前文介紹了扭矩解析，就是對(duì)駕駛員期望扭矩的解讀，可細(xì)分為加速踏板扭矩請(qǐng)求、制動(dòng)踏板扭矩請(qǐng)求、蠕行扭矩請(qǐng)求、巡航扭矩請(qǐng)求、其他扭矩請(qǐng)求、扭矩耦合、扭矩限制、扭矩?fù)Q向、扭矩濾波等幾部分。

本文將在Simulink中設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)要的扭矩解析仿真模型，并對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

01設(shè)計(jì)需求

希望設(shè)計(jì)的扭矩解析能滿足以下幾點(diǎn)需求：

1）給油門能走，給剎車能停；

2）沒(méi)有油門和剎車請(qǐng)求時(shí)能穩(wěn)定蠕行；

3）有高速巡航功能，巡航狀態(tài)下給油門或剎車也能正常響應(yīng)；

4）車輛設(shè)計(jì)最高車速140km/h；

5）D/R檔扭矩響應(yīng)正常。

先就這么多吧。

02仿真模型

在Simulink中搭建如下圖所示的仿真模型，主要包括扭矩解析模型、電機(jī)模型、車輛模型三部分。本文研究的重點(diǎn)是扭矩解析模型，它也是我們需要驗(yàn)證的對(duì)象。

扭矩解析模型如下圖，主要包括油門扭矩、制動(dòng)扭矩、蠕行扭矩、巡航扭矩、扭矩協(xié)調(diào)計(jì)算（扭矩耦合、扭矩限制、扭矩?fù)Q向、扭矩濾波都包含在其中）等5個(gè)子系統(tǒng)。

03仿真測(cè)試

按照上面的設(shè)計(jì)需求，在Simulink仿真環(huán)境下逐一驗(yàn)證。

1、給油門能走，給剎車能停。

仿真工況：

初始車速為0；

D檔；

0~10秒給100%油門；

10~40秒給100%制動(dòng)。

仿真結(jié)果：

解析扭矩能正常跟隨油門、剎車請(qǐng)求，車速變化趨勢(shì)合理，該需求測(cè)試通過(guò)。

這里制動(dòng)減速度較小的原因是僅考慮了電機(jī)回饋制動(dòng)，液壓制動(dòng)部分模型未考慮。

2、沒(méi)有油門和剎車請(qǐng)求時(shí)能穩(wěn)定蠕行。

仿真工況：

初始車速為0；

D檔；

無(wú)油門；

無(wú)剎車。

仿真結(jié)果：

隨著車速的增大，蠕行電機(jī)請(qǐng)求扭矩逐漸變小，最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，車速也能維持6km/h左右勻速行駛，該需求測(cè)試通過(guò)。

這里采用的是開(kāi)環(huán)蠕行控制，也可以用閉環(huán)。

3、有巡航功能且給油門或剎車也能正常響應(yīng)。

仿真工況：

初始車速為60km/h，設(shè)定巡航車速80km/h；

D檔；

10~15秒給定100%油門開(kāi)度；

無(wú)剎車。

仿真結(jié)果：

0~10秒車輛能準(zhǔn)確跟隨80km/h的巡航目標(biāo)，10~15秒有了油門請(qǐng)求之后，車輛扭矩響應(yīng)了較大的油門請(qǐng)求，車輛開(kāi)始加速，15秒以后油門撤出之后，車速又逐漸恢復(fù)巡航目標(biāo)車速80km/h，整個(gè)過(guò)程巡航請(qǐng)求扭矩被限制在0~100Nm的約束范圍之內(nèi)，該需求測(cè)試通過(guò)。

4、車輛設(shè)計(jì)最高車速140km/h。

仿真工況：

初始車速為0；

D檔；

全油門加速；

無(wú)剎車。

仿真結(jié)果：

隨著車速的增大，受限于電機(jī)外特性，車輛請(qǐng)求扭矩逐漸減小，在車速達(dá)到130km/h之前始終與油門請(qǐng)求扭矩一致，超過(guò)之后請(qǐng)求扭矩逐漸偏離原始的油門踏板扭矩請(qǐng)求，并最終控制最大車速穩(wěn)定140km/h左右，該需求測(cè)試通過(guò)。

5、D/R檔扭矩響應(yīng)正常。

仿真工況：

初始車速為0；

D檔，然后先給油門再給剎車；

R檔，然后先給油門再給剎車。

大部分車輛會(huì)選擇關(guān)閉R檔回收，這里暫時(shí)放開(kāi)了R檔回收功能。

仿真結(jié)果：

不管在D檔還是R檔，扭矩響應(yīng)方向都是正確的，保證踩油門能正向或負(fù)向加速，踩剎車能正向或負(fù)向減速，該需求測(cè)試通過(guò)。

還有一些特殊工況需要考慮換向，這里暫不展開(kāi)講。

以上，在Simulink中搭建了一個(gè)扭矩解析模型，并對(duì)其進(jìn)行了初步的仿真驗(yàn)證，能滿足基本的使用需求。