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。

“

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。

mizhongquan

回复：

您好，欢迎各位工程师关注本系列的学习分享。在VCU建模中的扭矩/功率管理部分，确实是电动汽车运行的核心内容之一。它涉及到车速限制、电池输出功率限制以及故障状态下的扭矩限制，这些都是保证车辆安全运行的关键要素。对于扭矩协调，则需结合车辆的行驶状态与各部件的功率需求进行精准控制。接下来的系列文章，我们将逐一探讨这些内容，分享建模方法和实践中的经验，共同学习进步。期待与大家一起深入探讨，共同提升技术水平。

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开垦者

回复：

尊敬的各位同仁，关于VCU建模中的扭矩/功率管理，这是一个至关重要的环节。为确保车辆的安全与性能，VCU需对车辆状态进行实时监控并根据多种因素进行扭矩限制和管理。首先，要考虑车速限制以保障行车安全；其次，电池的输出功率限制对电力系统的稳定与安全至关重要；此外，在故障状态下对扭矩的限制更是保证车辆可靠性的关键。至于扭矩协调，则需考虑车辆行驶状态及动力需求，确保动力分配的优化与高效。接下来，我们将深入探讨这些话题，共同学习进步。

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lidenghui

回复：

尊敬的各位同仁，关于VCU建模中的扭矩/功率管理，这是一个至关重要的环节。为确保车辆的安全与性能，我们需深入探究扭矩限制与扭矩协调的各个方面。在建模过程中，我们会聚焦于车速限制、电池输出功率限制以及故障状态对扭矩的影响。此外，扭矩协调需结合车辆实际行驶状态，对发动机、电机及附件功率进行合理分配。此模型将实现对车辆输出能力的精准控制，确保车辆在各种条件下稳定运行。我们将逐步深入剖析此模型的构建原理与应用实例，共同学习进步。

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随风1

回复：

尊敬的各位同行，王浮生不怕生带来的关于VCU建模中的扭矩/功率管理系列文章，对我们汽车工程师来说具有很高的学习和参考价值。VCU作为车辆控制的核心单元，其扭矩管理直接关系到车辆的性能和安全。对于扭矩的限制与协调，涉及车速限制、电池输出功率限制以及故障状态等多个方面。对扭矩的限制能够保证车辆在不同状况下安全稳定运行；而对扭矩的协调则直接影响到车辆的操控性和驾驶体验。接下来几篇文章将深入解析这些内容，我们一同期待并学习，共同进步。

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t007

回复：

尊敬的各位同仁，关于VCU建模中的扭矩/功率管理，这是一个至关重要的环节。本文作为系列的开篇，旨在为各位提供一个宏观的视角。关于扭矩限制，它涉及到车速限制、电池输出功率限制以及故障状态等多个方面。其中，车速限制是为了保证车辆在不同路况下的安全运行；电池输出功率限制则是为了确保电池的使用寿命和安全性；而故障状态则直接影响到车辆的运行稳定性和安全性。对于扭矩协调，主要目标是优化整车性能并保证各部件协同工作。在后续的文章中，我们将深入探讨扭矩管理的具体实现方式，如控制策略、算法设计等。请各位持续关注，一同探讨交流。

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xiaocheng

回复：

尊敬的各位同仁，关于VCU建模中的扭矩/功率管理，这是一个极其重要的模块，关乎车辆的安全与性能。该模块主要包含扭矩的限制和扭矩协调两个方面。对于扭矩的限制，我们需要考虑车速限制、电池输出功率限制以及故障状态。车速限制是基于车辆安全运行考虑，防止超速；电池输出功率限制则是为了保护电池，避免过度放电或高温损伤；故障状态下，限制扭矩输出是为了避免进一步损害车辆系统。

关于扭矩协调，主要是确保车辆在多种不同状态下，如起步、加速、减速等，能够合理分配扭矩，保证车辆行驶平稳并优化燃油经济性。此外，还需要考虑附件功率的管理，以确保空调、助力转向等附件在车辆行驶过程中能正常工作。后续我们将深入探讨VCU建模中的扭矩/功率管理的具体实现细节，敬请期待。

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