一起学习VCU建模吧-扭矩/功率管理（1）

hudaren43

前言

大家好，我是王浮生不怕生。

本文介绍的是《一起学习VCU建模》系列的第五个模型—扭矩/功率管理，这部分内容较多，我们拆分成几篇内容介绍。至于分几篇，那就得看我多能水了。



为了保证车辆的安全运行，VCU需要时刻监控车辆状态，根据车辆故障状态、功率状态等限制车辆输出能力，同时也需要根据车辆行驶状态对附件功率进行管理等。从功能上划分，其主要包含扭矩的限制及扭矩的协调。

扭矩的限制考虑以下几个方面：

【1】车速限制

【2】电池输出功率限制

【3】故障状态

扭矩协调主要考虑以下几个方面：

【1】扭矩的仲裁

【2】扭矩的加载斜率

【3】扭矩的滤波

【4】扭矩换向时的过零控制

本文我们介绍下基于车速限制下的扭矩管理。

坐稳扶好，发车！





基于车速限制的扭矩管理

我们在《VCU学习笔记-扭矩管理(2)》中，介绍过通过PI调节计算最高车速下的扭矩限值的方法，我猜看过的铁子们应该都会了，本文我们用另一种思路建模。

我们要怎么做呢？

总体思路是：通过限制车速与实际车速的车速差建立修正系数，用于修正驱动扭矩。

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最高车速限值计算

既然通过限制车速与实际车速的车速差建立修正系数，首先要给出限制车速。

限制车速与什么有关？与挡位，与故障状态，与驾驶模式等信息有关。

那么接下来就好搞了，我们计算出这几个状态下的限制车速，然后根据一定控制逻辑取值即可。

根据不同的故障等级设置许用的最高车速，通过Multiport Swith模块建立速度控制模型。故障等级这里有的是以一级作为最严重的故障，有的是以一级作为警示故障。文中是以六级故障作为最严重故障，当然这里的速度都是我随便写的啊。



判断车辆运行模式，当车辆处于Eco模式时，限速120km/h，其他模式限速150 km/h。



当检测到手刹信号且车速大于20km/h时，设置限速30km/h。



这里要考虑延时触发，防止干扰信号的误判。延时触发模块与Debounce模块有点类似，对于Debounce，我们之前做过好几种，有通过simulink实现的，有通过stateflow方式实现的。







本文我们再搞个不一样的，通过stateflow中的节点实现延时触发。如下图所示



建模时注意两点：

【1】要有一个内部跳转状态，否则计时器无法累加。这个内部状态类似于“during（du）”；

【2】花括号里的执行语句要用“;”结尾，否则你的调试窗口会蹦出一堆“XX=XX”。

最后判断一下挡位，当处于倒挡时，最高限制车速等于15km/h，否则取上述三个结果中的最小值。



“

基于车速差的扭矩修正系数

在建立扭矩修正系数计算模型之前，要搞清楚我们希望对扭矩进行怎样的修正，或者说希望在什么样的车速条件下需要对扭矩进行修正。

当车辆大于系统所允许的最高车速（下文简写为VehSpdMax）时，我们希望减小输出扭矩，直至车速降至VehSpdMax以下。

当车辆小于VehSpdMax时，我们希望在一定范围内逐渐减小扭矩输出，直至车速达到稳定状态。

当车辆小于VehSpdMax时，但未达到需要开始限扭的车速时，不进行限速。

搞清楚这个逻辑，模型就好做了。

首先根据挡位设置限扭起始车速，R挡设置为VehSpdMax-3km/h，D挡设置为VehSpdMax-5km/h。



当实际车速进入这个速度范围后，按下式计算扭矩修正系数：

修正系数=（最高车速-实际车速）/限扭车速范围

根据上文描述判定条件，模型建立如下：



最后判断一下车辆是否处于驱动模式，当处于驱动模式时输出扭矩=驱动扭矩*修正系数，当处于回收模式时，输出扭矩=回收扭矩。





模型测试

老王：模型测试……

铁子A：模型测试还介绍啥，早就会了，赶紧下课吧。

老王：好吧，下课。





结语

本文介绍了扭矩管理中基于车速的扭矩限制方法，由于铁子“强烈要求”自己做测试，模型测试部分就不写了，你们拿模型回去自己搞吧。