CN105599639B - 电动汽车选速调速方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车选速调速方法及其系统。提供有电动汽车选速调速系统包括整车控制器及与该整车控制器连接的选速识别系统、轮速传感器组、设置有车辆前后的距离传感器、驱动电机控制器、制动控制器；所述驱动控制器还连接有驱动电机；所述制动控制器还连接有制动器。本发明的电动车辆选速调速方法及其系统，可以在驾驶电动车辆过程中，只需按几次按钮，就可以轻松安全的驾驶车辆，避免繁琐地频繁操作驾驶手杆或加速、制动踏板，实现轻松安全驾驶，提高乘坐舒适性，还节约能源，提高整车使用寿命；该系统的智能声控系统是安全辅助系统，必要时供驾驶员、乘客直接用语音控制车辆紧急停车。

Description

电动汽车选速调速方法及其系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车选速调速方法及其系统。
背景技术
目前，为改善城市环境、促进节能降耗，国家与地方出台了众多的激励电动汽车与电动工程机械发展的政策。电动汽车以低噪声、低能耗、低排放吸引了众多地方政府与百姓关注，吸引不少企业投资建设制造电动汽车，促使国内各种纯电动汽车层出不穷，数量也呈快速发展趋势，是未来传统动力车辆的必然替代品。电动车辆可以具有较传统动力车辆更便捷的调速功能和操纵性能，可以更好地减轻驾驶员的劳动强度，同时需要更长无故障的工作时间或里程，由于商业化时间短，迄今国内研制的上市电动车辆驾驶上并未出现较大的改进，车辆首次故障出现时间有待提高，为改善这些问题，本发明提出了电动车辆选速调速方法及其系统，将有助于显著改善驾驶舒适性、行车安全性、节能并延长车辆使用寿命等问题，特别适合长距离、闹市、交通灯多的场合驾驶，大大降低了对驾驶员应变能力和技术要求。本发明可以直接应用在各种纯电动和混合动力的电动汽车和电动工程机械上，也可推广应用于电喷内燃机为动力的其它车辆上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车选速调速方法及其系统，可以在驾驶电动车辆过程中，只需按几次按钮，就可以轻松安全的驾驶车辆，避免繁琐地频繁操作驾驶手杆或加速、制动踏板，实现轻松安全驾驶，提高乘坐舒适性，还节约能源，提高整车使用寿命；该系统的智能声控系统是安全辅助系统，必要时供驾驶员、乘客直接用语音控制车辆紧急停车。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电动汽车选速调速方法，提供有电动汽车选速调速系统包括整车控制器及与该整车控制器连接的选速识别系统、轮速传感器组、车辆前后距离传感器、驱动电机控制器、制动控制器；所述驱动控制器还连接有驱动电机；所述制动控制器还连接有行车制动器和电控驻车制动器；所述选速调速方法包括如下步骤：
S1：驾驶员一插入车动力钥匙，所述整车控制器及与该整车控制器连接的选速识别系统、轮速传感器组、车辆前后距离传感器、驱动电机控制器、制动控制器均开始或准备开始工作，车辆前后距离传感器和轮速传感器组立刻进入检测状态并将检测数据传回给整车控制器；当驾驶员不使用加速踏板、不踩制动踏板且松开手刹后，通过所述选速识别系统的选速按钮选择车速及车辆前行或后退，即可立即直接启动车辆前行或后退；
S2：当车辆刚启动要运动前瞬间，借助车辆前后的距离传感器和轮速传感器组获得前后车辆距离和轮速信息，若判断车辆前行或后退有碰撞危险时，整车控制器让车辆仪表盘进行声光报警，提示驾驶员相关安全距离信息，且保持车辆静止状态不变，并重新执行步骤S2；当若判断车辆前行或后退无碰撞危险时，则转步骤S3；
S3：每隔一预定时间τ1，所述选速识别系统将自动判断车辆是否存在碰撞的危险并扫描判断是否有新的选速按钮按下，若有碰撞危险则转步骤S20；若无碰撞危险也无发现新按钮按下，重新执行步骤S3；在无碰撞危险情况下，发现新按钮动作，则执行步骤S4；
S4：通过识别前后选速按钮的异同，判断驾驶员是选择前进、后退还是刹车；若判断为后退，则执行步骤S17，判断为前进，则执行步骤S5，判断为刹车，则执行步骤S23；
S5：若判断为前进且车速不变，则执行步骤S3，否则转步骤S6；
S6：选速识别系统判断车辆需进行加速还是减速，并计算相应的加速或减速曲线及加速度或减速度大小，然后传输给整车控制器作为车速的跟踪目标函数；
S7：整车控制器将刚获得的该车辆的加速或减速曲线转化成驱动电机相应的加速或减速曲线及其相应的加速度或减速度大小，并传给驱动电机控制器作为其跟踪目标函数；
S8：整车控制器通过轮速传感器组获得轮速信息，并估算判断车辆车速与设定值的差值，若此时需要加速车辆，则转步骤S9，需要减速则转步骤S12；若车速已经达到期望值，则转步骤S15；
S9：整车控制器将车辆加速曲线及其加速度大小与轮速传感器组传回的车辆车速及其变化率进行比较计算，若发现两者差异值及差异值变化率不随时间而增大时，转步骤S10，否则转步骤S11；
S10：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的车速跟踪目标函数，设定驱动电机相应的工作参数，使其加速运转，然后转步骤S15；
S11：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的车速跟踪目标函数并制定相应的驱动力矩，同时若实测的车速或其变化率大于其预期值的情况，则整车控制器让驱动电机控制器减少驱动电机此时驱动力矩的一个数值DM，使驱动电机按修改后的工作参数运转；若实测的车速及其变化率均小于各自预期值的情况，则增加驱动电机驱动力矩的一个数值DM，使驱动电机按修改后的工作参数运转，然后转步骤S15；
S12：此时车辆要减速运行，所述选速识别系统判断是否仅减少电机的驱动力矩就可满足车辆的减速要求：若是则转步骤S13，否则转步骤S14；
S13：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的减速曲线及其减速度大小，设定驱动电机相应的工作参数，使其减速运转，然后转步骤S15；
S14：整车控制器切断驱动电机电源，按步骤S6确定的减速曲线及其减速度大小作为制动控制器的跟踪目标函数，设定行车制动器相应的工作参数，使车辆减速运转，直至达到预置车速，然后，整车控制器立即通过驱动电机控制器重新启动驱动电机，设置其工作参数保证车辆车速与预置车速一致，而后转步骤S15；
S15：整车控制器检测轮速传感器组的轮速，当测得车速与目标车速的误差小于预设值ev1，则转步骤S16，否则转步骤S3；
S16：车辆调速结束，达到驾驶员的预期车速要求，车辆保持现有驱动电机的工作参数，继续行驶，并转步骤S3；
S17：整车控制器切断驱动电机电源，且通过所述选速识别系统获取此时车辆从现有速度减少至零车速的减速曲线及减速度大小，并将其作为制动器控制器的跟踪目标函数，从而设定行车制动器相应的工作参数，使车辆减速；一进入减速过程，整车控制器自动启动刹车灯并保持其一直工作着；只要车速未小于预设值ev1，该减速过程一直持续着，直至实时测得的车速小于预设值ev1为止；
S18：整车控制器启动双闪警示灯并保持其连续工作，改变驱动电机的旋转方向，准备汽车倒退；所述选速识别系统根据0到预选的倒退车速，计算倒退的加速曲线及其数值大小加速变化率，然后通过整车控制器传给驱动电机控制器作为电机转速跟踪目标函数，并使其设定出驱动电机相应的工作参数，控制驱动电机转动；
S19：车辆后退前瞬间或每隔时间τ1，所述选速识别系统通过整车控制器自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险则转步骤S20；若无碰撞危险，继续按设定的驱动电机的工作参数加速，若车速未达到预期值，则重新执行步骤S19，若达到预期车速，则执行步骤S21；
S20：此时面临碰撞的危险，将车辆车速减半，此时若车辆前行，则转步骤S3，若是后退，则转步骤S19；
S21：若驾驶员判断到达预期后退目的地，按下刹车按钮或踩刹车踏板，转S23；若未到达预期地点之前，保持车速不变继续后退，每隔时间τ1，所述选速识别系统自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险，则转步骤S22，否则转步骤S21；
S22：整车控制器自动切断驱动电机动力，并控制行车制动器工作使车快速停下，当车停下后，整车控制器通过制动控制器自动拉紧电控驻车制动器，转步骤S3；
S23：整车控制器自动断开驱动电机动力电源，继续让车辆刹车减速，直至车速减至不大于ev1；当车辆速度不大于ev1时，整车控制器自动通过制动控制器使驻车制动器抱闸，同时让行车制动器松开，转步骤S3。
在本发明一实施例中，所述方法还包括：每隔一段时间τ1，整车控制器通过轮速传感器组检测车辆的速度，并计算判断该车辆能否在预定时间△t=t4-t1，由驱动电机驱动车辆平缓地加减速到其预置速度；若能，则整车控制器不改变驱动电机控制器为实现电机转速跟踪目标函数而设置的驱动电机的工作参数，继续驱动车辆运动；若否，则整车控制器虽不改变驱动电机的转速跟踪目标函数，但通过驱动电机控制器调整驱动电机的工作参数，再继续驱动车辆运动；上述过程重复执行，直至车速达到驾驶员预置的车速。
在本发明一实施例中，所述步骤S1中，扫描选速按钮是通过键盘扫描的方式实现。
在本发明一实施例中，所述加速曲线或减速曲线分别采用头尾朝向相反的各一段抛物线及中间连接斜直线组成的双抛物线加速或减速曲线，t1、t3分别是每段抛物线加速或减速的起点时刻，t2、t4分别为各段抛物线加速或减速的终点时刻，t1对应驾驶员按选速按钮后选速识别系统计算判断后的瞬间；所述加速或减速曲线中的斜直线段加速度或减速度均设置为固定值a1，抛物线的起点时刻t1和终点时刻t4，且加速度均取为0，t2时刻和t3时刻的加速度或减速度均为固定值a1，整个加速或减速时间△t=t4-t1按α*(v2-v1)/a1的绝对值取值，α为大于1的一个固定数。
在本发明一实施例中，所述方法还包括：选速识别系统根据车速需变化的情况，判断车辆需进行减速运动时，计算出车辆减速度大小及相应的减速抛物线曲线并传输给整车控制器；整车控制器根据该减速规律计算判断是否仅靠改变驱动电机的驱动力矩就可实现预期的减速运动，若可以，则整车控制器将该曲线及其相关数值转化成驱动电机的跟踪目标函数且传给驱动电机控制器，并由驱动电机控制器计算给出驱动电机需要的输出力矩和其它工作参数，实现车辆预期的减速运动，若仅靠减少电机驱动力矩无法实现车辆按预期的减速规律做减速运动，则整车控制器将减速抛物线曲线转化计算后传给制动控制器作为其制动跟踪目标函数，使得车辆作减速运动；不管采用何种减速方式，在车辆减速过程中，每隔一段时间τ1，整车控制器通过轮速传感器组检测车辆的实时速度，并据此对驱动电机或制动器工作参数进行调整，该过程重复执行，直至达到驾驶员预置的车速。
在本发明一实施例中，所述整车控制器上还连接有一声音传感与识别系统，用于紧急情况应急处理车辆，当判断发现驾驶员或车上人员大声重复急喊刹车或停车时，该声音传感与识别系统会立即将紧急刹车信息传给整车控制器，并由整车控制器立即切断驱动电机的动力，同时让制动控制器及行车制动器进入紧急制动的工作状态。
在本发明一实施例中，所述方法还包括：当驾驶员通过选速按钮选择的车速超过车辆额定速度时，则选速识别系统将该车辆额定的车速及其相应的加速曲线传给整车控制器，并由整车控制器监控驱动电机控制器实现以该额定的车速为目标的相应加速或匀速运动；当驾驶员选择车辆后退时，若其选择的速度超过30km/h，则选速识别系统将30 km/h的最高后退车速传给整车控制器并由整车控制器监控驱动电机控制器实现30km/h的加速或匀速运动；当前行的车辆获得驾驶员要求的某个后退车速的信息后，则选速识别系统计算给出当下车速减速到零车速的减速曲线并传给整车控制器，由整车控制器借助驱动电机控制器让驱动电机停止工作，同时让制动系统按该减速曲线进行制动，直至车辆速度降为零，而后，选速识别系统通过整车控制器借助驱动电机控制器让驱动电机带动车辆以相应的加速曲线倒退加速至预置的后退速度；后退前瞬间及每隔时间τ1，该选速调速方法将自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险则进行紧急刹车，若无碰撞危险，继续按设定的倒退运动规律加速直至车速达到预期值。
在本发明一实施例中，当车辆驾驶员通过踩加速踏板或制动踏板干预车辆工作时，该选速识别系统自动退出工作，此时，车辆根据驾驶员意图，由整车控制器以及与其相连接的驱动电机控制器、制动控制器按无选速调速系统模式进行工作。
本发明还提供了一种电动汽车选速调速系统，所述整车控制器采用上述所述的电动汽车选速调速方法。
在本发明一实施例中，所述整车控制器还连接有车灯控制器、仪表盘、加速踏板、辅助电池、动力电池控制器，所述动力电池控制器还连接有动力电池。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明发明及系统，可以在驾驶电动车辆过程中，只需按几次按钮，就可以轻松安全的驾驶车辆，避免繁琐地频繁操作驾驶手杆或加速、制动踏板，实现轻松安全驾驶，提高乘坐舒适性，还节约能源，提高整车使用寿命；该系统的智能声控系统是安全辅助系统，必要时供驾驶员、乘客直接用语音控制车辆紧急停车。
附图说明
图1为本发明电动汽车选速调速方法流程图。
图2为本发明选速按钮组示意图。
图3为本发明选速识别系统电路结构示意图。
图4为本发明加速曲线示意图。
图5为本发明减速曲线示意图。
图6为本发明电动汽车选速调速系统框图。
图7为本发明仪表盘中车速显示、相关信息显示图。
图8为本发明车辆调速控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1-8所示，一种电动汽车选速调速方法，提供有电动汽车选速调速系统包括整车控制器及与该整车控制器连接的选速识别系统、轮速传感器组、车辆前后距离传感器、驱动电机控制器、制动控制器；所述驱动控制器还连接有驱动电机；所述制动控制器还连接有行车制动器和电控驻车制动器，具体如图6所示；所述选速调速方法包括如下步骤：
S1：驾驶员一插入车动力钥匙，所述整车控制器及与该整车控制器连接的选速识别系统、轮速传感器组、车辆前后距离传感器、驱动电机控制器、制动控制器均开始或准备开始工作，车辆前后距离传感器和轮速传感器组立刻进入检测状态并传回相关检测数据给整车控制器；当驾驶员不使用加速踏板、不踩制动踏板且松开手刹后，通过所述选速识别系统的选速按钮选择车速及车辆前行或后退，即可立即直接启动车辆前行或后退；
S2：当车辆刚启动要运动前瞬间，借助车辆前后的距离传感器和轮速传感器组获得前后车辆距离和轮速信息，若判断车辆前行或后退有碰撞危险时，整车控制器让车辆仪表盘进行声光报警，提示驾驶员相关安全距离信息，且保持车辆静止状态不变，并重新执行步骤S2；当若判断车辆前行或后退无碰撞危险时，则转步骤S3；
S3：每隔一预定时间τ1，所述选速识别系统将自动判断车辆是否存在碰撞的危险并扫描判断是否有新的选速按钮按下，若有碰撞危险则转步骤S20；若无碰撞危险也无发现新按钮按下，重新执行步骤S3；在无碰撞危险情况下，发现新按钮动作，则执行步骤S4；
S4：通过识别前后选速按钮的异同，判断驾驶员是选择前进、后退还是刹车；若判断为后退，则执行步骤S17，判断为前进，则执行步骤S5，判断为刹车，则执行步骤S23；
S5：若判断为前进且车速不变，则执行步骤S3，否则转步骤S6；
S6：选速识别系统判断车辆需进行加速还是减速，并计算相应的加速或减速曲线及加速度或减速度大小，然后传输给整车控制器作为车速的跟踪目标函数；
S7：整车控制器将刚获得的该车辆的加速或减速曲线转化成驱动电机相应的加速或减速曲线及其相应的加速度或减速度大小，并传给驱动电机控制器作为其跟踪目标函数；
S8：整车控制器通过轮速传感器组获得轮速信息，并估算判断车辆车速（采用2个从动轮轮速的平均值）与设定值的差值，若此时需要加速车辆，则转步骤S9，需要减速则转步骤S12；若车速已经达到期望值，则转步骤S15；
S9：整车控制器将车辆加速曲线及其加速度大小与轮速传感器组传回的车辆车速及其变化率（采用2个从动轮轮速的平均值）进行比较计算，若发现两者差异值及其差异值变化率不随时间而增大时，转步骤S10，否则转步骤S11；
S10：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的车速跟踪目标函数，设定驱动电机相应的工作参数（包括设定定子电流大小及其变化规律等），使其加速运转，然后转步骤S15；
S11：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的车速跟踪目标函数并制定相应的驱动力矩，同时若实测的车速或其变化率大于其预期值的情况，则整车控制器让驱动电机控制器减少驱动电机此时驱动力矩的一个数值DM，使驱动电机按修改后的工作参数运转；若实测的车速及其变化率均小于各自预期值的情况，则增加驱动电机驱动力矩的一个数值DM，使驱动电机按修改后的工作参数运转，然后转步骤S15；
S12：此时车辆要减速运行，所述选速识别系统判断是否仅减少电机的驱动力矩就可满足车辆的减速要求：若是则转步骤S13，否则转步骤S14；
S13：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的减速曲线及其减速度大小，设定驱动电机相应的工作参数，使其减速运转，然后转步骤S15；
S14：整车控制器切断驱动电机电源，按步骤S6确定的减速曲线及其减速度大小作为制动控制器的跟踪目标函数，设定行车制动器相应的工作参数（包括设定制动油压大小及其变化规律等），使车辆减速运转，直至达到预置车速，然后，整车控制器立即通过驱动电机控制器重新启动驱动电机，设置其工作参数保证车辆车速与预置车速一致，而后转步骤S15；
S15：检测轮速传感器组的轮速，当测得车速与目标车速的误差小于预设值ev1，则转步骤S16，否则转步骤S3；
S16：车辆调速结束，达到驾驶员的预期车速要求，车辆保持现有驱动电机的工作参数，继续行驶，并转步骤S3；
S17：整车控制器切断驱动电机电源，且通过所述选速识别系统获取此时车辆从现有速度减少至零车速的减速曲线及减速度大小，并将其作为制动器控制器的跟踪目标函数，从而设定行车制动器相应的工作参数，使车辆减速；一进入减速过程，整车控制器自动启动刹车灯并保持其一直工作着；只要车速未小于预设值ev1，该减速过程一直持续着，直至实时测得的车速小于预设值ev1为止；
S18：整车控制器启动双闪警示灯并保持其连续工作，改变驱动电机的旋转方向，准备汽车倒退；所述选速识别系统根据0到预选的倒退车速，计算倒退的加速曲线及其数值大小加速变化率，然后通过整车控制器传给驱动电机控制器作为电机转速跟踪目标函数，并使其设定出驱动电机相应的工作参数，控制驱动电机转动；
S19：车辆后退前瞬间或每隔时间τ1，所述选速识别系统通过整车控制器自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险则转步骤S20；若无碰撞危险，继续按设定的驱动电机的工作参数加速，若车速未达到预期值，则重新执行步骤S19，若达到预期车速，则执行步骤S21；
S20：此时面临碰撞的危险，将车辆车速减半，此时若车辆前行，则转步骤S3，若是后退，则转步骤S19；
S21：若驾驶员判断到达预期后退目的地，按下刹车按钮或踩刹车踏板，转S23；若未到达预期地点之前，保持车速不变继续后退，每隔时间τ1，所述选速识别系统自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险，则转步骤S22，否则转步骤S21；
S22：整车控制器自动切断驱动电机动力，并控制行车制动器工作使车快速停下，当车停下后，整车控制器通过制动控制器自动拉紧电控驻车制动器，转步骤S3；
S23：整车控制器自动断开驱动电机动力电源，继续让车辆刹车减速，直至车速减至不大于ev1；当车辆速度不大于ev1时，整车控制器自动通过制动控制器使驻车制动器抱闸，同时让行车制动器松开，转步骤S3。
在本发明中，每隔一段时间τ1，整车控制器通过轮速传感器组检测车辆的速度，并计算判断该车辆能否在预定时间△t=t4-t1，由驱动电机驱动车辆平缓地加减速到其预置速度；若能，则整车控制器不改变驱动电机控制器为实现电机转速跟踪目标函数而设置的驱动电机的工作参数，继续驱动车辆运动；若否，则整车控制器虽不改变驱动电机的转速跟踪目标函数，但通过驱动电机控制器调整驱动电机的工作参数，再继续驱动车辆运动；上述过程重复执行，直至车速达到驾驶员预置的车速。
在本发明中，扫描选速按钮是通过键盘扫描的方式实现识别具体按下哪个按钮的；具体按钮设置及其识别硬件如图2和图3所示。
在本发明中，所述加速曲线或减速曲线分别采用头尾朝向相反的各一段抛物线及中间连接斜直线组成的双抛物线加速或减速曲线，如图4、图5所示，t1、t3分别是每段抛物线加速或减速的起点时刻，t2、t4分别为各段抛物线加速或减速的终点时刻，t1对应驾驶员按选速按钮后选速识别系统计算判断后的瞬间；所述加速或减速曲线中的斜直线段加速度或减速度均设置为固定值a1，抛物线的起点时刻t1和终点时刻t4，加速度均取为0，整个加速或减速时间△t=t4-t1按1.3*(v2-v1)/a1的绝对值取值，α为大于1的一个固定数，各段抛物线具体参数即非直线段的加速度（减速度）大小及其变化规律根据加（减）减速过程冲击最小和节约能量的最优化原则自动计算确定。
在本发明中，选速识别系统根据车速需变化的情况，判断车辆需进行减速运动时，计算出车辆减速度大小及相应的减速抛物线曲线并传输给整车控制器；整车控制器根据该减速规律计算判断是否仅靠改变驱动电机的驱动力矩就可实现预期的减速运动，若可以，则整车控制器将该曲线及其相关数值转化成驱动电机的跟踪目标函数且传给驱动电机控制器，并由驱动电机控制器计算给出驱动电机需要的输出力矩和其它工作参数，实现车辆预期的减速运动，若仅靠减少电机驱动力矩无法实现车辆按预期的减速规律做减速运动，则整车控制器将减速抛物线曲线转化计算后传给制动控制器作为其制动跟踪目标函数，使得车辆作减速运动；不管采用何种减速方式，在车辆减速过程中，每隔一段时间τ1，整车控制器通过轮速传感器组检测车辆的实时速度，并据此对驱动电机或制动器工作参数进行调整，该过程重复执行，直至达到驾驶员预置的车速。
在本发明中，所述整车控制器上还连接有一声音传感与识别系统，用于紧急情况应急处理车辆，当判断发现驾驶员或车上人员大声重复急喊刹车或停车时，该声音传感与识别系统会立即将紧急刹车信息传给整车控制器，并由整车控制器立即切断驱动电机的动力，同时让制动控制器及行车制动器进入紧急制动的工作状态。
在本发明中，当驾驶员通过选速按钮选择的车速超过车辆额定速度时，则选速识别系统将该车辆额定的车速及其相应的加速曲线传给整车控制器，并由整车控制器监控驱动电机控制器实现以该额定的车速为目标的相应加速或匀速运动；当驾驶员选择车辆后退时，若其选择的速度超过30km/h，则选速识别系统将30 km/h的最高后退车速传给整车控制器并由整车控制器监控驱动电机控制器实现30km/h的加速或匀速运动；当前行的车辆获得驾驶员要求的某个后退车速的信息后，则选速识别系统计算给出当下车速减速到零车速的减速曲线并传给整车控制器，由整车控制器借助驱动电机控制器让驱动电机停止工作，同时让制动系统按该减速曲线进行制动，直至车辆速度降为零，而后，选速识别系统通过整车控制器借助驱动电机控制器让驱动电机带动车辆以相应的加速曲线倒退加速至预置的后退速度；后退前瞬间及每隔时间τ1，该选速调速方法将自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险则进行紧急刹车，若无碰撞危险，继续按设定的倒退运动规律加速直至车速达到预期值。
在本发明中，当车辆驾驶员通过踩加速踏板或制动踏板干预车辆工作时，该选速识别系统自动退出工作，此时，车辆根据驾驶员意图，由整车控制器以及与其相连接的驱动电机控制器、制动控制器按无选速调速系统模式进行工作。
如图6所示，本发明还提供了一种电动汽车选速调速系统，所述整车控制器采用上述所述的电动汽车选速调速方法。所述整车控制器还连接有车灯控制器、仪表盘、加速踏板、辅助电池、动力电池控制器，所述动力电池控制器还连接有动力电池。
以下为本发明的具体实施例。
本发明的电动车辆选速调速方法及其系统，包括由选速识别系统自动识别驾驶员进行的选速按钮，以及通过按钮的不同顺序自动判断识别驾驶员要求的保持车速不变、需要车辆加速或减速的精确意图；当判断需要车辆加速或减速时，该选速识别系统根据要调整的具体速度差大小，自动智能计算车辆加速或减速所遵循的变化规律及其相关加速度或减速度大小，并马上将这些计算得到的加速或减速曲线及其数值传给整车控制器，作为整车控制器的车速跟踪目标函数。所述该选速调速方法及其系统中的整车控制器一方面将刚获得的该车辆的加速或减速曲线转化成驱动电机相应的加速或减速曲线及其加速度或减速度大小，并传给驱动电机控制器，作为驱动电机的速度跟踪目标；另一方面，整车控制器还将车辆加速或减速控制曲线及其大小与轮速传感器传回的车速（采用2个从动轮轮速的平均值）进行比较计算，若发现两者差异或其变化率随时间增大时，整车控制器还要求驱动电机控制器或制动系统控制器在原有控制律的基础上对电机驱动力或制动器制动力进行适当的调整。当判断需要借助制动系统制动力来减速时，所述该选速调速方法及其系统通过整车控制器自动将减速曲线及加速度大小传给制动系统控制器作为其减速跟踪目标，且必要时参与调整制动控制器的制动力大小，达到使车辆按要求减速。所述该电动车辆选速调速方法及其系统工作过程中，每隔一段时间τ3，不断通过整车控制器调用车辆前后测距传感器，实时检测车辆前后距离，并根据是否有碰撞危险进行必要的车速调整，确保车辆加速、减速过程安全进行。具体参见图1、图6和图8。
本发明方法及系统从车辆静止状态驾驶员插入车钥匙就开始工作，即当驾驶员不使用加速踏板、制动踏板且松开手刹后，此时若其按一下选速器中的某个车速按钮并接着按下前行或后退按钮，该所述选速调速方法及其系统就自动计算判断车辆车速将要达到多少、车辆将要进行何种加速运动、并将相关加速规律及其加速参数传给整车控制器；整车控制器收到车辆目标车速、加速、加速规律与加速参数后，马上先通过前后距离传感器获得车辆前后距离信息，在确保车辆可继续安全行驶情况下，整车控制器自动将其改算的驱动电机相应的加速规律与加速参数传给驱动电机控制器，并由后者驱动、控制驱动电机加速运动，从而带动车辆按要求的加速规律加速；每隔一段时间τ1，该整车控制器就收集前后距离传感器关于车辆前后距离信息，在确保车辆可继续安全行驶情况下，整车控制器经过检测比较车辆实时速度与预期加速过程车辆速度差异程度并进行驱动电机控制规律与控制量的必要调整，然后让驱动电机控制器按刚刚修订的加速控制目标驱动电机加速，实现车辆加速；该过程不断重复，直至车速达到驾驶员预置的车速并保持其不变为止。当车辆达到驾驶员预置的速度后，每隔一段时间τ1，该整车控制器就收集前后距离传感器关于车辆前后距离信息，在确保车辆可继续安全行驶情况下，让驱动电机控制器保持按刚才最后确定的驱动力矩控制驱动电机做匀速运动，使车辆保持预置速度匀速前行或后退。
为保证车辆平缓地加速到预置的车速、减少加速过程车辆和驱动电机及其传动系统冲击、以及节约能源，每隔一段时间τ1，整车控制器通过检测车轮传感器组的速度并计算后就自动智能判断该车辆能否在预定时间里，由该驱动电机按刚刚修正过的加速规律及其参数的控制目标驱动车辆是否可平缓地加速到其预置速度。若判断发现可以，该整车控制器就不再修正驱动电机控制器的控制目标函数，且让驱动电机控制器继续按其控制规律驱动电机工作，继续加速车辆；若判断发现继续这样加速无法使车辆平缓地在预定时间里加速到预置速度，该整车控制器就立即修改驱动电机的加速控制目标函数，并使驱动电机控制器按该修订后的控制目标相应地调整电机的控制参数，并以此驱动电机和车辆。只要车辆速度未达到驾驶员预置的车速，该过程就一直重复进行，直至车速达到驾驶员设置数值为止。图4为头尾各一段相同的但朝向相反的抛物线、中间为一条斜直线的二段抛物线车辆加速规律及加速参数。图4中t1为加速开始时刻，对应驾驶员按选速钮后选速调速系统计算判断后的瞬间，t2为抛物线加速终止时刻，从时刻t1到t2，加速度从0按抛物线规律逐渐增加到最大值a1；从时刻t2到t3，车辆按加速度a1做匀加速运动；从时刻t3到t4，车辆加速度按抛物线规律由最大值a1逐渐减少到0、车速则加速到驾驶员预置的车速。
该电动车辆选速调速方法及其系统通过键盘扫描的方式，判断确定驾驶员的真实选速要求。图2为该系统的选速按钮图，图中，按一下△5、或△10、或△20钮，表示速度增量分别为5km/h、10 km/h、20 km/h， 按一下▽5、▽10、▽20钮，则速度减少5km/h、10 km/h、20km/h。图3为选速电脑识别与加（减）速规律与参数自动智能形成系统。不论车辆是从静止出发，还是在行驶过程中，只要驾驶员按一下图2的选速按钮和前行或后退按钮，该电动车辆选速调速方法及其系统就能马上识别出驾驶员要加速还是减速要求，并立即计算判断出相关的加速曲线和加速参数。图4为车辆加速规律与加速参数，图5为车辆减速规律和减速参数。为减轻加减速过程冲击和节约能量，该电动车辆选速调速方法采用头尾完全相同的两段抛物线、中间采用匀加（减）速斜线的加速曲线或减速曲线。在该电动车辆选速调速方法及其系统中，预存车辆最高加速度a1（该值可根据车主的意图更改）。当驾驶员选择按下最新车速按钮及前行或后退按钮时，该电动车辆选速调速方法及其系统按加速过程最节能原则自动智能计算出抛物线曲线和及其相关参数，并将这些加（减）速曲线及其参数传给整车控制器。在获得车辆实时的加（减）速曲线及其参数后，整车控制器自动转化计算出驱动电机或制动系统的相应的驱动目标（或制动目标）函数，并将这些新驱动目标（或制动目标）函数传给驱动电机控制器（或制动系统控制器）。
当驾驶员最后选择的速度按钮对应的速度小于车辆现时速度时，在该电动车辆选速调速方法及其系统自动判断车辆要做减速行驶并将其计算得到的相关的减速抛物线曲线及其参数传给整车控制器；在获得车辆要做减速运动及其减速规律后，整车控制器则马上自动计算判断是否仅需减少驱动电机的输出力矩就可满足车辆的减速要求。若整车控制器判断仅需调整控制驱动电机的输出力矩就可满足车辆按头尾双抛物线的减速曲线减速需求，则不让车辆制动系统参与减速工作，此时，联合驱动电机控制器使车辆按该头尾双抛物线的减速曲线减速到预置速度后，维持驱动电机的控制目标不变下继续工作，力图使车辆在该速度值下匀速运行。若整车控制器计算判断仅调低驱动电机的输出力矩无法满足车辆按头尾双抛物线减速曲线的减速需求，则直接调用制动控制器，并将该实时形成的头尾双抛物线的减速曲线及其参数进行必要的转化计算后传给制动控制器作为其目标函数，并通过后者使车辆按要求减速。在制动器进行减速过程中，每隔一段时间τ1，整车控制器自动检测车速、判断车辆是否按预期减速规律运动；若判断发现车辆实时减速规律与预期减速规律有差异，就主动进行干预，及时调整制动控制器的目标函数，使车辆减速过程尽量靠近预期减速曲线；只要车速未减到预置的车速，该过程就不断重复进行。
当车辆减速到预置的速度时，整车控制器在让制动系统停止工作的同时，立即将预置的目标车速自动转成驱动电机的控制目标，并通过驱动电机控制器按该控制目标驱动电机工作，并使车辆速度维持在该值左右。
不论车辆是匀速或加速前行或还是后退过程中，每隔一段时间τ1，该整车控制器就自动收集前（后）距离传感器关于车辆前（后）距离信息，在确保车辆可继续安全行驶情况下，让驱动电机控制器保持预置或最后确定的转速目标（函数）控制驱动电机做匀速或加速运动，使车辆匀速前行（或后退）或加速。当计算判断发现车辆继续按刚才的行驶规律可能发生碰撞时，该整车控制器立即将车辆的目标车速减少一半, 同时立即将该减少的车速转化成减少的电机目标转速传给驱动电机控制器，并通过后者使驱动电机工作参数相应调整，实现电机与车辆减速。每隔一段时间τ1，该整车控制器就再次自动收集前（后）距离传感器关于车辆前（后）距离信息，当发现车辆依然有碰撞的危险时，该整车控制器立即将车辆的目标车速再减少一半, 同时立即将该减少的车速转化成减少的电机目标转速传给驱动电机控制器，并通过后者使驱动电机工作参数相应调整，实现电机与车辆减速。该过程不断重复，直至该整车控制器计算判断车辆不会发生碰撞为止。
在该整车控制器上还连着一个经过训练的声音检测与智能识别系统，用于紧急情况应急处理车辆。当判断发现驾驶员或车上人员大声重复急喊刹车或停车时，该系统会立即将这些紧急刹车信息传给整车控制器，并通过后者立即切断驱动电机的动力，同时让制动系统进入紧急制动的工作状态。
当驾驶员选择前行速度超过车辆额定速度时，该系统限制车辆最高车速不超过其额定车速，即该电动车辆选速调速方法及其系统只将额定的车速及其相应的加速曲线传给整车控制器，并由整车控制器监控驱动电机控制器实施实现该最高车速的加速或匀速运动。当驾驶员选择车辆后退时，若其选择的速度超过30km/h, 则该电动车辆选速调速方法及其系统只能将30 km/h的车速传给整车控制器并由整车控制器监控驱动电机控制器实施实现30km/h的加速或匀速运动。当前行的车辆获得驾驶员的某个后退车速的信息后，该电动车辆选速调速方法及其系统先通过整车控制器借助驱动电机控制器让驱动电机停止工作，同时让制动系统进行正常的制动，直至车辆速度降为零。然后，该电动车辆选速调速方法及其系统再通过整车控制器借助驱动电机控制器让驱动电机带动车辆以预置速度倒退。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电动汽车选速调速方法，其特征在于：提供有电动汽车选速调速系统包括整车控制器及与该整车控制器连接的选速识别系统、轮速传感器组、车辆前后距离传感器、驱动电机控制器、制动控制器；所述驱动电机控制器还连接有驱动电机；所述制动控制器还连接有行车制动器和电控驻车制动器；所述选速调速方法包括如下步骤：
S1：驾驶员一插入车动力钥匙，所述整车控制器及与该整车控制器连接的选速识别系统、轮速传感器组、车辆前后距离传感器、驱动电机控制器、制动控制器均开始或准备开始工作，车辆前后距离传感器和轮速传感器组立刻进入检测状态并将检测数据传回给整车控制器；当驾驶员不使用加速踏板、不踩制动踏板且松开手刹后，通过所述选速识别系统的选速按钮选择车速及车辆前行或后退，即可立即直接启动车辆前行或后退；
S2：当车辆刚启动要运动前瞬间，借助车辆前后的距离传感器和轮速传感器组获得前后车辆距离和轮速信息，若判断车辆前行或后退有碰撞危险时，整车控制器让车辆仪表盘进行声光报警，提示驾驶员相关安全距离信息，且保持车辆静止状态不变，并重新执行步骤S2；当若判断车辆前行或后退无碰撞危险时，则转步骤S3；
S3：每隔一预定时间τ1，所述选速识别系统将自动判断车辆是否存在碰撞的危险并扫描判断是否有新的选速按钮按下，若有碰撞危险则转步骤S20；若无碰撞危险也无发现新按钮按下，重新执行步骤S3；在无碰撞危险情况下，发现新按钮动作，则执行步骤S4；
S4：通过识别前后选速按钮的异同，判断驾驶员是选择前进、后退还是刹车；若判断为后退，则执行步骤S17，判断为前进，则执行步骤S5，判断为刹车，则执行步骤S23；
S5：若判断为前进且车速不变，则执行步骤S3，否则转步骤S6；
S6：选速识别系统判断车辆需进行加速还是减速，并计算相应的加速或减速曲线及加速度或减速度大小，然后传输给整车控制器作为车速的跟踪目标函数；
S7：整车控制器将刚获得的该车辆的加速或减速曲线转化成驱动电机相应的加速或减速曲线及其相应的加速度或减速度大小，并传给驱动电机控制器作为其跟踪目标函数；
S8：整车控制器通过轮速传感器组获得轮速信息，并估算判断车辆车速与设定值的差值，若此时需要加速车辆，则转步骤S9，需要减速则转步骤S12；若车速已经达到期望值，则转步骤S15；
S9：整车控制器将车辆加速曲线及其加速度大小与轮速传感器组传回的车辆车速及其变化率进行比较计算，若发现两者差异值及差异值变化率不随时间而增大时，转步骤S10，否则转步骤S11；
S10：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的车速跟踪目标函数，设定驱动电机相应的工作参数，使其加速运转，然后转步骤S15；
S11：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的车速跟踪目标函数并制定相应的驱动力矩，同时若实测的车速或其变化率大于其预期值的情况，则整车控制器让驱动电机控制器减少驱动电机此时驱动力矩的一个数值DM，使驱动电机按修改后的工作参数运转；若实测的车速及其变化率均小于各自预期值的情况，则增加驱动电机驱动力矩的一个数值DM，使驱动电机按修改后的工作参数运转，然后转步骤S15；
S12：此时车辆要减速运行，所述选速识别系统判断是否仅减少电机的驱动力矩就可满足车辆的减速要求：若是则转步骤S13，否则转步骤S14；
S13：整车控制器控制驱动电机控制器按步骤S6确定的减速曲线及其减速度大小，设定驱动电机相应的工作参数，使其减速运转，然后转步骤S15；
S14：整车控制器切断驱动电机电源，按步骤S6确定的减速曲线及其减速度大小作为制动控制器的跟踪目标函数，设定行车制动器相应的工作参数，使车辆减速运转，直至达到预置车速，然后，整车控制器立即通过驱动电机控制器重新启动驱动电机，设置其工作参数保证车辆车速与预置车速一致，而后转步骤S15；
S15：整车控制器检测轮速传感器组的轮速，当测得车速与目标车速的误差小于预设值ev1，则转步骤S16，否则转步骤S3；
S16：车辆调速结束，达到驾驶员的预期车速要求，车辆保持现有驱动电机的工作参数，继续行驶，并转步骤S3；
S17：整车控制器切断驱动电机电源，且通过所述选速识别系统获取此时车辆从现有速度减少至零车速的减速曲线及减速度大小，并将其作为制动器控制器的跟踪目标函数，从而设定行车制动器相应的工作参数，使车辆减速；一进入减速过程，整车控制器自动启动刹车灯并保持其一直工作着；只要车速未小于预设值ev1，该减速过程一直持续着，直至实时测得的车速小于预设值ev1为止；
S18：整车控制器启动双闪警示灯并保持其连续工作，改变驱动电机的旋转方向，准备汽车倒退；所述选速识别系统根据0到预选的倒退车速，计算倒退的加速曲线及其数值大小加速变化率，然后通过整车控制器传给驱动电机控制器作为电机转速跟踪目标函数，并使其设定出驱动电机相应的工作参数，控制驱动电机转动；
S19：车辆后退前瞬间或每隔时间τ1，所述选速识别系统通过整车控制器自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险则转步骤S20；若无碰撞危险，继续按设定的驱动电机的工作参数加速，若车速未达到预期值，则重新执行步骤S19，若达到预期车速，则执行步骤S21；
S20：此时面临碰撞的危险，将车辆车速减半，此时若车辆前行，则转步骤S3，若是后退，则转步骤S19；
S21：若驾驶员判断到达预期后退目的地，按下刹车按钮或踩刹车踏板，转S23；若未到达预期地点之前，保持车速不变继续后退，每隔时间τ1，所述选速识别系统自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险，则转步骤S22，否则转步骤S21；
S22：整车控制器自动切断驱动电机动力，并控制行车制动器工作使车快速停下，当车停下后，整车控制器通过制动控制器自动拉紧电控驻车制动器，转步骤S3；
S23：整车控制器自动断开驱动电机动力电源，继续让车辆刹车减速，直至车速减至不大于ev1；当车辆速度不大于ev1时，整车控制器自动通过制动控制器使驻车制动器抱闸，同时让行车制动器松开，转步骤S3。
2.根据权利要求1所述的电动汽车选速调速方法，其特征在于：所述方法还包括：每隔一段时间τ1，整车控制器通过轮速传感器组检测车辆的速度，并计算判断该车辆能否在预定时间△t=t4-t1，由驱动电机驱动车辆平缓地加减速到其预置速度；若能，则整车控制器不改变驱动电机控制器为实现电机转速跟踪目标函数而设置的驱动电机的工作参数，继续驱动车辆运动；若否，则整车控制器虽不改变驱动电机的转速跟踪目标函数，但通过驱动电机控制器调整驱动电机的工作参数，再继续驱动车辆运动；上述过程重复执行，直至车速达到驾驶员预置的车速。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车选速调速方法，其特征在于：所述步骤S1中，扫描选速按钮是通过键盘扫描的方式实现。
4.根据权利要求1或2所述的电动汽车选速调速方法，其特征在于：所述加速曲线或减速曲线分别采用头尾朝向相反的各一段抛物线及中间连接斜直线组成的双抛物线加速或减速曲线，t1、t3分别是每段抛物线加速或减速的起点时刻，t2、t4分别为各段抛物线加速或减速的终点时刻，t1对应驾驶员按选速按钮后选速识别系统计算判断后的瞬间；所述加速或减速曲线中的斜直线段加速度或减速度均设置为固定值a1，抛物线的起点时刻t1和终点时刻t4，其加速度或减速度均取为0，t2时刻和t3时刻的加速度或减速度均为固定值a1，整个加速或减速时间△t=t4-t1按α*(v2-v1)/a1的绝对值取值，α为大于1的一个固定数。
5.根据权利要求1或2所述的电动汽车选速调速方法，其特征在于：所述方法还包括：选速识别系统根据车速需变化的情况，判断车辆需进行减速运动时，计算出车辆减速度大小及相应的减速抛物线曲线并传输给整车控制器；整车控制器根据车辆减速度大小及相应的减速抛物线曲线计算判断是否仅靠改变驱动电机的驱动力矩就可实现预期的减速运动，若可以，则整车控制器将该曲线及其相关数值转化成驱动电机的跟踪目标函数且传给驱动电机控制器，并由驱动电机控制器计算给出驱动电机需要的输出力矩和其它工作参数，实现车辆预期的减速运动，若仅靠减少电机驱动力矩无法实现车辆按预期的减速规律做减速运动，则整车控制器将减速抛物线曲线转化计算后传给制动控制器作为其制动跟踪目标函数，使得车辆作减速运动；不管采用何种减速方式，在车辆减速过程中，每隔一段时间τ1，整车控制器通过轮速传感器组检测车辆的实时速度，并据此对驱动电机或制动器工作参数进行调整，该过程重复执行，直至达到驾驶员预置的车速。
6.根据权利要求1或2所述的电动汽车选速调速方法，其特征在于：所述整车控制器上还连接有一声音传感与识别系统，用于紧急情况应急处理车辆，当判断发现驾驶员或车上人员大声重复急喊刹车或停车时，该声音传感与识别系统会立即将紧急刹车信息传给整车控制器，并由整车控制器立即切断驱动电机的动力，同时让制动控制器及行车制动器进入紧急制动的工作状态。
7.根据权利要求1或2所述的电动汽车选速调速方法，其特征在于：所述方法还包括：当驾驶员通过选速按钮选择的车速超过车辆额定速度时，则选速识别系统将该车辆额定的车速及其相应的加速曲线传给整车控制器，并由整车控制器监控驱动电机控制器实现以该额定的车速为目标的相应加速或匀速运动；当驾驶员选择车辆后退时，若其选择的速度超过30km/h，则选速识别系统将30 km/h的最高后退车速传给整车控制器并由整车控制器监控驱动电机控制器实现以30km/h为目标的加速或匀速运动；当前行的车辆获得驾驶员要求的某个后退车速的信息后，则选速识别系统计算给出当下车速减速到零车速的减速曲线并传给整车控制器，由整车控制器借助驱动电机控制器让驱动电机停止工作，同时让制动系统按该减速曲线进行制动，直至车辆速度降为零，而后，选速识别系统通过整车控制器借助驱动电机控制器让驱动电机带动车辆以相应的加速曲线倒退加速至预置的后退速度；后退前瞬间及每隔时间τ1，该选速调速方法将自动判断车辆是否存在碰撞的危险，若有碰撞危险则进行紧急刹车，若无碰撞危险，继续按设定的倒退运动规律加速直至车速达到预期值。
8.根据权利要求1或2所述的电动汽车选速调速方法，其特征在于：当车辆驾驶员通过踩加速踏板或制动踏板干预车辆工作时，该选速识别系统自动退出工作，此时，车辆根据驾驶员意图，由整车控制器以及与其相连接的驱动电机控制器、制动控制器按无选速调速系统模式进行工作。
9.一种电动汽车选速调速系统，其特征在于：所述电动汽车选速调速系统采用权利要求1至8任意一项所述的电动汽车选速调速方法。
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