CN115288872A - 一种扭矩控制方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扭矩控制方法、装置及系统，扭矩控制方法包括：获取发动机输出扭矩、发动机输出目标扭矩，确定发动机输出扭矩与目标扭矩的差值；获取车辆的行驶模式，根据差值以及行驶模式确定踏板控制量响应系数；采用踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩。本发明提出的扭矩控制方法中，根据车辆的行驶模式，以及发动机输出扭矩与发动机输出目标扭矩的差值确定踏板控制量响应系数，采用踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩，可以使发动机的输出扭矩与踏板控制量的关系不再受限于提前标定的固定参数表，从而实现整车经济性、排放性的优化。

Description

一种扭矩控制方法、装置及系统
技术领域
本发明实施例涉及控制技术，尤其涉及一种扭矩控制方法、装置及系统。
背景技术
在车辆的驾驶过程中，驾驶员通过对车辆加速踏板开度进行控制，从而改变发动机输出扭矩，使车辆的动力扭矩满足实际行驶需要。当前，通常使用一套预标定的参数表建立加速踏板开度与发动机输出扭矩间的关系。
当加速踏板开度变化时，发动机控制系统根据预设的参数表查询当前加速踏板开度对应的预设发动机输出扭矩，进而对发动机进行控制，使发动机输出扭矩达到预设值。
然而，通过预标定参数进行发动机输出扭矩控制时，加速踏板开度与发动机输出扭矩间的关系已被事先确定，发动机在控制过程中仅是机械的根据标定结果响应加速踏板的开度变化，变更输出扭矩，导致其难以适应不同驾驶场景、不同车辆负载、不同驾驶员驾驶风格条件下的车辆动力需求。
发明内容
本发明提供一种扭矩控制方法、装置及系统，以达灵活的实现扭矩控制的目的。
第一方面，本发明实施例提供了一种扭矩控制方法，包括：
获取发动机输出扭矩、发动机输出目标扭矩，确定所述发动机输出扭矩与所述发动机输出目标扭矩的差值；
获取车辆的行驶模式，根据所述差值以及所述行驶模式确定踏板控制量响应系数；
采用所述踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩。
可选的，获取发动机输出目标扭矩包括：
获取踏板控制参数、车速，采用所述踏板控制参数以及所述车速确定目标车速；
获取车重参数、道路参数，采用所述目标车速、车重参数以及道路参数确定所述发动机输出目标扭矩。
可选的，所述行驶模式包括驾驶员模式：
处于所述驾驶员模式时，所述踏板控制量响应系数采用第一系数，所述第一系数用于控制发动机的输出扭矩达到第一类期望扭矩。
可选的，所述行驶模式包括动力模式：
处于所述动力模式时，若所述差值处于第一区间，则所述踏板控制量响应系数采用第二系数，所述第二系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩；
若所述差值处于第二区间，则所述踏板控制量响应系数采用第三系数，所述第三系数用于控制发动机的输出扭矩达到第一类期望扭矩；
若所述差值处于第三区间，则所述踏板控制量响应系数采用第四系数，所述第四系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩。
可选的，所述行驶模式包括经济模式：
处于经济模式时，若所述差值处于第四区间，则所述踏板控制量响应系数采用第五系数，所述第五系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩；
若所述差值处于第五区间，则所述踏板控制量响应系数采用第六系数，所述第六系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩；
若所述差值处于第六区间，则所述踏板控制量响应系数采用第七系数，所述第七系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩。
可选的，所述踏板控制参数包括加速踏板开度参数、制动踏板开度参数、加速踏板变化率参数、制动踏板变化率参数；
采用所述踏板控制参数以及所述车速确定目标车速包括：
将所述踏板控制参数、车速、车辆加速度作为输入，采用模糊控制方法得到所述目标车速。
可选的，基于动能积分方程构建第一最小二乘方程，采用所述第一最小二乘方程确定所述车重参数；
基于速度差分公式构建第二最小二乘方程，采用所述第二最小二乘方程确定所述道路参数。
可选的，所述动能积分方程为：
Figure BDA0003794904460000031
Figure BDA0003794904460000032
Figure BDA0003794904460000033
所述速度差分公式为：
Figure BDA0003794904460000041
上式中，m表示车重参数，θ表示道路参数，v表示车速，t表示时间，μ为发动机机械效率，T为发动机输出扭矩，i0为车辆主减速器传动比，ig为车辆档位传动比，r为车轮半径，A为车辆迎风面积，Cd为车辆风阻系数，g为重力加速度，f为车辆滚动阻力系数。
第二方面，本发明实施例还提供了一种扭矩控制装置，包括扭矩控制单元，所述扭矩控制单元用于：
获取发动机输出扭矩、发动机输出目标扭矩，确定所述发动机输出扭矩与所述目标扭矩的差值；
获取车辆的行驶模式，根据所述差值以及所述行驶模式确定踏板控制量响应系数；
采用所述踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩。
第三方面，本发明实施例还提供了一种扭矩控制系统，包括控制器，所述控制器配置有计算机可执行程序，所述计算机可执行程序运行时用于实现本发明实施例记载的扭矩控制方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出一种扭矩控制方法，根据车辆的行驶模式，以及发动机输出扭矩与发动机输出目标扭矩的差值确定踏板控制量响应系数，采用踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩，基于踏板响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，使发动机的输出扭矩与行驶模式、发动机输出目标扭矩动态相关，使发动机的输出扭矩与踏板控制量的关系不再受限于提前标定的固定参数表，从而实现整车经济性、排放性的优化。
附图说明
图1是实施例中的扭矩控制方法流程图；
图2是实施例中的发动机输出目标扭矩确定方法流程图；
图3是实施例中的电子设备示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是实施例中的扭矩控制方法流程图，参考图1，该方法包括方：
S101.获取发动机输出扭矩、发动机输出目标扭矩，确定发动机输出扭矩与发动机输出目标扭矩的差值。
示例性的，本实施例中，采用发动机输出扭矩表示车辆当前时刻发动机的输出扭矩，采用发动机输出目标扭矩表示发动机的目标输出扭矩。
示例性的，本实施例中，预测指定时间周期后车辆的目标车速，根据目标车速确定发动机输出目标扭矩。
示例性的，作为一种可实施方案，根据如下方式确定目标车速：
获取车辆当前时刻的车速、车辆踏板的控制量(例如踏板开度、踏板开度变化率等)，根据车速以及控制量确定目标车速。
示例性的，作为一种可实施方案，上述车速、控制量与目标车速的关联关系可以通过标定试验确定。
示例性的，作为一种可实施方案，目标车速和发动机输出目标扭矩的关联关系根据标定试验确定。
本实施例中，确定发动机输出扭矩和发动机输出目标扭矩后，计算两者的差值。
S102.获取车辆的行驶模式，根据差值以及行驶模式确定踏板控制量响应系数。
示例性的，本实施例中，车辆可以包括多种行驶模式，不同行驶模式下，车辆对应配置有不同的发动机扭矩控制限值条件；
例如，行驶模式可以为运动模式、经济模式等，在运动模式下，发动机扭矩控制限值条件可以为：优先满足车辆的动力需求；在经济模式下，发动机扭矩控制限值条件可以为：优先满足车辆的燃油经济性。
示例性的，本实施例中，差值、行驶模式与踏板控制量响应系数的关联关系可以通过标定试验确定。
S103.采用踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩。
示例性的，本实施例中，采用踏板控制量响应系数表示扭矩控制器(用于计算发动机的输出扭矩)对踏板的控制量的响应灵敏度。
踏板控制量相同时，若响应灵敏度不同，则采用踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程可以为：调整扭矩控制器计算生成输出扭矩时采用的规则，或者调整计算生成输出扭矩时的计算参数等；
相应的，踏板控制量相同时，若响应灵敏度不同，则扭矩控制器计算生成的输出扭矩的数值可以不同，输出扭矩的变化率也可以不同。
示例性的，本实施例中，采用期望扭矩表示当前计算周期内，发动机应该输出的扭矩。
示例性的，本实施例中，发动机的输出扭矩为期望扭矩时，可以同时满足指定行驶模式的控制需求，以及当前工况下，由当前车辆行驶状态变化至驾驶员期望行驶状态时，驾驶员的控制需求。
本实施例提出一种扭矩控制方法，根据车辆的行驶模式，以及发动机输出扭矩与发动机输出目标扭矩的差值确定踏板控制量响应系数，采用踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩，基于踏板响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，使发动机的输出扭矩与行驶模式、发动机输出目标扭矩动态相关，使发动机的输出扭矩与踏板控制量的关系不再受限于提前标定的固定参数表，从而实现整车经济性、排放性的优化(例如，在实际行驶过程中，利用该方法可以避免由于驾驶员无意识操作导致频繁调整发动机的输出扭矩，从而使发动机无效响应次数增加，导致发动机瞬态工况增加，整车燃油经济性恶化，车辆排放增加的问题)。
图2是实施例中的发动机输出目标扭矩确定方法流程图，参考图2，作为一种可实施方案，在步骤S101记载内容的基础上，可以根据如下方式确定发动机输出目标扭矩：
S1011.获取踏板控制参数、车速，采用踏板控制参数以及车速确定目标车速。
示例性的，本方案中，踏板控制参数可以包括加速踏板开度参数、加速踏板变化率参数、制动踏板开度参数、制动踏板变化率参数等。
示例性的，本方案中，采用驾驶员需求速度预测模型确定目标车速，其中，以踏板控制参数为加速踏板变化率参数为例，驾驶员需求速度预测模型可以通过如下方式构建：
构建目标车速模糊控制规则表，将目标车速模糊控制表作为驾驶员需求速度预测模型。
示例性的，本方案中，目标车速模糊控制规则表可以如表1所示：
表1
Figure BDA0003794904460000081
表1中，V表示目标车速，A表示车辆加速度，B表示加速踏板开度变化率，NB、NS、ZO、PS、PB分别表示A以及B的五种区间状态。
示例性的，本方案中，A和B也可以根据设计需求具备更多的区间状态，对区间状态的具体数量不做限定。
示例性的，本方案中，根据车辆所处的不同工况，构建若干如表1所示的目标车速模糊控制规则表，其中，一个目标车速模糊控制规则表用于确定一种工况下，与车辆加速度以及加速踏板开度变化率对应的目标车速。
示例性的，本方案中，工况可以包括拥堵驾驶工况、低速驾驶工况、中速驾驶工况、中速超车工况、高速驾驶工况五种。
示例性的，本方案中，获取试验或实际行驶场景下，与不同工况对应驾驶员的驾驶行为数据；
提取驾驶行为数据中的特征项(车速、车辆加速度、加速踏板开度变化率、车辆加速度与目标车速的比值、加速踏板开度变化率与目标车速的比值)；
根据上述特征项确定模糊集、模糊论域，以及计算隶属函数，进而生成目标车速模糊控制规则表。
示例性的，本方案中，生成目标车速模糊控制规则表的方式与现有技术中生成模糊控制表的一般方式相同，其具体过程不再详细阐述。
基于上述内容，本方案中，将踏板控制参数，车速或车辆加速度作为输入，采用模糊控制方法得到目标车速；
具体的，将加速踏板开度变化率、车辆加速度作为输入，基于目标车速模糊控制规则表确定目标车速的模糊控制量后，采用反模糊化发确定目标车速的数值。
示例性的，当踏板控制参数为加速踏板开度参数、制动踏板开度参数或制动踏板变化率参数时，驾驶员需求速度预测模型的构建过程与踏板控制参数为加速踏板变化率参数时的过程相同；
其中，B表示与踏板控制参数对应的加速踏板开度、制动踏板开度或制动踏板变化率；
提取驾驶行为数据中的特征项包括与踏板控制参数对应的加速踏板开度、制动踏板开度或制动踏板变化率，加速踏板开度、制动踏板开度或制动踏板变化率与目标车速的比值。
示例性的，在一种可实施方案中，也可以通过模糊控制的方式确定目标加速度，具体的，可以通过驾驶员需求加速度预测模型确定目标加速度。
示例性的，本方案中，获取踏板控制参数、车速，采用踏板控制参数以及车速确定目标加速度。
示例性的，本方案中，踏板控制参数可以包括加速踏板开度参数、加速踏板变化率参数、制动踏板开度参数、制动踏板变化率参数等。
示例性的，驾驶员需求加速度预测模型的构建过程与前述构建驾驶员需求速度预测模型的构建过程相同；
其中，构建目标加速度模糊控制规则表时，V替换为Va，Va表示目标加速度，A表示车辆加速度，B表示加速踏板开度变化率；
以踏板控制参数包括加速踏板开度参数、加速踏板变化率参数为例，提取驾驶行为数据中的特征项包括：车速、车辆加速度、加速踏板开度、加速踏板开度变化率、加速踏板开度与目标加速度的比值、加速踏板开度变化率与目标加速度的比值。
S1012.获取车重参数、道路参数，采用目标车速、车重参数以及道路参数确定发动机输出目标扭矩。
示例性的，本方案中，采用车辆纵向动力学模型确定发动机输出目标扭矩，其中，车辆纵向动力学模型可以采用现有技术中任意一种包含车重参数、道路参数、车速参数的车辆纵向动力学模型。
示例性的，本方案中，道路参数可以包括道路坡度、滚动阻力系数、迎风面积、空气阻力系数等。
示例性的，本方案中，车重参数、道路参数中的道路坡度可以通过直接测量的方式获取。
示例性的，作为一种可实施方案，也可以采用如下方式确定车重参数：
基于动能积分方程构建第一最小二乘方程，采用第一最小二乘方程确定车重参数。
示例性的，本方案中，动能积分方程为：
Figure BDA0003794904460000111
Figure BDA0003794904460000112
Figure BDA0003794904460000113
上式中，m表示车重参数，θ表示道路参数(道路坡度)，v表示车速，t表示时间，μ为发动机机械效率，T为发动机输出扭矩，i0为车辆主减速器传动比，ig为车辆档位传动比，r为车轮半径，A为车辆迎风面积，Cd为车辆风阻系数，g为重力加速度，f为车辆滚动阻力系数。
示例性的，在采用上述动能积分方程的前提下，可以构建如下形式的第一最小二乘方程：
Figure BDA0003794904460000114
Figure BDA0003794904460000115
Figure BDA0003794904460000116
上式中，ym表示车重，
Figure BDA0003794904460000117
为方程系数，其中，可以根据若干组测量数据(例如可以包括y1～yk，
Figure BDA0003794904460000118
)采用最小二乘法计算
Figure BDA0003794904460000119
的具体数值。
示例性的，本方案中，当测量数据更新时，可以采用递推最小二乘法或者带遗忘因子的递推最小二乘法更新
Figure BDA00037949044600001110
的数值。
示例性的，本方案中，获取测量数据时
Figure BDA00037949044600001111
及θ可以通过测量的方式确定，m可以通过动能积分方程计算确定。
示例性的，作为一种可实施方案，也可以通过如下方式确定道路参数中的道路坡度：
基于速度差分公式构建第二最小二乘方程，采用第二最小二乘方程确定道路参数。
示例性的，本方案中，速度差分公式为：
Figure BDA0003794904460000121
上式中，m表示车重参数，θ表示道路参数(道路坡度)，v表示车速，t表示时间，μ为发动机机械效率，T为发动机输出扭矩，i0为车辆主减速器传动比，ig为车辆档位传动比，r为车轮半径，A为车辆迎风面积，Cd为车辆风阻系数，g为重力加速度，f为车辆滚动阻力系数。
示例性的，在采用上述速度差分公式的前提下，可以构建如下形式的第二最小二乘方程：
Figure BDA0003794904460000122
Figure BDA0003794904460000123
Figure BDA0003794904460000124
上式中，yθ表示道路坡度，
Figure BDA0003794904460000125
为方程系数，其中，可以根据若干组测量数据(例如可以包括y1～yk，
Figure BDA0003794904460000126
)采用最小二乘法计算
Figure BDA0003794904460000127
的具体数值。
示例性的，本方案中，当测量数据更新时，可以采用递推最小二乘法更新
Figure BDA0003794904460000128
的数值。
示例性的，本方案中，获取测量数据时
Figure BDA0003794904460000129
及m可以通过测量的方式确定，θ可以通过速度差分公式计算确定。
示例性的，本方案中，通过动能积分方程构建第一最小二乘方程，通过速度差分公式构建第二最小二乘方程，通过第一最小二乘方程求解车重参数时，不依赖道路参数，通过第二最小二乘方程求解道路参数时，不依赖车重参数，可以实现两种参数的解耦，进而减小计算两种参数的难度。
示例性的，在一种可实施方案中，也可以通过卡尔曼滤波方程确定道路参数(道路坡度)。
示例性的，本方案中，根据设计需求构建卡尔曼滤波方程，将坡度传感器的测量信号作为观测值，输入至卡尔曼滤波方程中，将卡尔曼滤波方程的输出结果作为道路参数估计值。
示例性的，在步骤S1011记载内容的基础上，若通过踏板控制参数以及车速确定目标车速和目标加速度，则本步骤中，可以通过目标车速、目标加速度、车重参数以及道路参数确定发动机输出目标扭矩。
示例性的，在步骤S103记载内容的基础上，作为一种可实施方案，行驶模式可以包括驾驶员模式。
示例性的，本方案中，处于驾驶员模式时，踏板控制量响应系数采用第一系数，第一系数用于控制发动机的输出扭矩达到第一类期望扭矩。
示例性的，本方案中，踏板控制量响应系数为第一系数，此时，基于第一规则确定发动机的输出扭矩，其中，第一规则可以为：
获取踏板控制量参数(加速踏板开度参数或者制动踏板开度参数)，根据踏板控制量参数与输出扭矩的标定关系，确定发动机的输出扭矩，即第一类期望扭矩。
示例性的，本方案中，第一类期望扭矩仅与踏板开度相关，而与发动机输出扭矩与发动机输出目标扭矩的差值不相关，即在发动机扭矩输出控制过程中，上述差值不对输出扭矩的计算结果造成任何影响。
示例性的，在步骤S103记载内容的基础上，作为一种可实施方案，行驶模式可以包括动力模式。
示例性的，本方案中，期望扭矩的计算结果与发动机输出扭矩与发动机输出目标扭矩的差值相关，根据上述差值的不同，按照不同的规则确定发动机的输出扭矩，具体的，发动机扭矩输出控制过程包括：
若差值处于第一区间，则踏板控制量响应系数采用第二系数，第二系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩；
若差值处于第二区间，则踏板控制量响应系数采用第三系数，第三系数用于控制发动机的输出扭矩达到第一类期望扭矩；
若差值处于第三区间，则踏板控制量响应系数采用第四系数，第四系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩。
示例性的，本方案中，差值处于第一区间时，发动机输出扭矩大于发动机输出目标扭矩，且差值的绝对值大于预设的第一阈值；
踏板控制量响应系数采用第二系数时，扭矩控制器配置为：降低对踏板开度变化的响应强度(即发动机的输出扭矩会更慢的达到发动机输出目标扭矩)，提高对踏板开度变化的响应灵敏度(即更小的踏板开度变化会造成需要重新计算发动机输出目标扭矩)；
配置扭矩控制器采用反馈控制方法，将发动机输出目标扭矩作为目标扭矩，将发动机输出扭矩作为输入量，以实现发动机扭矩输出控制过程。
示例性的，本方案中，差值处于第二区间时，发动机输出扭矩大于发动机输出目标扭矩，且差值的绝对值小于预设的第一阈值；
踏板控制量响应系数采用第三系数时，扭矩控制器配置为：基于第一规则确定发动机的输出扭矩，其中，第一规则可以为：
获取踏板控制量参数(加速踏板开度参数或者制动踏板开度参数)，根据踏板控制量参数与输出扭矩的标定关系，确定发动机的输出扭矩，即第一类期望扭矩。
示例性的，本方案中，差值处于第三区间时，发动机输出扭矩小于发动机输出目标扭矩；
踏板控制量响应系数采用第三系数时，扭矩控制器配置为：提高对踏板开度变化的响应强度(即发动机的输出扭矩会更快的达到发动机输出目标扭矩)，提高对踏板开度变化的响应灵敏度(即更小的踏板开度变化会造成需要重新计算发动机输出目标扭矩)；
配置扭矩控制器采用反馈控制方法，将发动机输出目标扭矩作为目标扭矩，将发动机输出扭矩作为输入量，以实现发动机扭矩输出控制过程。
示例性的，在上述内容的基础上，本方案中，期望扭矩为第一类期望扭矩或者发动机输出目标扭矩。
示例性的，在步骤S103记载内容的基础上，作为一种可实施方案，行驶模式可以包括经济模式。
示例性的，本方案中，期望扭矩的计算结果与发动机输出扭矩与发动机输出目标扭矩的差值相关，根据上述差值的不同，按照不同的规则确定发动机的输出扭矩，具体的，发动机扭矩输出控制过程包括：
若差值处于第四区间，则踏板控制量响应系数采用第五系数，第五系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩；
若差值处于第五区间，则踏板控制量响应系数采用第六系数，第六系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩；
若差值处于第六区间，则踏板控制量响应系数采用第七系数，第七系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩。
示例性的，本方案中，差值处于第四区间时，发动机输出扭矩大于发动机输出目标扭矩，且差值的绝对值大于预设的第二阈值；
踏板控制量响应系数采用第五系数时，扭矩控制器配置为：降低对踏板开度变化的响应强度，提高对踏板开度变化的响应灵敏度；
配置扭矩控制器采用反馈控制方法，将发动机输出目标扭矩作为目标扭矩，将发动机输出扭矩作为输入量，以实现发动机扭矩输出控制过程。
示例性的，本方案中，差值处于第五区间时，发动机输出扭矩小于发动机输出目标扭矩，且差值的绝对值大于预设的第三阈值；
踏板控制量响应系数采用第三系数时，扭矩控制器配置为：提高对踏板开度变化的响应强度，提高对踏板开度变化的响应灵敏度；
配置扭矩控制器采用反馈控制方法，将发动机输出目标扭矩作为目标扭矩，将发动机输出扭矩作为输入量，以实现发动机扭矩输出控制过程。
示例性的，本方案中，差值处于第六区间时，发动机输出扭矩与发动机输出目标扭矩相近，且差值的绝对值小于预设的第四阈值；
踏板控制量响应系数采用第三系数时，扭矩控制器配置为：降低对踏板开度变化的响应强度，降低对踏板开度变化的响应灵敏度；
配置扭矩控制器采用反馈控制方法，将发动机输出目标扭矩作为目标扭矩，将发动机输出扭矩作为输入量，以实现发动机扭矩输出控制过程。
示例性的，在上述内容的基础上，本方案中，期望扭矩为发动机输出目标扭矩。
示例性的，作为一种可实施方案，扭矩控制方法还可以具体通过如下方式实现：
通过车辆ECU及OBD系统获取车辆当前时刻运行状态信息，包括有发动机转速、发动机输出扭矩、当前变速箱档位、车速、加速踏板开度、刹车踏板开度、方向盘转角信号、坡度传感器信号，通过GPS系统获取当前车辆位置、当前车辆GPS三维车速、当前道路高程；
通过车辆结构信息确定车辆档位传动比、主减速器传动比、车轮半径、车辆迎风面积、车辆满载质量、车辆空载质量；车辆风阻系数、车辆滚动阻力系数；
对发动机转速、发动机输出扭矩、当前变速箱档位、车速、加速踏板开度、刹车踏板开度、方向盘转角信号、坡度传感器信号、当前车辆GPS三维车速进行限幅滤波处理，去除不合理的误差信号，之后对各信号使用预设的低通滤波器进行滤波处理，去除信号噪声；
对车速进行差分处理，计算得到车辆加速度；对加速踏板开度进行差分处理，计算得到加速踏板开度变化率；对刹车踏板开度信号差分处理，计算得到刹车踏板开度变化率；将当前变速箱档位传动比与主减速器传动比相乘，计算当前车辆动力系统总传动比；
以数据预处理后的车速、车辆加速度、加速踏板开度变化率(或制动踏板开度变化率)作为输入，使用驾驶员需求速度预测模型确定目标车速；
以数据预处理后的车速，发动机机械效率，发动机输出扭矩，车辆主减速器传动比，车辆档位传动比，车轮半径，车辆迎风面积，车辆风阻系数，重力加速度，车辆滚动阻力系数作为输入，通过第一最小二乘方程确定车重参数，通过第二最小二乘方程确定道路坡度；
采用目标车速、车重参数以及道路参数作为输入，采用车辆纵向动力学模型计算发动机输出目标扭矩；
若车辆处于驾驶员模式，则踏板控制量响应系数采用第一系数，第一系数用于控制发动机的输出扭矩达到第一类期望扭矩；
若车辆处于动力模式，则若差值处于第一区间，则踏板控制量响应系数采用第二系数，第二系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩；
若差值处于第二区间，则踏板控制量响应系数采用第三系数，第三系数用于控制发动机的输出扭矩达到第一类期望扭矩；
若差值处于第三区间，则踏板控制量响应系数采用第四系数，第四系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩；
若车辆处于经济模式，则若差值处于第四区间，则踏板控制量响应系数采用第五系数，第五系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩；
若差值处于第五区间，则踏板控制量响应系数采用第六系数，第六系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩；
若差值处于第六区间，则踏板控制量响应系数采用第七系数，第七系数用于控制发动机的输出扭矩达到发动机输出目标扭矩。
实施例二
本实施例提出一种扭矩控制装置，包括扭矩控制单元，扭矩控制单元用于：
获取发动机输出扭矩、发动机输出目标扭矩，确定发动机输出扭矩与目标扭矩的差值；
获取车辆的行驶模式，根据差值以及行驶模式确定踏板控制量响应系数；
采用踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩。
示例性的，本实施例中，扭矩控制单元可以配置为实现实施例一中记载的任意一种扭矩控制方法，其具体过程不再赘述。
实施例三
本实施例提出一种扭矩控制系统，包括控制器，控制器配置有计算机可执行程序，计算机可执行程序运行时用于实现实施例一记载的任意一种扭矩控制方法。
示例性的，扭矩控制方法也可以以计算机可执行程序的形式存储于电子设备中，图3示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图，参考图3，电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图3所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如扭矩控制方法。
在一些实施例中，扭矩控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的扭矩控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行扭矩控制方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种扭矩控制方法，其特征在于，包括：
获取发动机输出扭矩、发动机输出目标扭矩，确定所述发动机输出扭矩与所述发动机输出目标扭矩的差值；
获取车辆的行驶模式，根据所述差值以及所述行驶模式确定踏板控制量响应系数；
采用所述踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩。
2.如权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，获取发动机输出目标扭矩包括：
获取踏板控制参数、车速，采用所述踏板控制参数以及所述车速确定目标车速；
获取车重参数、道路参数，采用所述目标车速、车重参数以及道路参数确定所述发动机输出目标扭矩。
3.如权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述行驶模式包括驾驶员模式：
处于所述驾驶员模式时，所述踏板控制量响应系数采用第一系数，所述第一系数用于控制发动机的输出扭矩达到第一类期望扭矩。
4.如权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述行驶模式包括动力模式：
处于所述动力模式时，若所述差值处于第一区间，则所述踏板控制量响应系数采用第二系数，所述第二系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩；
若所述差值处于第二区间，则所述踏板控制量响应系数采用第三系数，所述第三系数用于控制发动机的输出扭矩达到第一类期望扭矩；
若所述差值处于第三区间，则所述踏板控制量响应系数采用第四系数，所述第四系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩。
5.如权利要求1所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述行驶模式包括经济模式：
处于经济模式时，若所述差值处于第四区间，则所述踏板控制量响应系数采用第五系数，所述第五系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩；
若所述差值处于第五区间，则所述踏板控制量响应系数采用第六系数，所述第六系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩；
若所述差值处于第六区间，则所述踏板控制量响应系数采用第七系数，所述第七系数用于控制发动机的输出扭矩达到所述发动机输出目标扭矩。
6.如权利要求2所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述踏板控制参数包括加速踏板开度参数、制动踏板开度参数、加速踏板变化率参数、制动踏板变化率参数；
采用所述踏板控制参数以及所述车速确定目标车速包括：
将所述踏板控制参数、车速、车辆加速度作为输入，采用模糊控制方法得到所述目标车速。
7.如权利要求2所述的扭矩控制方法，其特征在于，基于动能积分方程构建第一最小二乘方程，采用所述第一最小二乘方程确定所述车重参数；
基于速度差分公式构建第二最小二乘方程，采用所述第二最小二乘方程确定所述道路参数。
8.如权利要求7所述的扭矩控制方法，其特征在于，所述动能积分方程为：
Figure FDA0003794904450000031
Figure FDA0003794904450000032
Figure FDA0003794904450000033
所述速度差分公式为：
Figure FDA0003794904450000034
上式中，m表示车重参数，θ表示道路参数，v表示车速，t表示时间，μ为发动机机械效率，T为发动机输出扭矩，i0为车辆主减速器传动比，ig为车辆档位传动比，r为车轮半径，A为车辆迎风面积，Cd为车辆风阻系数，g为重力加速度，f为车辆滚动阻力系数。
9.一种扭矩控制装置，其特征在于，包括扭矩控制单元，所述扭矩控制单元用于：
获取发动机输出扭矩、发动机输出目标扭矩，确定所述发动机输出扭矩与所述目标扭矩的差值；
获取车辆的行驶模式，根据所述差值以及所述行驶模式确定踏板控制量响应系数；
采用所述踏板控制量响应系数调整发动机扭矩输出控制过程，控制发动机的输出扭矩达到期望扭矩。
10.一种扭矩控制系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器配置有计算机可执行程序，所述计算机可执行程序运行时用于实现权利要求1至8任一所述的扭矩控制方法。
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