CN113673121A - 电机扭矩和电机转速关系的确定方法、装置、和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电机扭矩和电机转速关系的确定方法、装置、存储介质和终端，其中，所述方法包括：确定所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系；根据惯量等效转换法，确定电机的等效转换惯量；根据所述初始关系和所述等效转换惯量，确定所述电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系；根据所述第一运动关系和所述第二运动关系，确定所述电机扭矩和所述电机转速关系的优化模型；根据所述优化模型，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。本发明所述的方法，设计出可靠、有效的电机扭矩和电机转速关系，以满足汽车线控和智能制动需求，大大缩短开发时间及开发成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制动系统技术领域，尤其涉及电机扭矩和电机转速关系的确定方法、装置、存储介质和终端。
背景技术
随着新能源汽车电动化和智能化的不断发展，传统汽车的液压制动系统都由驾驶人通过踩下制动踏板施加制动压力于各车轮制动器的轮缸，从而实现制动并使车辆减速，不具备汽车线控与智能的制动要求。取而代之的是电液制动系统的不断出现，一些新型电液制动系统的基本原理是获取踏板位移信号系统依靠电机提供一定比例电机助力。故如何制定电机的电机扭矩和电机转速关系(T-N)曲线决定了制动系统的安全及性能，是电液制动系统的核心技术。国内博世的电机制造供应商在设计初期往往也必须输入电机扭矩和电机转速关系曲线。
同时，电机的电机扭矩和电机转速关系曲线又与整车的基础制动系统刹车片、制动器等众多因素相关，电磁仿真实现这些物理量模拟使其运算过于复杂，也不够直观反映对哪一个物理量的影响变化对其影响。加之，电机作为高门槛的行业技术，国内企业在电液制动系统设计初期不具备研发能力，在后期更是花费巨大来反复修改设计参数，设计开发成本较高。一旦设计电机T-N曲线不满足实际使用需求，电机覆盖车型有限，电机制造成本太高，产品验证成本太大。
因此，如何提供一种电液制动系统的T-N曲线简单有效的设计方法成为线控制动领域的迫切需求。
发明内容
为了至少解决上述一个技术问题，本发明提出了电机扭矩和电机转速关系的确定方法、装置、存储介质和终端，本发明具体是以如下技术方案实现的：
本发明的第一个方面提出了电机扭矩和电机转速关系的确定方法，所述方法包括：
确定所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系；
根据惯量等效转换法，确定电机的等效转换惯量；
根据所述初始关系和所述等效转换惯量，确定所述电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系；
根据所述第一运动关系和所述第二运动关系，确定所述电机扭矩和所述电机转速关系的优化模型；
根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
在一些可能的实施方式中，所述有效输出扭矩为所述电机的输出扭矩与阻力扭矩的差值。
在一些可能的实施方式中，所述阻力扭矩根据主缸压力确定，所述主缸压力根据主缸行程确定。
在一些可能的实施方式中，所述根据惯量等效转换方法，确定电机等效转换惯量，包括：
将传动系统的零部件根据预设传动比值等效至电机端，以确定所述电机的等效转换惯量。
在一些可能的实施方式中，所述第一运动关系和所述第二运动关系通过下述公式确定：
其中，Je为等效转动惯量，ωk为第k时刻的角速度，αk为角加速度，Te为有效电机输出扭矩，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩，ωk+1为第k+1时刻的角速度，t为第k时刻的t时间段，θk为第k时刻的角位移，θk+1为第k+1时刻的角位移，sk主缸位移，h(i)为传动机构的传动比。
在一些可能的实施方式中，所述根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系，包括，
计算所述优化模型在预设时间步长内的建压时间；
若所述建压时间为小于预设建压时间，且符合预设条件，则根据所述建压时间确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
本发明的第二个方面提出了电机扭矩和电机转速关系的确定装置，所述装置包括：
初始关系确定模块，用于确定所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系；
等效转换惯量确定模块，用于根据惯量等效转换法，确定电机的等效转换惯量；
运动关系确定模块，用于根据所述初始关系和所述电机的等效转换惯量，确定电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系；
优化模型确定模块，用于根据所述第一运动关系和所述第二运动关系，确定所述电机扭矩和所述电机转速关系的优化模型；
扭矩和转速目标关系确定模块，用于根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的电机扭矩和电机转速关系的确定方法。
本发明还提供一种终端，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述的电机扭矩和电机转速关系的确定方法。
采用上述技术方案，本发明所述的电机扭矩和电机转速关系的确定方法、装置、存储介质和终端，具有如下有益效果：
本方法涵盖电液制动系统，通过建立多参数多变量的数学模型，设计出可靠、有效的电机扭矩和电机转速关系(T-N)曲线，以满足汽车线控和智能制动需求，大大缩短开发时间及开发成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例提供的电机扭矩和电机转速关系的确定方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的电液制动系统运动物理模型的结构关系图；
图3为本发明另一个实施例提供的电机扭矩和电机转速关系的确定方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的3种电机扭矩和电机转速初始关系的曲线图；
图5为本发明实施例提供的3种电机扭矩和电机转速初始关系对应的建压曲线图；
图6为本发明实施例提供的电机扭矩和电机转速关系的确定装置的结构图；
图7为本发明实施例提供的计算机终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本发明实施例中提供了电机扭矩和电机转速关系的确定方法，如图1所示，所述方法包括：
S101、确定所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系；
确定初始的电机扭矩和电机转速的初始关系曲线，设定曲线上h个关键节点数据为(Tmh,Nmh),并用多次方程函数拟合：
其中，Tm为电机堵转扭矩，Nme为电机额定转速，bn为拟合曲线段多次函数的常数项。通过设置几个关键点数据，初步确定完整的电机扭矩和电机转速的初始关系曲线，以供后期对电机扭矩和电机转速的关系进行优化。
S102、根据惯量等效转换法，确定电机的等效转换惯量；
使用惯量等效转换方法，建立电机的等效转换惯量，电液制动系统的传动形式大多为滚珠丝杠、涡轮蜗杆和齿轮齿条传动，基于内部一级或多级传动比，可将传动系统的n个零部件依据传动比i等效至电机端，建立电机等效转动惯量Je:
Je＝Jm+f(i1)J1+f(i1)J2+......+f(in)Jn
f(in)为第n个零部件的传动比。
S103、根据所述初始关系和所述等效转换惯量，确定所述电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系；
电液制动系统从功能与结构角度可以划分为电机、传动机构与制动主缸，单独或者阀块功能部件，如图2所示，制动主缸压力通过传动机构传递至电机端，输出电机阻力扭矩。传动机构可以为滚珠丝杆、涡轮蜗杆、齿轮齿条或齿轮传动一级或多级传动形式。
从运动物理模型建立电机运动关系方程：从考虑电机建压时间最短角度出发，设定较小时间t段内，电机可以认为匀加速直线运动，再基于电液制动系统的工作原理，即电机、传动系统、主缸三者之间存在力与运动关系传递，电机的输出扭矩Tmk、轮缸压力对电机阻力矩Trk、主缸位移sk与电机的等效转动惯量Je、角速度ωk、角位移θk在第k时刻较小时间段t内存在运动关系方程，运动关系方程包括电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系，公式如下：
其中，Je为等效转动惯量，ωk为第k时刻的角速度，αk为角加速度，Te为有效电机输出扭矩，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩，ωk+1为第k+1时刻的角速度，t为第k时刻的t时间段，θk为第k时刻的角位移，θk+1为第k+1时刻的角位移，sk主缸位移，h(i)为传动机构的传动比。
通过等效转换惯量和角加速度的乘积、电机的输出扭矩Tmk和轮缸压力对电机阻力矩Trk之间差值以及有效电机输出扭矩Te之间的等量关系，确定电机的k时刻的角加速度αk；通过k时刻的角速度ωk、角加速度αk以及时间t确定下一时刻即t+1时刻的角速度ωk+1；通过k时刻的角位移θk、角速度ωk、k+1时刻的角速度ωk+1确定k+1时刻的角位移θk+1；通过传动机构的传动比h(i)和角位移θk确定从0到该时刻时电机转过的角度对应的主缸位移sk。根据主缸位移确定主缸行程，再根据主缸行程与主缸压力的关系，确定主缸压力，将物理模型运动转化成数值分析计算，可以在已知参数较少的情况下，就可以进行数值计算。
制动主缸压力通过传动机构传递至电机端，产生电机阻力扭矩Trk，公式如下：
Trk＝PkSMH(M)
其中,pk为k时刻的主缸压力,SM为主缸行程，H(M)为传动系统输出力(制动主缸端)与输入扭矩(电机端)传递关系函数方程。
传动机构可以为滚珠丝杆、涡轮蜗杆、齿轮齿条或齿轮传动一级或多级传动形式，故不同的传动形式对应不同的传递关系方程，本发明的方法均可适用。
S104、根据所述第一运动关系和所述第二运动关系，确定所述电机扭矩和所述电机转速关系的优化模型；
电液制动系统的压力值与电机转角存在一一对应的关系，即当电机转角转至最大转角θm时此时电机可输出最大设计制动压力Pmax。故以车辆最大压力建压时间最短为目标，建立基于电机转角θ的电机扭矩和电机转速关系(T-N)特性优化设计曲线。电机从最小转角0开始至最大转角θm用过的时间最短，最大建压时间最短，说明电机T-N特性曲线性能越高,即电机扭矩和电机转速关系最优，建立的电机扭矩和电机转速关系的优化模型，公式如下：
其中，j(t)为建压时间，J(θ)为在特定T-N曲线下的电机转角，不同的T-N特性曲线电机转角J(θ)的运动过程也是不一样的，k是时刻，Tmk和Trk是优化参数，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩,G(Tmk,Nmk)是根据上述步骤对Tmk和Trk进行优化的函数。
以车辆最大压力建压时间j(t)最短为目标，建立基于电机转角的电机扭矩和电机转速关系(T-N)特性优化设计曲线。
将物理模型运动转化成数值分析计算，减少测试设备采购研发成本，减少研发周期。
S105、根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
如图3所示，在一个实施例中，某一车型车辆实车测试的PV特性曲线，建立主缸行程与制动压力曲线拟合方程为：
设定某一温度下的初始T-N关系曲线：设定整车制动需求电机堵转扭矩为4.25N·m,参考经验值电机额定转速1200rpm。
基于无刷电机特性，无刷电机整个工作过程分为恒扭矩段和恒功率段。在恒扭矩段，电机转速增加至额定转速1200rpm这一段过程中，电机扭矩始终输出堵转扭矩4.25N·m；在恒功率段，随着电机转速的增加，电机扭矩随之降低，设定3种不同曲线，如图4所示，并用多次方程拟合得到3种曲线方程,如表1所示：
表1设定3种T-N曲线方程
带入下列T-N曲线方程中：
然后，使用惯量等效转换方法，建立电机等效转动惯量，如表2所示，设定电液制动的传动系统为一级滚珠丝杠传动，电机转子与滚珠丝杠部件直接连接，则电机等效转动惯量为丝杠部件转动惯量与电机转动惯量之和，设定丝杠导程为3mm。
表2电机等效转动惯量kg·m
建立电机运动关系方程，运动关系方程包括电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系，从考虑电机建压时间最短角度出发，设定较小时间t＝1ms段内，电机可以认为匀加速直线运动，再基于电液制动系统的工作原理，即电机、传动系统、主缸三者之间存在力与运动关系传递，电机的输出扭矩Tmk、轮缸压力对电机阻力矩Trk、主缸位移sk与电机的等效转动惯量Je、角速度ωk、角位移θk在第k时刻较小时间段t内存在运动关系方程:
其中，Je为等效转动惯量，ωk为第k时刻的角速度，αk为角加速度，Te为有效电机输出扭矩，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩，ωk+1为第k+1时刻的角速度，t为第k时刻的t时间段，θk为第k时刻的角位移，θk+1为第k+1时刻的角位移，sk主缸位移，h(i)为传动机构的传动比。
通过等效转换惯量和角加速度的乘积、电机的输出扭矩Tmk和轮缸压力对电机阻力矩Trk之间差值以及有效电机输出扭矩Te之间的等量关系，确定电机的k时刻的角加速度αk；通过k时刻的角速度ωk、角加速度αk以及时间t确定下一时刻即t+1时刻的角速度ωk+1；通过k时刻的角位移θk、角速度ωk、k+1时刻的角速度ωk+1确定k+1时刻的角位移θk+1；通过传动机构的传动比h(i)和角位移θk确定从0到该时刻时电机转过的角度对应的主缸位移sk。根据主缸位移确定主缸行程，再根据主缸行程与主缸压力的关系，确定主缸压力，将物理模型运动转化成数值分析计算，可以在已知参数较少的情况下，就可以进行数值计算。
制动主缸压力通过传动机构传递至电机端，产生电机阻力扭矩Trk，公式如下：
Trk＝PKSMPh/2πη
其中,pk为k时刻的主缸压力,SM为主缸行程,所述主缸行程为23.81mm,Ph为丝杠导程，所述丝杠导程为3mm，η为丝杠传递效率值，所述丝杠传递效率取值在0.88-0.92。
电液制动系统的压力值与电机转角存在一一对应的关系，即当电机转角转至最大转角θm时此时电机可输出最大设计制动压力Pmax。故以车辆最大压力建压时间最短为目标，建立基于电机转角θ的电机扭矩和电机转速关系(T-N)特性优化设计曲线。电机从最小转角0开始至最大转角θm用过的时间最短，最大建压时间最短，说明电机T-N特性曲线性能越高,即电机扭矩和电机转速关系最优。
参考汽车行业2.5t以下的乘用车实际需求，可设定整车车辆最大压力10MPa，对应于建压时间为160ms以内，根据公式主缸关系行程与制动压力关系曲线：
可获知θm＝19.23πrad。
建立的电机扭矩和电机转速关系的优化模型，公式如下：
其中，j(t)为建压时间，J(θ)为在特定T-N曲线下的电机转角，不同的T-N特性曲线电机转角J(θ)的运动过程也是不一样的，k是时刻，Tmk和Trk是优化参数，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩,G(Tmk,Nmk)是根据上述步骤对Tmk和Trk进行优化的函数。
以车辆最大压力建压时间j(t)最短为目标，建立基于电机转角的电机扭矩和电机转速关系(T-N)特性优化设计曲线。
将物理模型运动转化成数值分析计算，减少测试设备采购研发成本，减少研发周期。
在一个实施例中，所述有效输出扭矩为所述电机的输出扭矩与阻力扭矩的差值。
有效电机输出扭矩Te的计算公式如下：
Te＝Tmk-Trk
其中，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩。
在一个实施例中，所述阻力扭矩根据主缸压力确定，所述主缸压力根据主缸行程确定。
具体地，压力(PV)特性曲线是主缸行程与主缸压力关系，压力会产生阻力矩，最终反馈至电机影响建压时间。输入整车的压力(PV)特性曲线，选定与电液制动系统主缸缸径一致的真空助力系统，设定其满载和空载等多种工况下制动压力与踏板行程的关系曲线，建立整车基础制动系统的PV特性曲线(压力特性曲线)拟合方程，通常情况可以设置两段曲线方程，一段直线方程，另一段则用多次函数方程拟合。
将整车的主缸行程与主缸压力关系曲线即PV曲线参数化，可以进行数值计算，避免花费很多台架或整车测试费用，减少测试设备采购研发成本，减少研发周期，同时反馈优化PV曲线的计算结果。
在一个实施例中，所述根据惯量等效转换方法，确定电机等效转换惯量，包括：
将传动系统的零部件根据预设传动比值等效至电机端，以确定所述电机的等效转换惯量。
使用惯量等效转换方法，建立电机的等效转换惯量，电液制动系统的传动系统大多为滚珠丝杠或者涡轮蜗杆传动，基于内部一级或多级传动比，可将传动系统的n个零部件依据传动比i等效至电机端，建立电机等效转动惯量Je:
Je＝Jm+f(i1)J1+f(i1)J2+......+f(in)Jn
f(in)为第n个零部件的传动比。
在一个实施例中，所述传动系统包括传动机构，所述传动机构包括滚珠丝杆、涡轮蜗杆或齿轮齿条。
电液制动系统从功能与结构角度可以划分为电机、传动机构与制动主缸(单独或者阀块功能部件)。传动机构可以为滚珠丝杆、涡轮蜗杆、齿轮齿条或齿轮传动一级或多级传动形式，
在一个实施例中，所述第一运动关系和所述第二运动关系通过下述公式确定：
其中，j(t)为建压时间，Je为等效转动惯量，ωk为第k时刻的角速度，αk为角加速度，Te为有效电机输出扭矩，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩，ωk+1为第k+1时刻的角速度，t为第k时刻的t时间段，θk为第k时刻的角位移，θk+1为第k+1时刻的角位移，sk主缸位移，h(i)为传动机构的传动比。
通过等效转换惯量和角加速度的乘积、电机的输出扭矩Tmk和轮缸压力对电机阻力矩Trk之间差值以及有效电机输出扭矩Te之间的等量关系，确定电机的k时刻的角加速度αk；通过k时刻的角速度ωk、角加速度αk以及时间t确定下一时刻即t+1时刻的角速度ωk+1；通过k时刻的角位移θk、角速度ωk、k+1时刻的角速度ωk+1确定k+1时刻的角位移θk+1；通过传动机构的传动比h(i)和角位移θk确定从0到该时刻时电机转过的角度对应的主缸位移sk。根据主缸位移确定主缸行程，再根据主缸行程与主缸压力的关系，确定主缸压力，将物理模型运动转化成数值分析计算，可以在已知参数较少的情况下，就可以进行数值计算。
在一个实施例中，所述根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系，包括，
计算所述优化模型在预设时间步长内的建压时间；
若所述建压时间为小于预设建压时间，且符合预设条件，则根据所述建压时间确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
电液制动系统的压力值与电机转角存在一一对应的关系，即当电机转角转至最大转角θm时此时电机可输出最大设计制动压力Pmax。故以车辆最大压力建压时间最短为目标，建立基于电机转角θ的电机扭矩和电机转速关系(T-N)特性优化设计曲线。电机从最小转角0开始至最大转角θm用过的时间最短，最大建压时间最短，说明电机T-N特性曲线性能越高,即电机扭矩和电机转速关系最优。
参考汽车行业2.5t以下的乘用车实际需求，可设定整车车辆制动抱死最大压力10MPa，对应于建压时间为160ms以内，根据公式主缸关系行程与主缸压力关系曲线：
可获知θm＝19.23πrad。
将物理模型转化成数学公式，可以将物理模型的运动关系转换成数学公式进行数值分析计算。
建立的电机扭矩和电机转速关系的优化模型，公式如下：
其中，j(t)为建压时间，J(θ)为在特定T-N曲线下的电机转角，不同的T-N特性曲线电机转角J(θ)的运动过程也是不一样的，k是时刻，Tmk和Trk是优化参数，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩,G(Tmk,Nmk)是根据上述步骤对Tmk和Trk进行优化的函数。
以车辆最大压力建压时间j(t)最短为目标，建立基于电机转角的电机扭矩和电机转速关系(T-N)特性优化设计曲线。
将物理模型运动转化成数值分析计算，减少测试设备采购研发成本，减少研发周期
以t＝1ms的步长进行数值计算，可获得3种曲线的不同建压时间，如表3所示，建压过程如图5所示，表3 10MPa建压时间
通过表3数据可知可满足10MPa建压时间160ms，有两条曲线分别是曲线1与曲线2，但是曲线1的建压时间为140ms，远远超过设计要求，发挥效能略低，建议采用曲线2的T-N曲线，即在整车PV特性曲线下满足建压时间要求。
请参阅图6，本发明的第二个方面提出了电机扭矩和电机转速关系的确定装置，所述装置包括：
初始关系确定模块10，用于确定所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系；
等效转换惯量确定模块20，用于根据惯量等效转换法，确定电机的等效转换惯量；
运动关系确定模块30，用于根据所述初始关系和所述电机的等效转换惯量，确定电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系；
优化模型确定模块40，用于根据所述第一运动关系和所述第二运动关系，确定所述电机扭矩和所述电机转速关系的优化模型；
扭矩和转速目标关系确定模块50，用于根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
关于电机扭矩和电机转速关系的确定装置的具体限定可以参见上文中对于的限定，在此不再赘述。
上述电机扭矩和电机转速关系的确定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
请参阅图7，本发明实施例提供一种终端，包括一个或多个处理器和存储器。存储器与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任意一个实施例中的电机扭矩和电机转速关系的确定方法。
处理器用于控制该计算机终端设备的整体操作，以完成上述的电机扭矩和电机转速关系的确定方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该计算机终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该计算机终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random AccessMemory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammableRead-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在一示例性实施例中，计算机终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific 1ntegrated Circuit，简称AS1C)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device,简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的电机扭矩和电机转速关系的确定方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述任意一个实施例中的电机扭矩和电机转速关系的确定方法的步骤。例如，该存储介质可以为上述包括程序指令的存储器，上述程序指令可由终端的处理器执行以完成上述的电机扭矩和电机转速关系的确定方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。
Claims (9)
1.一种电机扭矩和电机转速关系的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
确定所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系；
根据惯量等效转换法，确定电机的等效转换惯量；
根据所述初始关系和所述等效转换惯量，确定所述电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系；
根据所述第一运动关系和所述第二运动关系，确定所述电机扭矩和所述电机转速关系的优化模型；
根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效输出扭矩为所述电机的输出扭矩与阻力扭矩的差值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阻力扭矩根据主缸压力确定，所述主缸压力根据主缸行程确定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据惯量等效转换方法，确定电机等效转换惯量，包括：
将传动系统的零部件根据预设传动比值等效至电机端，以确定所述电机的等效转换惯量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一运动关系和所述第二运动关系通过下述公式确定：
其中，Je为等效转动惯量，ωk为第k时刻的角速度，αk为角加速度，Te为有效电机输出扭矩，Tmk为电机输出扭矩，Trk为轮缸压力对电机阻力矩，ωk+1为第k+1时刻的角速度，t为第k时刻的t时间段，θk为第k时刻的角位移，θk+1为第k+1时刻的角位移，sk主缸位移，h(i)为传动机构的传动比。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系，包括，
计算所述优化模型在预设时间步长内的建压时间；
若所述建压时间为小于预设建压时间，且符合预设条件，则根据所述建压时间确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
7.一种电机扭矩和电机转速关系的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
初始关系确定模块，用于确定所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系；
等效转换惯量确定模块，用于根据惯量等效转换法，确定电机的等效转换惯量；
运动关系确定模块，用于根据所述初始关系和所述电机的等效转换惯量，确定电机的有效输出扭矩和角加速度在预设时间内的第一运动关系，以及主缸位移和角位移在预设时间内的第二运动关系；
优化模型确定模块，用于根据所述第一运动关系和所述第二运动关系，确定所述电机扭矩和所述电机转速关系的优化模型；
扭矩和转速目标关系确定模块，用于根据所述优化模型，对所述电机扭矩和所述电机转速的初始关系进行优化，以确定所述电机扭矩和所述电机转速的目标关系。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有指令，所述处理器加载所述指令以执行如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023217195A1 (zh) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 纯电动汽车稳定性的控制方法及装置、车辆 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04293655A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-19 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 車両のアンチロックブレーキ装置 |
| WO2015036718A1 (fr) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Valeo Embrayages | Determination d'un couple dans une chaine de transmission de vehicule automobile |
| CN104442779A (zh) * | 2013-09-20 | 2015-03-25 | 吉林大学 | 具有减速增扭运动转换机构及主动调节的多功能制动系统 |
| SE1450656A1 (sv) * | 2014-05-30 | 2015-12-01 | Scania Cv Ab | Reglering av ett från en motor begärt moment |
| CN108287072A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-17 | 中机生产力促进中心 | 一种机器人用精密减速器疲劳寿命测试方法 |
| CN108661899A (zh) * | 2017-03-30 | 2018-10-16 | 中国石油大学(北京) | 一种基于变速驱动的电机转速曲线优化方法及装置 |
| CN109508469A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-03-22 | 华南理工大学 | 一种正时带传动系统动态响应的通用计算方法 |
| CN109760654A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-17 | 上海擎度汽车科技有限公司 | 电子液压制动系统控制模块及压力控制方法 |
| CN110489917A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 广州小鹏汽车科技有限公司 | 电动汽车减速器的仿真方法、装置、模型和设备 |
| CN111030522A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-17 | 联创汽车电子有限公司 | 电机控制系统及其控制方法 |
| CN111731112A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-02 | 东风汽车有限公司 | 电动汽车电机扭矩控制方法、存储介质和电子设备 |
| EP3816485A1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-05 | Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. | A method for determining a drag torque coefficient |
| CN113370964A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-10 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种混合动力汽车能量管理控制方法 |
-
2021
- 2021-09-29 CN CN202111154906.5A patent/CN113673121A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04293655A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-10-19 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 車両のアンチロックブレーキ装置 |
| WO2015036718A1 (fr) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | Valeo Embrayages | Determination d'un couple dans une chaine de transmission de vehicule automobile |
| CN104442779A (zh) * | 2013-09-20 | 2015-03-25 | 吉林大学 | 具有减速增扭运动转换机构及主动调节的多功能制动系统 |
| SE1450656A1 (sv) * | 2014-05-30 | 2015-12-01 | Scania Cv Ab | Reglering av ett från en motor begärt moment |
| CN108661899A (zh) * | 2017-03-30 | 2018-10-16 | 中国石油大学(北京) | 一种基于变速驱动的电机转速曲线优化方法及装置 |
| CN108287072A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-17 | 中机生产力促进中心 | 一种机器人用精密减速器疲劳寿命测试方法 |
| CN109508469A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-03-22 | 华南理工大学 | 一种正时带传动系统动态响应的通用计算方法 |
| CN109760654A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-17 | 上海擎度汽车科技有限公司 | 电子液压制动系统控制模块及压力控制方法 |
| CN110489917A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 广州小鹏汽车科技有限公司 | 电动汽车减速器的仿真方法、装置、模型和设备 |
| EP3816485A1 (en) * | 2019-11-01 | 2021-05-05 | Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. | A method for determining a drag torque coefficient |
| CN111030522A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-17 | 联创汽车电子有限公司 | 电机控制系统及其控制方法 |
| CN111731112A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-02 | 东风汽车有限公司 | 电动汽车电机扭矩控制方法、存储介质和电子设备 |
| CN113370964A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-10 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种混合动力汽车能量管理控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 林其骏: "《微机控制机械系统设计》", 31 July 1991, 上海科学技术出版社, pages: 75 - 78 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023217195A1 (zh) * | 2022-05-10 | 2023-11-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 纯电动汽车稳定性的控制方法及装置、车辆 |
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