CN115195496A - 一种新能源车扭矩控制系统及控制方法 - Google Patents

一种新能源车扭矩控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源车扭矩控制系统及控制方法，扭矩控制系统包括油门开度传感器、私人化配置模块、中控模块、MCU模块和电机；所述油门开度传感器的输出端与中控模块相连，所述油门开度传感器用于采集车辆油门转把的开度；所述MCU模块的输入端通过CAN总线与中控模块相连，所述MCU模块的输出端与电机相连，所述MCU模块根据中控模块的控制命令，控制电机转动，进行动力输出；所述私人化配置模块与中控模块相连，所述私人化配置模块对车辆的驱动参数和扭矩参数进行私人化配置，从而实现不同的动力输出特性。本发明提供一种新能源车扭矩控制系统及控制方法，实现不同的动力输出特性，以满足不同的人群需求。

Description

一种新能源车扭矩控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种新能源车扭矩控制系统及控制方法，属于新能源车出行交通领域。
背景技术
目前，随着新能源汽车的行业发展，全球电动化的趋势已经日趋明朗。在两轮交通出行领域，摩托车的电动化形势则更为明显，目前行业采用电池—MCU（电机控制器）--电机的控制架构，在整车动力输出上采用MCU直驱，驱动信号来源于油门开度。在整车项目研发完成后，整车的动力输出方案已经固化，并写入MCU中，整车只有1种或几种内定的动力输出方案，经常在市场端无法满足不同人群的使用需求，比如同一款动力输出方案，有的客户认为动力输出过剩，甚至有操作危险；而有的客户认为动力不足以满足需求，需要提升起步及加速性能。
目前针对上述情况，有部分产品采用蓝牙或者IOT平台对MCU进行软件OTA（在线更新），由于市场需求的数量繁多，加大了软件开发的投入，而且很难处理后续的软件版本管理，同时在OTA过程中，升级次数的增加也增加了刷机失败的风险，从而导致更大的损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种新能源车扭矩控制系统及控制方法，实现不同的动力输出特性，以满足不同的驾驶人群需求。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
本发明一方面提供一种新能源车扭矩控制系统，它包括油门开度传感器、私人化配置模块、中控模块、MCU模块和电机；
所述油门开度传感器的输出端与中控模块相连，所述油门开度传感器用于采集车辆油门转把的开度；
所述MCU模块的输入端通过CAN总线与中控模块相连，所述MCU模块的输出端与电机相连，所述MCU模块根据中控模块的控制命令，控制电机转动，进行动力输出；
所述私人化配置模块与中控模块相连，所述私人化配置模块对车辆的驱动参数和扭矩参数进行私人化配置，从而实现不同的动力输出特性。
进一步，所述油门开度传感器采用霍尔传感器。
进一步，所述私人化配置模块通过蓝牙或者IOT平台向中控模块发送数据。
进一步，还包括BMS电池管理系统和电池，所述电池用于为整车提供动力，所述BMS电池管理系统通过CAN总线与中控模块相连，所述BMS电池管理系统用于控制电池的输出功率。
进一步，还包括显示模块，所述显示模块通过CAN总线与中控模块相连，所述显示模块用于显示车辆行驶信息和参数。
本发明另一方面提供一种新能源车扭矩控制系统的控制方法，它包括：
步骤S1、通过油门开度传感器采集车辆的油门开度信号，将油门开度信号发送至中控模块；
步骤S2、中控模块接收到油门开度信号后，对油门开度信号进行模数转换，将油门开度信号转换为数字信号后进行运算处理；
步骤S3、中控模块根据油门开度数据进行运算处理，得出实际扭矩输出数值；
步骤S4、中控模块将实际扭矩输出数值发送至MCU模块，由MCU模块控制电机驱动车辆行驶；
步骤S5、通过私人化配置模块，对扭矩输出方案进行参数调节，实现不同的扭矩输出需求，兼容不同的电驱方案。
进一步，所述步骤S3中，所述中控模块根据油门开度数据进行运算处理，得出实际扭矩输出数值，具体包括如下步骤：
步骤S31、所述中控模块根据油门开度数据，通过动力输出函数
Figure 451649DEST_PATH_IMAGE001
，计算得出扭矩计算数值；
步骤S32、所述中控模块根据扭矩计算数值，通过扭矩输出函数
Figure 560288DEST_PATH_IMAGE002
，计算得出实际扭矩输出数值。
进一步，所述步骤S31具体包括如下步骤：
所述中控模块将转换为数字信号后的油门开度数据，代入动力输出函数
Figure 169124DEST_PATH_IMAGE003
，所述动力输出函数
Figure 483562DEST_PATH_IMAGE003
表示为：
Figure 494243DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，x为油门开度数据，所述油门开度数据范围为0 -100；
y为扭矩计算数值；
k1为驱动调节参数，k1≤0 & k1≥100；
已知油门开度数据x，通过动力输出函数
Figure 196620DEST_PATH_IMAGE005
计算得出扭矩计算数值y。
进一步，所述步骤S32具体包括如下步骤：
所述中控模块将步骤S31中得出的扭矩计算数值，代入扭矩输出函数
Figure 292752DEST_PATH_IMAGE002
，所述扭矩输出函数
Figure 66673DEST_PATH_IMAGE002
表示为：
Figure 931860DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，y为扭矩计算数值；
T为实际扭矩输出数值；
k2为扭矩调节参数，k2≥0；
已知扭矩计算数值y，通过扭矩输出函数
Figure 405740DEST_PATH_IMAGE007
计算得出实际扭矩输出数值T。
进一步，所述步骤S5具体包括如下步骤：
不同的用户根据自身的需求设定，通过私人化配置模块调节驱动调节参数k1和扭矩调节参数k2；
通过对驱动调节参数k1的参数调节，得到不同的动力输出函数计算曲线以及不同的扭矩计算数值y；
通过对扭矩调节参数k2的参数调节，得到不同的扭矩输出函数计算曲线以及不同的实际扭矩输出数值T，实现不同的扭矩输出需求，然后给出符合不同用户的输出状态，兼容不同的电驱方案。
采用了上述技术方案，本发明采用油门开度传感器、中控模块、MCU模块和电机的架构，通过函数计算模型对动力数据进行实时计算输出，同时通过私人化配置模块对驱动调节参数k1和扭矩调节参数k2的参数调节进行私人化配置，从而实现不同的动力输出特性，以满足不同的人群需求，提升整车的系统定制化和适应性。
附图说明
图1为本发明的新能源车扭矩控制系统的原理框图；
图2为本发明的新能源车扭矩控制系统的控制方法的流程图；
图3为本发明的动力输出函数的计算曲线图；
图4为本发明的扭矩输出函数的计算曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种新能源车扭矩控制系统，它包括油门开度传感器、私人化配置模块、中控模块、MCU模块和电机。
油门开度传感器的输出端与中控模块相连，油门开度传感器用于采集车辆油门转把的开度，本实施例的油门开度传感器采用霍尔传感器。
MCU模块的输入端通过CAN总线与中控模块相连，MCU模块的输出端与电机相连，MCU模块根据中控模块的控制命令，控制电机转动，进行动力输出。
私人化配置模块通过蓝牙或者IOT平台与中控模块相连，私人化配置模块对车辆的驱动参数和扭矩参数进行私人化配置，从而实现不同的动力输出特性。
本实施例的新能源车扭矩控制系统还包括BMS电池管理系统和电池，电池用于为整车提供动力，BMS电池管理系统通过CAN总线与中控模块相连，BMS电池管理系统用于控制电池的输出功率，BMS电池管理系统直接决定电池的输出功率，包括峰值功率的输出状态，峰值的输出功率将会决定整车的输出动力。
本实施例的新能源车扭矩控制系统还包括显示模块，显示模块通过CAN总线与中控模块相连，用于显示车辆行驶信息和参数。
实施例二
本实施例提供一种新能源车扭矩控制系统的控制方法，它包括：
步骤S1、通过油门开度传感器采集车辆的油门开度信号，将油门开度信号发送至中控模块；
步骤S2、中控模块接收到油门开度信号后，对油门开度信号进行模数转换，将油门开度信号转换为数字信号后进行运算处理；
步骤S3、中控模块根据油门开度数据进行运算处理，得出实际扭矩输出数值；
步骤S4、中控模块将实际扭矩输出数值发送至MCU模块，由MCU模块控制电机驱动车辆行驶；
步骤S5、通过私人化配置模块，对扭矩输出方案进行参数调节，实现不同的扭矩输出需求，兼容不同的电驱方案。
进一步，步骤S3中，中控模块根据油门开度数据进行运算处理，得出实际扭矩输出数值，具体包括如下步骤：
步骤S31、中控模块根据油门开度数据，通过动力输出函数
Figure 989168DEST_PATH_IMAGE001
，计算得出扭矩计算数值；具体地，步骤S31具体包括如下步骤：
中控模块将转换为数字信号后的油门开度数据，代入动力输出函数
Figure 301200DEST_PATH_IMAGE003
，动力输出函数
Figure 286474DEST_PATH_IMAGE003
表示为：
Figure 737178DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，x为油门开度数据，油门开度数据范围为0 -100；
y为扭矩计算数值；
k1为驱动调节参数，k1≤0 & k1≥100；
已知油门开度数据x，通过动力输出函数
Figure 807902DEST_PATH_IMAGE005
计算得出扭矩计算数值y。
步骤S32、中控模块根据扭矩计算数值，通过扭矩输出函数
Figure 595730DEST_PATH_IMAGE002
，计算得出实际扭矩输出数值。具体地，步骤S32具体包括如下步骤：
中控模块将步骤S31中得出的扭矩计算数值，代入扭矩输出函数
Figure 435510DEST_PATH_IMAGE002
，扭矩输出函数
Figure 227754DEST_PATH_IMAGE002
表示为：
Figure 520195DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，y为扭矩计算数值；
T为实际扭矩输出数值；
k2为扭矩调节参数，k2≥0；
已知扭矩计算数值y，通过扭矩输出函数
Figure 518238DEST_PATH_IMAGE007
计算得出实际扭矩输出数值T。
具体地，步骤S5具体包括如下步骤：
不同的用户根据自身的需求设定，通过私人化配置模块调节驱动调节参数k1和扭矩调节参数k2；
通过对驱动调节参数k1的参数调节，得到不同的动力输出函数计算曲线以及不同的扭矩计算数值y；
通过对扭矩调节参数k2的参数调节，得到不同的扭矩输出函数计算曲线以及不同的实际扭矩输出数值T，实现不同的扭矩输出需求，然后给出符合不同用户的输出状态，兼容不同的电驱方案。
下面对本实施中的动力性能输出的可调性，以驱动调节参数k1的调节进行说明：
如图3所示，以驱动调节参数k1 = 0 和k1 =100进行数据对比，在同样的油门开度数据为30的情况下，扭矩计算数值y的输出状态在两条计算曲线中的结果为y = 4.6和y =71.4，两个扭矩计算数值y的差距接近18倍。在同样的油门开度下，驱动调节参数k1 = 0 和k1 =100时输出的扭矩计算数值y并不相同。
通过上述设定可知，在同样的油门开度下，k1=100时的扭矩计算数值y更大。由此可见，驱动调节参数k1=100时的动力起步性能将远大于k1=0的起步性能，可以满足对车辆起步速度要求较高的用户，给这类用户带来较好的驾驶体验。
在油门开度达到100（满把状态）时，两条计算曲线中的扭矩计算数值y均能达到100的极值，即无论何种计算曲线均不限制峰值动力输出，从而不影响整体的动力输出。
下面对本实施中的不同电驱方案的适应性，进行分析：
如图4所示，电驱平台均会进行扭矩MAP标定，本实施例的电驱平台指的是MCU模块和电机，针对不同的电驱平台会有不同的峰值扭矩，比如峰值扭矩为70N.m、120N.m等，经过计算的扭矩输出值只是一个峰值扭矩的比例系数，具体的扭矩输出请求则需要通过扭矩输出函数
Figure 212525DEST_PATH_IMAGE008
得出具体的数值。
例如：峰值扭矩为120N.m的动力平台，K2 = 1.2，根据扭矩输出函数
Figure 598507DEST_PATH_IMAGE008
，即可实时输出该动力平台的实际输出扭矩。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源车扭矩控制系统，其特征在于：它包括油门开度传感器、私人化配置模块、中控模块、MCU模块和电机；
所述油门开度传感器的输出端与中控模块相连，所述油门开度传感器用于采集车辆油门转把的开度；
所述MCU模块的输入端通过CAN总线与中控模块相连，所述MCU模块的输出端与电机相连，所述MCU模块根据中控模块的控制命令，控制电机转动，进行动力输出；
所述私人化配置模块与中控模块相连，所述私人化配置模块用于对车辆的驱动参数和扭矩参数进行私人化配置。
2.根据权利要求1所述的新能源车扭矩控制系统，其特征在于：所述油门开度传感器采用霍尔传感器。
3.根据权利要求1所述的新能源车扭矩控制系统，其特征在于：所述私人化配置模块通过蓝牙或者IOT平台向中控模块发送数据。
4.根据权利要求1所述的新能源车扭矩控制系统，其特征在于：还包括BMS电池管理系统和电池，所述电池用于为整车提供动力，所述BMS电池管理系统通过CAN总线与中控模块相连，所述BMS电池管理系统用于控制电池的输出功率。
5.根据权利要求1所述的新能源车扭矩控制系统，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块通过CAN总线与中控模块相连，所述显示模块用于显示车辆行驶信息和参数。
6.一种如权利要求1～5中任一项所述的新能源车扭矩控制系统的控制方法，其特征在于，它包括：
步骤S1、通过油门开度传感器采集车辆的油门开度信号，将油门开度信号发送至中控模块；
步骤S2、中控模块接收到油门开度信号后，对油门开度信号进行模数转换，将油门开度信号转换为数字信号后进行运算处理；
步骤S3、中控模块根据油门开度数据进行运算处理，得出实际扭矩输出数值；
步骤S4、中控模块将实际扭矩输出数值发送至MCU模块，由MCU模块控制电机驱动车辆行驶；
步骤S5、通过私人化配置模块，对扭矩输出方案进行参数调节，实现不同的扭矩输出需求，兼容不同的电驱方案。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述中控模块根据油门开度数据进行运算处理，得出实际扭矩输出数值，具体包括如下步骤：
步骤S31、所述中控模块根据油门开度数据，通过动力输出函数
Figure 255181DEST_PATH_IMAGE001
，计算得出扭矩计算数值；
步骤S32、所述中控模块根据扭矩计算数值，通过扭矩输出函数
Figure 984103DEST_PATH_IMAGE002
，计算得出实际扭矩输出数值。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S31具体包括如下步骤：
所述中控模块将转换为数字信号后的油门开度数据，代入动力输出函数
Figure 600DEST_PATH_IMAGE003
，所述动力输出函数
Figure 498578DEST_PATH_IMAGE003
表示为：
Figure 958640DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，x为油门开度数据，所述油门开度数据范围为0 -100；
y为扭矩计算数值；
k1为驱动调节参数，k1≤0 & k1≥100；
已知油门开度数据x，通过动力输出函数
Figure 909278DEST_PATH_IMAGE005
计算得出扭矩计算数值y。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述步骤S32具体包括如下步骤：
所述中控模块将步骤S31中得出的扭矩计算数值，代入扭矩输出函数
Figure 729467DEST_PATH_IMAGE002
，所述扭矩输出函数
Figure 268902DEST_PATH_IMAGE002
表示为：
Figure 149133DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，y为扭矩计算数值；
T为实际扭矩输出数值；
k2为扭矩调节参数，k2≥0；
已知扭矩计算数值y，通过扭矩输出函数
Figure 272553DEST_PATH_IMAGE007
计算得出实际扭矩输出数值T。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：所述步骤S5具体包括如下步骤：
不同的用户根据自身的需求设定，通过私人化配置模块调节驱动调节参数k1和扭矩调节参数k2；
通过对驱动调节参数k1的参数调节，得到不同的动力输出函数计算曲线以及不同的扭矩计算数值y；
通过对扭矩调节参数k2的参数调节，得到不同的扭矩输出函数计算曲线以及不同的实际扭矩输出数值T，实现不同的扭矩输出需求，然后给出符合不同用户的输出状态。
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