CN113119943A - 车辆的控制方法、系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种车辆的控制方法、系统及车辆。其中，车辆包括驱动电机和发动机，车辆的控制方法包括：根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，其中，所述转速差为发动机转速与驱动电机转速之间的差值；根据所述转速差、所述最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩；根据所述调速扭矩调节所述发动机转速。本申请的车辆的控制方法，针对发动机扭矩响应的非线性特性、负载变化建立模糊规则，根据此模糊规则调整调速扭矩的PI控制的参数，从而可以快速调节发动机转速，实现离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性，提升车辆的驾驶体验。

Description

车辆的控制方法、系统及车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆的控制方法、系统及车辆。
背景技术
混合动力汽车，如包括驱动电机和发动机的混合动力汽车，在电动模式切换到并联驱动模式(即：发动机和驱动电机共同驱动的模式)或发动机直驱模式(即：发动机单独驱动车辆的模式)时通常需要对发动机进行调速控制，使发动机与驱动电机的转速同步，从而使发动机与驱动电机之间的离合器可以平稳结合。
相关技术中，通常采用发动机的怠速控制进行调速，但一般发动机管理系统会对怠速控制的扭矩进行限制，从而导致发动机转速与驱动电机转速同步过程用时较长，进而，影响驾驶感受。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种车辆的控制方法。该方法可以快速调节发动机转速，实现离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性。
本申请的第二个目的在于提出一种车辆的控制系统。
本申请的第三个目的在于提出一种车辆。
为了实现上述目的，本申请的第一方面公开了一种车辆的控制方法，所述车辆包括驱动电机和发动机，所述方法包括：根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，其中，所述转速差为发动机转速与驱动电机转速之间的差值；根据所述转速差、所述最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩；根据所述调速扭矩调节所述发动机转速。
根据本申请的车辆的控制方法，针对发动机扭矩响应的非线性特性、负载变化建立模糊规则，根据此模糊规则调整调速扭矩的PI控制的参数，从而可以快速调节发动机转速，实现离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性，提升车辆的驾驶体验。
在具体示例中，所述根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，包括：对转速差和发动机的转速梯度进行模糊化，作为模糊控制的输入量；根据预设的模糊规则进行推理，以得到修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值；对修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值进行去模糊化，以得到修正比例因子和修正积分因子。
在具体示例中，所述根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，还包括：根据所述修正比例因子和预设的基础比例因子得到所述最终比例因子；根据所述修正积分因子和预设的基础积分因子得到所述最终积分因子。
在具体示例中，所述根据转速差、所述最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩，包括：根据所述转速差和所述最终比例因子得到比例项控制扭矩；对所述转速差进行积分，已得到累积转速差，并根据所述累积转速差和所述最终积分因子得到积分项控制扭矩；根据所述比例项控制扭矩和所述积分项控制扭矩得到所述调速扭矩。
在具体示例中，还包括：获取发动机水温；根据所述发动机水温修正所述调速扭矩。
本申请的第二方面公开了一种车辆的控制系统，所述车辆包括驱动电机和发动机，所述系统包括：模糊控制模块，用于根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，其中，所述转速差为发动机转速与驱动电机转速之间的差值；调速扭矩确定模块，用于根据所述转速差、所述最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩；控制模块，用于根据所述调速扭矩调节所述发动机转速。
根据本申请的车辆的控制系统，针对发动机扭矩响应的非线性特性、负载变化建立模糊规则，根据此模糊规则调整调速扭矩的PI控制的参数，从而可以快速调节发动机转速，实现离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性，提升车辆的驾驶体验。
在具体示例中，所述模糊控制模块用于对转速差和发动机的转速梯度进行模糊化，作为模糊控制的输入量，并根据预设的模糊规则进行推理，以得到修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值，以及对修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值进行去模糊化，以得到修正比例因子和修正积分因子，并根据所述修正比例因子和预设的基础比例因子得到所述最终比例因子，以及根据所述修正积分因子和预设的基础积分因子得到所述最终积分因子。
在具体示例中，所述调速扭矩确定模块用于根据所述转速差和所述最终比例因子得到比例项控制扭矩，并对所述转速差进行积分，已得到累积转速差，并根据所述累积转速差和所述最终积分因子得到积分项控制扭矩，以及根据所述比例项控制扭矩和所述积分项控制扭矩得到所述调速扭矩。
在具体示例中，所述控制模块还用于根据所述发动机水温修正所述调速扭矩。
本申请的第三方面公开了一种车辆，其特征在于，包括：根据上述的第二方面所述的车辆的控制系统。该车辆针对发动机扭矩响应的非线性特性、负载变化建立模糊规则，根据此模糊规则调整调速扭矩的PI控制的参数，从而可以快速调节发动机转速，实现离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性，提升车辆的驾驶体验。
本申请的附加方面和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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述的或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请一个实施例的车辆的控制方法的流程图；
图2是根据本申请一个实施例的车辆的控制方法的示意图；
图3是根据本申请一个实施例的车辆的控制方法的发动机转速上升过程的示意图；
图4是根据本申请一个实施例的车辆的控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
以下结合附图描述根据本申请实施例所述的车辆的控制方法、系统及车辆。
其中，车辆为混合动力汽车，包括发动机和驱动电机，混合动力汽车的工作模式包括通过驱动电机单独驱动车辆行驶的电动模式、通过发动机和驱动电机共同驱动车辆行驶的混合动力模式、通过发动机单独驱动车辆行驶的发动机驱动模式。
图1是根据本申请一个实施例的车辆的控制方法的流程图。如图3所示，根据本申请一个实施例的车辆的控制方法，包括如下步骤：
S101：根据转速差(简称为转差)和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，其中，转速差为发动机转速与驱动电机转速之间的差值。
其中，车辆由电动模式切换到混合动力模式或者发动机驱动模式时，驱动电机转速通常高于发动机转速，发动机转速此时通常为怠速转速，因此，在切换时，首先获取发动机转速与驱动电机转速之间的差值，即：转速差。
获取到转速差之后，可以根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，结合图2所示，具体为：对转速差和发动机的转速梯度进行模糊化，作为模糊控制的输入量；根据预设的模糊规则进行推理，以得到修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值；对修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值进行去模糊化，以得到修正比例因子和修正积分因子。
进一步地，根据修正比例因子和预设的基础比例因子得到最终比例因子；根据修正积分因子和预设的基础积分因子得到最终积分因子。例如：修正比例因子和预设的基础比例因子之和为最终比例因子，修正积分因子和预设的基础积分因子之和为最终积分因子。
在以上描述中，修正比例因子的模糊控制规则如表1所示：
表1
Figure BDA0002337961050000061
其中，△kp为修正比例因子。
修正积分因子的模糊控制规则如表2所示：
表2
Figure BDA0002337961050000062
其中，△ki为修正积分因子。
也就是说，为了使发动机转速能够快速响应的同时，又尽量避免超调，最终比例因子与最终积分因子是在一个固定值(即：预设的基础比例因子和预设的基础积分因子)的基础上，根据转差和发动机实际转速的转速梯度进行动态调整的，其动态调整的策略为模糊控制。为了更好地发挥模糊控制的灵活性，预设的积分因子为0。具体模糊规则参见上述表1和表2。
其中NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB分别代表负大，负中，负小，零，正小，正中，正大。
模糊控制逻辑如下：针对的工况为混动车纯电驱动向并联驱动的过程，即从怠速转速升高到某一目标转速(一般为2000～4000rpm)，因此，模糊控制规则的制定只针对转速上升的工况。如图3所示，在调节初期，转差一般较大(PB或PM)，由于发动机内环扭矩响应不会很快，因此转速变化率(即发动机的转速梯度)较小(PS或ZO)，此时应适当选取较大的△kp(PB或PM)值来提高转速环的响应速度；同时由于转差较大，为了防止积分饱和现象，可选择较小的△ki(PS或ZO)。
在调节中期，转差有所减小(PM或PS)，发动机的转速梯度增大(PM或PB)，此时应当适当放缓转速的增速来尽量减小后期的超调量，故此时选取略小的△kp(PS或PM)，同时可以适当增加积分作用，即适中的△ki(PS或PM)。
在调节后期，转差变得很小，但可能存在一些超调，出现负转差(PS、ZO或NS)，同时发动机的转速梯度也较小，也可能存在负值(PS、ZO或NS)，此时应将△kp值调成较大值(PB或PM)来提高控制精度，同时增强积分作用(PB或PM)以减小稳态误差。
S102：根据转速差、最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩。
具体来说，根据所述转速差和所述最终比例因子得到比例项控制扭矩，例如：转速差和最终比例因子的乘积为比例项控制扭矩。
对所述转速差进行积分，已得到累积转速差，并根据所述累积转速差和所述最终积分因子得到积分项控制扭矩；根据所述比例项控制扭矩和所述积分项控制扭矩得到所述调速扭矩。例如：累积转速差和最终积分因子的乘积为积分项控制扭矩，比例项控制扭矩和积分项控制扭矩之和为调速扭矩。
S103：根据调速扭矩调节发动机转速。即：得到PI控制的调速扭矩。根据调速扭矩对发送机进行调速。
根据本申请实施例的车辆的控制方法，针对发动机扭矩响应的非线性特性、负载变化建立模糊规则，根据此模糊规则调整调速扭矩的PI控制的参数，从而可以快速调节发动机转速，实现离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性，提升车辆的驾驶体验。
结合图2所示，本申请的实施例中，还包括：获取发动机水温；根据所述发动机水温修正所述调速扭矩。具体来说，由于发动机的扭矩响应速度会受温度影响，因此，最终的调速扭矩受到发动机水温的修正，即调速扭矩在不同水温下乘以不同的系数，从而可以进一步提升离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性。
图4是根据本申请一个实施例的车辆的控制系统的结构框图。如图4所示，根据本申请一个实施例的车辆的控制系统400，包括：模糊控制模块410、调速扭矩确定模块420和控制模块430。
其中，模糊控制模块410用于根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，其中，所述转速差为发动机转速与驱动电机转速之间的差值；调速扭矩确定模块420用于根据所述转速差、所述最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩；控制模块430用于根据所述调速扭矩调节所述发动机转速。
在本申请的一个实施例中，所述模糊控制模块410用于对转速差和发动机的转速梯度进行模糊化，作为模糊控制的输入量，并根据预设的模糊规则进行推理，以得到修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值，以及对修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值进行去模糊化，以得到修正比例因子和修正积分因子，并根据所述修正比例因子和预设的基础比例因子得到所述最终比例因子，以及根据所述修正积分因子和预设的基础积分因子得到所述最终积分因子。
在本申请的一个实施例中，所述调速扭矩确定模块420用于根据所述转速差和所述最终比例因子得到比例项控制扭矩，并对所述转速差进行积分，已得到累积转速差，并根据所述累积转速差和所述最终积分因子得到积分项控制扭矩，以及根据所述比例项控制扭矩和所述积分项控制扭矩得到所述调速扭矩。
在本申请的一个实施例中，所述控制模块430还用于根据所述发动机水温修正所述调速扭矩。
根据本申请实施例的车辆的控制系统，针对发动机扭矩响应的非线性特性、负载变化建立模糊规则，根据此模糊规则调整调速扭矩的PI控制的参数，从而可以快速调节发动机转速，实现离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性，提升车辆的驾驶体验。
需要说明的是，本申请实施例的车辆的控制系统的具体实现方式与本申请实施例的车辆的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，此处不做赘述。
进一步地，本申请的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述任意一个实施例所述的车辆的控制系统。该车辆针对发动机扭矩响应的非线性特性、负载变化建立模糊规则，根据此模糊规则调整调速扭矩的PI控制的参数，从而可以快速调节发动机转速，实现离合器的稳定结合，增强驾驶的平顺性，提升车辆的驾驶体验。
另外，根据本申请实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车辆的控制方法，其特征在于，所述车辆包括驱动电机和发动机，所述方法包括：
根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，其中，所述转速差为发动机转速与驱动电机转速之间的差值；
根据所述转速差、所述最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩；
根据所述调速扭矩调节所述发动机转速。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，所述根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，包括：
对转速差和发动机的转速梯度进行模糊化，作为模糊控制的输入量；
根据预设的模糊规则进行推理，以得到修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值；
对修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值进行去模糊化，以得到修正比例因子和修正积分因子。
3.根据权利要求2所述的车辆的控制方法，其特征在于，所述根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，还包括：
根据所述修正比例因子和预设的基础比例因子得到所述最终比例因子；
根据所述修正积分因子和预设的基础积分因子得到所述最终积分因子。
4.根据权利要求1所述的车辆的控制方法，其特征在于，所述根据转速差、所述最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩，包括：
根据所述转速差和所述最终比例因子得到比例项控制扭矩；
对所述转速差进行积分，已得到累积转速差，并根据所述累积转速差和所述最终积分因子得到积分项控制扭矩；
根据所述比例项控制扭矩和所述积分项控制扭矩得到所述调速扭矩。
5.根据权利要求1-4任一项所述的车辆的控制方法，其特征在于，还包括：
获取发动机水温；
根据所述发动机水温修正所述调速扭矩。
6.一种车辆的控制系统，其特征在于，所述车辆包括驱动电机和发动机，所述系统包括：
模糊控制模块，用于根据转速差和发动机的转速梯度对比例因子和积分因子进行模糊控制，以得到最终比例因子和最终积分因子，其中，所述转速差为发动机转速与驱动电机转速之间的差值；
调速扭矩确定模块，用于根据所述转速差、所述最终比例因子和最终积分因子得到调速扭矩；
控制模块，用于根据所述调速扭矩调节所述发动机转速。
7.根据权利要求6所述的车辆的控制系统，其特征在于，所述模糊控制模块用于对转速差和发动机的转速梯度进行模糊化，作为模糊控制的输入量，并根据预设的模糊规则进行推理，以得到修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值，以及对修正比例因子的模糊值和修正积分因子的模糊值进行去模糊化，以得到修正比例因子和修正积分因子，并根据所述修正比例因子和预设的基础比例因子得到所述最终比例因子，以及根据所述修正积分因子和预设的基础积分因子得到所述最终积分因子。
8.根据权利要求6所述的车辆的控制系统，其特征在于，所述调速扭矩确定模块用于根据所述转速差和所述最终比例因子得到比例项控制扭矩，并对所述转速差进行积分，已得到累积转速差，并根据所述累积转速差和所述最终积分因子得到积分项控制扭矩，以及根据所述比例项控制扭矩和所述积分项控制扭矩得到所述调速扭矩。
9.根据权利要求6-8任一项所述的车辆的控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述发动机水温修正所述调速扭矩。
10.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求6-9任一项所述的车辆的控制系统。
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Application publication date: 20210716

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