电动汽车驱动转矩分配方法、装置和计算机设备与流程

文档序号:20841945发布日期:2020-05-22 17:37阅读:363来源:国知局
电动汽车驱动转矩分配方法、装置和计算机设备与流程

本发明涉及汽车技术领域,特别是涉及一种电动汽车驱动转矩分配方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。



背景技术:

随着环境的不断恶化以及能源的急速短缺,各种使用清洁能源的产品正以不断增长的速度在发展,世界各国也纷纷对这些产品做出补贴,其中电动汽车便是使用清洁能源的产品中的一种,电动汽车作为新能源汽车,具有无污染、噪声低、能源效率高、能源多样化、维修方便等优点。其中双电机驱动的电动汽车是其中一种,双电机驱动的电动汽车可以提高整车的工作效率,从而提高续航里程。

双电机驱动的电动汽车通常需要对每个电机进行转矩分配,目前对电机转矩分配方法主要有基于规则的分配、基于在线优化函数的分配和基于离线优化函数的分配,其中基于规则的分配计算量小,然而无法充分发挥驱动系统的潜力,不能实现经济又稳定的转矩分配;基于在线优化函数的分配通常计算量庞大,难以应用到实际工程;基于离线优化函数的分配,计算量小,但没有考虑车辆实际运行情况对转矩分配的影响。

因此,目前对于双电机的转矩分配方法存在不能实现稳定又经济地分配转矩的缺陷。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统技术中不能稳定又经济地分配转矩的技术问题,提供。

一种电动汽车驱动转矩方法,所述电动汽车包括前电机和后电机,所述方法包括步骤:

获取转矩分配系数的约束范围;所述转矩分配系数用于确定所述电动汽车中每个电机的转矩;所述转矩分配系数通过所述电动汽车的总需求转矩、前电机转矩和后电机转矩得到;

将所述转矩分配系数的约束范围划分为多个子约束范围;

根据每个所述子约束范围中的转矩分配系数以及预设迭代算法,对优化目标函数进行求解,得到令所述优化目标函数的输出值最小的目标转矩分配系数;所述优化目标函数用于得到令电动汽车稳定性和经济性均最优的转矩分配系数;

根据所述总需求转矩和所述目标转矩分配系数,得到所述电动汽车的前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。

在一个实施例中,所述获取转矩分配系数的约束范围,包括:

获取第一约束范围,所述第一约束范围根据所述电动汽车的当前时刻的电机外特性和当前时刻的总需求转矩得到;

获取第二约束范围,所述第二约束范围根据所述电动汽车的上一预设时刻的转矩分配系数、上一预设时刻的总需求转矩以及上一预设时刻的车速得到;

根据所述第一约束范围和所述第二约束范围,得到所述转矩分配系数的约束范围。

在一个实施例中,其特征在于,所述获取第一约束范围,包括:

获取所述当前时刻的总需求转矩和当前时刻的后电机外特性转矩的差值;

将所述差值与0比较,获取其中的最大值;

获取当前时刻的前电机外特性转矩与所述当前时刻的后电机外特性转矩的和,作为当前时刻的总电机外特性转矩;

获取所述当前时刻的总需求转矩和所述当前时刻的总电机外特性转矩之间的第一最小值;

获取所述最大值和第一最小值的比值,作为所述第一约束范围的最小值;

获取所述当前时刻的前电机外特性转矩和所述当前时刻的总需求转矩之间的第二最小值;

获取所述第二最小值与所述第一最小值的比值,作为所述第一约束范围的最大值;

根据所述第一约束范围的最小值和所述第一约束范围的最大值,确定所述第一约束范围;

所述获取第二约束范围,包括:

将上一预设时刻的实际转矩分配系数减第一预设数值,得到预选最小值;所述第一预设数值与所述电动汽车加速度成反比;

获取所述预选最小值与0之间的最大值,作为所述第二约束范围的最小值;

将上一预设时刻的实际转矩分配系数加第二预设数值,得到预选最大值;所述第二预设数值与所述电动汽车加速度成反比;

获取所述预选最大值与1之间的最小值,作为所述第二约束范围的最大值;

根据所述第二约束范围的最小值和所述第二约束范围的最大值,确定所述第二约束范围;

所述根据所述第一约束范围和所述第二约束范围,得到所述转矩分配系数的约束范围,包括:

获取所述第一约束范围和所述第二约束范围的交集,得到所述转矩分配系数的约束范围。

在一个实施例中,所述根据每个所述子约束范围中的转矩分配系数以及预设迭代算法,对优化目标函数进行求解之前,包括:

获取第一优化目标函数;所述第一优化目标函数为计算电动汽车的轴荷分配最优值的函数;

获取第二优化目标函数;所述第二优化目标函数为计算电动汽车的电机总效率最优值的函数;

获取所述第二优化目标函数的影响参数;所述影响参数用于表示所述第二优化目标函数对所述优化目标函数的影响比重;

根据所述第一优化目标函数、所述第二优化目标函数和所述影响参数,确定所述优化目标函数。

在一个实施例中,所述获取第一优化目标函数,包括:

根据所述电动汽车的前桥纵向力、后桥纵向力、前桥轴荷和后桥轴荷,得到所述第一优化目标函数;

所述获取第二优化目标函数,包括:

根据所述电动汽车的前电机效率、前电机转矩和前电机转速,确定第一效率函数;

根据所述电动汽车的后电机效率、后电机转矩和后电机转速,确定第二效率函数;

根据所述第一效率函数、所述第二效率函数和所述总需求转矩,得到所述第二优化目标函数。

在一个实施例中,所述根据每个所述子约束范围中转矩分配系数以及预设迭代算法,对优化目标函数进行求解,得到令所述优化目标函数的输出值最小的目标转矩分配系数,包括:

将与所述子约束范围中的最小值距离第一预设数值的第一转矩分配系数作为所述优化目标函数的第一输入值;

将与所述子约束范围中的最小值距离第二预设数值的第二转矩分配系数作为所述优化目标函数的第二输入值;

将所述第一输入值和所述第二输入值分别输入所述优化目标函数,得到相应的第一输出值和第二输出值;

根据所述第一输出值和第二输出值,调整所述子约束范围,以使所述子约束范围向所述第一输出值和第二输出值中较小的输出值对应的输入值调整;

返回执行将与所述子约束范围中的最小值距离第一预设数值的第一转矩分配系数作为所述优化目标函数的第一输入值的步骤,直到达到预设条件时,停止调整所述子约束范围;所述预设条件根据所述第一输出值和第二输出值的大小、所述第二优化目标函数的输出值、所述第一优化目标函数的输出值或迭代次数确定;

将所述第一输入值和第二输入值的平均值,作为所述子约束范围对应的最优转矩分配系数;

从多个所述子约束范围对应的最优转矩分配系数中,选择令所述优化目标函数的输出值最小的最优转矩分配系数,作为目标转矩分配系数。

在一个实施例中,所述预设条件包括以下至少一种:

调整后的子约束范围的区间长度小于第一阈值;

所述第一优化目标函数的输出值小于第二阈值;

所述第二优化目标函数的输出值小于第三阈值;

迭代次数达到第四阈值。

在一个实施例中,所述根据所述总需求转矩和所述目标转矩分配系数,得到电动汽车的前电机需要的转矩和后电机需要的转矩,包括:

根据电机驱动转矩计算函数和所述目标转矩分配系数,得到电动汽车的前电机期望转矩和后电机期望转矩;所述电机驱动转矩计算函数根据所述转矩分配系数和所述总需求转矩得到;

当所述前电机期望转矩和所述后电机期望转矩均在预设范围内时,确定所述前电机期望转矩和所述后电机期望转矩分别为所述前电机需要的转矩和所述后电机需要的转矩;

当所述前电机期望转矩或所述后电机期望转矩在预设范围外时,调整所述前电机期望转矩或所述后电机期望转矩至所述预设范围内,根据调整后的所述前电机期望转矩和后电机期望转矩,得到所述前电机需要的转矩和所述后电机需要的转矩。

一种电动汽车驱动转矩分配装置,所述电动汽车包括前电机和后电机,所述装置包括:

获取模块,用于获取转矩分配系数的约束范围;所述转矩分配系数用于确定所述电动汽车中每个电机的转矩;所述转矩分配系数通过所述电动汽车的总需求转矩、前电机转矩和后电机转矩得到;

划分模块,用于将所述转矩分配系数的约束范围划分为多个子约束范围;

计算模块,用于根据每个所述子约束范围中的转矩分配系数以及预设迭代算法,对优化目标函数进行求解,得到令所述优化目标函数的输出值最小的目标转矩分配系数;所述优化目标函数用于得到令电动汽车稳定性和经济性均最优的转矩分配系数;

分配模块,用于根据所述总需求转矩和所述目标转矩分配系数,得到所述电动汽车的前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。

一种计算机设备,包括处理器和存储器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的电动汽车驱动转矩分配方法。

一种计算机可读存储介质,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所述的电动汽车驱动转矩分配方法。

上述电动汽车驱动转矩分配方法、装置、计算机设备和存储介质,通过获取转矩分配系数的约束范围,将该转矩分配系数约束范围划分为多个子约束范围,在每个子约束范围中根据转矩分配系数和预设迭代算法,对优化目标函数进行求解,得到令优化目标函数输出值最小的目标转矩分配系数,从而得到令电动汽车稳定性和经济性最优的转矩分配系数,根据该目标转矩分配系数和总需求转矩,得到电动汽车前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。相较于传统的转矩分配方法,本申请可以在优化时对转矩分配系数的范围进行约束,减少了计算量,避免转矩分配方式过于极端,还可以在每个子约束范围内进行最优转矩分配系数的计算,避免出现局部最优解并缩短计算时间,实现了令经济性和稳定性均最优地分配转矩的效果。

附图说明

图1为一个实施例中电动汽车驱动转矩分配方法的流程示意图;

图2为一个实施例中获取转矩分配系数约束范围步骤的流程示意图;

图3为一个实施例中得到目标转矩分配系数步骤的流程示意图;

图4为另一个实施例中电动汽车驱动转矩分配方法的流程示意图;

图5为一个实施例中电动汽车驱动转矩分配装置的结构框图;

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

需要说明的是,本发明实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,可以理解地,“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换,以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在一个实施例中,提供了一种电动汽车驱动转矩分配方法,参考图1,图1为一个实施例中电动汽车驱动转矩分配方法的流程示意图,以该方法应用于电动汽车中的控制终端为例进行说明,该电动车包括前电机和后电机,该电动汽车驱动转矩分配方法可以包括以下步骤:

步骤s101,获取转矩分配系数的约束范围;转矩分配系数用于确定电动汽车中每个电机的转矩;转矩分配系数通过电动汽车的总需求转矩、前电机转矩和后电机转矩得到。

其中,转矩可以是各种工作机械传动轴的基本载荷形式,与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系;转矩分配系数可以是用于决定上述电动汽车的每个电机的转矩,例如可以是前电机转矩和后电机转矩的系数。具体地,转矩分配系数可以为:其中,b可以是转矩分配系数,tf为前电机转矩,tr为后电机转矩,tall为总需求转矩。控制终端可以按照预设条件,将上述电动汽车的当前时刻的总需求转矩,按照转矩分配系数,分别分配至前电机和后电机。上述转矩分配系数可以是在约束范围内的转矩分配系数,控制终端可以获取上述转矩分配系数的约束范围,在该约束范围内,计算上述转矩分配系数。

步骤s102,将转矩分配系数的约束范围划分为多个子约束范围。

其中,子约束范围可以是将上述转矩分配系数划分后的约束范围,子约束范围可以有多个,控制终端可以将上述转矩分配系数的约束范围划分为多个区间长度相等的子约束范围,也可以将上述转矩分配系数的约束范围划分为多个区间长度不相等的子约束范围。具体的,各区间可以是[cn,dn]。其中n可以是自然数,n的最大值可以是上述子约束范围的最大数量。控制终端可以在上述子约束范围内分别进行优化搜索,避免结果陷入局部最优值。

步骤s103,根据每个子约束范围中的转矩分配系数以及预设迭代算法,对优化目标函数进行求解,得到令优化目标函数的输出值最小的目标转矩分配系数;优化目标函数用于得到令电动汽车稳定性和经济性综合最优的转矩分配系数。

其中,上述子约束范围可以是转矩分配系数的子约束范围,预设迭代算法可以是用于在上述子约束范围中找到最优转矩分配系数的算法,例如可以是改进黄金分割法,优化目标函数可以是用于得到令电动汽车稳定性和经济性均最优的转矩分配系数的函数,优化目标函数可以通过多个子目标函数得到。控制终端可以在上述每个子约束范围中,根据每个子约束范围内的转矩分配系数,通过预设迭代算法,最终得到令优化目标函数输出值最小的目标转矩分配系数。其中,每个子约束范围内都可以计算出该子约束范围内的令优化目标函数输出值最小的转矩分配系数,控制终端可以在每个子约束范围内中计算得到的令优化目标函数输出值最小转矩分配系数中,选出在这些转矩分配系数中最优的转矩分配系数,即可以是在所有子约束范围求得的转矩分配系数中令优化目标函数输出值最小的转矩分配系数,作为目标转矩分配系数。

步骤s104,根据总需求转矩和所述目标转矩分配系数,得到电动汽车的前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。

其中,总需求转矩可以是上述电动汽车在当前时刻需要的总需求转矩,该需求转矩需要被分配到上述电动汽车的各个电机中,例如可以是将总需求转矩分配到前电机和后电机中。控制终端可以在得到目标转矩分配系数后,按照上述转矩分配系数的公式将该总需求转矩分配到前电机和后电机中,得到上述电动汽车的前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。

上述电动汽车驱动转矩分配方法,通过获取转矩分配系数的约束范围,将该转矩分配系数约束范围划分为多个子约束范围,在每个子约束范围中根据转矩分配系数和预设迭代算法,对优化目标函数进行求解,得到令优化目标函数输出值最小的目标转矩分配系数,从而得到令电动汽车稳定性和经济性最优的转矩分配系数,根据该目标转矩分配系数和总需求转矩,得到电动汽车前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。相较于传统的转矩分配方法,本申请可以在优化时对转矩分配系数的范围进行约束,减少了计算量并避免转矩分配方式过于极端,还可以在每个子约束范围内进行最优转矩分配系数的计算,避免出现局部最优解并缩短计算时间,实现了令经济性和稳定性均最优地分配转矩的效果。

在一个实施例中,获取转矩分配系数的约束范围,包括:获取第一约束范围,第一约束范围根据电动汽车的当前时刻的电机外特性和当前时刻的总需求转矩得到;获取第二约束范围,第二约束范围根据电动汽车的上一预设时刻的转矩分配系数、上一预设时刻的总需求转矩以及上一预设时刻的车速得到;根据第一约束范围和第二约束范围,得到转矩分配系数的约束范围。

本实施例中,第一约束范围和第二约束范围可以用于确定上述转矩分配系数约束范围。控制终端可以根据电动汽车当前时刻的电机外特性和当前时刻的总需求转矩得到第一约束范围,还可以根据电动汽车的上一预设时刻的转矩分配系数、上一预设时刻的总需求转矩以及上一预设时刻的车速得到第二约束范围,再可以通过预设条件,将第一约束范围和第二约束范围结合,得到上述转矩分配系数的约束范围。具体地,第一约束范围可以是基于电机外特性计算转矩分配系数的约束范围,第二约束范围可以是基于上一预设时刻转矩分配系数的转矩分配系数约束范围。其中,上一预设时刻可以根据实际情况设定,例如可以是一个控制器计算步长前的时刻等。通过本实施例,控制终端可以根据电动汽车外特性和上一预设时刻转矩分配系数共同确定上述转矩分配系数的约束范围,减小了计算量与转矩分配系数的波动,有利于提高车辆稳定性。

在一个实施例中,如图2所示,图2为一个实施例中获取转矩分配系数约束范围步骤的流程示意图。获取第一约束范围,包括:获取当前时刻的总需求转矩和当前时刻的后电机外特性转矩的差值;将差值与0比较,获取其中的最大值;获取当前时刻的前电机外特性转矩与当前时刻的后电机外特性转矩的和,作为当前时刻的总电机外特性转矩;获取当前时刻的总需求转矩和当前时刻的总电机外特性转矩之间的第一最小值;获取最大值和第一最小值的比值,作为第一约束范围的最小值;获取当前时刻的前电机外特性转矩和当前时刻的总需求转矩之间的第二最小值;获取第二最小值与所述第一最小值的比值,作为所第一约束范围的最大值;根据第一约束范围的最小值和第一约束范围的最大值,确定第一约束范围。

获取第二约束范围,包括:将上一预设时刻的实际转矩分配系数减第一预设数值,得到预选最小值;第一预设数值与电动汽车加速度成反比;获取预选最小值与0之间的最大值,作为第二约束范围的最小值;将上一预设时刻的实际转矩分配系数加第二预设数值,得到预选最大值;第二预设数值与所述电动汽车加速度成反比;获取预选最大值与1之间的最小值,作为第二约束范围的最大值;根据第二约束范围的最小值和第二约束范围的最大值,确定第二约束范围。

根据第一约束范围和第二约束范围,得到转矩分配系数的约束范围,包括:获取第一约束范围和第二约束范围的交集,得到转矩分配系数的约束范围。

本实施例中,电机外特性可以是电动机轴上所产生的转矩t和相应的运行转速n之间关系的特性。控制终端可以根据下述公式获取上述第一约束范围:

其中,tfmax为当前时刻前电机外特性转矩,trmax为当前时刻后电机外特性转矩。控制终端可以获取当前时刻的总需求转矩tall和当前时刻后电机外特性转矩trmax,并可以求它们的差值,再可以将上述差值与0比较,取比较中的最大值;控制终端还可以获取当前时刻的前电机外特性转矩和当前时刻的后电机转矩,并可以将上述当前时刻的前电机外特性转矩tfmax和当前时刻的后电机转矩trmax求和,得到当前时刻的总电机外特性转矩,控制终端可以将该总电机外特性转矩和上述总需求转矩tall比较,取比较中的最小值,作为上述第一最小值。当得到上述比较中的最大值和第一最小值后,控制终端可以获取上述比较中的最大值和第一最小值的比值,作为上述第一约束范围的最小值。控制终端还可以将上述当前时刻的前电机特性转矩tfmax和当前时刻的总需求转矩tall比较,并获取比较中的最小值,作为上述第二最小值,控制终端可以通过获取上述第二最小值和上述第一最小值,即可以是上述总电机外特性转矩和上述总需求转矩tall比较中的最小值的比值,作为上述第一约束范围的最大值,控制终端可以通过上述第一约束范围的最小值和上述第一约束范围的最大值,确定上述第一约束范围。其中,第一约束范围可以是基于电机外特性计算转矩分配系数的约束范围。上述总需求转矩tall可以通过电动汽车的驱动组件等方式得到。

上述第二约束范围可以通过下述公式得到:

[bmin2,bmax2]=[max(bt-1+δb-,0),min(bt-1+δb+,1)];

其中,bt-1为上一预设时刻实际转矩分配系数,具体地,上一预设时刻实际转矩分配系数可以通过下式得到:其中,tf_req2为上一预设时刻前电机需要的转矩,tr_req2为上一预设时刻后电机需要的转矩。δb-为电机转矩系数最大可下降值,δb+为电机转矩系数最大可上升值,δb-可以是负数,δb+可以是正数。控制终端可以将上一预设时刻的实际转矩分配系数减第一预设数值,得到预选的最小值。其中,第一预设数值可以是上述δb-的绝对值,上述第一预设数值可以与电动汽车的加速度成反比,即可以是电动汽车的加速度越大,上述第一预设数值越小。控制终端可以将上述预选最小值与0进行比较,获取比较中的最大值,作为上述第一约束范围的最小值。控制终端还可以将上述上一预设时刻的实际转矩分配系数加第二预设数值,得到预选的最大值。其中,第二预设数值可以是上述δb+的绝对值,上述第二预设数值可以与电动汽车的加速度成反比,即可以是电动汽车的加速度越大,上述第二预设数值越小。控制终端可以将上述预选最大值与1比较,得到比较中的最大值,作为上述第二约束范围的最大值。其中,δb-与δb+可以根据设定的规则确定,例如,可以设定理论加速转矩ta=tall-ffri(v,α),其中v可以是电动汽车的车速,α可以是电动汽车的加速度,理论加速转矩ta越大,δb-与δb+的绝对值越小;理论加速转矩ta越小,δb-与δb+的绝对值越大。采用该方法,可以避免转矩分配系数变化幅度多大,影响车辆舒适性与安全性。其中,δb-与δb+具体计算可以通过查表法和模糊控制法等方法进行。控制终端在获取到上述第二约束范围的最小值和上述第二约束范围的最大值后,可以确定上述第二约束范围。其中,第二约束范围可以是基于上一预设时刻的转矩分配系数的转矩分配系数约束范围。

控制终端还可以通过下述公式,确定上述转矩分配系数的约束范围:

[bmin,bmax]=[max(bmin1,bmin2),min(bmax1,bmax2)];

其中,控制终端可以在获取到上述第一约束范围和第二约束范围后,获取上述第一约束范围和第二约束范围的交集,具体地,转矩分配系数约束范围的最小值可以是上述第一约束范围最小值与上述第二约束范围最小值之间的最大值,转矩分配系数约束范围的最大值可以是上述第一约束范围最大值与上述第二约束范围最大值之间的最小值。通过本实施例,控制终端可以电机外特性、总需求转矩、上一预设时刻的实际转矩分配系数等参数确定上述转矩分配系数约束范围,综合考虑了车辆状态和行驶工况等因素,缩小了优化区域,减少了计算量,还可以保证车辆的稳定性和舒适性。

在一个实施例中,根据每个所述子约束范围中的转矩分配系数以及预设迭代算法,对优化目标函数进行求解之前,包括:获取第一优化目标函数;第一优化目标函数为计算电动汽车的轴荷分配最优值的函数;获取第二优化目标函数;第二优化目标函数为计算电动汽车的电机总效率最优值的函数;获取第二优化目标函数的影响参数;影响参数用于表示所述第二优化目标函数对所述优化目标函数的影响比重;根据第一优化目标函数、第二优化目标函数和影响参数,确定优化目标函数。

本实施例中,优化目标函数可以由多个优化目标函数组成,例如第一优化目标函数和第二目标优化函数。其中第一优化目标函数可以是基于前后桥轴荷比例分配的稳定性函数,控制终端可以通过该稳定性函数,得到电动汽车的轴荷分配最优值,第二优化目标函数可以是基于电机总效率的经济性函数,控制终端可以根据该经济性函数,得到电动汽车的电机总效率最优值。另外,第二目标优化函数还包含影响参数,该影响参数可以通过上述总需求转矩、车辆速度和坡度确定,该影响参数可以表示上述第二优化目标函数,即经济性函数,对上述优化目标函数的影响比重。具体地,上述影响参数可以表示为w,控制终端针对不同车辆行驶状态,综合考虑经济性与车辆稳定性,可以根据总需求转矩tall、车辆加速度v、坡度α,计算经济性优化目标比重w,w可以表示上述电动汽车的经济性目标的影响比重,w越大,经济性目标影响比重越大,w越小,经济性目标影响比重越小,该影响参数w的基本计算原则为:理论加速转矩ta越大,w越小,理论加速转矩ta越小,w越大;坡度α越大,w越小,坡度α越小,w越大。其中,该影响参数w可以通过查表法和模糊控制法等方法进行计算。控制终端可以根据上述第一优化目标函数、上述第二优化目标函数和上述影响参数,确定上述优化目标函数。通过本实施例,控制终端可以综合考虑电机稳定性和经济性,对上述电动汽车的转矩分配系数进行优化,实现了提高电动汽车电机的稳定性和经济性的效果。

在一个实施例中,获取第一优化目标函数,包括:根据电动汽车的前桥纵向力、后桥纵向力、前桥轴荷和后桥轴荷,得到第一优化目标函数;获取第二优化目标函数,包括:根据电动汽车的前电机效率、前电机转矩和前电机转速,确定第一效率函数;根据电动汽车的后电机效率、后电机转矩和后电机转速,确定第二效率函数;根据第一效率函数、第二效率函数和总需求转矩,得到第二优化目标函数。

本实施例中,轴荷可以是车轴所承受的载荷。控制终端可以通过下述公式获取上述第一优化目标函数:

其中,电动汽车可以包括前驱动桥和后驱动桥,上述优化目标函数可以用于直线情况中,因此fx1为前桥纵向力,fx2为后桥纵向力。具体地,fx1与fx2可以近似计算为:

其中,tf为前电机转矩,tr为后电机转矩,if为前驱动桥总减速比,ir为后驱动桥总减速比,rw为轮胎半径,iw可以是驱动桥等效至电机输出轴的转动惯量,可以是前电机角加速度,可以是后电机角加速度。另外,上述第一优化目标函数中可以包括前桥轴荷fz1和后桥轴荷fz2,该轴荷可以是基于参考模型的轴荷估计部分,控制终端可以根据电动汽车的加速度a、坡度信号α,估计上述前桥轴荷fz1与后桥轴荷fz2,上述前桥轴荷fz1与后桥轴荷fz2可以作为上述优化目标函数计算的输入。控制终端可以根据上述的均方差和期望,得到上述第一优化目标函数。

另一方面,控制终端可以根据下述公式得到上述第二优化目标函数:

其中,ηf(tf,nf)表征前电机效率与前电机转矩tf、前电机转速nf间的函数,ηr(tr,nr)表征后电机效率与后电机转矩tr、后电机转速nr间的函数。上述ηf(tf,nf)与ηr(tr,nr)可以通过查表的形式计算。控制终端可以获取前电机转矩tf和前电机效率ηf(tf,nf)的比值,还可以获取后电机转矩tr和后电机效率ηr(tr,nr)的比值,并且可以将上述两个比值求和,再可以获取总需求转矩tall与上述比值求和的比值,再可以将1与该比值相减,得到上述第二优化目标函数。上述第一优化函数和第二优化函数中的前电机转矩tf与后电机转矩tr通过下式计算:tf=btall,控制终端可以根据上述第一优化目标函数、第二优化目标函数和上述经济性优化目标比重w,确定上述优化目标函数,具体地,可以如下式所示:f(b)=fγ(b)+wfη(b)。

在一个实施例中,如图3所示,图3为一个实施例中得到目标转矩分配系数步骤的流程示意图。根据每个子约束范围中转矩分配系数以及预设迭代算法,对优化目标函数进行求解,得到令优化目标函数的输出值最小的目标转矩分配系数,包括:将与子约束范围中的最小值距离第一预设数值的第一转矩分配系数作为优化目标函数的第一输入值;将与子约束范围中的最小值距离第二预设数值的第二转矩分配系数作为优化目标函数的第二输入值;将第一输入值和第二输入值分别输入优化目标函数,得到相应的第一输出值和第二输出值;根据第一输出值和第二输出值,调整子约束范围,以使子约束范围向第一输出值和第二输出值中较小的输出值对应的输入值调整;返回执行将与子约束范围中的最小值距离第一预设数值的第一转矩分配系数作为优化目标函数的第一输入值的步骤,直到达到预设条件时,停止调整子约束范围;预设条件根据第一输出值和第二输出值的大小、第二优化目标函数的输出值、第一优化目标函数的输出值或迭代次数确定;将第一输入值和第二输入值的平均值,作为子约束范围对应的最优转矩分配系数;从多个子约束范围对应的最优转矩分配系数中,选择令优化目标函数的输出值最小的最优转矩分配系数,作为目标转矩分配系数。

本实施例中,控制终端可以在上述各子约束范围中,获取其中令优化目标函数输出值最小的转矩分配系数。其中,优化目标函数中可以包括黄金分割法,如图3所示,控制终端可以将每个子约束范围[cn,dn]作为优化目标函数的范围,定义初始化c的值和d的值并初始化k=0;再可以在该范围内,取两个试点作为输入,例如可以是r1和r2,r1和r2具体可以如图3中的公式表示,其中0.382(d-c)可以是第一预设数值,0.618(d-c)可以是第二预设数值,控制终端可以将与子约束范围中的最小值距离第一预设数值的第一转矩分配系数作为所述优化目标函数的第一输入值,将与子约束范围中的最小值距离第二预设数值的第二转矩分配系数作为优化目标函数的第二输入值,并可以根据第一输入值和第二输入值分别输入优化目标函数,得到相应的第一输出值和第二输出值,还可以根据第一输出值和第二输出值,调整子约束范围,使得子约束范围向第一输出值和第二输出值中较小的输出值对应的输入值调整。具体地,控制终端可以将上述r1和r2输入优化目标函数中,判断输出值的大小,当r2的输出值较大时,可以将上述范围的最大值调整为r2代表的数值,将第二输入值r2调整为第一输入值r1代表的数值,再将第一输入值r1根据调整后的范围,通过如图3中的试点公式求解,使得范围向较小的r1所在的区域调整缩小;当r2的输出值较小时,可以将上述范围的最小值调整为r1代表的数值,将第一输入值r1调整为第二输入值r2代表的数值,再将第二输入值r2根据调整后的范围,通过如图3中的试点公式求解,使得范围向较小的r2所在的区域调整缩小。

控制终端可以在调整完成上述范围、r1和r2的数值后,返回执行将与子约束范围中的最小值距离第一预设数值的第一转矩分配系数作为优化目标函数的第一输入值的步骤,直到达到预设条件时,停止调整子约束范围。在一个实施例中,预设条件包括以下至少一种:调整后的子约束范围的区间长度小于第一阈值;第一优化目标函数的输出值小于第二阈值;第二优化目标函数的输出值小于第三阈值;迭代次数达到第四阈值。具体地,上述预设条件可以包括:当前剩余范围的区间长度r2-r1小于设定阈值ε1时、min(fη(r1),fη(r2))<ε2,即可以是r1或r2点中某一点中的经济性优化目标小于设定阈值ε2、min(fγ(r1),fγ(r2))<ε3,即可以是轮胎符合率的均方差值小于设定的阈值ε3、已迭代次数k大于设定的阈值km中的至少一种。当上述范围的调整停止时,控制终端可以将令该调整停止的第一输入值r1和第二输入值r2的平均值,作为该子约束范围的最优转矩分配系数,控制终端可以得到多个子约束范围中的最优转矩分配系数bn(n=1、2…p),其中p可以是上述子约束范围的数量,控制终端可以从多个最优转矩分配系数筛选出令上述优化目标函数f(bn)最小的bn为目标转矩分配系数bopt。通过上述实施例,控制终端可以基于搜索原理的优化目标函数对电动汽车的转矩进行在线优化,并综合考虑了经济性和稳定性因素,还可以根据多个停止条件,得到目标转矩分配系数,减少了转矩在线优化的计算量,提高了转矩在线优化的实时性。

在一个实施例中,根据总需求转矩和目标转矩分配系数,得到电动汽车的前电机需要的转矩和后电机需要的转矩,包括:根据电机驱动转矩计算函数和目标转矩分配系数,得到电动汽车的前电机期望转矩和后电机期望转矩;电机驱动转矩计算函数根据转矩分配系数和总需求转矩得到;当前电机期望转矩和后电机期望转矩均在车身电子稳定系统预设范围内时,确定前电机期望转矩和后电机期望转矩分别为前电机需要的转矩和后电机需要的转矩;当前电机期望转矩或后电机期望转矩在车身电子稳定系统预设范围外时,调整前电机期望转矩或后电机期望转矩至预设范围内,根据调整后的前电机期望转矩和后电机期望转矩,得到前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。

本实施例中,控制终端可以根据电机驱动转矩计算函数和上述目标转矩分配系数得到电动汽车的前电机期望转矩和后电机期望转矩。具体地,电机驱动转矩计算函数可以如下式所示:tf_req=btall;tr_req=tall-tf_req;其中,tf_req1为前电机期望需求转矩、tr_req1为后电机期望需求转矩。车身电子稳定控制系统会对驱动扭矩进行干预,车身电子稳定控制系统可以输出扭矩干预信号,控制终端可以根据车身电子稳定控制系统输出的扭矩干预信号,确定前电机转矩预设范围和后电机转矩预设范围,将上述前电机期望转矩和后电机期望转矩限制在预设范围内,当上述前电机期望转矩或后电机期望转矩超出预设的范围时,可以将超出范围的电机转矩调整至预设范围内,得到最终电机需要的转矩。其中,预设范围可以是根据上述扭矩干预信号得到的范围,具体的,当上述前电机期望转矩或后电机期望转矩过大或过小时,会对车辆稳定性造成影响,此时控制终端可以根据上述扭矩干预信号,得到令车辆可以保持稳定行驶的转矩的范围,作为上述预设范围。电机需要的转矩包括前电机需要的转矩tf_req2和后电机需要的转矩tr_req2。控制终端在完成该前电机需要的转矩和后电机需要的转矩的分配后,可以将tf_req2和tr_req2作为上一预设时刻的前电机需要的转矩和后电机需要的转矩,可以用于计算上述转矩分配系数约束范围。通过本实施例,控制终端可以通过目标转矩分配系数,将总需求转矩分配到电动汽车的前后电机中,同时还可以通过车身电子稳定系统对转矩进行限制,提高了电动汽车的转矩分配的稳定性和经济性。

在一个实施例中,如图4所示,图4为另一个实施例中电动汽车驱动转矩分配方法的流程示意图。控制终端可以根据基于电机外特性计算转矩分配系数约束和基于上一时刻转矩分配系数的转矩分配系数约束计算转矩分配系数约束范围,将约束范围进行优化区间划分,再将划分后的子约束范围通过基于改进黄金分割法,计算目标转矩分配系数,然后通过上述电机驱动转矩函数,计算电动汽车前电机期望转矩和后电机期望转矩,再通过车身电子稳定控制系统,对期望转矩进行限制,得到前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。其中,基于改进黄金分割法计算优化目标函数还可以包括基于参考模型的轴荷估算和优化目标影响参数计算。通过本实施例,控制终端从多个划分出的子约束范围中搜索目标转矩分配系数,并且综合了多种因素,得到电动汽车前电机需要的转矩和后电机需要的转矩,实现了提高电动汽车转矩优化的稳定性和经济性的效果。

在一个实施例中,提供了一种电动汽车驱动转矩分配装置,参考图5,图5为一个实施例中电动汽车驱动转矩分配装置的结构框图,该电动汽车驱动转矩分配装置可以包括:

获取模块500,用于获取转矩分配系数的约束范围;所述转矩分配系数用于确定所述电动汽车中每个电机的转矩;所述转矩分配系数通过所述电动汽车的总需求转矩、前电机转矩和后电机转矩得到;

划分模块502,用于将所述转矩分配系数的约束范围划分为多个子约束范围;

计算模块504,用于根据每个所述子约束范围中的转矩分配系数以及预设迭代算法,对优化目标函数进行求解,得到令所述优化目标函数的输出值最小的目标转矩分配系数;所述优化目标函数用于得到令电动汽车稳定性和经济性均最优的转矩分配系数;

分配模块506,用于根据所述总需求转矩和所述目标转矩分配系数,得到所述电动汽车的前电机需要的转矩和后电机需要的转矩。

本发明的电动汽车驱动转矩分配装置与本发明的电动汽车驱动转矩分配方法一一对应,关于电动汽车驱动转矩分配装置的具体限定可以参见上文中对于电动汽车驱动转矩分配方法的限定,在上述电动汽车驱动转矩分配方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于电动汽车驱动转矩分配装置的实施例中,在此不再赘述。上述电动汽车驱动转矩分配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。

在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是车载处理芯片,其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库可以用于存储电动汽车驱动转矩等数据。该计算机设备的通信接口用于与车辆的各个部件的控制设备连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电动汽车驱动转矩分配方法。

本领域技术人员可以理解,图6中示出的结构,仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图,并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括处理器和存储器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项实施例所述的电动汽车驱动转矩分配方法。

本领域普通技术人员可以理解实现如上任一项实施例所述的电动汽车驱动转矩分配方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram以多种形式可得。

据此,在一个实施例中还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中,该程序被处理器执行时实现如上任一项实施例所述的电动汽车驱动转矩分配方法。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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