專利名稱:電動(dòng)汽車的扭矩控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及ー種扭矩控制方式,尤其涉及一種用于電動(dòng)汽車的扭矩控制方法。
背景技術(shù):
能源危機(jī)和環(huán)境惡化已成為制約全球發(fā)展的重要因素,研究節(jié)能、環(huán)保的汽車是緩解能源壓力、降低環(huán)境污染的有效手段之一。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車或混合動(dòng)カ車相比,電動(dòng)車采用純電カ驅(qū)動(dòng),能達(dá)到減少排放,降低能耗的目的。與傳統(tǒng)汽車相比,純電動(dòng)車是靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)車輛的前進(jìn)和倒退,電動(dòng)機(jī)不僅可以提供動(dòng)力,還能參與車輛制動(dòng)并回收制動(dòng)能量。純電動(dòng)車的能量主要存儲(chǔ)在電池中,且可外接充電。由于純電動(dòng)車的動(dòng)カ系統(tǒng)多由電動(dòng)機(jī)直接通過變速箱將能量傳遞到車輪,因而對電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的控制直接影響整車的駕駛。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種電動(dòng)汽車的扭矩控制方法,在體現(xiàn)駕駛者意圖的前提下精確控制電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩,保證電動(dòng)車的行駛安全。本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車的扭矩控制方法,其包括
a、計(jì)算踏板位置綜合修正系數(shù)C1;
b、根據(jù)步驟a中得到的踏板位置綜合修正系數(shù)C1,計(jì)算修正后的踏板位置P1;
C、根據(jù)步驟b中得到的修正后的踏板位置P1,計(jì)算電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1 ;
d、根據(jù)步驟c中得到的電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1,計(jì)算電池請求電流I1;
e、根據(jù)步驟d中得到的電池請求電流I1,計(jì)算目標(biāo)電流差I(lǐng)2;
f、根據(jù)步驟e中得到的目標(biāo)電流差I(lǐng)2,計(jì)算電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2;
g、根據(jù)步驟f中得到的電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2,計(jì)算電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3;
h、根據(jù)步驟g中得到的電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3,計(jì)算電機(jī)實(shí)際扭矩T4;
i、根據(jù)步驟h中得到的電機(jī)實(shí)際扭矩T4控制電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的再一種示意性的實(shí)施方式中,步驟a中踏板位置綜合修正系數(shù)C1的計(jì)算公式為X1=C11 XC12XC13XC14XC15XC16,其中Cn是踏板模式修正系數(shù),C12是前進(jìn)擋位修正系數(shù),C13是電機(jī)轉(zhuǎn)速修正系數(shù),C14是踏板位置修正系數(shù),C15是駕駛模式修正系數(shù),C16是車速修正系數(shù),上述參數(shù)需要在車輛標(biāo)定過程中確定最終的數(shù)值;其中踏板模式修正系數(shù)C11在電動(dòng)汽車處于加速模式時(shí)可設(shè)為0. 8,處于減速模式時(shí)可設(shè)為
0.5 ;前進(jìn)擋位修正系數(shù)C12的取值可設(shè)為I ;電機(jī)轉(zhuǎn)速修正系數(shù)C13的取值可設(shè)為0. 5 ;踏板位置修正系數(shù)C14的取值為I ;駕駛模式修正系數(shù)C15在運(yùn)動(dòng)模式時(shí)可設(shè)為1,前進(jìn)檔,低速檔或倒車檔時(shí)可設(shè)為0. 5 ;車速修正系數(shù)C16的取值可設(shè)為I。在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的另ー種示意性的實(shí)施方式中,步驟h中得到的當(dāng)前循環(huán)的電機(jī)實(shí)際扭矩T4還輸入到步驟c中,用以計(jì)算下一個(gè)循環(huán)的電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1。
在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的又一種示意性的實(shí)施方式中,步驟c中電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1的計(jì)算公式為J1=P1XC21XC22X (T4,/T42,),其中,C21是初始目標(biāo)相對扭矩系數(shù),C22是電機(jī)目標(biāo)相對扭矩系數(shù),其中C21和C22是標(biāo)定參數(shù),車輛精確標(biāo)定后才能確定最終的數(shù)值,T/是前一次循環(huán)計(jì)算得出的電機(jī)實(shí)際扭矩,且所述電動(dòng)汽車的扭矩控制方法每10毫秒計(jì)算一次所述電機(jī)實(shí)際扭矩,T42’是前一次循環(huán)控制輸出電機(jī)實(shí)際扭矩后,所述電動(dòng)汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制単元所檢測到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)當(dāng)前扭矩,且所述電動(dòng)汽車的扭矩控制方法每10毫秒檢測一次所述電機(jī)當(dāng)前扭矩。在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的又一種示意性的實(shí)施方式中,初始目標(biāo)相對扭矩系數(shù)C21的取值可設(shè)為I ;且電機(jī)目標(biāo)相對扭矩系數(shù)C22的取值可設(shè)為
轉(zhuǎn)速正常模式C22值超載模式C22值
1000 轉(zhuǎn) / 分80%100%
2000 轉(zhuǎn) / 分80%100%
3000 轉(zhuǎn) / 分80%100%
4000 轉(zhuǎn) / 分70%90%
5000 轉(zhuǎn) / 分60%80%
6000 轉(zhuǎn) / 分50%60%
7000 轉(zhuǎn) / 分40%50%
8000 轉(zhuǎn) / 分35%40%
9000 轉(zhuǎn) / 分30%40%
10000 轉(zhuǎn) / 分30%40%o在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的又一種示意性的實(shí)施方式中,步驟d中電池請求電流Il的計(jì)算公式為=I1=N5+ (C5XVXiN5=T1XTmXS /k,其中,N5是電機(jī)請求功率,単位為KW,V是由電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)直接測量得到的總線電壓,単位為伏,Tm是電機(jī)最大扭矩,即電機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上測得的最大扭矩,単位Nm,S是電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速,單位轉(zhuǎn)/分,k為換算系數(shù),為9550,C5是壓降系數(shù),且C5的值與電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1相比可具有如下某種對應(yīng)關(guān)系
T1 值 20%40%60%80%100%
C5 值 5%10%15%20%20%o在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的又一種示意性的實(shí)施方式中,步驟e中目標(biāo)電流差 I2的計(jì)算公式為12= I I6-I1 I /I1,其中I6是電池目標(biāo)電流,且I6是電池最大限制電流和電池請求電流I1之中的較小者,電池最大限制電流為電池出廠的標(biāo)定值。在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的又一種示意性的實(shí)施方式中,步驟f■中電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2的計(jì)算公式為=T2=T1X (I — 12)。在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的又一種示意性的實(shí)施方式中,步驟g中電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3的計(jì)算公式為T3=T2+T8,且T8=RAMPXC8,其中,T8是踏板快踩修正扭矩,
CS是踏板快踩修正系數(shù),它可以取值為1,RAMP為乘子,其初始值為1,且每經(jīng)過0. I秒,RAMP按照公式RAMPn=RAMPn-I XCOF迭代運(yùn)算一次,其中COF為濾波系數(shù),且COF的取值可如下
電機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)2000 4000 6000 8000 10000COF0.80. 70.60. 5
0. 4。在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的又一種示意性的實(shí)施方式中,步驟h中電機(jī)實(shí)際扭矩T4的計(jì)算公式為T4=MIN (T91, T92, T93, T94, T95),其中T91由電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩電機(jī)扭矩T3計(jì)算得出;T92是低電量限制扭矩,且T92的取值可為
電池剩余電量10%20%30%40%
扭矩值20%30%50%100%
T93是電池高低溫限制扭矩,且T93的取值可以設(shè)為 電池溫度-30°C -IO0C IO0C 30 0C 50 0C
電池高低溫限制扭矩T93 80%100% 100% 100% 80% ;
T94是電機(jī)限制扭矩,且T94=MIN (T61,(其他故障限扭T66)),式中,T61是電機(jī)溫度扭矩,它的取值為
電機(jī)冷卻液溫度 _30°C -IO0C IO0C 30 0C 50 0C 電機(jī)溫度限扭 T6I 80%100% 100% 100% 80% ;
其他故障限值扭矩T66是電機(jī)系統(tǒng)故障而限值的扭矩值;
T95是踏板故障限制扭矩,取值為10%。使用電動(dòng)汽車的扭矩控制方法,在體現(xiàn)駕駛者意圖的前提下能夠精確控制電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩,保證電動(dòng)車的行駛安全。
以下附圖僅對本發(fā)明做示意性說明和解釋,并不限定本發(fā)明的范圍。圖I是電動(dòng)汽車的扭矩控制方法一種示意性實(shí)施方式的控制流程示意圖。圖2是電動(dòng)汽車的扭矩控制方法一種示意性實(shí)施方式中電機(jī)扭矩的計(jì)算流程示意圖。標(biāo)識(shí)說明
C1踏板位置綜合修正系數(shù) C11踏板模式修正系數(shù) C12前進(jìn)擋位修正系數(shù) C13電機(jī)轉(zhuǎn)速修正系數(shù) C14踏板位置修正系數(shù) C15駕駛模式修正系數(shù) C16車速修正模式 C21初始目標(biāo)相對扭矩系數(shù) C22電機(jī)目標(biāo)相對扭矩系數(shù)
C5壓降系數(shù)
C8踏板快踩修正系數(shù)
P1修正后的踏板位置 P11踏板位置
N5電機(jī)請求功率T1電機(jī)目標(biāo)相對扭矩
T2電機(jī)內(nèi)部凈扭矩
T3電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩
T4電機(jī)實(shí)際扭矩
T8踏板快踩修正扭矩
Tm是電機(jī)最大扭矩 T91電機(jī)扭矩 T92低電量限制扭矩 T93電池高低溫限制扭矩 T94 電機(jī)限制扭矩
T95踏板故障限制扭矩
11電池請求電流
12計(jì)算目標(biāo)電流差 I6電池目標(biāo)電流
V總線電壓。下文將以明確易懂的方式,結(jié)合
優(yōu)選實(shí)施例,對電動(dòng)汽車的扭矩控制方法的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)ー步說明。
具體實(shí)施例方式為了對發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對照
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
,在各圖中相同的標(biāo)號表不相同的部分。圖I是電動(dòng)汽車的扭矩控制方法一種示意性實(shí)施方式的控制流程示意圖。如圖所示,電動(dòng)汽車的扭矩控制流程開始于步驟S10,在步驟SlO中電動(dòng)汽車的整車控制器(以下簡稱VCU)計(jì)算踏板位置綜合修正系數(shù)C1,并將踏板位置綜合修正系數(shù)C1輸入步驟S20。步驟S20中,根據(jù)步驟SlO得到的踏板位置綜合修正系數(shù)C1, VCU計(jì)算修正后的踏板位置P1,并將計(jì)算結(jié)果輸出到步驟S30。步驟S30中,根據(jù)步驟S20得到的修正后的踏板位置PpVCU計(jì)算電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1,并將計(jì)算結(jié)果輸出到步驟S40。步驟S40中,根據(jù)步驟S30得到的電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1,VCU計(jì)算電池請求電流I1,并將計(jì)算結(jié)果輸出到步驟S50。步驟S50中,根據(jù)步驟S40得到的電池請求電流I1,VCU計(jì)算目標(biāo)電流差I(lǐng)2,并將計(jì)算結(jié)果輸出到步驟S60。步驟S60中,根據(jù)步驟S50得到的目標(biāo)電流差12,V⑶計(jì)算電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2,并將計(jì)算結(jié)果輸出到步驟S70。步驟S70中,根據(jù)步驟S60得到的電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2,VCU計(jì)算電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3,并將計(jì)算結(jié)果輸出到步驟S80。步驟S80中,根據(jù)步驟S70得到的電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3,VCU計(jì)算電機(jī)實(shí)際扭矩T4,并將計(jì)算結(jié)果信號傳輸至電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制単元。在步驟S90,電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制単元根據(jù)電機(jī)實(shí)際扭矩T4控制驅(qū)動(dòng)電機(jī),隨后控制流程結(jié)束。在電動(dòng)汽車的扭矩控制方法ー種具體實(shí)施方式
中,踏板位置綜合修正系數(shù)C1的計(jì)算公式為
C1=C11XC12XC13XC14XC15XC16,
其中=C11是踏板模式修正系數(shù),C12是前進(jìn)擋位修正系數(shù),C13是電機(jī)轉(zhuǎn)速修正系數(shù),C14是踏板位置修正系數(shù),C15是駕駛模式修正系數(shù),C16是車速修正系數(shù)。
例如,在一種控制方法中,踏板模式修正系數(shù)C11是ー個(gè)ニ維表格
權(quán)利要求
1.電動(dòng)汽車的扭矩控制方法,其包括 a、計(jì)算踏板位置綜合修正系數(shù)C1;b、根據(jù)步驟a中得到的所述踏板位置綜合修正系數(shù)C1,計(jì)算修正后的踏板位置P1; C、根據(jù)步驟b中得到的所述修正后的踏板位置P1,計(jì)算電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1 ; d、根據(jù)步驟c中得到的所述電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1,計(jì)算電池請求電流I1; e、根據(jù)步驟d中得到的所述電池請求電流I1,計(jì)算目標(biāo)電流差I(lǐng)2; f、根據(jù)步驟e中得到的所述目標(biāo)電流差I(lǐng)2,計(jì)算電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2; g、根據(jù)步驟f中得到的所述電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2,計(jì)算電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3; h、根據(jù)步驟g中得到的所述電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3,計(jì)算電機(jī)實(shí)際扭矩T4; i、根據(jù)步驟h中得到的所述電機(jī)實(shí)際扭矩T4控制所述電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
2.如權(quán)利要求I所述的控制方法,其中所述步驟a中所述踏板位置綜合修正系數(shù)C1的計(jì)算公式為C1=C11XC12XC13XC14XC15XC16, 其中=C11是踏板模式修正系數(shù),C12是前進(jìn)擋位修正系數(shù),C13是電機(jī)轉(zhuǎn)速修正系數(shù),C14是踏板位置修正系數(shù),C15是駕駛模式修正系數(shù),C16是車速修正系數(shù), 所述踏板模式修正系數(shù)C11在電動(dòng)汽車處于加速模式時(shí)可以設(shè)定為0. 8,處于減速模式時(shí)為0.5 ; 所述前進(jìn)擋位修正系數(shù)C12的取值可以設(shè)為I ; 所述電機(jī)轉(zhuǎn)速修正系數(shù)C13的值可以設(shè)為 電機(jī)轉(zhuǎn)速修正系數(shù)電機(jī)轉(zhuǎn)速,単位為轉(zhuǎn)/分 90%1000 80% 2000 75%3000 70%400065%5000 60% 6000 55%7000 50%8000 50%9000 50%10000 所述踏板位置修正系數(shù)C14的取值可以設(shè)為I ; 所述駕駛模式修正系數(shù)C15在運(yùn)動(dòng)模式時(shí)可以設(shè)為1,前進(jìn)檔,低速檔或倒車檔時(shí)可以設(shè)為0. 5 ;和 所述車速修正系數(shù)C16的可以取值為I。
3.如權(quán)利要求I所述的控制方法,其中所述步驟h中得到的當(dāng)前循環(huán)的所述電機(jī)實(shí)際扭矩T4還輸入到所述步驟c中,用以計(jì)算下一個(gè)循環(huán)的電機(jī)目標(biāo)相對扭矩1\。
4.如權(quán)利要求3所述的控制方法,其中所述步驟c中所述電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1的計(jì)算公式為 T1=P1XC21XC22X (T/ /T42’),其中,C21是初始目標(biāo)相對扭矩系數(shù), C22是電機(jī)目標(biāo)相對扭矩系數(shù), T4,是前一次循環(huán)計(jì)算得出的電機(jī)實(shí)際扭矩,且所述電動(dòng)汽車的扭矩控制方法每10毫秒計(jì)算一次所述電機(jī)實(shí)際扭矩, T42’是前一次循環(huán)控制輸出電機(jī)實(shí)際扭矩后,所述電動(dòng)汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制単元所檢測到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)當(dāng)前扭矩,且所述電動(dòng)汽車的扭矩控制方法每10毫秒檢測一次所述電機(jī)當(dāng)前扭矩。
5.如權(quán)利要求4所述的控制方法,其中,初始目標(biāo)相對扭矩系數(shù)C21的取值為可設(shè)為1,且電機(jī)目標(biāo)相對扭矩系數(shù)C22的取值可以為 轉(zhuǎn)速正常模式C22值超載模式C22值 1000 轉(zhuǎn) / 分80%100% 2000 轉(zhuǎn) / 分80%100% 3000 轉(zhuǎn) / 分80%100% 4000 轉(zhuǎn) / 分70%90% 5000 轉(zhuǎn) / 分60%80% 6000 轉(zhuǎn) / 分50%60% 7000 轉(zhuǎn) / 分40%50% 8000 轉(zhuǎn) / 分35%40% 9000 轉(zhuǎn) / 分30%40% 10000 轉(zhuǎn) / 分30%40%o
6.如權(quán)利要求I所述的控制方法,其中所述步驟d中所述電池請求電流I1的計(jì)算公式為 I1=N5+ (C5XVXiN5=T1XTniXS /k,其中, N5是電機(jī)請求功率,單位為KW, V是由所述電動(dòng)汽車的控制系統(tǒng)直接測量得到的總線電壓,単位為伏, Tm是電機(jī)最大扭矩,即電機(jī)在試驗(yàn)臺(tái)上測得的最大扭矩,單位NXm, S是電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速,單位轉(zhuǎn)/分, k為換算系數(shù),為9550, C5是壓降系數(shù),且C5的值與所述電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1相比可以具有如下對應(yīng)關(guān)系 T1 值 20% 40% 60% 80% 100% C5 值 5% 10% 15% 20% 20%o
7.如權(quán)利要求I所述的控制方法,其中所述步驟e中所述目標(biāo)電流差I(lǐng)2的計(jì)算公式為I2= I I6 — Ii I /エ1, 其中I6是電池目標(biāo)電流,且I6是電池最大限制電流和電池請求電流I1之中的較小者,所述電池最大限制電流為電池出廠的標(biāo)定值。
8.如權(quán)利要求I所述的控制方法,其中所述步驟f中所述電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2的計(jì)算公式為T2=T1 X (I — 12)。
9.如權(quán)利要求I所述的控制方法,其中所述步驟g中所述電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3的計(jì)算公式為 T3=T2+T8,且 T8=RAMPXC8,其中, T8是踏板快踩修正扭矩, C8是踏板快踩修正系數(shù)可以設(shè)為1, RAMP為乘子,且其初始值可設(shè)為為1,且每經(jīng)過0. I秒,RAMP按如下公式 RAMPn=RAMPn^1 X COF 迭代運(yùn)算一次,其中COF為濾波系數(shù),且COF的取值可如下 電機(jī)轉(zhuǎn)速,單位為轉(zhuǎn)/分 2000 4000 6000 8000 10000 COF0.8 0. 7 0.6 0. 5 0.4。
10.如權(quán)利要求I所述的控制方法,其中所述步驟h中所述電機(jī)實(shí)際扭矩T4的計(jì)算公式為T4=MIN (T91,T92, T93, T94, T95),其中 T91由電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩電機(jī)扭矩T3計(jì)算得出; T92是低電量限制扭矩,且T92的取值可如下 電池剩余電量 10% 20% 30% 40% 扭矩值20% 30% 50% 100% T93是電池高低溫限制扭矩,且T93的取值表格為 電池溫度-30°C -IO0C IO0C 30 0C 50 0C 電池高低溫限制扭矩T93 80% 100% 100% 100% 80% ; T94是電機(jī)限制扭矩,且T94=MIN (T61,(其他故障限扭T66)), 式中,T61是電機(jī)溫度限扭,它的取值可設(shè)為 電機(jī)冷卻液溫度 _30°C -IO0C IO0C 30 0C 50 0C 電機(jī)溫度限扭 T6I 80% 100% 100% 100% 80% ; 其他故障限值扭矩T66是由于電機(jī)系統(tǒng)故障而限值的扭矩值; T95是踏板故障限制扭矩,可以取值為10%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車的扭矩控制方法,其包括計(jì)算踏板位置綜合修正系數(shù)C1;根據(jù)踏板位置綜合修正系數(shù)C1,計(jì)算修正后的踏板位置P1;根據(jù)修正后的踏板位置P1,計(jì)算電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1;根據(jù)電機(jī)目標(biāo)相對扭矩T1,計(jì)算電池請求電流I1;根據(jù)電池請求電流I1,計(jì)算目標(biāo)電流差I(lǐng)2;根據(jù)目標(biāo)電流差I(lǐng)2,計(jì)算電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2;根據(jù)電機(jī)內(nèi)部凈扭矩T2,計(jì)算電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3;根據(jù)電機(jī)內(nèi)部目標(biāo)扭矩T3,計(jì)算電機(jī)實(shí)際扭矩T4;根據(jù)電機(jī)實(shí)際扭矩T4控制電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。使用電動(dòng)汽車扭矩控制方法,在體現(xiàn)駕駛者意圖的前提下精確控制電動(dòng)機(jī)的輸出扭矩,保證電動(dòng)車的行駛安全。
文檔編號B60L15/20GK102756667SQ20111010492
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者于樹懷, 王鵬 申請人:長春易控汽車電子有限公司