CN112590550B - 一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法及系统，包括：根据电机转速、主减速比和轮胎半径计算车辆的车速；预设开始限制车速和最高限制车速，若车速大于或等于开始限制车速，控制降低请求扭矩，直至车速达到最高限制车速时，请求扭矩降为零；预设次高限制车速，车速在请求扭矩为零的状态下降低，若车速大于或等于次高限制车速且小于最高限制车速时，请求扭矩不变，直至车速小于次高限制车速，重新控制请求扭矩，并根据请求扭矩控制电机转速。通过模糊处理控制方法避免纯电动客车处于最高限制车速和次高限制车速之间时，请求扭矩在0和正扭矩之间的变化而导致的纯电动客车高速抖动异响的问题，提高纯电动客车运行的舒适性。

Description

一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法及系统
技术领域
本发明涉及纯电动客车控制技术领域，特别是涉及一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
整车控制器作为纯电动客车的大脑，可以采集电机控制系统信号、电池管理系统信号、加速踏板信号和其他部件信号，可以综合分析驾驶员的驾驶意图并作出响应判断，还可以监控下层的各控制器的控制信号，对汽车的正常行驶、电池能量管理、故障诊断与处理、车辆状态监控等功能起着关键作用；整车控制器根据驾驶员意图及车辆当前状态通过CAN发送报文给电机控制器(MCU)，以实现客车的加速、减速及限速控制。
目前，纯电动客车限制最高车速是整车控制器根据驾驶员操作意图和电机转速计算请求扭矩，并将请求扭矩发送给电机控制器(MCU)，当车速达到最高限制车速时，请求扭矩限制为0，这种限速方法会导致请求扭矩在最高限制车速上下出现0和小的正扭矩之间的变化，车辆会出现高速抖动异响，影响车辆的舒适性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法及系统，通过控制降低请求扭矩，限制车速超出最高车速，通过模糊处理控制方法避免纯电动客车处于最高限制车速和次高限制车速之间时，请求扭矩在0和正扭矩之间的变化而导致的纯电动客车高速抖动异响的问题，提高纯电动客车运行的舒适性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法，包括：
根据电机转速、主减速比和轮胎半径计算车辆的车速；
预设开始限制车速和最高限制车速，若车速大于或等于开始限制车速，控制降低请求扭矩，直至车速达到最高限制车速时，请求扭矩降为零；
预设次高限制车速，车速在请求扭矩为零的状态下降低，若车速大于或等于次高限制车速且小于最高限制车速时，请求扭矩不变，直至车速小于次高限制车速，重新控制请求扭矩，并根据请求扭矩控制电机转速。
第二方面，本发明提供一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制系统，包括：
车速计算模块，被配置为根据电机转速、主减速比和轮胎半径计算车辆的车速；
第一模糊控制模块，被配置为预设开始限制车速和最高限制车速，若车速大于或等于开始限制车速，控制降低请求扭矩，直至车速达到最高限制车速时，请求扭矩降为零；
第二模糊控制模块，被配置为预设次高限制车速，车速在请求扭矩为零的状态下降低，若车速大于或等于次高限制车速且小于最高限制车速时，请求扭矩不变，直至车速小于次高限制车速，重新控制请求扭矩，并根据请求扭矩控制电机转速。
第三方面，本发明提供一种纯电动客车，包括第二方面所述的限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制系统。
第四方面，本发明提供一种纯电动客车，包括整车控制器和电机控制器，所述整车控制器执行第一方面所述的模糊处理控制方法，将得到的请求扭矩发送至电机控制器，由电机控制器控制电机转速，以完成整车运行。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过模糊处理控制方法避免纯电动客车处于最高限制车速和次高限制车速之间时，请求扭矩在0和正扭矩之间的变化而导致的纯电动客车高速抖动异响的问题，确保车辆在最高限制速度的上下请求扭矩不会在0和正扭矩之间来回变化，同时使纯电动客车维持在最高限制车速，并且限制车速超出最高车速，可以提高纯电动客车运行的舒适性。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的限制纯电动客车最高车速的模糊处理方法流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
不考虑纯电动客车其他部件的工作情况，车辆的驱动控制主要是由整车控制器(VCU)和电机控制器(MCU)共同完成。在满足扭矩使能的情况下，如当前挡位为前进挡、手刹松开、后舱门关闭、整车上高压、无严重故障；整车控制器采集车辆挡位信息、油门踏板信息、滤波后电机转速等信息进行扭矩计算，然后将计算的扭矩与当前电池放电功率计算的扭矩、电机转速对应的外特性曲线扭矩值和电机功率限制扭矩值进行比较得出请求电机扭矩值；整车控制器再将请求电机扭矩值乘以限速系数p得到最终的请求扭矩值，整车控制器将最终的请求扭矩值通过CAN总线发送给电机控制器，电机控制器控制电机实现整车运行；
其中，当前电池放电功率对应的扭矩限制值为：
Figure BDA0002863547160000051
其中，Tlimit_discharge为电池可用放电功率计算的扭矩值，P为当前电池放电功率，V2为滤波后电机转速。
由上面的原理可知，如果实现限制纯电动客车最高车速，需要在车速达到最高车速时，限速系数p应为0。
如图1所示，本实施例提供的一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法，包含如下步骤：
S1：根据电机转速、主减速比和轮胎半径计算车辆的车速；
S2：预设车辆开始限制车速start_limit和最高限制车速max_limit，当车速大于或等于开始限制车速start_limit时，控制降低请求扭矩，直至车速达到最高限制车速max_limit，控制请求扭矩降为0；
S3：预设次高限制车速，若车辆第一次超过最高限制车速时请求扭矩为0，车速在请求扭矩为零的状态下降低，当车速大于或等于次高限制车速且小于最高限制车速max_limit时，请求扭矩不变，仍为0，直到车速小于次高限制车速时，再重新控制请求扭矩，并根据请求扭矩控制电机转速。
所述步骤S1中，所述根据电机转速、主减速比和轮胎半径计算车辆车速的计算方法为：
Figure BDA0002863547160000052
其中，V1为车速，V2为电机转速，R为轮胎半径，I为主减速比。
所述步骤S2中，车辆开始限制车速start_limit和最高限制车速max_limit，是可以标定的量，可以根据需求限制速度进行更改。
所述步骤S2中，所述请求扭矩等于请求电机扭矩乘以限速系数p，限速系数p是根据当前车速与开始限制车速及最高限制车速比较；具体为：
当车辆车速V1小于开始限制车速start_limit时，p＝100％；
当车辆车速V1大于或等于开始限制车速start_limit且当车辆车速V1小于最高限制车速max_limit时，p的值在0和100％之间，此时已控制降低请求扭矩；
当车辆车速V1大于或等于最高限制车速max_limit时，p＝0，此时请求扭矩降为零。
所述步骤S3中，所述次高限制车速为最高限制车速减去设定的速度差值，且次高限制车速大于开始限制车速，小于最高限制车速；本实施设置次高限制车速为最高限制车速减3，即max_limit-3，可以理解的，次高限制车速(max_limit-3)可以根据需求限制速度进行更改。
所述步骤S3中，模糊处理控制方法具体包括：
定义标志位flag，即local变量，也叫本地变量，既可以作为输出也可以作为输入；
当前车速小于开始限制车速start_limit时，p为100％，标志位flag为0；
当前车速大于或等于开始限制车速start_limit且当前车速小于最高限制车速max_limit且标志位flag等于0或3时，
Figure BDA0002863547160000061
标志位flag为0，此时已控制降低请求扭矩；
当前车速大于或等于最高限制车速max_limit且标志位flag等于0或1或2时，p为0，标志位flag为1，此时请求扭矩降为零；
当前车速大于或等于次高限制车速(max_limit-3)且当前车速小于最高限制车速max_limit且标志位flag等于1或2时，p为0，标志位flag为2，此时车速降速，请求扭矩不变，仍为零；
当前车速小于次高限制车速(max_limit-3)且标志位flag等于2时，
Figure BDA0002863547160000071
Figure BDA0002863547160000072
标志位flag等于3，此时重新控制请求扭矩。
通过以上模糊处理控制方法可以实现纯电动车辆最高车速的限制，且不会出现高速抖动异响问题，提高车辆舒适性。
实施例2
本实施例提供一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制系统，包括：
车速计算模块，被配置为根据电机转速、主减速比和轮胎半径计算车辆的车速；
第一模糊控制模块，被配置为预设开始限制车速和最高限制车速，若车速大于或等于开始限制车速，控制降低请求扭矩，直至车速达到最高限制车速时，请求扭矩降为零；
第二模糊控制模块，被配置为预设次高限制车速，车速在请求扭矩为零的状态下降低，若车速大于或等于次高限制车速且小于最高限制车速时，请求扭矩不变，直至车速小于次高限制车速，重新控制请求扭矩，并根据请求扭矩控制电机转速。
此处需要说明的是，上述模块对应于实施例1中的步骤S1至S3，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为系统的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
在更多实施例中，还提供：
一种纯电动客车，包括实施例2所述的限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制系统。
一种纯电动客车，包括整车控制器和电机控制器，所述整车控制器执行实施例1所述的模糊处理控制方法，将得到的请求扭矩发送至电机控制器，由电机控制器控制电机转速，以完成整车运行。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法，其特征在于，包括：
根据电机转速、主减速比和轮胎半径计算车辆的车速；
预设开始限制车速和最高限制车速，若车速大于或等于开始限制车速，控制降低请求扭矩，直至车速达到最高限制车速时，请求扭矩降为零；
当车速小于开始限制车速时，限速系数为100％，标志位为0；
当车速v当前车速大于或等于开始限制车速start_limit且小于最高限制车速max_limit且标志位等于0或3时，限速系数
Figure FDA0003308059490000011
标志位为0，此时控制降低请求扭矩；
当车速大于或等于最高限制车速且标志位等于0或1或2时，限速系数为0，标志位为1，此时请求扭矩降为零；
预设次高限制车速，车速在请求扭矩为零的状态下降低，若车速大于或等于次高限制车速且小于最高限制车速时，请求扭矩不变，直至车速小于次高限制车速，重新控制请求扭矩，并根据请求扭矩控制电机转速。
2.如权利要求1所述的一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法，其特征在于，所述车辆的车速为：
Figure FDA0003308059490000012
其中，V1为车速，V2为电机转速，R为轮胎半径，I为主减速比。
3.如权利要求1所述的一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法，其特征在于，所述请求扭矩为请求电机扭矩乘以限速系数。
4.如权利要求1所述的一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法，其特征在于，当车速小于开始限制车速时，限速系数为100％；
当车速大于或等于开始限制车速且当小于最高限制车速时，限速系数处于0和100％之间，此时控制降低请求扭矩；
当车速大于或等于最高限制车速时，限速系数为0，此时请求扭矩降为零。
5.如权利要求1所述的一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法，其特征在于，车速在请求扭矩为零的状态下降低时，当车速大于或等于次高限制车速且小于最高限制车速且标志位flag等于1或2时，限速系数为0，标志位为2，此时请求扭矩不变，仍为零；
当车速v当前车速小于次高限制车速且标志位等于2时，限速系数
Figure FDA0003308059490000021
Figure FDA0003308059490000022
标志位为3，此时重新控制请求扭矩。
6.如权利要求1所述的一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制方法，其特征在于，所述次高限制车速为最高限制车速减去设定的速度差值，且次高限制车速大于开始限制车速，小于最高限制车速。
7.一种限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制系统，其特征在于，包括：
车速计算模块，被配置为根据电机转速、主减速比和轮胎半径计算车辆的车速；
第一模糊控制模块，被配置为预设开始限制车速和最高限制车速，若车速大于或等于开始限制车速，控制降低请求扭矩，直至车速达到最高限制车速时，请求扭矩降为零；
当车速小于开始限制车速时，限速系数为100％，标志位为0；
当车速v当前车速大于或等于开始限制车速start_limit且小于最高限制车速max_limit且标志位等于0或3时，限速系数
Figure FDA0003308059490000031
标志位为0，此时控制降低请求扭矩；
当车速大于或等于最高限制车速且标志位等于0或1或2时，限速系数为0，标志位为1，此时请求扭矩降为零；
第二模糊控制模块，被配置为预设次高限制车速，车速在请求扭矩为零的状态下降低，若车速大于或等于次高限制车速且小于最高限制车速时，请求扭矩不变，直至车速小于次高限制车速，重新控制请求扭矩，并根据请求扭矩控制电机转速。
8.一种纯电动客车，其特征在于，包括权利要求7所述的限制纯电动客车最高车速的模糊处理控制系统。
9.一种纯电动客车，其特征在于，包括整车控制器和电机控制器，所述整车控制器执行权利要求1-6任一项所述的模糊处理控制方法，将得到的请求扭矩发送至电机控制器，由电机控制器控制电机转速，以完成整车运行。
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