CN109624988B - 一种基于车重的车辆动力输出控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于车重的车辆动力输出控制系统及其控制方法，控制方法包括如下步骤：在车辆运行中检测车辆的质量，行驶速度和油门开度；根据车辆的质量、行驶速度和油门开度，以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，得到最优输出扭矩值；以最优输出扭矩值为目标，对车辆的动力系统进行控制。本发明提供的技术方案根据车辆的质量、行驶速度和油门开度，以满足车辆动力性能和经济性能需求为目标得到最优输出扭矩值，由于在求取最优扭矩值过程中充分考虑到了车辆的质量，所以按照最优输出扭矩值对车辆动力系统输出进行控制，即使车辆的质量变换，也能够满足整车对动力性能和对经济性要求。
Description
技术领域
本发明属于车辆行驶控制技术领域，具体涉及一种基于车重的车辆动力输出控制系统及其控制方法。
背景技术
现有的车辆上一般都设有整车控制器，整车控制器能够根据动力系统的状态，结合车速及驾驶员需求,通过相应控制策略，对动力系统的输出功率进行合理分配和优化，从而在确保维持动力性能的同时，充分发挥混合动力系统的节能减排优势。
在对动力系统的输出功率进行合理分配和优化时，根据车速和驾驶员意图给出适宜的系统需求扭矩是系统功率分配的基础，驾驶员的驾驶意图一般根据油门开度来判断。目前新能源客车动力输出使用基于规则的参数控制方法，根据车辆的车速和油门开度，查表得到系统需求的扭矩，根据该扭矩对车辆的动力系统进行控制，以实现典型工况条件下整车对动力的要求和对经济性的要求。
上述得到系统需求的扭矩时，所查的表是在车重为定值的情况下通过标定得到。但是，在车辆实际运行过程中：
式中：a为车辆加速度，是车辆动力性的表现，也是驾驶员驾驶意图的实现目标；f为摩擦系数；m为整车质量；TOUT为动力系统输出传递到车轮上的扭矩,由控制系统动力输出决策控制；F空阻为空气阻力；R为力臂值。
从式中可知，在其他条件相同的条件下，动力系统输出的力矩为定值时，车辆的质量越大，其加速度越小。并且车辆在低速时，车辆所受到的摩擦阻力m*f比受到空气阻力大的多，可见车辆的质量对车辆的动力有非常重要的影响。
对于某些车辆，尤其是城市公交客车来讲，车辆的质量波动非常频繁且剧烈。以常见的某型10m城市公交客车为例，空载整备质量约12吨，满载情况下，最大整备质量会超过16吨。针对这种情况，如果依然采用固定整车质量,标定车辆在各行驶速度和油门开度下对扭矩的需求，则在车辆实际运行阶段，根据由车辆的车速和油门开度查表得到系统需求的扭矩进行整车功率分配的结果，便不能够满足整车对动力的要求和对经济性的要求。比如在车辆超载时，整车质量增加，车辆动力性比设计优化时弱；当车辆空载时，整车的质量减少，车辆动力相对过剩可能导致经济性下降。并且由于整车重量频繁变化而导致车辆动力输出表现频繁变化的现象，也会影响司机的驾驶感受。
发明内容
本发明提供一种基于车重的车辆动力输出控制系统及其控制方法，用于解决现有技术中在对车辆动力输出进行控制时，由于没有考虑到车辆质量变化而造成的车辆动力输出不能满足整车对动力性能和对经济性要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种基于车重的车辆动力输出控制方法，包括如下步骤：
(1)在车辆运行中检测车辆的质量、行驶速度和油门开度；
(2)根据车辆的质量、行驶速度和油门开度，以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，得到最优输出扭矩值；
(3)以最优输出扭矩值为目标，对车辆的动力系统进行控制。
本发明提供的技术方案根据车辆的质量、行驶速度和油门开度，以满足车辆动力性能和经济性能需求为目标得到最优输出扭矩值，由于在求取最优扭矩值过程中充分考虑到了车辆的质量，所以按照最优输出扭矩值对车辆动力系统输出进行控制，即使车辆的质量发生变化，也能够满足整车对动力性能和对经济性要求。
进一步的，步骤(2)中，所述最优输出扭矩值根是据车辆质量、行驶速度和油门开度与最优输出扭矩值之间的关系得到的；
所述车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系是在优化设计阶段，以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，通过试验标定得到的。
通过试验标定处车辆动力系统输出扭矩值与车辆的质量、行驶速度和油门开度之间的关系，则当检测到车辆的质量、行驶速度和油门开度之后，即可快速的到相应的最优输出扭矩值。
进一步的，所述车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系采用三维表格的方式进行存储。
采用三维表格存储车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系，比较方便查找。
进一步的，所述车辆的质量在车辆起步阶段检测。
进一步的，所述在车辆起步阶段检测车辆质量的方式为：在车辆速度从0开始增加后的设定时间段内，检测设定数量次车辆质量，将这设定数量次车辆质量的平均值作为车辆的质量。
在车辆起步阶段，车辆的颠簸震动相对较小，以此时测量结果来作为这段行车时间内的重量，可以有效减少车辆震动导致的重量测量误差。
一种基于车重的车辆动力输出控制系统，包括处理器，处理器采集连接有用于检测车辆行驶速度的车速检测装置，用于检测车辆质量的重力检测装置和用于检测油门开度的油门开度检测装置；
所述处理器用于：在车辆运行中检测车辆的质量、行驶速度和油门开度；
根据车辆的质量、行驶速度和油门开度，以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，得到最优输出扭矩值；
以最优输出扭矩值为目标，对车辆的动力系统进行控制。
进一步的，所述最优输出扭矩值是根据车辆质量、行驶速度和油门开度与最优输出扭矩值之间的关系得到的；
所述车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系是在优化设计阶段，以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，通过试验标定得到的。
进一步的，所述车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系采用三维表格的方式进行存储。
进一步的，所述车辆的质量在车辆起步阶段检测。
进一步的，所述在车辆起步阶段检测车辆质量的方式为：在车辆速度从0开始增加后的设定时间段内，检测设定数量次车辆质量，将这设定数量次车辆质量的平均值作为车辆的质量。
附图说明
图1为实施例中基于车重的车辆动力输出控制系统控制方法的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于车重的车辆动力输出控制系统及其控制方法，用于解决现有技术中在对车辆动力输出进行控制时，由于没有考虑到车辆质量变化而造成的车辆动力输出不能满足整车对动力性能和对经济性要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种基于车重的车辆动力输出控制方法，包括如下步骤：
(1)在车辆运行中检测车辆的质量、行驶速度和油门开度；
(2)根据车辆的质量、行驶速度和油门开度，以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，得到最优输出扭矩值；
(3)以最优输出扭矩值为目标，对车辆的动力系统进行控制。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
系统实施例：
本实施例提供一种基于车重的车辆动力输出控制系统，该系统包括处理器，处理器上采集连接有用于检测车辆行驶速度的车速检测装置，用于检测车辆质量的重力检测装置和用于检测油门开度的油门开度检测装置。
处理器根据车速检测装置、重力检测装置和油门开度检测装置检测到的信号确定出最优输出扭矩值，对车辆动力系统的输出扭矩进行控制，具体控制方法的示意图如图1所示，包括优化设计阶段的控制和车辆运行阶段的控制。
优化设计阶段是在通过台架试验对车辆进行标定的阶段，以整车对动力和对经济性的要求为目标，得到车辆动力系统输出的扭矩值与车辆的质量、行驶速度和油门开度之间的关系，步骤如下：
(1)对于整车在某一固定质量下，以整车对动力性能和对经济性的要求为目标，得到在该质量下车辆需求的扭矩与车辆车速、油门开度之间的关系，建立相应的二维表格：
Tout_m＝f(V,n)
式中：Tout_m为质量m时车辆需求的最优输出扭矩；V为车速；n为油门开度；f(V,n)为车辆质量为m时，表示车辆车速V，油门开度n与车辆需求的最优输出扭矩Tout_m之间关系的二维表格；
(2)改变车辆的质量m，重复上述步骤(1)，将不同重量下得到的动力输出优化结果进行差值拟合后，形成整车基于重量变化的最优动力输出扭矩表格，即为整车最优输出扭矩与整车重量、车速、和油门开度之间关系的三维表格：
Tout＝interp(Tout_m1，Tout_m2，Tout_m3，····Tout_mx)＝F(m,V,n)
式中：Tout最优的输出扭矩；F(m,V,n)为最优输出转矩Tout与整车质量m，车辆行驶速度V和油门开度n之间关系的三维表格；interp(Tout_m1，Tout_m2，Tout_m3，····Tout_mx)为质量m为m1，m2，m3……mx时最优输出转矩的集合。
车辆运行阶段的控制是在车辆正常行驶阶段，通过车速检测装置、重力检测装置和油门开度检测装置分别检测到的车辆行驶速度信号，整车质量信号和油门开度信号求出最优输出扭矩，对车辆的动力输出进行控制，具体步骤如下：
(1)在车辆运行过程中通过重力检测装置检测车辆的质量m0，通过速度检测装置检测出车辆的行驶速度V0，并通过油门开度检测装置检测出油门开度n0；
本实施例中，车辆的质量m0在车辆的起步阶段检测，车辆的起步阶段是指从车辆行驶速度由0开始增加后的设定时间段；在车辆的起步阶段，采集设定数量次车辆的质量，并对这设定数量次采集到的车辆质量求平均值，将平均值作为车辆质量m0；
(2)在表示最优输出转矩与整车质量，车辆行驶速度和油门开度之间关系的三维表格中查找出与上述步骤(1)所检测到的车辆质量m0、车辆行驶速度V0和油门开度n0相对应的最优输出转矩Tout_m0，转矩Tout_m0即为需要确定的能够实现整车对动力和对经济性要求的最优输出转矩；以转矩Tout_m0为目标对车辆动力系统的输出扭矩进行控制。
作为其他实施方式，在车辆运行阶段可以在车辆进入起步阶段之前，车辆的质量稳定后通过重力检测装置检测车辆的质量m0。
本实施例中，整车最优输出扭矩与整车重量、车速、和油门开度之间的关系通过三维表进行存储；作为其他实施方式，可以不采用三维表格而采用其他表现形式，只需能够表现出整车最优输出扭矩与整车重量、车速、和油门开度之间的关系即可。
方法实施例：
本实施例提供一种基于车重的车辆动力输出控制方法，与上述系统实施例中车辆动力输出控制方法相同，该方法在系统实施例中已经做了详细介绍，这里不多做说明。
Claims (6)
1.一种基于车重的车辆动力输出控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在车辆运行中检测车辆的质量、行驶速度和油门开度；
(2)根据车辆的质量、行驶速度和油门开度，以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，得到最优输出扭矩值；
(3)以最优输出扭矩值为目标，对车辆的动力系统进行控制；
所述车辆的质量在车辆起步阶段检测，所述在车辆起步阶段检测车辆质量的方式为：在车辆速度从0开始增加后的设定时间段内，检测设定数量次车辆质量，将这设定数量次车辆质量的平均值作为车辆的质量。
2.根据权利要求1所述的一种基于车重的车辆动力输出控制方法，其特征在于，步骤(2)中，所述最优输出扭矩值根是据车辆质量、行驶速度和油门开度与最优输出扭矩值之间的关系得到的；
所述车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系，是在优化设计阶段以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，通过试验标定得到的。
3.根据权利要求2所述的一种基于车重的车辆动力输出控制方法，其特征在于，所述车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系采用三维表格的方式进行存储。
4.一种基于车重的车辆动力输出控制系统，其特征在于，包括处理器，处理器采集连接有用于检测车辆行驶速度的车速检测装置，用于检测车辆质量的重力检测装置和用于检测油门开度的油门开度检测装置；
所述处理器用于：
在车辆运行中检测车辆的质量、行驶速度和油门开度；
根据车辆的质量、行驶速度和油门开度，以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，得到最优输出扭矩值；
以最优输出扭矩值为目标，对车辆的动力系统进行控制；
所述车辆的质量在车辆起步阶段检测，所述在车辆起步阶段检测车辆质量的方式为：在车辆速度从0开始增加后的设定时间段内，检测设定数量次车辆质量，将这设定数量次车辆质量的平均值作为车辆的质量。
5.根据权利要求4所述的一种基于车重的车辆动力输出控制系统，其特征在于，所述最优输出扭矩值是根据车辆质量、行驶速度和油门开度与最优输出扭矩值之间的关系得到的；
所述车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系，是在优化设计阶段以满足车辆动力性能和经济性需求为目标，通过试验标定得到的。
6.根据权利要求5所述的一种基于车重的车辆动力输出控制系统，其特征在于，所述车辆质量、行驶速度、油门开度与最优输出扭矩值之间的关系采用三维表格的方式进行存储。
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