CN109606130B - 电动汽车蠕行控制方法及系统 - Google Patents

电动汽车蠕行控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种电动汽车蠕行控制方法及系统，该控制方法包括：采集电机转速和制动踏板开度，根据电机转速计算当前车速；根据当前车速判断蠕行模式；根据蠕行模式和制动踏板开度计算目标车速；基于目标车速和当前车速，通过反馈控制计算目标电机扭矩，并根据目标电机扭矩控制电机扭矩输出，直到当前车速达到目标车速。该控制方法根据当前车速判断蠕行模式，并根据蠕行模式和制动踏板开度计算目标车速，从而目标车速与电动汽车的当前车速以及由驾驶员控制的制动踏板开度相关联，使得驾驶员可以控制蠕行驾驶的目标车速，解决现有控制方法无法达到驾驶员所需目标车速的问题。

Description

电动汽车蠕行控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车蠕行控制方法及系统。
背景技术
在一些使用场景下，包括行驶于拥挤的道路、停车入库等，驾驶员需要车辆低速行驶。为方便驾驶员控制车辆低速移动，车辆通常具备蠕行功能。该功能使得在驾驶员不踩油门踏板的情况下，保持车辆有一定的动力输出。在蠕行模式下，整车控制器设定一个基础目标扭矩，根据整车加速度参数信息计算蠕行扭矩坡道阻力并进行补偿，使得车速保持较为稳定的输出。在蠕行模式下，驾驶员无法调整蠕行目标车速，在驾驶员制动干预降低车速时，控制器可能出现误判并增大扭矩输出，从而与驾驶员的需求相悖。在另外一些设计中，控制器通过获取电机转速和实际扭矩范围设定不同等级的扭矩变化速率，从而提高蠕行起步扭矩的平顺性。但是在这种情况下无法使得扭矩快速响应并达到驾驶员的目标车速，同时无法获知驾驶员所要达到的目标车速。
发明内容
本发明的目的是提出一种电动汽车蠕行控制方法及装置，以解决现有技术中驾驶员无法调整蠕行目标车速的问题。
本发明一方面提出了一种电动汽车蠕行控制方法，包括：
采集电机转速和制动踏板开度，根据所述电机转速计算当前车速；
根据所述当前车速判断蠕行模式；
根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速；
基于所述目标车速和所述当前车速，通过反馈控制计算目标电机扭矩，并根据所述目标电机扭矩控制电机扭矩输出，直到所述当前车速达到所述目标车速。
优选地，根据所述当前车速判断蠕行模式包括：
如果当前车速小于预定车速，则判断所述蠕行模式为低速蠕行模式；
如果当前车速大于或等于所述预定车速，则判断所述蠕行模式为高速蠕行模式。
优选地，根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速包括：
当蠕行模式为低速蠕行模式时，根据以下公式(1)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_low*f(Brkpedal_position) (1)
当蠕行模式为高速蠕行模式时，根据以下公式(2)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_high*f(Brkpedal_position) (2)
其中，Creep_speed_target表示目标车速，Creep_speed_low表示低速蠕行预设速度，Creep_speed_high表示高速蠕行预设速度，f(Brkpedal_position)表示修正系数，Brkpedal_position表示制动踏板开度。
优选地，所述修正系数f(Brkpedal_position)为关于制动踏板开度的函数，其随着制动踏板开度的增大而单调递减，所述修正系数f(Brkpedal_position)的取值范围为0～1。
优选地，所述反馈控制为PID控制。
优选地，所述电动汽车蠕行控制方法还包括：
比较所述油门踏板开度与第一预定开度，比较所述制动踏板开度与第二预定开度，比较所述当前车速与蠕行最高车速，根据挡位信号判断挡位；
当所述油门踏板开度小于第一预定开度、所述制动踏板开度小于所述第二预定开度、所述当前车速小于蠕行最高车速、以及挡位处于前进挡或后退挡时，判断电动汽车处于蠕行模式，否则判断电动汽车处于非蠕行模式。
本发明另一方面提供一种电动汽车蠕行控制系统，包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
采集电机转速，根据所述电机转速计算当前车速；
根据所述当前车速判断蠕行模式；
根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速；
基于所述目标车速和所述当前车速，通过反馈控制计算目标电机扭矩，并根据所述目标电机扭矩控制电机扭矩输出，直到所述当前车速达到所述目标车速。
优选地，根据所述当前车速判断蠕行模式包括：
如果当前车速小于预定车速，则判断所述蠕行模式为低速蠕行模式；
如果当前车速大于或等于所述预定车速，则判断所述蠕行模式为高速蠕行模式。
优选地，根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速包括：
当蠕行模式为低速蠕行模式时，根据以下公式(1)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_low*f(Brkpedal_position) (1)
当蠕行模式为高速蠕行模式时，根据以下公式(2)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_high*f(Brkpedal_position) (2)
其中，Creep_speed_target表示目标车速，Creep_speed_low表示低速蠕行预设速度，Creep_speed_high表示高速蠕行预设速度，f(Brkpedal_position)表示修正系数，Brkpedal_position表示制动踏板开度。
优选地，所述修正系数f(Brkpedal_position)为关于制动踏板开度的函数，其随着制动踏板开度的增大而单调递减，所述修正系数f(Brkpedal_position)的取值范围为0～1。
优选地，所述反馈控制为PID控制。
优选地，所述处理器还执行以下步骤：
比较所述油门踏板开度与第一预定开度，比较所述制动踏板开度与第二预定开度，比较所述当前车速与蠕行最高车速，根据挡位信号判断挡位；
当所述油门踏板开度小于第一预定开度、所述制动踏板开度小于所述第二预定开度、所述当前车速小于蠕行最高车速、以及挡位处于前进挡或后退挡时，判断电动汽车处于蠕行模式，否则判断电动汽车处于非蠕行模式。
本发明的有益效果在于：
1、根据当前车速判断蠕行模式，并根据蠕行模式和制动踏板开度计算目标车速，从而目标车速与电动汽车的当前车速以及由驾驶员控制的制动踏板开度相关联，使得驾驶员可以控制蠕行驾驶的目标车速，解决现有控制方法无法达到驾驶员所需目标车速的问题。
2、通过引入随着制动踏板开度的增大而单调递减的修正系数f，使得制动踏板开度能够反映驾驶员对于目标车速的要求，即制动踏板开度较大时，期待目标车速降低，制动踏板开度开度较小时，期待目标车速提高，符合驾驶员的传统驾驶习惯。
本发明的方法和系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1显示根据本发明示例性实施例的电动汽车蠕行控制方法的流程图；
图2显示据本发明示例性实施例的电动汽车蠕行控制方法的修正系数示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1显示根据本发明示例性实施例的电动汽车蠕行控制方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供一种电动汽车蠕行控制方法，包括：
步骤1：采集电机转速，根据电机转速计算当前车速；
步骤2：根据当前车速判断蠕行模式；
步骤3：根据蠕行模式和制动踏板开度计算目标车速；
步骤4：基于目标车速和当前车速，通过反馈控制计算目标电机扭矩，并根据目标电机扭矩控制电机扭矩输出，直到当前车速达到目标车速。
本发明实施例根据当前车速判断蠕行模式，并根据蠕行模式和制动踏板开度计算目标车速，从而目标车速与电动汽车的当前车速以及由驾驶员控制的制动踏板开度相关联，使得驾驶员可以控制蠕行驾驶的目标车速，解决现有控制方法无法达到驾驶员所需目标车速的问题。
在一个示例中，该控制方法还包括在执行步骤1之前，采集油门踏板开度和挡位信号；然后，比较油门踏板开度与第一预定开度Accpedal_enable_threshod，比较制动踏板开度与第二预定开度Brkpedal_enable_threshold，比较当前车速与蠕行最高车速Creep_speed_limit，根据挡位信号判断挡位，例如处于前进挡(D挡)、后退挡(R挡)或驻车挡(P挡)；
当满足以下条件时，即油门踏板开度小于第一预定开度Accpedal_enable_threshod、制动踏板开度小于第二预定开度Brkpedal_enable_threshold、当前车速小于蠕行最高车速Creep_speed_limit、以及挡位处于前进挡或后退挡时，判断电动汽车处于蠕行模式，执行步骤1至步骤4；否则判断电动汽车处于非蠕行模式，不进行蠕行控制。
在一个示例中，步骤2包括：
如果当前车速小于预定车速，则判断蠕行模式为低速蠕行模式；
如果当前车速大于或等于预定车速，则判断蠕行模式为高速蠕行模式。
预定车速一般为5～8km/h，根据当前车速与预定车速的关系判断蠕行模式，是为了区分汽车的不同行驶状态，进而根据不同的策略计算目标车速。例如，在汽车从静止状态进行启动时，可判断蠕行模式为低速蠕行模式；在汽车行驶于拥堵道路时，例如车速为10km/h左右，可判断蠕行模式为高速蠕行模式。
在一个示例中，步骤3包括：
当蠕行模式为低速蠕行模式时，根据以下公式(1)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_low*f(Brkpedal_position) (1)
当蠕行模式为高速蠕行模式时，根据以下公式(2)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_high*f(Brkpedal_position) (2)
其中，Creep_speed_target表示目标车速，Creep_speed_low表示低速蠕行预设速度，Creep_speed_high表示高速蠕行预设速度，f(Brkpedal_position)表示修正系数，Brkpedal_position表示制动踏板开度。
低速蠕行预设速度Creep_speed_low和高速蠕行预设速度Creep_speed_high可以根据经验预先设定。一般情况下，低速蠕行预设速度Creep_speed_low的范围可为3～6km/h，高速蠕行预设速度Creep_speed_high的范围可为8～12km/h。
图2显示据本发明示例性实施例的电动汽车蠕行控制方法的修正系数示意图，图2中横坐标表示制动踏板开度，纵坐标表示修正系数f的值。修正系数f(Brkpedal_position)为关于制动踏板开度的函数，其随着制动踏板开度的增大而单调递减，修正系数f(Brkpedal_position)的取值范围为0～1。
修正系数f(Brkpedal_position)可以是关于制动踏板开度的反比例函数；更为优选地，预先根据实际经验确定修正系数f(Brkpedal_position)与制动踏板开度之间的关系，并将制动踏板开度及其对应的修正系数值存储于查找表中，在执行本控制方法时，通过查表方式确定每个制动踏板开度所对应的修正系数值。
根据以上公式(1)和公式(2)计算目标车速，使得目标车速与当前车速、蠕行模式和制动踏板开度相关联，从而驾驶员可以通过控制制动踏板开度控制目标车速；换言之，通过引入随着制动踏板开度的增大而单调递减的修正系数f，使得制动踏板开度能够反映驾驶员对于目标车速的要求，即制动踏板开度较大时，期待目标车速降低，制动踏板开度开度较小时，期待目标车速提高，这与驾驶员的传统驾驶习惯也是一致的。
在一个示例中，反馈控制为PID控制，PID控制器的参数可根据经验来设定。通过PID控制计算目标电机扭矩，并根据目标电机扭矩控制电机扭矩输出，可使得当前车速达到目标车速。
在一个示例中，制动踏板为电子液压踏板，在蠕行模式下，制动踏板不输出机械制动压力。当制动踏板开度大于Brkpedal_enable_threshold时，电动汽车处于非蠕行模式，停止执行所述控制方法，制动踏板能够进行机械制动。
本发明实施例还提供电动汽车蠕行控制系统，包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
采集电机转速，根据所述电机转速计算当前车速；
根据所述当前车速判断蠕行模式；
根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速；
基于所述目标车速和所述当前车速，通过反馈控制计算目标电机扭矩，并根据所述目标电机扭矩控制电机扭矩输出，直到所述当前车速达到所述目标车速。
在一个示例中，根据所述当前车速判断蠕行模式包括：
如果当前车速小于预定车速，则判断所述蠕行模式为低速蠕行模式；
如果当前车速大于或等于所述预定车速，则判断所述蠕行模式为高速蠕行模式。
在一个示例中，根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速包括：
当蠕行模式为低速蠕行模式时，根据以下公式(1)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_low*f(Brkpedal_position) (1)
当蠕行模式为高速蠕行模式时，根据以下公式(2)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_high*f(Brkpedal_position) (2)
其中，Creep_speed_target表示目标车速，Creep_speed_low表示低速蠕行预设速度，Creep_speed_high表示高速蠕行预设速度，f(Brkpedal_position)表示修正系数，Brkpedal_position表示制动踏板开度。
在一个示例中，所述修正系数f(Brkpedal_position)为关于制动踏板开度的函数，其随着制动踏板开度的增大而单调递减，所述修正系数f(Brkpedal_position)的取值范围为0～1。
在一个示例中，所述反馈控制为PID控制。
在一个示例中，所述处理器还执行以下步骤：
比较所述油门踏板开度与第一预定开度，比较所述制动踏板开度与第二预定开度，比较所述当前车速与蠕行最高车速，根据挡位信号判断挡位；
当所述油门踏板开度小于第一预定开度、所述制动踏板开度小于所述第二预定开度、所述当前车速小于蠕行最高车速、以及挡位处于前进挡或后退挡时，判断电动汽车处于蠕行模式，否则判断电动汽车处于非蠕行模式。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种电动汽车蠕行控制方法，其特征在于，包括：
采集电机转速和制动踏板开度，根据所述电机转速计算当前车速；
根据所述当前车速判断蠕行模式；
根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速；
基于所述目标车速和所述当前车速，通过反馈控制计算目标电机扭矩，并根据所述目标电机扭矩控制电机扭矩输出，直到所述当前车速达到所述目标车速；根据所述当前车速判断蠕行模式包括：
如果当前车速小于预定车速，则判断所述蠕行模式为低速蠕行模式；
如果当前车速大于或等于所述预定车速，则判断所述蠕行模式为高速蠕行模式。
2.根据权利要求1所述的电动汽车蠕行控制方法，其特征在于，根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速包括：
当蠕行模式为低速蠕行模式时，根据以下公式(1)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_low*f(Brkpedal_position) (1)
当蠕行模式为高速蠕行模式时，根据以下公式(2)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_high*f(Brkpedal_position) (2)
其中，Creep_speed_target表示目标车速，Creep_speed_low表示低速蠕行预设速度，Creep_speed_high表示高速蠕行预设速度，f(Brkpedal_position)表示修正系数，Brkpedal_position表示制动踏板开度。
3.根据权利要求2所述的电动汽车蠕行控制方法，其特征在于，所述修正系数f(Brkpedal_position)为关于制动踏板开度的函数，其随着制动踏板开度的增大而单调递减，所述修正系数f(Brkpedal_position)的取值范围为0～1。
4.根据权利要求1所述的电动汽车蠕行控制方法，其特征在于，所述反馈控制为PID控制。
5.根据权利要求1所述的电动汽车蠕行控制方法，其特征在于，还包括：
比较油门踏板开度与第一预定开度，比较所述制动踏板开度与第二预定开度，比较所述当前车速与蠕行最高车速，根据挡位信号判断挡位；
当所述油门踏板开度小于第一预定开度、所述制动踏板开度小于所述第二预定开度、所述当前车速小于蠕行最高车速、以及挡位处于前进挡或后退挡时，判断电动汽车处于蠕行模式，否则判断电动汽车处于非蠕行模式。
6.一种电动汽车蠕行控制系统，其特征在于，包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
采集电机转速，根据所述电机转速计算当前车速；
根据所述当前车速判断蠕行模式；
根据所述蠕行模式和制动踏板开度计算目标车速；
基于所述目标车速和所述当前车速，通过反馈控制计算目标电机扭矩，并根据所述目标电机扭矩控制电机扭矩输出，直到所述当前车速达到所述目标车速；根据所述当前车速判断蠕行模式包括：
如果当前车速小于预定车速，则判断所述蠕行模式为低速蠕行模式；
如果当前车速大于或等于所述预定车速，则判断所述蠕行模式为高速蠕行模式。
7.根据权利要求6所述的电动汽车蠕行控制系统，其特征在于，根据所述蠕行模式和所述制动踏板开度计算目标车速包括：
当蠕行模式为低速蠕行模式时，根据以下公式(1)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_low*f(Brkpedal_position) (1)
当蠕行模式为高速蠕行模式时，根据以下公式(2)计算目标车速：
Creep_speed_target＝Creep_speed_high*f(Brkpedal_position) (2)
其中，Creep_speed_target表示目标车速，Creep_speed_low表示低速蠕行预设速度，Creep_speed_high表示高速蠕行预设速度，f(Brkpedal_position)表示修正系数，Brkpedal_position表示制动踏板开度。
8.根据权利要求7所述的电动汽车蠕行控制系统，其特征在于，所述修正系数f(Brkpedal_position)为关于制动踏板开度的函数，其随着制动踏板开度的增大而单调递减，所述修正系数f(Brkpedal_position)的取值范围为0～1。
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