CN111775717A - 车辆电机运行参数确定方法、装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆电机运行参数确定方法、装置及车辆，其中，上述车辆电机运行参数确定方法，包括：确定当前车辆质量；根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，其中，所述第一对应关系为根据历史车辆动力学参数确定的车辆质量与电机运行参数之间的对应关系。本发明实施例能够有效提高车辆电机运行参数确定结果的合理性，提升对车辆电机的控制效果。

Description

车辆电机运行参数确定方法、装置及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆电机运行参数确定方法、装置及车辆。
背景技术
众所周知，在例如电动汽车、混合动力汽车等车辆中，电机是车辆动力系统中的关键设备。为保证动力性能，在车辆的行驶过程中，通常具有对电机的运行参数的控制需求。现有技术中，通常是基于车辆的电池剩余电量对电机的运行参数进行控制，由于未能考虑动力学因素对车辆运行过程的影响，导致电机的运行参数的配置不够合理，电机控制效果较差。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆电机运行参数确定方法、装置及车辆，以解决现有技术中电机的运行参数的配置不够合理，电机控制效果较差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆电机运行参数确定方法，包括：
确定当前车辆质量；
根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，其中，所述第一对应关系为根据历史车辆动力学参数确定的车辆质量与电机运行参数之间的对应关系。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆电机运行参数确定装置，包括：
第一确定模块，用于确定当前车辆质量；
第二确定模块，用于根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，其中，所述第一对应关系为根据历史车辆动力学参数确定的车辆质量与电机运行参数之间的对应关系。
第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述的车辆电机运行参数确定装置。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的车辆电机运行参数确定方法。
本发明实施例提供的车辆电机运行参数确定方法，通过确定当前车辆质量，并基于依据历史车辆动力学参数确定车辆质量与电机运行参数之间的对应关系，直接确定电机运行参数；本发明实施例考虑了动力学因素对车辆运行过程的影响，基于车辆质量来确定目标电机运行参数，能够有效提高车辆电机运行参数确定结果的合理性，提升对车辆电机的控制效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的车辆电机运行参数确定方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的车辆电机运行参数确定方法的一具体应用实施例的流程图；
图3为本发明实施例提供的车辆电机运行参数确定装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
如图1所述，本发明实施例提供的车辆电机运行参数确定方法，包括：
步骤101，确定当前车辆质量；
步骤102，根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，其中，所述第一对应关系为根据历史车辆动力学参数确定的车辆质量与电机运行参数之间的对应关系。
容易理解的是，对于同一车辆，由于搭乘人员的体重或数量的不同，或者是搭载货物的重量的不同，会导致整车的质量会存在不同。当前车辆质量可以通过对车辆的承重获得，也可以是基于车辆在正常运行状态时的车辆运行参数计算获得，此处不做具体限定。
本实施例中，第一对应关系主要是指车辆质量与电机运行参数之间的对应关系，其中，电机运行参数可以是指电机扭矩、电机转速以及电机功率中的至少一项。第一对应关系可以是通过曲线、数据表格等形式的文件进行记录。在确定了当前车辆质量的情况下，可以基于第一对应关系，直接查询目标电机运行参数；而目标电机运行参数则可以用于对电机进行控制，使得电机以相应的运行参数运行。
上述历史车辆动力学参数可以是基于车辆的历史运行获取的，例如，针对车辆的运行测试，或者是车辆的历史正常运行过程等。历史车辆动力学参数可以是采集得到的历史原始数据，例如车辆的历史速度、历史加速度、历史电机扭矩及历史电机转速等数据中的至少一项，多个数据之间可以通过时间进行关联；当然，历史车辆动力学参数还可以是基于历史原始数据得到历史加工数据，例如车辆的滚动阻力、加速阻力、空气阻力以及电机效率等。
车辆在不同的车辆质量的条件下，得到的历史车辆动力学参数也不尽相同，例如，对于同一车辆，车辆质量越高，获得同等加速度所需要的电机扭矩越大，进而导致电机效率也会存在变化。
基于上述历史车辆动力学参数，可以针对每一车辆质量，确定一电机运行参数，进而建立上述的第一对应关系。具体来说，可以通过预设规则，从历史车辆动力学参数中确定与车辆质量对应的电机运行参数，此处的预设规则，可以是对车辆速度和车辆加速度的限制，例如，车辆质量为40吨时，限制车辆速度为15m/s，车辆加速度为1m/s2，然后根据历史车辆动力学参数，查询该车辆速度与车辆加速度条件下对应的电机扭矩为200N·m，并将该电机扭矩作为车辆质量40吨所对应的电机运行参数。上述的预设规则还可以是对无效功的限制，例如，使得无效功(例如电机损耗功、空气阻力做功等)最小。当前，上述预设规则还可以是其他规则，可根据实际需要进行确定，此处不做具体限定。
本发明实施例提供的车辆电机运行参数确定方法，通过确定当前车辆质量，并基于依据历史车辆动力学参数确定车辆质量与电机运行参数之间的对应关系，直接确定电机运行参数；本发明实施例考虑了动力学因素对车辆运行过程的影响，基于车辆质量来确定目标电机运行参数，能够有效提高车辆电机运行参数确定结果的合理性，提升对车辆电机的控制效果；此外，还具有目标电机运行参数确定过程简单、处理速度较快的优点。
可选地，所述步骤101，确定当前车辆质量之前，所述方法还包括：
获取与N个车辆质量分别对应的N个历史车辆动力学参数，其中，所述N个历史车辆动力学参数中的每一历史车辆动力学参数分别包括至少一个历史车辆运动参数以及与所述至少一个历史车辆运动参数对应的至少一个历史电机运行参数，N为正整数；
分别确定所述每一历史车辆动力学参数对应的第一电机运行参数，所述第一电机运行参数为使得无效功满足第一预设条件时的历史电机运行参数，所述无效功包括基于所述历史车辆运动参数确定的第一无效功以及基于所述历史电机运行参数与电机特性曲线确定的第二无效功；
依据所述N个车辆质量以及对应的N个第一电机运行参数，确定第一对应关系。
本实施例中，在确定第一对应关系的过程中，可以通过调整车辆质量，来获取不同车辆质量所分别对应的历史车辆动力学参数。历史车辆动力学参数可以分为历史车辆运动参数与历史电机运行参数；其中，历史车辆运行参数可以是与车辆速度、车辆加速度等有关的参数，而历史电机运行参数，则可以是与电机扭矩、电机转速、电机功率等有关的参数。
历史车辆动力学参数可以基于对车辆的运行试验获得，其中包括的各个具体参数可以通过时间进行关联。容易理解的是，车辆的速度越快，空气阻力往往越大；而同等运行条件下，车辆加速度越大，加速阻力越大；上述空气阻力的做功与加速阻力的做功可以认为是上述第一无效功的组成部分。车辆速度、车辆加速度分别与电机转速、电机扭矩关联，根据电机特征曲线，电机转速与电机扭矩又会影响到电机效率，即影响电机损耗功率的占比；电机损耗功率对应的损耗功则可以认为是上述第二无效功的组成部分。
上述第一预设条件，可以是指使得无效功最小或低于某一阈值，或者使得无效功在总功中的占比最小或者低于某一阈值，此处不做具体限定，可根据实际实际需要进行选择。通过对第一预设条件的限定，可以从每一历史车辆动力学参数中确定出一第一电机运行参数；换而言之，此处的第一电机运行参数，即针对车辆质量及与车辆质量对应的历史车辆动力学参数，确定出的使得无效功满足第一预设条件的电机运行参数。
本实施例基于无效功来确定每一车辆质量对应的第一电机运行参数，并基于对应关系来建立第一对应关系，可以使得车辆电机在以目标电机运行参数运行时，能够有效降低无效功，提高能量的利用效率。
可选地，所述步骤101，确定当前车辆质量，包括：
获取车辆运行参数；
依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量。
本实施例中，车辆运行参数可以是指车辆上各类数据采集设备所采集的参数，例如，通过轮速传感器、汽车电子稳定控制系统(Electronic Stability Controller，ESC)或者车载雷达系统采集的各个车轮的轮速和整车纵向加速度，通过ESC采集的行驶坡度等。当然，以上仅仅是对车辆运行参数的种类及相关数据采集设备的举例，而车辆运行参数的详细组成，以及用于采集上述各类车辆运行参数的数据采集设备，可以根据实际需要进行选用，此处不做具体限定，可以通过车辆运行参数确定当前车辆质量即可。
车辆质量可以影响到车辆的加速阻力与滚定阻力等，进而会反映到车辆的运行参数中，例如，在路况、车型等条件相同的情况下，为获得相同的加速度，质量较大的车辆所需的电机扭矩，通常要大于质量较小的车辆所需的电机扭矩。换而言之，车辆运行参数与车辆质量之间存在一定的关联关系，基于上述关联关系与历史车辆运行参数的获取，可以计算得到车辆质量。
本实施例基于车辆运行参数确定当前车辆质量，能够对车辆质量的进行实时确定，且确定过程易于实现。
在一个示例中，上述根据历史车辆运行参数确定当前车辆质量的过程可通过如下方式来实现：
车辆的行驶方向通常可以称为纵向，针对车辆在纵向上的运行，可以建立如下纵向动力学模型：Fx＝Fj+Ff+Fw+Fi。其中，Fx为纵向驱动力，主要由电机提供，可以基于电机扭矩来计算得到；Fj为加速阻力，在车辆处于加速运动或减速运动时产生，车辆处于匀速直线运动的情况下，加速阻力可以是等于0；Ff为滚动阻力，通常等于滚动摩擦系数与车辆施加在路面上的垂直力的乘积；Fw为空气阻力，主要受到车速、车辆迎风面积、车辆风阻系数以及空气参数的影响；Fi为上坡阻力，当车辆处于倾斜路面上产生，当车辆处于平面上时，上坡阻力可以是等于0。
具体来说，上述纵向动力学模型可以通过如下公式表达：
Figure BDA0002560447970000061
其中，m为车辆质量，为待求取量；
Figure BDA0002560447970000062
为纵向加速度，vx为车辆纵向速度，θ为行驶坡度，这三项参数均可以属于上述的历史车辆运行参数；ρ为空气密度，Cd为车辆风阻系数，A为车辆迎风面积，g为重力加速度，f为滚动摩擦力，这五项参数可以是已知量，并可以设为定值。
此外，至于Fx，如上文所述，可以基于电机扭矩来计算得到，电机扭矩则同样可以属于历史车辆运行参数。具体来说，当车辆沿直线正常行驶时，存在如下关系：
Figure BDA0002560447970000063
其中：Ft为车轮驱动力；Ttq为电机输出扭矩；ig为变速器速比；io为主减速器速比；VT为整个传动系的机械效率；r为车轮滚动半径；其中，Fx可以约等于Ft。
综上，在获取到历史车辆运行参数的情况下，可以结合上述纵向动力学模型，计算得到车辆质量。
可选地，所述依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量，包括：
在所述车辆运行参数满足第二预设条件的情况下，依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量。
本实施例中，第二预设条件可以反映为车辆处于无故障状态、车辆处于直线运行状态或者车辆处于匀速运动状态等等，根据实际情况确定。
以第二预设条件反映为车辆处于直线运动状态为例，车辆运行参数可以是方向盘转角，第二预设条件可以是指方向盘转角小于某一转角阈值。
本实施例通过限定在车辆运行参数满足第二预设条件的情况下，依据车辆运行参数确定当前车辆质量，可以有效排除特殊因素造成的当前车辆质量的确定误差。
可选地，所述车辆运行参数包括方向盘转角、车轮轮速、车辆加速度、行驶坡度以及当前电机运行参数；
所述在所述车辆运行参数满足第二预设条件的情况下，依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量，包括：
当所述方向盘转角小于转角阈值，且所述车轮轮速满足预设轮速条件时，依据所述车轮轮速、车辆加速度、行驶坡度以及当前电机运行参数确定当前车辆质量。
结合一具体应用场景，上述方向盘转角可以是通过电动助力转向系统(ElectricPower Steering，EPS)采集获得，当方向盘转角小于一转角阈值时，可以认为车辆处于直线运动状态，此时无需考虑沿汽车横向上的力或者离心力等，降低当前车辆质量的计算难度。
与此同时，上述车轮轮速可以通过轮速传感器或者ESC测量获得，通过对各个车轮轮速的分析，有利于避免在车轮打滑、滑移等非正常行驶状态下对当前车辆质量进行计算，提高计算精度。具体来说，可以将预设轮速条件设置为任两个车轮轮速之间的差值小于一轮速阈值，如此可以有效排除车辆处于上述非正常行驶状态。
上述当前电机运行参数可以通过CAN总线传输；至于依据车轮、车辆加速度、行驶坡度以及当前电机运行参数确定当前车辆质量，可以依据上述的纵向动力学模型实现，此处不再赘述。
可选地，所述步骤102，根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，包括：
在行驶坡度小于坡度阈值的情况下，根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数。
本实施例中，考虑到坡度大小对需求的电机扭矩的影响较大，限定了行驶坡度小于坡度阈值时，例如车辆处于平地行驶状态时，根据当前车辆质量与第一对应关系来确定目标电机运行参数，有效避免坡度较大导致目标电机运行参数无法满足车辆上坡需求的情况发生。
可选地，所述获取车辆运行参数，包括：
获取P个车辆运行参数，其中，所述P个车辆运行参数为在至少一个采样周期中采集，P为大于1的整数；
所述依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量，包括：
根据所述P个车辆运行参数，确定P个车辆质量样本，其中，所述P个车辆运行参数与所述P个车辆质量样本一一对应；
基于滤波算法对所述P个车辆质量样本进行计算，得到所述当前车辆质量。
本实施例通过对车辆运行参数的多次采集，得到多个车辆质量样本，并使用滤波算法对车辆质量样本进行计算得到当前车辆质量，可以使得当前车辆质量的确定结果比较准确。
如图2所示，在一具体应用实施例中，上述车辆电机运行参数确定方法，包括：
步骤201，获取车辆运行参数；
车辆运行参数包括四轮速度、行驶坡度、当前电机运行参数以及方向盘转角；
步骤202，根据行驶状态判断车辆是否为直行；
具体来说，可以根据方向盘转角或者四轮速度确定行驶状态，并判断车辆是否为直行；
步骤203，若判断车辆为直行，通过滤波算法估算当前车辆质量；
步骤204，根据当前车辆质量与第一对应关系确定目标电机运行参数；
其中，第一对应关系为根据历史车辆动力学参数确定的车辆质量与电机运行参数之间的对应关系；
步骤205，依据目标电机运行参数对电机进行控制。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种车辆电机运行参数确定装置，包括：
第一确定模块301，用于确定当前车辆质量；
第二确定模块302，用于根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，其中，所述第一对应关系为根据历史车辆动力学参数确定的车辆质量与电机运行参数之间的对应关系。
可选地，所述装置还包括：
获取模块，用于获取与N个车辆质量分别对应的N个历史车辆动力学参数，其中，所述N个历史车辆动力学参数中的每一历史车辆动力学参数分别包括至少一个历史车辆运动参数以及与所述至少一个历史车辆运动参数对应的至少一个历史电机运行参数，N为正整数；
第三确定模块，用于分别确定所述每一历史车辆动力学参数对应的第一电机运行参数，所述第一电机运行参数为使得无效功满足第一预设条件时的历史电机运行参数，所述无效功包括基于所述历史车辆运动参数确定的第一无效功以及基于所述历史电机运行参数与电机特性曲线确定的第二无效功；
第四确定模块，用于依据所述N个车辆质量以及对应的N个第一电机运行参数，确定第一对应关系。
可选地，所述第一确定模块301，包括：
获取单元，用于获取车辆运行参数；
确定单元，用于依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量。
可选地，所述确定单元具体用于：
在所述车辆运行参数满足第二预设条件的情况下，依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量。
可选地，所述车辆运行参数包括方向盘转角、车轮轮速、车辆加速度、行驶坡度以及当前电机运行参数；
所述确定单元具体用于：
当所述方向盘转角小于转角阈值，且所述车轮轮速满足预设轮速条件时，依据所述车轮轮速、车辆加速度、行驶坡度以及当前电机运行参数确定当前车辆质量。
可选地，所述第二确定模块302具体用于：
在行驶坡度小于坡度阈值的情况下，根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数。
可选地，所述获取单元，包括：
获取子单元，用于获取P个车辆运行参数，其中，所述P个车辆运行参数为在至少一个采样周期中采集，P为大于1的整数；
所述确定单元，包括：
确定子单元，用于根据所述P个车辆运行参数，确定P个车辆质量样本，其中，所述P个车辆运行参数与所述P个车辆质量样本一一对应；
计算子单元，用于基于滤波算法对所述P个车辆质量样本进行计算，得到所述当前车辆质量。
需要说明的是，该车辆电机运行参数确定装置是与上述车辆电机运行参数确定方法对应的电子设备，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该电子设备的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述的车辆电机运行参数确定装置。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的车辆电机运行参数确定方法。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆电机运行参数确定方法，其特征在于，包括：
确定当前车辆质量；
根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，其中，所述第一对应关系为根据历史车辆动力学参数确定的车辆质量与电机运行参数之间的对应关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前车辆质量之前，所述方法还包括：
获取与N个车辆质量分别对应的N个历史车辆动力学参数，其中，所述N个历史车辆动力学参数中的每一历史车辆动力学参数分别包括至少一个历史车辆运动参数以及与所述至少一个历史车辆运动参数对应的至少一个历史电机运行参数，N为正整数；
分别确定所述每一历史车辆动力学参数对应的第一电机运行参数，所述第一电机运行参数为使得无效功满足第一预设条件时的历史电机运行参数，所述无效功包括基于所述历史车辆运动参数确定的第一无效功以及基于所述历史电机运行参数与电机特性曲线确定的第二无效功；
依据所述N个车辆质量以及对应的N个第一电机运行参数，确定第一对应关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前车辆质量，包括：
获取车辆运行参数；
依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量，包括：
在所述车辆运行参数满足第二预设条件的情况下，依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述车辆运行参数包括方向盘转角、车轮轮速、车辆加速度、行驶坡度以及当前电机运行参数；
所述在所述车辆运行参数满足第二预设条件的情况下，依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量，包括：
当所述方向盘转角小于转角阈值，且所述车轮轮速满足预设轮速条件时，依据所述车轮轮速、车辆加速度、行驶坡度以及当前电机运行参数确定当前车辆质量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，包括：
在行驶坡度小于坡度阈值的情况下，根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取车辆运行参数，包括：
获取P个车辆运行参数，其中，所述P个车辆运行参数为在至少一个采样周期中采集，P为大于1的整数；
所述依据所述车辆运行参数，确定当前车辆质量，包括：
根据所述P个车辆运行参数，确定P个车辆质量样本，其中，所述P个车辆运行参数与所述P个车辆质量样本一一对应；
基于滤波算法对所述P个车辆质量样本进行计算，得到所述当前车辆质量。
8.一种车辆电机运行参数确定装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定当前车辆质量；
第二确定模块，用于根据所述当前车辆质量与第一对应关系，确定目标电机运行参数，其中，所述第一对应关系为根据历史车辆动力学参数确定的车辆质量与电机运行参数之间的对应关系。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8所述的车辆电机运行参数确定装置。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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