CN106671826A - 一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，系统预设车速v，在零油门踏板状态下根据车辆当前即时行驶速度与预设车速v的差值关系和所处坡度控制驱动电机的输出扭矩。本发明结构紧凑、合理，操作方便，本发明具体为一种用于可由电动机单独驱动的车辆，在零油门踏板状态下需要车辆行进时的扭矩控制方法。所述零油门踏板状态指的是当整车上电成功，未拉手刹，档位处于前进档或倒档且未踩油门踏板的状态。所述零油门踏板状态下的扭矩控制方法可在车辆需要短距离低速行驶且需要频繁起停时减轻驾驶员操作强度，并且可以解决车辆在坡道起步时的溜坡问题。

Description

一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法
技术领域
本发明涉及电动车辆的动力控制技术领域，具体是一种电动车辆(以下文中简称为“车辆”)的零油门踏板扭矩控制方法。
背景技术
随着人类环保意识的增强，可以由电动机驱动的纯电动车辆和混合动力车辆已经成为汽车行业发展的重要趋势。纯电动车辆和混合动力车辆能做到的低能耗和低排放具有内燃机汽车无法比拟的优势。
随着汽车保有量的增加，路上堵车已成了随处可见的现象，堵车时车辆需要频繁的起步低速行驶一小段距离又马上停止，同时车辆日常使用中进出车位特别是位置狭小的车位也需要在低速状态下频繁起停车辆，对驾驶员操纵车辆的操作强度有不小的要求。
随着汽车销售量的增加，越来越多的新手司机驾驶着自己的爱车行驶在路上，坡道起步不溜车对于新手司机来说是个不小的考验，同时坡道起步时较多的精细操控动作对于老司机来说也会增加操作强度。
众所周知，现在的内燃机自动档车辆都通过各自的技术手段拥有蠕行功能和定速巡航功能，蠕行功能和定速巡航功能下驾驶员对油门踏板无任何的操作，可以在上述堵车、进出车位、坡道起步和高速巡航等情况下很好的减少驾驶员的操作强度。
销量越来越高市场保有量越来越大的纯电动车辆和可由电动机直接驱动的混合动力车辆也迫切的需要类似的零油门踏板扭矩控制模式来减少驾驶员的操作强度。所述零油门踏板扭矩控制模式为在零油门踏板状态下，车辆所处的模式。由于在零油门踏板扭矩控制模式下驾驶员对油门踏板无任何的操作，因此对于纯电动车辆和部分可由电动机单独驱动的混合动力车辆来说在零油门踏板状态下如何控制电动机合适的输出扭矩是电动车辆动力控制领域的关键控制技术。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的难点，提供一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，从而以解决堵车、进出车位和坡道起步等情况下减轻驾驶员对车辆的操作强度问题并避免溜坡等危险状况的发生。
本发明所采用的技术方案如下：
一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，系统预设车速v，在零油门踏板状态下根据车辆当前即时行驶速度与预设车速v的差值关系和所处坡度控制驱动电机的输出扭矩：
若车辆当前即时行驶速度大于预设车速v，则不输出驱动扭矩；
若车辆当前即时行驶速度小于预设车速v，则输出防溜基准扭矩+行驶基准扭矩+行驶叠加扭矩之和，使车辆缓慢加速；
若车辆当前即时行驶速度等于预设车速v，则输出防溜基准扭矩+行驶基准扭矩之和，使车辆保持在预设车速v行驶。
其进一步技术方案在于：
系统预设车速v分为系统预设蠕行车速和车辆定速巡航时驾驶员设定的巡航车速。
输出扭矩由防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩三部分组成；其中所述防溜基准扭矩根据车辆当前所处坡度计算而得，防溜基准扭矩值按车辆所需行进方向可以为正也可以为负，所述行驶基准扭矩由当前车速计算所得，行驶基准扭矩按车辆所需前进方向可以为正也可以为负，所述行驶叠加扭矩为每t1时间递增扭矩T1，递增扭矩值T1根据车辆当前所处坡度和车辆即时行驶速度与预设车速v的差值计算所得，行驶叠加扭矩按车辆所需行进方向可以为正也可以为负，每t1时间由系统控制器计算周期确定。
车辆在低于预设车速v时，按档位要求方向缓慢加速至预设车速v并保持预设车速v行驶而不需要驾驶员对油门踏板进行操作。
车辆位于坡道时，使车辆在驾驶员未施加足够制动力时不会向档位要求方向的相反方向运动。
车辆高速定速巡航行驶时，零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员向下踩动制动踏板，所有扭矩卸载为0。
车辆低速行驶时，零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员向下踩动制动踏板，行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩卸载为0，仅保持防溜基准扭矩；至车轮转速降为0时，防溜基准扭矩卸载为0。
零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员操作油门踏板，车辆自动退出零油门踏板扭矩控制模式，转为驾驶员控制的正常行驶模式。
零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员拉起手刹，车辆自动退出零油门踏板扭矩控制模式。
根据标定或车辆设计需要，所述预设蠕行车速在前进档时和倒档时的设定取值相同或者不同。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，本发明具体为一种用于可由电动机单独驱动的车辆，在零油门踏板状态下需要车辆行进时的扭矩控制方法。所述零油门踏板状态指的是当整车上电成功，未拉手刹，档位处于前进档或倒档且未踩油门踏板的状态。所述零油门踏板状态下的扭矩控制方法可在车辆需要短距离低速行驶且需要频繁起停时减轻驾驶员操作强度，并且可以解决车辆在坡道起步时的溜坡问题。
附图说明
图1是本发明所述零油门踏板扭矩控制方法逻辑示意图。
图2是本发明实施例中各模块的连接关系示例图。
图3是本发明实施例中车辆在不同初始状态下的零油门踏板扭矩控制模式
详细控制逻辑流程示例图。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2和图3所示，本实施例的电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，系统预设车速v，在零油门踏板状态下根据车辆当前即时行驶速度与预设车速v的差值关系和所处坡度控制驱动电机的输出扭矩：
若车辆当前即时行驶速度大于预设车速v，则不输出驱动扭矩；
若车辆当前即时行驶速度小于预设车速v，则输出防溜基准扭矩+行驶基准扭矩+行驶叠加扭矩之和，使车辆缓慢加速；
若车辆当前即时行驶速度等于预设车速v，则输出防溜基准扭矩+行驶基准扭矩之和，使车辆保持在预设车速v行驶。
系统预设车速v分为系统预设蠕行车速和车辆定速巡航时驾驶员设定的巡航车速。
输出扭矩由防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩三部分组成；其中防溜基准扭矩根据车辆当前所处坡度计算而得，防溜基准扭矩值按车辆所需行进方向可以为正也可以为负，行驶基准扭矩由当前车速计算所得，行驶基准扭矩按车辆所需前进方向可以为正也可以为负，行驶叠加扭矩为每t1时间递增扭矩T1，递增扭矩值T1根据车辆当前所处坡度和车辆即时行驶速度与预设车速v的差值计算所得，行驶叠加扭矩按车辆所需行进方向可以为正也可以为负，每t1时间由系统控制器计算周期确定。
车辆在低于预设车速v时，按档位要求方向缓慢加速至预设车速v并保持预设车速v行驶而不需要驾驶员对油门踏板进行操作。
车辆位于坡道时，使车辆在驾驶员未施加足够制动力时不会向档位要求方向的相反方向运动。
车辆高速定速巡航行驶时，零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员向下踩动制动踏板，所有扭矩卸载为0。
车辆低速行驶时，零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员向下踩动制动踏板，行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩卸载为0，仅保持防溜基准扭矩；至车轮转速降为0时，防溜基准扭矩卸载为0。
零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员操作油门踏板，车辆自动退出零油门踏板扭矩控制模式，转为驾驶员控制的正常行驶模式。
零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员拉起手刹，车辆自动退出零油门踏板扭矩控制模式。
根据标定或车辆设计需要，预设蠕行车速在前进档时和倒档时的设定取值相同或者不同。
如图1和图2所示，本实施例的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，包括整车控制器，整车控制器分别连接有油门位置传感器、手刹灯开关、制动踏板位置传感器、换挡操纵位置传感器、坡度传感器、车速传感器和定速巡航开关，整车控制器通过扭矩输出控制与驱动电机连接。整车控制器收集时钟(可整车控制器自带)、油门位置传感器、换档操纵位置传感器、手刹灯开关、坡度传感器、制动踏板位置传感器、车速传感器、定速巡航开关等的数据信息，判定车辆是否进入零油门踏板扭矩控制模式，并在零油门踏板扭矩控制模式下对驱动电机进行输出扭矩控制。
如图3所示，本实施例中所述电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法在车辆不同初始状态下的详细控制逻辑流程包括如下步骤：
在上电成功，手刹松开，档位不处于空档时且零油门踏板状态下，系统进入零油门踏板扭矩控制模式。
若车辆初始状态为正常行驶且打开定速巡航开关在定速巡航行驶状态下，则车辆系统预设车速v为驾驶员设定的巡航车速，此时：
若车速小于预设巡航车速，根据当前所处档位方向输出防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩，以防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩之各作为总扭矩输出，使车速增加；所述防溜基准扭矩根据当前车辆所处坡道计算所得，所述行驶基准扭矩根据当前行驶阻力计算所得，所述行驶阻力又由当前车速计算所得，所述行驶叠加扭矩为以每t1(t1＝10ms)时间递增扭矩T1(T1＝2Nm)；
若车速等于预设巡航车速，根据当前所处档位方向输出防溜基准扭矩、行驶基准扭矩，使车速保持预设巡航车速；
若车速大于预设巡航车速，则不输出扭矩，使车速减少；
若踩下制动踏板，则防溜基准扭矩、行驶基准扭矩、行驶叠加扭矩卸载为0，并退出定速巡航，系统预设车速v由驾驶员设定的巡航车速变为预设蠕行车速，并在松开制动踏板后执行。
若车辆初始状态为静止，则系统预设车速v为预设蠕行车速(v＝6km/h)，此时未踩油门踏板：
若未踩制动踏板，驱动电机开始输出防溜基准扭矩，并根据当前所处档位方向输出行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩，以防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩之各作为总扭矩输出，直至车辆行驶速度达到预设蠕行车速v；
若有踩制动踏板，当制动踏板松开至车轮开始滚动且在设定时间t2(t2＝30ms)内制动踏板还在持续松开状态，驱动电机开始输出防溜基准扭矩，并根据当前所处档位方向输出行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩，以防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩之和作为总扭矩输出，直至车辆行驶速度达到预设蠕行车速v，即不会向不希望的行驶方向上发生溜坡问题；
若有踩制动踏板，当制动踏板松开过程中车轮未滚动，至制动踏板完全松开状态时，驱动电机开始输出防溜基准扭矩，并根据当前所处档位方向输出行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩，以防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩之和作为总扭矩输出，直至车辆行驶速度达到预设蠕行车速v。
若车辆初始状态为正常行驶中，且未打开定速巡航开关，则系统预设车速v为预设蠕行车速(v＝6km/h)，此时未踩油门踏板：
若踩下制动踏板时，初始车速大于预设蠕行车速v，所有扭矩卸载为0；
若踩下制动踏板时，初始车速小于等于预设蠕行车速v，行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩卸载为0，仅保持防溜基准扭矩；至车轮转速降为0时，防溜基准扭矩卸载为0；
若未踩制动踏板，或完全松开制动踏板时，初始车速大于预设蠕行车速v，不输出扭矩，使车速减少；
若未踩制动踏板，或完全松开制动踏板时，初始车速小于预设蠕行车速v，驱动电机以防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩之和作为总扭矩输出，使车速增加；
若未踩制动踏板，或完全松开制动踏板时，初始车速等于预设蠕行车速v，驱动电机输出防溜基准扭矩与行驶基准扭矩之和使车辆保持在预设蠕行车速v行驶。
在所述车辆零油门踏板扭矩控制模式下，当车辆行驶速度从低于预设车速v的任意状态下加速到到预设车速v后，将行驶叠加扭矩卸载为0，驱动电机输出防溜基准扭矩与行驶基准扭矩之和使车辆保持在预设车速v行驶。
在零油门踏板扭矩控制模式状态下当驾驶员踩动油门踏板，车辆退出零油门踏板扭矩控制模式，且转为正常行驶模式。
在车辆零油门踏板扭矩控制模式状态下当驾驶员拉起手刹时，车辆退出零油门踏板扭矩控制模式，所有扭矩卸载为0。
根据标定或车辆设计需要，所述预设蠕行车速在前进档时和倒档时的设定取值相同或者不同。
所述预设蠕行车速v取值范围为0～10公里/小时，也可根据标定或车型设计需要设定其他值。
所述t1、t2由整车控制器任务周期确定。所述T1根据车辆当前所处坡度和车辆即时行驶速度与预设车速v的差值计算所得。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：系统预设车速v，在零油门踏板状态下根据车辆当前即时行驶速度与预设车速v的差值关系和所处坡度控制驱动电机的输出扭矩：
若车辆当前即时行驶速度大于预设车速v，则不输出驱动扭矩；
若车辆当前即时行驶速度小于预设车速v，则输出防溜基准扭矩+行驶基准扭矩+行驶叠加扭矩之和，使车辆缓慢加速；
若车辆当前即时行驶速度等于预设车速v，则输出防溜基准扭矩+行驶基准扭矩之和，使车辆保持在预设车速v行驶。
2.按照权利要求1所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：系统预设车速v分为系统预设蠕行车速和车辆定速巡航时驾驶员设定的巡航车速。
3.按照权利要求1所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：输出扭矩由防溜基准扭矩、行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩三部分组成；其中所述防溜基准扭矩根据车辆当前所处坡度计算而得，防溜基准扭矩值按车辆所需行进方向可以为正也可以为负，所述行驶基准扭矩由当前车速计算所得，行驶基准扭矩按车辆所需前进方向可以为正也可以为负，所述行驶叠加扭矩为每t1时间递增扭矩T1，递增扭矩T1根据车辆当前所处坡度和车辆即时行驶速度与预设车速v的差值计算所得，行驶叠加扭矩按车辆所需行进方向可以为正也可以为负，每t1时间由系统控制器计算周期确定。
4.按照权利要求1所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：车辆在低于预设车速v时，按档位要求方向缓慢加速至预设车速v并保持预设车速v行驶而不需要驾驶员对油门踏板进行操作。
5.按照权利要求1所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：车辆位于坡道时，使车辆在驾驶员未施加足够制动力时不会向档位要求方向的相反方向运动。
6.按照权利要求1所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：车辆高速定速巡航行驶时，零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员向下踩动制动踏板，所有扭矩卸载为0。
7.按照权利要求1所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：车辆低速行驶时，零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员向下踩动制动踏板，行驶基准扭矩和行驶叠加扭矩卸载为0，仅保持防溜基准扭矩；至车轮转速降为0时，防溜基准扭矩卸载为0。
8.按照权利要求1所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员操作油门踏板，车辆自动退出零油门踏板扭矩控制模式，转为驾驶员控制的正常行驶模式。
9.按照权利要求1所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：零油门踏板扭矩控制模式执行过程当中，驾驶员拉起手刹，车辆自动退出零油门踏板扭矩控制模式。
10.按照权利要求2所述的一种电动车辆的零油门踏板扭矩控制方法，其特征在于：根据标定或车辆设计需要，所述预设蠕行车速在前进档时和倒档时的设定取值相同或者不同。
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