[发明专利]车辆加速度限制方法及系统

说明书

本发明公开了一种车辆加速度限制方法及系统，本发明在现有常规的速度‑电流双环路控制的基础上，在速度环并联一个加速度控制环路，加速度控制环路的输入量是，随速度变化而变化的加速度限制指令值和扩张状态观测器输出的加速度观测值，输出为Q轴电流指令的矫正值。当加速度观测值小于加速度限制值时，加速度控制环路不起作用；当加速度观测值大于限制值时，加速度控制环路开始闭环调节，根据不同转速工况，实时调整Q轴电流指令值，通过对加速度进行限制，把抽象的限制条件更加具象化。在对加速度进行限制的同时，也保证了最大电流的限制的作用。从驾驶感的维度上，提高了车辆性能标定的效率。

技术领域

本发明涉及工业车辆技术领域，具体涉及车辆加速度限制方法及系统。

背景技术

在工业车辆的应用中，出于对硬件使用寿命及安全、客户需求等目的，通常有以下几点要求：1对电机运行时的最大电流进行限制，满足硬件寿命及安全的考虑；2通过对各个转速点的最大电流限制，来限制满载的最大带载速度；3通过对各个转速点的Q轴最大电流限制，来削减高速弱磁压力，防止深度弱磁时电压饱和，导致系统失控；针对于非道路工业车辆的应用，转速电流双闭环控制系统需要电流限制来满足上述的目的。目前，常规应用于工业车辆领域的电流限制方法是BPC电流曲线限制，通过对电流直接限制的方法来达到上述目的。虽然该方法能够达到要求，但是仍存在可以优化和改善的空间，按照反馈的实时转速进行查表。通过“转速-电流”对应表，得到各个转速下电流的限制值，并根据该电流限制对输出Iq值进行限幅，达到目的，直接对各个转速段的电流做出限制。但是用电流曲线做限制，物理关系不够直接，很难把电流限制与驾驶体验感结合起来。从电机运动学方程可以看出，加速度=（电磁转矩 – 负载转矩 – 摩擦转矩）/ 转动惯量，从驾驶感的角度来看，和体验相关性最强的变量是加速度，该限制方法及依据，在常规的双环控制环路中并没有直接体现。现有常规的对电流直接限制的方法使得参数标定时难以考虑到驾驶感，标定效率不够高。

因此，提供一种直观有效且从驾驶体验感的角度，在各个工作点来对电机运行电流做出限制的车辆加速度限制方法及系统，已是一个值得研究的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种直观有效且从驾驶体验感的角度，在各个工作点来对电机运行电流做出限制的车辆加速度限制方法及系统。

本发明的目的是这样实现的：

车辆加速度限制方法，包括以下步骤：步骤1：在电机控制器中的现有常规的转速-电流双闭环控制环路上并联加速度控制环路，构成电机控制器电路；步骤2：根据步骤1中的电机控制器电路，设定速度-加速度限制曲线；步骤3：根据步骤2得到的速度-加速度限制曲线，以电机实际转速作为输入量，查表得出所需的加速度限制指令，作为加速度控制环路的指令输入；步骤4：加速度控制环路的扩张状态观测器根据电机实际转速求得加速度观测值，加速度观测值输入加速度控制环路，作为加速度控制环路反馈输入；步骤5：加速度控制环路根据加速度观测值进行调节；步骤6：加速度控制环路调节器的输出，作为Q轴电流的矫正值，用于电流的限制。

所述步骤4中，当加速度观测值小于加速度限制值时，加速度控制环路不起作用；当加速度观测值大于限制值时，加速度控制环路开始闭环调节。

工业车辆加速度限制系统，包括位于控制器内的现有常规转速-电流双闭环控制环路，与现有常规转速-电流双闭环控制环路并联的加速度控制环路，所述加速度控制环路包括PI调节器、查表曲线和扩张状态观测器，查表曲线、PI调节器和扩张状态观测器的一端与现有常规的转速-电流双闭环控制环路连接。