本申请涉及车辆混合动力系统控制领域,特别是涉及一种车辆混合动力系统协调控制方法、装置、设备及介质。
背景技术:
1、车辆混合动力系统协调控制方法是一种对混合动力系统各动力源进行综合整体调控的控制方法。在车辆处于起步、加速等动态运行工况时,协调控制方法结合发动机、电机等动力源的动态输出特性,对动力源的输出进行综合调控,实现动态过程车辆动力性能与平顺性能的整体提升。当前中国的混合动力汽车数量持续上升,协调控制方法作为混动车辆动态工况性能的决定性因素,正受到车辆行业研发人员的密切关注。
2、现有技术方案主要存在以下问题。
3、现有的车辆混合动力系统协调控制方法使用神经网络、模型预测控制等智能控制算法,此类技术方案复杂度高,程序软件运算量大,可通过工作站等高算力计算平台进行测试验证,但难以应用于算力有限的车载嵌入式平台,算法的实时性、可靠性无法保证。
4、现有的车辆混合动力系统协调控制方法在解析驾驶员需求转矩时,一般采用数据驱动的模型或启发式经验模型进行预测,此类方案普遍存在预测解析过程物理含义丢失、驾驶员需求转矩解析不准确等问题,造成动态过程协调控制效果不佳。
5、现有的车辆混合动力系统协调控制方法主要针对中混合度或高混合度轻型车辆进行策略设计,运行中存在“电功率长时深度介入”的情况,即电机长时间输出转矩或输出大幅值转矩。但是低混合度混合动力重型车辆具有电机功率小、电池容量小的特点,现有技术方案与低混合度混合动力重型车辆的上述特点不匹配。
6、现有的车辆混合动力系统协调控制方法依据发动机与电机综合效率最高的原则进行转矩分配,但是此方法忽略了低混合度混合动力系统的输出特性。一方面,按照综合效率最高原则进行转矩分配,可能导致混合动力系统输出转矩未达到驾驶员需求,造成动态过程动力性缺失。另一方面,若分配过多转矩至电机将导致发动机降低转矩输出,而当动态过程结束时电机停止驱动,电机输出转矩快速降低至零,发动机难以在短时间内通过增大输出补偿电机转矩部分,因此车辆将表现为动力缺失和顿挫感。需要指出,上述问题在高原环境作用下将加剧,甚至导致车辆无法起步。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本申请提供了一种车辆混合动力系统协调控制方法、装置、设备及介质。
2、为实现上述目的,本申请提供了如下方案。
3、第一方面,本申请提供了一种车辆混合动力系统协调控制方法,包括:获取发动机运行状态信号;所述发动机运行状态信号包括发动机实际转速、油门踏板位置和上一循环发动机输出油量;基于所述发动机运行状态信号,通过pid调节器计算驾驶员需求转矩;根据发动机的工作状态与动力输出特性,基于所述驾驶员需求转矩确定发动机输出油量;根据所述驾驶员需求转矩和所述发动机输出油量确定电机输出转矩;根据所述发动机输出油量对发动机进行控制以及根据所述电机输出转矩对所述电机进行控制,实现车辆混合动力系统协调控制。
4、第二方面,本申请提供了一种车辆混合动力系统协调控制装置,包括:信号获取模块,用于获取发动机运行状态信号;所述发动机运行状态信号包括发动机实际转速、油门踏板位置和上一循环发动机输出油量;驾驶员需求转矩计算模块,用于基于所述发动机运行状态信号,通过pid调节器计算驾驶员需求转矩;发动机输出油量确定模块,用于根据发动机的工作状态与动力输出特性,基于所述驾驶员需求转矩确定发动机输出油量;电机输出转矩确定模块,用于根据所述驾驶员需求转矩和所述发动机输出油量确定电机输出转矩;控制模块,用于根据所述发动机输出油量对发动机进行控制以及根据所述电机输出转矩对所述电机进行控制,实现车辆混合动力系统协调控制。
5、第三方面,本申请提供了一种计算机设备,包括:存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现上述中任一项所述的车辆混合动力系统协调控制方法。
6、第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述中任一项所述的车辆混合动力系统协调控制方法。
7、根据本申请提供的具体实施例,本申请公开了以下技术效果。
8、(1)本申请通过pid调节器计算得到驾驶员需求转矩,与神经网络控制算法、模型预测控制算法等现有技术相比,运算量小,软件执行速度快,可直接应用于现有车载嵌入式控制平台,有效解决已有算法运行实时性差的问题。
9、(2)本申请将pid调节器的输出解析为驾驶员需求转矩,符合实际物理含义,因此驾驶员需求转矩更加准确。
10、(3)本申请根据发动机的工作状态与动力输出特性确定发动机输出油量以及电机输出转矩,一方面确保了动态过程发动机的转矩输出最大化,另一方面实现了电机输出转矩的精确分配,合理准确地发挥了电机的动力辅助作用,解决了低混合度混合动力重型车辆存在转矩分配难确定的问题。
11、(4)电机输出转矩的动力补偿效果可帮助发动机快速提升转速,规避废气涡轮增压技术迟滞特性的影响,使废气涡轮增压的进气恢复功能快速生效,实现发动机动力输出性能的快速恢复。
1.一种车辆混合动力系统协调控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的车辆混合动力系统协调控制方法,其特征在于,基于所述发动机运行状态信号,通过pid调节器计算驾驶员需求转矩,具体包括:
3.根据权利要求1所述的车辆混合动力系统协调控制方法,其特征在于,根据发动机的工作状态与动力输出特性,基于所述驾驶员需求转矩确定发动机输出油量,具体包括:
4.根据权利要求3所述的车辆混合动力系统协调控制方法,其特征在于,根据所述驾驶员需求转矩和所述发动机可靠输出上限确定发动机输出油量,具体包括:
5.根据权利要求4所述的车辆混合动力系统协调控制方法,其特征在于,根据所述驾驶员需求转矩和所述发动机输出油量确定电机输出转矩,具体包括:
6.根据权利要求5所述的车辆混合动力系统协调控制方法,其特征在于,根据电机输出特性对所述期望电机输出转矩进行限制,具体包括:
7.根据权利要求5所述的车辆混合动力系统协调控制方法,其特征在于,根据电池soc对限制后的期望电机输出转矩进行修正,得到电机输出转矩,具体包括:
8.一种车辆混合动力系统协调控制装置,其特征在于,包括:
9.一种计算机设备,包括:存储器、处理器以存储在存储器上并可在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以实现权利要求1-7中任一项所述的车辆混合动力系统协调控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的车辆混合动力系统协调控制方法。