CN104553883A - 一种电动汽车的怠速控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的怠速控制方法及装置，涉及电动汽车整车控制技术领域，其方法包括以下步骤：在电动汽车行驶期间，根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式；当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩；根据所述的怠速驱动扭矩，对所述电动汽车的车速进行控制，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。本发明根据档位的不同设置了不同的怠速模式，能够快速准确的极端怠速模式的驱动扭矩，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。

Description

一种电动汽车的怠速控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电动汽车整车控制技术领域，特别涉及一种电动汽车的怠速控制方法及装置。

背景技术

近年来，国内环境污染日益严重，空气质量不断恶化，传统燃油车的汽车尾气内含有大量污染物，是造成雾霾的原因之一。新能源汽车能够降低汽车尾气污染物的排放，尤其是纯电动汽车可以无污染行驶，所以推进新能源汽车的研发是近年来较为热门的话题。

整车控制器是新能源汽车的核心控制部件，而怠速模式是车辆行驶过程中经常使用的模式，在较为拥挤的交通情形下，怠速模式能够为驾驶员带来驾驶方便，也使车辆的操作更接近于传统的燃油汽车。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车的怠速控制方法及装置，解决了现有技术中电动汽车在怠速模式下容易产生污染物的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种电动汽车的怠速控制方法，其特征在于：

在电动汽车行驶期间，根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式；

当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩；

根据所述的怠速驱动扭矩，对所述电动汽车的车速进行控制，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。

优选地，所述的根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式包括：

对车速信号、车辆档位信号、车辆加速信号以及车辆制动信号进行实时监测；

根据监测结果确定所述电动汽车是否满足怠速条件；

若确定所述电动汽车满足怠速条件，则根据检测到的车辆档位信号确定所述电动汽车进入前进怠速模式还是进入倒退怠速模式。

优选地，还包括根据车辆故障信号，使所述电动汽车进入怠速模式。

优选地，所述的当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩包括：

当确定电动汽车进入前进怠速模式时，根据车辆前进档位信号，设置前进怠速目标车速；

利用所设置的前进怠速目标车速和检测到的车速信号，获得前进怠速驱动扭矩。

优选地，所述的当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩还包括：

当确定电动汽车进入倒退怠速模式时，根据车辆倒退档位信号，设置倒退怠速目标车速；

利用所设置的倒退怠速目标车速和检测到的车速信号，获得倒退怠速驱动扭矩。

优选地，将所述电动汽车的当前车速经过滤波计算得到所述车速信号；

其中，所述滤波计算公式：车速信号＝当前车速*B％+上周期车速*(100-B)％；

其中，所述B为可标定变量。

根据本发明的另一方面，提供了一种电动汽车的怠速控制装置，包括：

判断模块，用于在电动汽车行驶期间，根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式；

获取模块，用于当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩；

控制模块，用于根据所述的怠速驱动扭矩，对所述电动汽车的车速进行控制，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。

优选地，所述的判断模块包括：

检测单元，用于对车速信号、车辆档位信号、车辆加速信号以及车辆制动信号进行实时监测；

确定单元，用于根据监测结果确定所述电动汽车是否满足怠速条件，以及当确定所述电动汽车满足怠速条件，则根据检测到的车辆档位信号确定所述电动汽车进入前进怠速模式还是进入倒退怠速模式。

优选地，还包括根据车辆故障信号，使所述电动汽车进入怠速模式。

优选地，所述的获取模块包括：

第一获取单元，用于当确定电动汽车进入前进怠速模式时，根据车辆前进档位信号，设置前进怠速目标车速，以及利用所设置的前进怠速目标车速和检测到的车速信号，获得前进怠速驱动扭矩；

第二获取单元，用于当确定电动汽车进入倒退怠速模式时，根据车辆倒退档位信号，设置倒退怠速目标车速，以及利用所设置的倒退怠速目标车速和检测到的车速信号，获得倒退怠速驱动扭矩。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明根据档位的不同设置了不同的怠速模式，能够快速准确的极端怠速模式的驱动扭矩，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种电动汽车的怠速控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种电动汽车的怠速控制装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的电动汽车怠速模式控制装置的示意图；

图4是本发明实施例提供的电动汽车怠速模式标志位判断的流程图；

图5是本发明实施例提供的电动汽车驱动扭矩处理的示意图；

图6是本发明实施例提供的电动汽车车速信号滤波示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1显示了本发明实施例提供的一种电动汽车的怠速控制方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101：在电动汽车行驶期间，根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式；

步骤S102：当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩；

步骤S103：根据所述的怠速驱动扭矩，对所述电动汽车的车速进行控制，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。

进一步地，所述的根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式包括：对车速信号、车辆档位信号、车辆加速信号以及车辆制动信号进行实时监测；根据监测结果确定所述电动汽车是否满足怠速条件；若确定所述电动汽车满足怠速条件，则根据检测到的车辆档位信号确定所述电动汽车进入前进怠速模式还是进入倒退怠速模式。

本发明还包括根据车辆故障信号，使所述电动汽车进入怠速模式。

进一步地，所述的当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩包括：当确定电动汽车进入前进怠速模式时，根据车辆前进档位信号，设置前进怠速目标车速；利用所设置的前进怠速目标车速和检测到的车速信号，获得前进怠速驱动扭矩。

进一步地，所述的当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩还包括：当确定电动汽车进入倒退怠速模式时，根据车辆倒退档位信号，设置倒退怠速目标车速；利用所设置的倒退怠速目标车速和检测到的车速信号，获得倒退怠速驱动扭矩。

本发明将所述电动汽车的当前车速经过滤波计算得到所述车速信号；其中，所述滤波计算公式：车速信号＝当前车速*B％+上周期车速*(100-B)％；其中，所述B为可标定变量。

图2显示了本发明实施例提供的一种电动汽车的怠速控制装置的示意图，如图2所示，包括：判断模块201、获取模块202以及控制模块203。所述判断模块201，用于在电动汽车行驶期间，根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式；获取模块202，用于当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩；控制模块203，用于根据所述的怠速驱动扭矩，对所述电动汽车的车速进行控制，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。

进一步地，所述的判断模块201包括：检测单元，用于对车速信号、车辆档位信号、车辆加速信号以及车辆制动信号进行实时监测；确定单元，用于根据监测结果确定所述电动汽车是否满足怠速条件，以及当确定所述电动汽车满足怠速条件，则根据检测到的车辆档位信号确定所述电动汽车进入前进怠速模式还是进入倒退怠速模式。所述的获取模块202包括：第一获取单元，用于当确定电动汽车进入前进怠速模式时，根据车辆前进档位信号，设置前进怠速目标车速，以及利用所设置的前进怠速目标车速和检测到的车速信号，获得前进怠速驱动扭矩；第二获取单元，用于当确定电动汽车进入倒退怠速模式时，根据车辆倒退档位信号，设置倒退怠速目标车速，以及利用所设置的倒退怠速目标车速和检测到的车速信号，获得倒退怠速驱动扭矩。

本发明还包括根据车辆故障信号，使所述电动汽车进入怠速模式。也就是说，能够在车辆出现特定故障时，使车辆进入怠速模式行驶，同时对怠速扭矩进行了抗积分饱和的设置，有效的防止了车辆长时间未到达怠速目标车速而导致的车辆失控情形。

图3显示了本发明实施例提供的电动汽车怠速模式控制装置的示意图，如图3所示，整个怠速模式的控制需要经过怠速模式的判断、怠速模式扭矩的计算、怠速驱动扭矩的限制三部分组合而成。

具体地说，根据车速信号、加速踏板信号、制动踏板信号、档位信号以及车辆需进入怠速模式的故障状态标志位，综合判断车辆是否进入怠速模式。也就是说，当整车控制器监测到以下四个条件：驾驶员未踩加速踏板(即加速踏板信号百分比为零)、车辆处于前进或倒退档、驾驶员未踩制动踏板、车辆行驶速度小于某一数值(可标定值)，同时满足时，怠速模式标志位由0变为1，此时车辆进入怠速模式；或当整车控制器监测到车辆需进入怠速模式故障状态标志位由0变为1时，整车控制器应该响应该请求，此时车辆亦进入怠速模式。即当车辆出现某种特定故障时(如高压电池系统出现故障)，车辆需要进入怠速模式，以满足基本的行车需求。整车控制器监测到车辆需进入怠速模式故障状态标志位，由0变为1时，整车控制器应该响应该请求，使车辆进入怠速模式，以保证车辆能够怠速行驶。

当车辆进入怠速模式后，根据此时的档位信号，若车辆处在前进档，则车辆进入前进怠速模式；若车辆处在倒退档，则车辆进入倒退怠速模式。当车辆进入怠速模式后，根据当前档位信号，设定不同的怠速目标车速，并根据车速信号和所设定的怠速目标车速，并采用PID算法进行计算，获得怠速驱动扭矩；其中，不同的怠速模式，PID参数不同。

在PID计算过程中，加入了防积分饱和的设置，并设定了怠速驱动扭矩的最大值，有效的保障了车辆怠速起步阶段的平顺性。

本发明设立了车辆怠速模式的标志位，并区分了车辆前进和倒退两种不同的怠速模式、对车速信号进行滤波处理、怠速模式的驱动扭矩使用了PID(比例-积分-微分)算法。因此，能够准确的判断车辆是否进入怠速模式，并根据档位的不同设置了不同的怠速模式，精确、快速的计算怠速模式的驱动扭矩，并能够保证车辆在合适的时间内达到怠速目标车速，且在怠速过程中要确保车辆的平顺性。

图4显示了本发明实施例提供的电动汽车怠速模式标志位判断的流程图，如图4所示，当整车控制器监测到以下四个条件：无刹车踏板信号、车辆行驶速度小于某一数值(可标定值A)、加速踏板信号为0(即加速踏板信号百分比为零)以及车辆处于前进或倒退档，当同时满足时，怠速模式标志位置1，此时车辆进入怠速模式，否则，车辆进入其他模式。

进一步地，使用的加速踏板信号是经过解析、故障处理后的信号，当该信号等于零时，认为驾驶员未踩加速踏板。否则认为驾驶员踩下加速踏板，车辆进入驱动模式，而不能进入怠速模式。

进一步地，使用的档位信号是经过解析、防止误操作处理后的信号，能够准确反映驾驶员意图。

进一步地，在判断车辆行驶速度小于某一数值(可标定值A)时，需要设置滞回区间，防止怠速模式在可标定值A附近频繁切换，导致车辆失控。

当车辆进入怠速模式，需要根据此时车辆的档位将怠速模式划分为不同的模式，车辆档位处于前进档(D档)时，车辆进入前进怠速模式；车辆档位处于倒退档(R档)时，车辆进入倒退怠速模式。

图5显示了本发明实施例提供的电动汽车驱动扭矩处理的示意图，如图5所示，在计算怠速模式的驱动扭矩时，根据前进/倒退的怠速模式的不同，设定了不同的怠速目标车速(可标定值)，怠速驱动扭矩的计算均采用了PID的算法(其中P/I/D三个参数均为标定值)。同时进行了抗积分饱和的设置，防止车辆在长时间未达到怠速目标车速，出现怠速扭矩失控的情形。并设置了怠速驱动扭矩的最大值，保证了车辆怠速起步阶段的平顺性。也就是说，怠速驱动扭矩的计算，采用PID(比例-积分-微分)算法，该算法能够根据设定的怠速目标车速以及滤波后的车速信号，自行调整输出的怠速驱动扭矩数值。并对PID算法进行了抗积分饱和的设置，防止车辆在长时间未达到怠速目标车速时，出现怠速扭矩失控的情形。并设置了怠速驱动扭矩的最大值，保证了车辆怠速起步阶段的平顺性。

图6显示了本发明实施例提供的电动汽车车速信号滤波示意图，如图6所示，当车辆行驶在不平整路面上时，车速信号易受路面平整度影响出现波动，而车速信号是计算怠速驱动扭矩的重要参数，因此需要对车速信号进行适当的滤波，保证怠速驱动扭矩的合理性，进一步保障车辆行驶的平顺性。也就是说，为防止路面的不平整引起车速信号不正常波动，进而引起怠速驱动扭矩的波动，导致车辆怠速行驶的平顺性不足，因此对车速信号进行滤波计算处理。

车速信号的滤波算法：车速信号＝当前车速*B％+上周期车速*(100-B)％；

其中B为可标定变量，调节标定变量B的大小，便可以调整车速波动的滤波程度。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

本发明它能够准确的判断车辆是否进入怠速模式，并根据档位的不同设置了不同的怠速模式，精确、快速的计算怠速模式的驱动扭矩，并能够保证车辆在合适的时间内达到怠速目标车速，且在怠速过程中要确保车辆的平顺性。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车的怠速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在电动汽车行驶期间，根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式；

当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩；

根据所述的怠速驱动扭矩，对所述电动汽车的车速进行控制，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式包括：

对车速信号、车辆档位信号、车辆加速信号以及车辆制动信号进行实时监测；

根据监测结果确定所述电动汽车是否满足怠速条件；

若确定所述电动汽车满足怠速条件，则根据检测到的车辆档位信号确定所述电动汽车进入前进怠速模式还是进入倒退怠速模式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括根据车辆故障信号，使所述电动汽车进入怠速模式。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩包括：

当确定电动汽车进入前进怠速模式时，根据车辆前进档位信号，设置前进怠速目标车速；

利用所设置的前进怠速目标车速和检测到的车速信号，获得前进怠速驱动扭矩。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩还包括：

当确定电动汽车进入倒退怠速模式时，根据车辆倒退档位信号，设置倒退怠速目标车速；

利用所设置的倒退怠速目标车速和检测到的车速信号，获得倒退怠速驱动扭矩。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，将所述电动汽车的当前车速经过滤波计算得到所述车速信号；

其中，所述滤波计算公式：车速信号＝当前车速*B％+上周期车速*(100-B)％；

其中，所述B为可标定变量。

7.一种电动汽车的怠速控制装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于在电动汽车行驶期间，根据车速信号和车辆操控信号判断电动汽车是否需要进入怠速模式；

获取模块，用于当判断电动汽车需要进入怠速模式时，依据车速信号，获得怠速驱动扭矩；

控制模块，用于根据所述的怠速驱动扭矩，对所述电动汽车的车速进行控制，使电动车的当前车速达到怠速目标车速。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的判断模块包括：

检测单元，用于对车速信号、车辆档位信号、车辆加速信号以及车辆制动信号进行实时监测；

确定单元，用于根据监测结果确定所述电动汽车是否满足怠速条件，以及当确定所述电动汽车满足怠速条件，则根据检测到的车辆档位信号确定所述电动汽车进入前进怠速模式还是进入倒退怠速模式。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括根据车辆故障信号，使所述电动汽车进入怠速模式。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的获取模块包括：

第一获取单元，用于当确定电动汽车进入前进怠速模式时，根据车辆前进档位信号，设置前进怠速目标车速，以及利用所设置的前进怠速目标车速和检测到的车速信号，获得前进怠速驱动扭矩；

第二获取单元，用于当确定电动汽车进入倒退怠速模式时，根据车辆倒退档位信号，设置倒退怠速目标车速，以及利用所设置的倒退怠速目标车速和检测到的车速信号，获得倒退怠速驱动扭矩。