CN108437852B - 电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法;具体为:电动汽车在以小于蠕行目标速度的速度行驶时,如果不再有人为操作,对驱动电机的扭矩进行如下控制:1、使扭矩以第一加速度从0开始增加;2、如扭矩增加至第一扭矩之前或第一扭矩时电动汽车的行驶速度达到了第五速度,则转到3;否则,使扭矩保持不变,直到行驶速度达到第五速度,再转到3;3、使扭矩以第二加速度减小;4、当行驶速度达到第二速度时,停止扭矩的减小;5、通过电动汽车的实际行驶速度与目标蠕行速度的差值对驱动电机的扭矩进行PI调节,使电动汽车的行驶速度稳定在目标蠕行速度;本发明可使电动汽车自动进入蠕行状态,控制过程平稳、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车的蠕行扭矩控制方法,特别涉及一种电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法。
背景技术:
电动汽车作为一种新能源交通工具,可解决传统汽车发动机燃油燃烧导致的尾气排放,具有低环境污染、低噪声、高效率等优点,是今后交通运输行业发展的重要趋势。
目前,国内市场上的电动车辆品牌及车型众多,但不少厂商对新能源车辆系统匹配及电控开发经验缺乏,技术积累不足,导致不少车型不具备蠕行功能。车辆在高压上电完成,变速箱档位挂至前进/倒退档,松开制动踏板后车辆必须在踩下油门后才能起步行走;或车辆在蠕行过程中表现不佳,容易出现抖动及顿挫感;或车辆在不做任何人为操作时,不能自动进入蠕行状态。
在国内,车辆行驶过程中面临的交通及道路环境复杂,较好地进行车辆蠕行扭矩控制,准确体现车辆起步等蠕行工况时的驾驶员行为意图,使电动车辆具备传统内燃机车辆的蠕行行驶习惯,确保车辆蠕行的行驶稳定性及驾驶舒适性,这些要求变得尤为重要。
发明内容:
本发明要解决的技术问题是:提供一种电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,该控制方法可使电动汽车自动进入蠕行状态,而且控制过程平稳、可靠。
本发明的技术方案:
一种电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,具体为:在电动汽车的制动踏板和油门踏板均被松开,且变速箱档位挂至前进档或倒退档的情况下,电动汽车正在以小于蠕行目标速度V1的速度行驶,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态,在过渡过程中对电动汽车的驱动电机的扭矩进行如下控制:
步骤1.1、使驱动电机的扭矩以第一加速度K1从0开始增加,同时监测电动汽车的行驶速度;
步骤1.2、如果驱动电机的扭矩增加至第一扭矩T1之前或第一扭矩T1时电动汽车的行驶速度达到了第五速度V5,则转到步骤1.3;
如果驱动电机的扭矩增加至第一扭矩T1时,电动汽车的行驶速度还未达到第五速度V5,则使驱动电机的扭矩保持在第一扭矩T1不变,直到电动汽车的行驶速度达到第五速度V5,然后转到步骤1.3;
步骤1.3、使驱动电机的扭矩以第二加速度K2减小,同时监测电动汽车的行驶速度;
步骤1.4、当电动汽车的行驶速度达到第二速度V2时,停止驱动电机扭矩的减小;此时,第二速度V2与电动汽车的目标蠕行速度V1接近;
步骤1.5、通过电动汽车的实际行驶速度与目标蠕行速度V1的差值对驱动电机的扭矩进行PI调节,使电动汽车的行驶速度稳定在目标蠕行速度V1。
第一加速度K1、第一扭矩T1、第五速度V5和第二加速度K2的确定方法如下:
步骤2.1、根据电动汽车的类型选定一种车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线,该蠕行速度-时间曲线显示了车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时蠕行速度随时间的增加不断增大,当蠕行速度增大到目标蠕行速度V1时停止增大,然后一直保持在目标蠕行速度V1;
步骤2.2、根据电动汽车动力传动系统的结构参数,采用simulink仿真系统搭建电动汽车的本体模型;
步骤2.3、在simulink仿真系统中,先提供给本体模型一个初始速度,该初始速度与蠕行速度-时间曲线上的初始速度相同,模拟输入一个驱动电机扭矩,本体模型就自动输出车辆对应的行驶速度,通过不断模拟输入不同的驱动电机扭矩来使本体模型输出不同的行驶速度,同时保证这些行驶速度拟合后符合蠕行速度-时间曲线,再根据输入的驱动电机扭矩拟合出与蠕行速度-时间曲线对应的扭矩-时间曲线;该扭矩-时间曲线显示了驱动电机的扭矩随时间的增加先以第一加速度K1从0开始增加至第一扭矩T1,保持在第一扭矩T1一段时间后,再以第二加速度K2从第一扭矩T1开始减小;或者该扭矩-时间曲线显示了驱动电机的扭矩随时间的增加先以第一加速度K1从0开始增加至小于等于第一扭矩T1处,再以第二加速度K2开始减小;
步骤2.4、通过对该扭矩-时间曲线的测量得出第一加速度K1、第一扭矩T1和第二加速度K2;在扭矩-时间曲线上,扭矩开始减小时对应的蠕行速度-时间曲线上的速度即为第五速度V5。
步骤2.1中,车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线为燃油车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线,该燃油车的类型与电动汽车的类型相同。
步骤2.2中,电动汽车动力传动系统的结构参数含有电动汽车的重量、驱动电机特性曲线、轮端转动惯量、滚阻、风阻以及整车动力传动系统阻力;本体模型中含有电动汽车的各个子系统仿真模型,子系统仿真模型含有:驱动电机仿真模型、电池包仿真模型、变速箱仿真模型、轮胎仿真模型、悬挂仿真模型、底盘仿真模型和环境仿真模型,将各个子系统仿真模型连接调通,形成整个电动汽车的本体模型。
第一加速度K1与电动汽车的初始速度是一维函数关系,初始速度越小,第一加速度K1越大,当初始速度超过第四速度V4时,第一加速度K1固定在第三加速度K3。 第二加速度K2与目标蠕行速度V1有关,目标蠕行速度V1越大,第二加速度K2越小。
第二速度V2小于目标蠕行速度V1,且V1-V2 <0.5Km/h;这意味着当电动汽车的实际行驶速度与目标蠕行速度V1的差值在0.5km/h以内后进行PI调节。
目标蠕行速度V1为5km/h~8km/h。
电动汽车在正常行驶时,踩下制动踏板,减速到小于蠕行目标速度V1后,再松开制动踏板,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态。
或者,电动汽车在正常行驶时,踩下油门踏板,加速到小于蠕行目标速度V1后,再松开油门踏板,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态。
本发明的有益效果:
1、本发明在电动汽车行驶到小于蠕行速度且不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位的情况下,自动进入蠕行状态,方便了车辆在复杂恶劣路况中的行驶,使驾驶更轻松、更舒适。
2、本发明先快速提升驱动电机的扭矩,当电动汽车的行驶速度达到一定值后,再使扭矩缓慢下降,以此来使电动汽车的行驶速度逐步过渡到目标蠕行速度,整个控制过程科学、合理,符合电动汽车的驱动性能,且控制过程平稳、可靠。
附图说明:
图1为电动汽车过渡到蠕行状态过程中驱动电机的扭矩变化示意图之一;
图2为电动汽车过渡到蠕行状态过程中行驶速度变化示意图之一;
图3为电动汽车过渡到蠕行状态过程中驱动电机的扭矩变化示意图之二;
图4为电动汽车过渡到蠕行状态过程中行驶速度变化示意图之二。
具体实施方式:
实施例一:参见图1~图4,图中,电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法为:在电动汽车的制动踏板和油门踏板均被松开,且变速箱档位挂至前进档(D档)或倒退档(R档)的情况下,电动汽车正在以小于蠕行目标速度V1的速度行驶,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态,在过渡过程中对电动汽车的驱动电机的扭矩进行如下控制:
步骤1.1、使驱动电机的扭矩以第一加速度K1从0开始增加,同时监测电动汽车的行驶速度;
步骤1.2、如果驱动电机的扭矩增加至第一扭矩T1之前(时间t1时)或第一扭矩T1时电动汽车的行驶速度达到了第五速度V5,则转到步骤1.3;
如果驱动电机的扭矩增加至第一扭矩T1时(时间t3时),电动汽车的行驶速度还未达到第五速度V5,则使驱动电机的扭矩保持在第一扭矩T1不变,直到电动汽车的行驶速度达到第五速度V5(时间t4时),然后转到步骤1.3;
步骤1.3、使驱动电机的扭矩以第二加速度K2减小,同时监测电动汽车的行驶速度;
步骤1.4、当电动汽车的行驶速度达到第二速度V2时(时间t2和t5时),停止驱动电机扭矩的减小;此时,第二速度V2与电动汽车的目标蠕行速度V1接近;
步骤1.5、通过电动汽车的实际行驶速度与目标蠕行速度V1的差值对驱动电机的扭矩进行PI调节,使电动汽车的行驶速度稳定在目标蠕行速度V1。
第一加速度K1、第一扭矩T1、第五速度V5和第二加速度K2的确定方法如下:
步骤2.1、根据电动汽车的类型选定一种车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线,该蠕行速度-时间曲线显示了车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时蠕行速度随时间的增加不断增大,当蠕行速度增大到目标蠕行速度V1时停止增大,然后一直保持在目标蠕行速度V1;
步骤2.2、根据电动汽车动力传动系统的结构参数,采用simulink仿真系统搭建电动汽车的本体模型;
步骤2.3、在simulink仿真系统中,先提供给本体模型一个初始速度,该初始速度与蠕行速度-时间曲线上的初始速度相同,模拟输入一个驱动电机扭矩,本体模型就自动输出车辆对应的行驶速度,通过不断模拟输入不同的驱动电机扭矩来使本体模型输出不同的行驶速度,同时保证这些行驶速度拟合后符合蠕行速度-时间曲线,再根据输入的驱动电机扭矩拟合出与蠕行速度-时间曲线对应的扭矩-时间曲线;该扭矩-时间曲线显示了驱动电机的扭矩随时间的增加先以第一加速度K1从0开始增加至第一扭矩T1(时间t3时),保持在第一扭矩T1一段时间后(时间t4时),再以第二加速度K2从第一扭矩T1开始减小;或者该扭矩-时间曲线显示了驱动电机的扭矩随时间的增加先以第一加速度K1从0开始增加至小于等于第一扭矩T1处(时间t1时),再以第二加速度K2开始减小;
步骤2.4、通过对该扭矩-时间曲线的测量得出第一加速度K1、第一扭矩T1和第二加速度K2;在扭矩-时间曲线上,扭矩开始减小时(时间t1和t4时)对应的蠕行速度-时间曲线上的速度即为第五速度V5。
步骤2.1中,车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线为燃油车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线,该燃油车的类型与电动汽车的类型相同。
步骤2.2中,电动汽车动力传动系统的结构参数含有电动汽车的重量、驱动电机特性曲线、轮端转动惯量、滚阻、风阻以及整车动力传动系统阻力;本体模型中含有电动汽车的各个子系统仿真模型,子系统仿真模型含有:驱动电机仿真模型、电池包仿真模型、变速箱仿真模型、轮胎仿真模型、悬挂仿真模型、底盘仿真模型和环境仿真模型,将各个子系统仿真模型连接调通,形成整个电动汽车的本体模型。
第一加速度K1与电动汽车的初始速度是一维函数关系,初始速度越小,第一加速度K1越大,当初始速度超过第四速度V4时,第一加速度K1固定在第三加速度K3。 第二加速度K2与目标蠕行速度V1有关,目标蠕行速度V1越大,第二加速度K2越小。
第二速度V2小于目标蠕行速度V1,且V1-V2 <0.5Km/h;这意味着当电动汽车的实际行驶速度与目标蠕行速度V1的差值在0.5km/h以内后进行PI调节。
目标蠕行速度V1为6km/h。
电动汽车在正常行驶时,踩下制动踏板,减速到小于蠕行目标速度V1后,再松开制动踏板,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态。
实施例二:参见图1~图4,图中,电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法与实施例一中相同的部分不再重述,不同部分是:电动汽车在正常行驶时,踩下油门踏板,加速到小于蠕行目标速度V1后,再松开油门踏板,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态。
Claims (8)
1.一种电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,其特征是:在电动汽车的制动踏板和油门踏板均被松开,且变速箱档位挂至前进档或倒退档的情况下,电动汽车正在以小于蠕行目标速度V1的速度行驶,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态,在过渡过程中对电动汽车的驱动电机的扭矩进行如下控制:
步骤1.1、使驱动电机的扭矩以第一加速度K1从0开始增加,同时监测电动汽车的行驶速度;
步骤1.2、如果驱动电机的扭矩增加至第一扭矩T1之前或第一扭矩T1时电动汽车的行驶速度达到了第五速度V5,则转到步骤1.3;
如果驱动电机的扭矩增加至第一扭矩T1时,电动汽车的行驶速度还未达到第五速度V5,则使驱动电机的扭矩保持在第一扭矩T1不变,直到电动汽车的行驶速度达到第五速度V5,然后转到步骤1.3;
步骤1.3、使驱动电机的扭矩以第二加速度K2减小,同时监测电动汽车的行驶速度;
步骤1.4、当电动汽车的行驶速度达到第二速度V2时,停止驱动电机扭矩的减小;此时,第二速度V2与电动汽车的目标蠕行速度V1接近;
步骤1.5、通过电动汽车的实际行驶速度与目标蠕行速度V1的差值对驱动电机的扭矩进行PI调节,使电动汽车的行驶速度稳定在目标蠕行速度V1。
2.根据权利要求1所述的电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,其特征是:所述第一加速度K1、第一扭矩T1、第五速度V5和第二加速度K2的确定方法如下:
步骤2.1、根据电动汽车的类型选定一种车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线,该蠕行速度-时间曲线显示了车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时蠕行速度随时间的增加不断增大,当蠕行速度增大到目标蠕行速度V1时停止增大,然后一直保持在目标蠕行速度V1;
步骤2.2、根据电动汽车动力传动系统的结构参数,采用simulink仿真系统搭建电动汽车的本体模型;
步骤2.3、在simulink仿真系统中,先提供给本体模型一个初始速度,该初始速度与蠕行速度-时间曲线上的初始速度相同,模拟输入一个驱动电机扭矩,本体模型就自动输出车辆对应的行驶速度,通过不断模拟输入不同的驱动电机扭矩来使本体模型输出不同的行驶速度,同时保证这些行驶速度拟合后符合蠕行速度-时间曲线,再根据输入的驱动电机扭矩拟合出与蠕行速度-时间曲线对应的扭矩-时间曲线;该扭矩-时间曲线显示了驱动电机的扭矩随时间的增加先以第一加速度K1从0开始增加至第一扭矩T1,保持在第一扭矩T1一段时间后,再以第二加速度K2从第一扭矩T1开始减小;或者该扭矩-时间曲线显示了驱动电机的扭矩随时间的增加先以第一加速度K1从0开始增加至小于等于第一扭矩T1处,再以第二加速度K2开始减小;
步骤2.4、通过对该扭矩-时间曲线的测量得出第一加速度K1、第一扭矩T1和第二加速度K2;在扭矩-时间曲线上,扭矩开始减小时对应的蠕行速度-时间曲线上的速度即为第五速度V5。
3.根据权利要求2所述的电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,其特征是:所述步骤2.1中,车辆从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线为燃油车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的蠕行速度-时间曲线,该燃油车的类型与电动汽车的类型相同。
4.根据权利要求2所述的电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,其特征是:所述步骤2.2中,电动汽车动力传动系统的结构参数含有电动汽车的重量、驱动电机特性曲线、轮端转动惯量、滚阻、风阻以及整车动力传动系统阻力;本体模型中含有电动汽车的各个子系统仿真模型,子系统仿真模型含有:驱动电机仿真模型、电池包仿真模型、变速箱仿真模型、轮胎仿真模型、悬挂仿真模型、底盘仿真模型和环境仿真模型,将各个子系统仿真模型连接调通,形成整个电动汽车的本体模型。
5.根据权利要求1所述的电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,其特征是:所述第二速度V2小于目标蠕行速度V1,且V1-V2 <0.5Km/h。
6.根据权利要求1所述的电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,其特征是:所述目标蠕行速度V1为5km/h~8km/h。
7.根据权利要求1所述的电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,其特征是:所述电动汽车在正常行驶时,踩下制动踏板,减速到小于蠕行目标速度V1后,再松开制动踏板,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态。
8.根据权利要求1所述的电动汽车从小于蠕行速度过渡到蠕行时的扭矩控制方法,其特征是:所述电动汽车在正常行驶时,踩下油门踏板,加速到小于蠕行目标速度V1后,再松开油门踏板,此时如果不再人为操作制动踏板、油门踏板和变速箱档位,电动汽车就自动过渡到蠕行状态。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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