CN116461346A - 一种纯电动车辆扭矩补偿方法及域控制器 - Google Patents

一种纯电动车辆扭矩补偿方法及域控制器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种纯电动车辆扭矩补偿方法及系统，该方法包括：获取油门踏板开度变化率，基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件；若满足扭矩补偿策略条件，则根据油门踏板开度变化率和当前车速，查表获取补偿扭矩；将补偿扭矩与基础扭矩相加得到需求扭矩，当需求扭矩满足油门上下限限制，则输出需求扭矩。通过该方案可以提升纯电动车辆急加速场景下动力响应速度，满足驾驶员的动力需求。

Description

一种纯电动车辆扭矩补偿方法及域控制器
技术领域
本发明属于电动汽车领域，尤其涉及一种纯电动车辆扭矩补偿方法及域控制器。
背景技术
纯电动汽车一般都是基于整车控制器、电机控制器和电池管理三个独立分布式控制器组成动力系统，国内很少将三者整合成一个动力域控制器。分布式动力系统架构决定了急踩油门时扭矩响应实时性方面会存在欠缺，由于需要VCU(整车控制器)收集油门信号、档位信号、MCU(电机控制器)CAN信号、BMS(电池管理系统)CAN信号等其他控制器的信号，并对信号进行处理，结合油门踏板变化斜率计算出需求扭矩。在此过程中，VCU接收相关信号的最长周期200ms，发送请求扭矩给MCU需要10ms。当司机有急加速的意图时，急踩油门踏板，会存在一定响应滞后，影响整车急加速性能。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种纯电动车辆扭矩补偿方法及域控制器，用于解决急加速场景下动力响应滞后的问题。
在本发明实施例的第一方面，提供了一种纯电动车辆扭矩补偿方法，包括：
获取油门踏板开度变化率，基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件；
若满足扭矩补偿策略条件，则根据油门踏板开度变化率和当前车速，查表获取补偿扭矩；
其中，预先标定油门踏板开度变化率、车速与补偿扭矩的对应关系，并将对应关系存储至表中；
将补偿扭矩与基础扭矩相加得到需求扭矩，当需求扭矩满足油门上下限限制，则输出需求扭矩。
在本发明实施例的第二方面，提供了一种域控制器，包括：
判断模块，用于获取油门踏板开度变化率，基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件；
查询模块，用于若满足扭矩补偿策略条件，则根据油门踏板开度变化率和当前车速，查表获取补偿扭矩；
其中，预先标定油门踏板开度变化率、车速与补偿扭矩的对应关系，并将对应关系存储至表中；
控制模块，用于将补偿扭矩与基础扭矩相加得到需求扭矩，当需求扭矩满足油门上下限限制，则控制电机输出需求扭矩。
在本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例第一方面所述方法的步骤。
在本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的所述方法的步骤。
本发明实施例中，在急加速场景下，通过采用扭矩补偿策略，可以有效提升动力响应速度，提高整车的急加速性能，从而满足驾驶员的急加速动力需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对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取其他附图。
图1为本发明一个实施例提供的一种纯电动车辆扭矩补偿方法的流程示意图；
图2为本发明一个实施例提供的一种车辆扭矩补偿方法的原理示意图；
图3为本发明一个实施例提供的一种域控制器的结构示意图；
图4为本发明的一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，本发明的说明书或权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他相近意思表述，意指覆盖不排他的包含，如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、设备没有限定于已列出的步骤或单元。此外，“第一”“第二”用于区分不同对象，并非用于描述特定顺序。
需要说明的是，目前纯电动汽车Tipin工况处理措施存在较大的局限性，在加速场景下，整车控制器控制策略如下：(1)整车控制器采集油门、刹车、档位信号；(2)整车控制器计算油门变化率；(3)根据当前整车系统状态计算需求扭矩；(4)电机控制器响应扭矩请求并控制电机输出扭矩。
当司机有急加速的意图时，急踩油门踏板，整车控制器需要采集油门信号进行滤波，计算油门的变化率，通过CAN信号接收档位信息、刹车信息、电池状态信息、电机控制状态信息和当前的扭矩，重新计算扭矩需求。该情况存在诸多弊端：1、响应滞后、主观存在动力响应慢；2、CAN信号会出现电磁干扰导致丢帧，安全性低；3、控制器较多硬件成本高。
有鉴于此，请参阅图1，本发明实施例提供的一种纯电动车辆扭矩补偿方法的流程示意图，包括：
S101、获取油门踏板开度变化率，基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件；
所述油门踏板开度变化率可以根据当前油门开度、上一次采样的油门开度以及采用时间间隔计算得到。
其中，根据公式(1)计算油门踏板开度变化率：
Yn＝(Xn-Xn-1)/t； (1)
式中，Xn表示当前油门百分比采样滤波值，Xn-1表示上一次的油门百分比采样滤波输出值，t表示采样时间，Yn表示油门踏板变化率滤波的输出值。
所述扭矩补偿策略条件至少包括油门踏板开度变化率是否满足急加速Tipin工况条件，即当前油门踏板开度变化率是否满足急加速判断阈值，如油门开度变化率超过某一特定数值，则认定为急加速场景。
在所述扭矩补偿策略条件判断是还可以结合油门踏板信号、刹车踏板信号、车速信号、档位信号等，判断车辆是否为正常状态，满足扭矩补偿基本要求。
可选的，分别判断油门踏板是否故障以及信号是否有效、判断车速信号是否有效、判断整车无动力系统是否故障、判断手刹是否松开及信号是否有效、判断刹车踏板是否踩下及信号是否有效、判断档位是否为D档及信号是否有效；
当油门踏板无故障且信号有效、车速信号有效、整车无动力系统无故障、手刹松开且信号有效、刹车踏板未踩下且信号有效、档位为D档且信号有效同时满足，则判定满足扭矩补偿策略条件，并进行扭矩补偿。
S102、若满足扭矩补偿策略条件，则根据油门踏板开度变化率和当前车速，查表获取补偿扭矩；
其中，预先标定油门踏板开度变化率、车速与补偿扭矩的对应关系，并将对应关系存储至表中。
建立油门踏板开度变化率、车速与补偿扭矩值之间的对应关系，该对应关系可以预先通过实验测试来标定，由此，通过查询可以得到不同油门开度变化率和不同车速所对应的补偿扭矩值。
S103、将补偿扭矩与基础扭矩相加得到需求扭矩，当需求扭矩满足油门上下限限制，则输出需求扭矩。
将常规加速情况下对应的基础扭矩与补偿扭矩相加即可得到的目标输出扭矩，也即需求扭矩，当需求扭矩满足油门扭矩的最大最小限制，则可以控制电机进行扭矩输出。
具体的，如图2所示，提供了扭矩补偿策略的原理示意图，动力域控制器接收档位面板、油门踏板、刹车踏板等信号数据，根据油门踏板开度变化率及当前车速，查表获知补偿扭矩，结合基础扭矩计算分析得到目标输出扭矩，以控制电机输出扭矩。
车辆电池为电机提供动力电源，电机则接收执行域控制器发送的目标扭矩值，进行扭矩输出。
本实施例中，通过有效区分正常踩油门和急踩油门两种工况下的动力需求，在急踩油门工况下，提升动力响应速度，保障整车的急加速性能，满足驾驶员的急加速动力需求。
应理解，上述实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图3为本发明实施例提供的一种域控制器的结构示意图，该域控制器包括：
判断模块310，用于获取油门踏板开度变化率，基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件；
其中，所述获取油门踏板开度变化率包括：
根据公式(1)计算油门踏板开度变化率：
Yn＝(Xn-Xn-1)/t； (1)
式中，Xn表示当前油门百分比采样滤波值，Xn-1表示上一次的油门百分比采样滤波输出值，t表示采样时间，Yn表示油门踏板变化率滤波的输出值。
域控制器根据油门踏板发送的油门信号，可以计算油门踏板的开度变化率，以此判断是否处于急加速场景下。
可选的，所述基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件还包括：
分别判断油门踏板是否故障以及信号是否有效、判断车速信号是否有效、判断整车无动力系统是否故障、判断手刹是否松开及信号是否有效、判断刹车踏板是否踩下及信号是否有效、判断档位是否为D档及信号是否有效；
当油门踏板无故障且信号有效、车速信号有效、整车无动力系统无故障、手刹松开且信号有效、刹车踏板未踩下且信号有效、档位为D档且信号有效同时满足，则判定满足扭矩补偿策略条件，并进行扭矩补偿。
域控制器还可以接收轮速仪发送的车速信号、动力系统反馈信号、手刹信号、刹车踏板信号档位信号等，以判断当前是否满足扭矩补偿策略实施条件。当车辆刹车踏板故障或档位为R档等情况下，显然是不能进行扭矩补偿的。
查询模块320，用于若满足扭矩补偿策略条件，则根据油门踏板开度变化率和当前车速，查表获取补偿扭矩；
其中，预先标定油门踏板开度变化率、车速与补偿扭矩的对应关系，并将对应关系存储至表中；
控制模块330，用于将补偿扭矩与基础扭矩相加得到需求扭矩，当需求扭矩满足油门上下限限制，则控制电机输出需求扭矩。
应理解，本实施中所公开的域控制器可以接收油门踏板、刹车踏板、挡板面板等设备的信号数据，且能对信号数据进行分析计算，判断是否进行扭矩补偿以及扭矩补偿值。该域控制器还可以与电机、电池相连，电机用于执行补偿后的扭矩输出，电池则为电机提供动力电源。
所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和模块的具体工作过程可以参考前述方法实施例中对应的过程，在此不再赘述。
图4是本发明一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。所述电子设备用于电动汽车加急速的动力补偿。如图4所示，该实施例的电子设备4包括：存储器410、处理器420以及系统总线430，所述存储器410包括存储其上的可运行的程序4101，本领域技术人员可以理解，图4中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
下面结合图4对电子设备的各个构成部件进行具体的介绍：
存储器410可用于存储软件程序以及模块，处理器320通过运行存储在存储器410的软件程序以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理。存储器410可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据(比如缓存数据)等。此外，存储器410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
在存储器410上包含网络请求方法的可运行程序4101，所述可运行程序4101可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器410中，并由处理器420执行，以实现动力补偿等，所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序4101在所述电子设备4中的执行过程。例如，所述计算机程序4101可以被分割为判断模块、查询模块和控制模块等功能模块。
处理器420是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器410内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器410内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体状态监控。可选的，处理器420可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器420可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器420中。
系统总线430是用来连接计算机内部各功能部件，可以传送数据信息、地址信息、控制信息，其种类可以是例如PCI总线、ISA总线、CAN总线等。处理器320的指令通过总线传递至存储器410，存储器410反馈数据给处理器420，系统总线430负责处理器420与存储器410之间的数据、指令交互。当然系统总线430还可以接入其他设备，例如网络接口、显示设备等。
在本发明实施例中，该电子设备所包括的处理420执行的可运行程序包括：
获取油门踏板开度变化率，基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件；
若满足扭矩补偿策略条件，则根据油门踏板开度变化率和当前车速，查表获取补偿扭矩；
其中，预先标定油门踏板开度变化率、车速与补偿扭矩的对应关系，并将对应关系存储至表中；
将补偿扭矩与基础扭矩相加得到需求扭矩，当需求扭矩满足油门上下限限制，则输出需求扭矩。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种纯电动车辆扭矩补偿方法，其特征在于，包括：
获取油门踏板开度变化率，基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件；
若满足扭矩补偿策略条件，则根据油门踏板开度变化率和当前车速，查表获取补偿扭矩；
其中，预先标定油门踏板开度变化率、车速与补偿扭矩的对应关系，并将对应关系存储至表中；
将补偿扭矩与基础扭矩相加得到需求扭矩，当需求扭矩满足油门上下限限制，则输出需求扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取油门踏板开度变化率包括：
根据公式(1)计算油门踏板开度变化率：
Yn＝(Xn-Xn-1)/t； (1)
式中，Xn表示当前油门百分比采样滤波值，Xn-1表示上一次的油门百分比采样滤波输出值，t表示采样时间，Yn表示油门踏板变化率滤波的输出值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件还包括：
分别判断油门踏板是否故障以及信号是否有效、判断车速信号是否有效、判断整车无动力系统是否故障、判断手刹是否松开及信号是否有效、判断刹车踏板是否踩下及信号是否有效、判断档位是否为D档及信号是否有效；
当油门踏板无故障且信号有效、车速信号有效、整车无动力系统无故障、手刹松开且信号有效、刹车踏板未踩下且信号有效、档位为D档且信号有效同时满足，则判定满足扭矩补偿策略条件，并进行扭矩补偿。
4.一种域控制器，其特征在于，包括：
判断模块，用于获取油门踏板开度变化率，基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件；
查询模块，用于若满足扭矩补偿策略条件，则根据油门踏板开度变化率和当前车速，查表获取补偿扭矩；
其中，预先标定油门踏板开度变化率、车速与补偿扭矩的对应关系，并将对应关系存储至表中；
控制模块，用于将补偿扭矩与基础扭矩相加得到需求扭矩，当需求扭矩满足油门上下限限制，则控制电机输出需求扭矩。
5.根据权利要求4所述的域控制器，其特征在于，所述获取油门踏板开度变化率包括：
根据公式(1)计算油门踏板开度变化率：
Yn＝(Xn-Xn-1)/t； (1)
式中，Xn表示当前油门百分比采样滤波值，Xn-1表示上一次的油门百分比采样滤波输出值，t表示采样时间，Yn表示油门踏板变化率滤波的输出值。
6.根据权利要求4所述的域控制器，其特征在于，所述基于油门踏板开度变化率判断是否扭矩补偿策略条件还包括：
分别判断油门踏板是否故障以及信号是否有效、判断车速信号是否有效、判断整车无动力系统是否故障、判断手刹是否松开及信号是否有效、判断刹车踏板是否踩下及信号是否有效、判断档位是否为D档及信号是否有效；
当油门踏板无故障且信号有效、车速信号有效、整车无动力系统无故障、手刹松开且信号有效、刹车踏板未踩下且信号有效、档位为D档且信号有效同时满足，则判定满足扭矩补偿策略条件，并进行扭矩补偿。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述的一种纯电动车辆扭矩补偿方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1至3任一项所述的一种纯电动车辆扭矩补偿方法的步骤。
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