次变化后的目标转矩及重新计算得到的目标加速度值进行转矩调整。
9.一种转矩调整装置,其特征在于,包括:
加速度计算模块,用于在目标转矩变化时,根据变化后的目标转矩及目标转矩变化时的初始转矩计算得到目标加速度值,其中,所述目标加速度值为正数;
调整模块,用于根据当前转矩及所述变化后的目标转矩之间的差值及转矩阈值判断是否增大或减小转矩调整速度,根据得到的判断结果及所述目标加速度值计算得到下一转矩调整速度,并根据下一转矩调整速度对当前转矩进行调整,直至将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩,其中,在将当前转矩调整为所述变化后的目标转矩时,转矩调整速度为0;
其中,所述调整模块具体用于:
判断在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中是否经过零转矩点;
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中不经过零转矩点时,根据第一预设时长、所述初始转矩与所述变化后的目标转矩之间的差值,计算得到第一加速度值;
当在将所述初始转矩调整至所述变化后的目标转矩的过程中经过零转矩点时,根据第二预设时长及所述初始转矩计算得到由所述初始转矩调整至零转矩点过程中的第二加速度值,并根据第三预设时长及所述变化后的目标转矩计算得到在由零转矩点调整至所述变化后的目标转矩过程中的第三加速度值;
将加速度阈值与所述第一加速度值、第二加速度值及第三加速度值进行比较,根据比较结果得到不同过程中的所述目标加速度值。
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