CN111038283A - 一种电动汽车基于加速度超前控制的最高车速限制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车基于加速度超前控制的最高车速限制方法，包括以下步骤：1．基于电机实际扭矩计算车辆阻力扭矩，2.基于车辆阻力扭矩和加速踏板开度计算需求加速扭矩：将电机外特性扭矩减去车辆阻力扭矩得到能够驱动的加速扭矩，然后乘以实际加速踏板开度得到需求加速扭矩；3.基于限制车速、需求加速扭矩以及车辆阻力扭矩计算轮边需求扭矩。使电动汽车的最高车速限制在不同车速度段进行限制时无明显冲击和无车速超调。

Description

一种电动汽车基于加速度超前控制的最高车速限制方法
技术领域
本发明涉及动力传动领域。具体的，是一种电动汽车基于加速度超前控制的最高车速限制方法。
背景技术
现有电动汽车最高车速限制都是基于车速或加速度进行PI控制，车速PI控制，以最高车速作为目标车速，用目标车速和实际车速作差值进行PI调节以达到稳态，此种方式冲击明显且车速超调严重。
加速度PI控制，以最高车速和实际车速作差值查表得到目标加速度，通过车速计算实际加速度，用目标加速度和实际加速度作差值进行PI调节并达到稳态，此种方式最高车速限制在高车速时，基本无冲击和无车速超调，但在最高车速限制为中低速时，仍有明显冲击和明显车速超调。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，使电动汽车的最高车速限制在不同车速度段进行限制时无明显冲击和无车速超调。
提供一种电动汽车基于加速度超前控制的最高车速限制方法。为了解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种电动汽车基于加速度超前控制的最高车速限制方法，包括以下步骤：
1．基于电机实际扭矩计算车辆阻力扭矩，
1.1将电机实际扭矩乘以速比得到轮边实际扭矩，并进行一阶RC滤波；
1.2通过实际车速利用最小二乘法计算实际加速度，并进行一阶RC滤波；
1.3将实际加速度乘以mrI得到轮边实际加速力，其中m为质量，r为轮胎半径，I为整车转动惯量；
1.4将轮边实际扭矩减去轮边实际加速力得到车辆阻力扭矩；
2.基于车辆阻力扭矩和加速踏板开度计算需求加速扭矩：将电机外特性扭矩减去车辆阻力扭矩得到能够驱动的加速扭矩，然后乘以实际加速踏板开度得到需求加速扭矩；
3.基于限制车速、需求加速扭矩以及车辆阻力扭矩计算轮边需求扭矩：
3.1将限制车速与实际车速做差值，用速差查表得到限制加速度；
3.2用需求加速扭矩除以mrI，得到需求加速度；
3.3用需求加速度与限制加速度取小，然后乘以mrI，得到车辆加速扭矩；
3.4将车辆加速扭矩加上车辆阻力扭矩得到轮边驱动扭矩。
有益效果：
使电动汽车的最高车速限制在不同车速度段进行限制时无明显冲击和无车速超调。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例1起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为该车采用目标加速度与实际加速度进行PI控制的仿真数据；
图2为采用本方法时的仿真数据；
图3为控制流程示意。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述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。
实施例1：
某一轻型纯电动卡车限制最高车速为6kph使用本方法的仿真数据。图1为该车采用用目标加速度与实际加速度进行PI控制的仿真数据。图2为采用本方法时的仿真数据，其中整车质量m为3300kg，轮胎半径r为0.3764m，整车转动惯量I为1。具体控制方法为包括以下步骤：
1. 基于电机实际扭矩计算车辆阻力扭矩：
1.1 将电机实际扭矩乘以速比得到轮边实际扭矩，并进行一阶RC滤波，滤波参数0.95（标定量）；
1.2 通过实际车速利用最小二乘法计算实际加速度，并进行一阶RC滤波，滤波参数0.95（标定量），为保证延迟一致，该滤波参数需与轮边实际扭矩滤波参数一致；
1.3 将实际加速度乘以mrI得到轮边实际加速力，其中m为质量，r为轮胎半径，I为整车转动惯量；
1.4 将轮边实际扭矩减去轮边实际加速力得到车辆阻力扭矩，该扭矩输出需要经过一阶RC滤波，滤波参数0.97（标定量）。
2.基于车辆阻力扭矩和加速踏板开度计算需求加速扭矩：
2.1电机外特性扭矩如下：
Figure 422584DEST_PATH_IMAGE001
2.2将电机外特性扭矩减去车辆阻力扭矩得到能够驱动的最大加速扭矩；
2.3加速踏板开度范围[0,100]映射为[0,1]，然后用实际加速踏板开度乘以能够驱动的最大加速扭矩，得到驾驶员需求加速扭矩；
3.基于限制车速、需求加速扭矩以及车辆阻力扭矩计算轮边需求扭矩：
3.1将限制车速与实际车速做差值，用速差查表得到限制加速度：
3.2 用需求加速扭矩除以mrI，得到需求加速度；
Figure 874425DEST_PATH_IMAGE002
3.3用需求加速度与限制加速度取小，然后乘以mrI，得到车辆加速扭矩；
3.4将车辆加速扭矩加上车辆阻力扭矩得到轮边驱动扭矩。
从数据可以看出，当整车出现严重故障，只能跛行限制最高车速6kph时，目标加速度与实际加速度进行PI控制时仍有很大冲击和车速超调，而本发明是限制车辆加速扭矩，结果表明，本发明的车速限制策略无明显冲击且车速无超调。

Claims (7)

1.一种电动汽车基于加速度超前控制的最高车速限制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1．基于电机实际扭矩计算车辆阻力扭矩，
1.1将电机实际扭矩乘以速比得到轮边实际扭矩，并进行一阶RC滤波；
1.2通过实际车速利用最小二乘法计算实际加速度，并进行一阶RC滤波；
1.3将实际加速度乘以mrI得到轮边实际加速力，其中m为质量，r为轮胎半径，I为整车转动惯量；
1.4将轮边实际扭矩减去轮边实际加速力得到车辆阻力扭矩；
2.基于车辆阻力扭矩和加速踏板开度计算需求加速扭矩：将电机外特性扭矩减去车辆阻力扭矩得到能够驱动的加速扭矩，然后乘以实际加速踏板开度得到需求加速扭矩；
3.基于限制车速、需求加速扭矩以及车辆阻力扭矩计算轮边需求扭矩：
3.1将限制车速与实际车速做差值，用速差查表得到限制加速度；
3.2用需求加速扭矩除以mrI，得到需求加速度；
3.3用需求加速度与限制加速度取小，然后乘以mrI，得到车辆加速扭矩；
3.4将车辆加速扭矩加上车辆阻力扭矩得到轮边驱动扭矩。
2.根据权利要求1所述的最高车速限制方法，其特征是：1.1中滤波参数0.95。
3.根据权利要求1所述的最高车速限制方法，其特征是：1.2中滤波参数0.95。
4.根据权利要求1所述的最高车速限制方法，其特征是：1.4中该扭矩输出需要经过一阶RC滤波，滤波参数0.97。
5.根据权利要求1-4之一所述的最高车速限制方法，其特征是：电机外特性扭矩如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
6.根据权利要求5所述的最高车速限制方法，其特征是：加速踏板开度范围[0,100]映射为[0,1]。
7.根据权利要求6所述的最高车速限制方法，其特征是：3.1中表格为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
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