一种加速踏板扭矩请求标定方法技术

本发明专利技术涉及一种加速踏板扭矩请求标定方法，属于整车扭矩需求标定技术领域。首先根据汽车基本参数确定汽车驱动力和行驶阻力曲线，接着确定100％加速踏板时的车轮端的驱动力请求曲线，计算部分加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线，最后将加速踏板在车轮端的驱动力请求，折算到发动机曲轴端，得到多个档位下，需要发动机输出的加速踏板需求扭矩map。本发明专利技术所述的标定方法新颖实用，能够减小换挡冲击，通过在汽车行驶阻力曲线附近形成加速踏板不敏感区域实现了驾驶员对汽车车速的易控制性，有效改善汽车的驾驶品质。

A Demarcation Method for Torque Request of Accelerated Pedal

【技术实现步骤摘要】
一种加速踏板扭矩请求标定方法
本专利技术属于整车扭矩需求标定
，尤其涉及一种加速踏板扭矩请求标定方法。
技术介绍
随着汽车工业的发展，消费者对于汽车驾驶品质的要求越来越高，设计自由度更大的电子节气门应运而生。通过按需配置加速踏板和发动机扭矩的映射关系，实现加速踏板与节气门开度的非线性对应，满足不同驾驶人群和运行工况下，不同的驾驶需求。电子节气门为加速踏板与请求的发动机扭矩的映射关系带来了设计的自由，但也引发了关于驾驶员踩下踏板时，真正想要发动机输出多大的扭矩的争论。加速踏板和发动机扭矩的映射关系直接决定了驾驶员驾驶汽车的感觉，如果映射关系配置不合理则容易出现车辆对于加速踏板输入的响应过于灵敏、过于迟滞、换挡冲击大等负面现象，导致驾驶员难以控制车辆的状态，给驾驶员带来不好的驾驶体验。综上所述，如何确定加速踏板和发动机扭矩的映射关系，也就是加速踏板扭矩请求的标定，成为决定汽车的驾驶品质的关键问题之一，因此对加速踏板扭矩请求标定方法的研究有着极其重要的意义。从公开发表的文献，涉及如何进行加速踏板扭矩请求的标定研究的现状如下：美国专利号为US20110257854、US8255139、US8160796、US2009057333B2的美国通用公司专利，专利号为US5623906的美国福特公司专利和公告号为US8560143的丰田专利中均提到了应该综合车速、踏板开度以及当前汽车状态下的汽车最大扭矩确定加速踏板需求扭矩。但是应当如何确定、均没有公布。授权公告号为CN107117159B的中国专利技术专利中，也都提到了加速踏板的扭矩请求问题，专利中，详细阐述了在混合动力汽车中如何确定汽车真实的最大输出特性(也就是加速踏板100％时，对应的驾驶员扭矩请求)，关于其他加速踏板开度时的请求的发动机扭矩并没有描述。授权公告号为CN102128091B和CN102235251B的中国专利技术专利中，均提出一种加速踏板扭矩请求系统和方法，详细讨论了加速踏板扭矩请求与其他扭矩请求的协调问题，但是关于加速踏板扭矩请求的标定(加速踏板和请求的发动机扭矩的映射关系)这一关键问题都并没有进行描述。国内相关高校的研究现状：文献《一种行星混联式混合动力汽车驾驶员需求转矩计算方法》、《一种CVT并联混合动力汽车驾驶员需求转矩估计方法》、《单轴并联混合动力汽车模式切换控制研究》、，都认为驾驶员的需求扭矩与加速踏板的开度呈现线性相关。综上所述：目前国外汽车公司都对加速踏板的扭矩请求标定进行了大量研究、然后对于如何确定各个加速踏板开度下的驾驶员需求扭矩这一关键问题均未公布，国内相关高校在进行加速踏板扭矩请求标定时，采用简单的线性相关的解析方式对加速踏板扭矩请求进行确定。这样的解析方式存在如下问题：在低速行驶时，由于汽车行驶阻力极小并且驱动力大，使得加速踏板非常敏感，特别是，对于交通拥挤、车速普遍较低的场景，驾驶员需要频繁调节加速踏板开度，甚至需要通过制动的方式，才能将汽车稳定在某一车速附近，这样无疑给驾驶员带来了极大的操作负担。另外，大多数研究者在设定加速踏板需求扭矩时，只采用一张加速踏板的需求扭矩表，由于挡位的不连续性，导致在挡位切换处，扭矩变化梯度较大，容易产生较大的换挡冲击。
技术实现思路
本专利技术提供一种加速踏板扭矩请求标定方法，以解决汽车在低速时，车速不好控和换挡冲击大的问题。本专利技术采取的技术方案是，包括下列步骤:步骤1：根据汽车行驶动力学相关的基本参数，汽车以发动机作为行驶动力源，确定汽车的驱动力与行驶阻力平衡曲线；步骤2：根据汽车基本的驱动力与行驶阻力平衡图，确定加速踏板为100％时的车轮端的驱动力请求曲线；步骤3：计算部分加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线，在该步骤中，为了保证汽车的车速易控制性，减小驾驶员的操作负担，在汽车行驶阻力曲线附近，定义了加速踏板不敏感区域，每条加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线均通过四个关键点进行拟合得到，每条曲线的四个关键点分别对应的是左端点，中间2个点，右端点；步骤4：将各个加速踏板开度下的车轮端的驱动力请求曲线折算到发动机输出端，得到各个档位下，需要发动机输出的加速踏板需求扭矩map表，由于不同档位所对应的汽车行驶车速范围不一致，因此将车轮端的驱动力请求曲线折算到发动机输出端时，会得到不同档位下，对发动机曲轴端的需求扭矩曲线。本专利技术所述步骤1中驱动力曲线确定如下所示：式中，Ttq为发动机曲轴端的驱动力矩，ig为变速器传动比，i0为主减速器传动比，η为传动系的机械效率，r为汽车车轮半径；平路面上的行驶阻力曲线确定如下所示：式中，G为汽车总重力，f为滚动阻力系数，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，u为车速。本专利技术所述步骤2中车轮端的驱动力请求曲线是通过多个点进行多项式进行拟合得到的曲线，点的选取方案如下：若相邻两个档位的驱动力曲线存在交点，则该交点作为待进行多项式拟合的点之一，若相邻两个档位的驱动力曲线不存在交点，则以上一个档位，发动机处于最高转速下，所对应的车速处，做一条垂直于x轴的直线，该直线与下一个档位的交点作为待进行多项式拟合的点之一，当汽车存在n个档位时，则可以确定出n-1个点，通过对该n-1个点进行n-2次多项式拟合得到加速踏板为100％时的车轮端的驱动力请求曲线：Faccpedal_100％＝a0+a1*u+a2*u2...an-2*un-2(3)式中，Faccpedal_100％为加速踏板为100％时的车轮端的驱动力请求曲线，u为车速，a0,a1,......an-2为待求的多项式系数。本专利技术所述步骤3中，确定左端点集、中间点集、右端点集的方法如下：(1)中间点集确定方法：假设在加速踏板开度在0％到100％之间，分别取：m为任意大于2的正整数，且不同踏板开度下，期望汽车在水平路面上达到的稳定车速分别为u1/m,u2/m,…u(m-1)/m，对应稳定车速下的汽车行驶阻力为F1/m,F2/m...F(m-1)/m；加速踏板开度为时，k的取值是1到m之间的整数，不敏感区域的上限值的坐标和下限值的坐标分别为(uk/m,Fk/m+△F)，(uk/m,Fk/m-△F)，同理，可以得到从u1/m到u(m-1)/m整个车速区间的，不敏感区域上限的点集为(u1/m，F1/m+△F)，(u2/m，F2/m+△F),…(u(m-1)/m，F(m-1)/m+△F),不敏感区域下限的点集为(u1/m,F1/m-△F)，(u2/m,F2/m-△F)，…(u(m-1)/m,F(m-1)/m-△F)；将加速踏板敏感系数定义为加速踏板变化所对应的驱动力变化量与加速踏板变化量的比值：△F＝PedalSensitive_factor*△pedal；通过调整PedalSensitive_factor的值，来实现踏板不敏感区间带的调整；(2)左端点集的确定方法：根据驱动力与行驶阻力平衡图上的汽车最大驱动力点，记录该点驱动力为T0，所有部分加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线左端点的点集为(3)右端点集的确定方法：假定加速踏板为100％时的车轮端的驱动力请求曲线与汽车行驶阻力曲线的交点记做(u1,T1),则所有部分加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线右端点的点集为：(4)部分加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线的确定：加速踏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速踏板扭矩请求标定方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：根据汽车行驶动力学相关的基本参数，汽车以发动机作为行驶动力源，确定汽车的驱动力与行驶阻力平衡曲线；步骤2：根据汽车基本的驱动力与行驶阻力平衡图，确定加速踏板为100％时的车轮端的驱动力请求曲线；步骤3：计算部分加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线，在该步骤中，为了保证汽车的车速易控制性，减小驾驶员的操作负担，在汽车行驶阻力曲线附近，定义了加速踏板不敏感区域，每条加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线均通过四个关键点进行拟合得到，每条曲线的四个关键点分别对应的是左端点，中间2个点，右端点；步骤4：将各个加速踏板开度下的车轮端的驱动力请求曲线折算到发动机输出端，得到各个档位下，需要发动机输出的加速踏板需求扭矩map表，由于不同档位所对应的汽车行驶车速范围不一致，因此将车轮端的驱动力请求曲线折算到发动机输出端时，会得到不同档位下，对发动机曲轴端的需求扭矩曲线。

【技术特征摘要】
1.一种加速踏板扭矩请求标定方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：根据汽车行驶动力学相关的基本参数，汽车以发动机作为行驶动力源，确定汽车的驱动力与行驶阻力平衡曲线；步骤2：根据汽车基本的驱动力与行驶阻力平衡图，确定加速踏板为100％时的车轮端的驱动力请求曲线；步骤3：计算部分加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线，在该步骤中，为了保证汽车的车速易控制性，减小驾驶员的操作负担，在汽车行驶阻力曲线附近，定义了加速踏板不敏感区域，每条加速踏板开度的车轮端的驱动力请求曲线均通过四个关键点进行拟合得到，每条曲线的四个关键点分别对应的是左端点，中间2个点，右端点；步骤4：将各个加速踏板开度下的车轮端的驱动力请求曲线折算到发动机输出端，得到各个档位下，需要发动机输出的加速踏板需求扭矩map表，由于不同档位所对应的汽车行驶车速范围不一致，因此将车轮端的驱动力请求曲线折算到发动机输出端时，会得到不同档位下，对发动机曲轴端的需求扭矩曲线。2.根据权利要求1所述的一种加速踏板扭矩请求标定方法，其特征在于：所述步骤1中驱动力曲线确定如下所示：式中，Ttq为发动机曲轴端的驱动力矩，ig为变速器传动比，i0为主减速器传动比，η为传动系的机械效率，r为汽车车轮半径；平路面上的行驶阻力曲线确定如下所示：式中，G为汽车总重力，f为滚动阻力系数，CD为空气阻力系数，A为迎风面积，u为车速。3.根据权利要求1所述的一种加速踏板扭矩请求标定方法，其特征在于：所述步骤2中车轮端的驱动力请求曲线是通过多个点进行多项式进行拟合得到的曲线，点的选取方案如下：若相邻两个档位的驱动力曲线存在交点，则该交点作为待进行多项式拟合的点之一，若相邻两个档位的驱动力曲线不存在交点，则以上一个档位，发动机处于最高转速下，所对应的车速处，做一条垂直于x轴的直线，该直线与下一个档位的交点作为待进行多项式拟合的点之一，当汽车存在n个档位时，则可以确定出n-1个点，通过对该n-1个点进行n-2次多项式拟合得到加速踏板为100％时的车轮端的驱动力请求曲线：Faccpedal_100％＝a0+a1*u+a2*u2...an-2*un-2(3)式中，Faccpedal_100％为加速踏板为100％时的车轮端的驱动力请求曲线，u为车速，a0,a1,......an-2为待求的多项式系数。4.根据权利要求1所述的一种加速踏板扭矩请求标定方法，其特征在于：所述步骤3中，确定左端点集、中间点集、右端点集的方法如下：(1)中间点集确定方法：假设在加速踏板开度在0％...

【专利技术属性】
技术研发人员：管欣，金号，卢萍萍，段春光，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22