CN113246986A - 电动汽车基于目标加速度的pi蠕行控制 - Google Patents

电动汽车基于目标加速度的pi蠕行控制 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，采集行驶档位，车速数值和踏板开度；确定蠕行目标车速，确定实际车速；确定蠕行目标加速度，依据合成踏板开度获取的蠕行目标最高车速与当前车速的速差查表获取目标加速度；确定实际加速度，PI蠕行控制使能。本发明电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制，基于目标加速度PI蠕行可使扭矩更加平顺，改善了驾驶感受；优化了因踏板变化造成的加速度的突变频率；可使当前车速较好的贴合目标车速，无车速超调问题。

Description

电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制
技术领域
本发明涉及一种电动汽车控制方法，具体的说，是涉及一种电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制。
背景技术
电动汽车的蠕行控制是为了方便驾驶员挪车和倒车，这就要求蠕行扭矩平顺，现有技术的扭矩控制以车速和目标车速作为被控对面，不能较好的反馈扭矩实时性，造成加速度变化不平顺，影响驾驶感。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于目标加速度PI蠕控制，使扭矩改变更加平顺，防止加速度突变，改善驾驶感受的电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制。
本发明所采取的技术方案是：
一种电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，包括如下步骤：
步骤s100，开始；
步骤s101，采集行驶档位，车速数值和踏板开度；
步骤s102，判断是否进入蠕行模式，根据行驶档位，车速在目标车速范围内，踏板开度范围判定是否进入蠕行模式；否则跳转步骤s101；
步骤s103，确定蠕行目标车速，根据当前二合一踏板开度查表获取目标车速；
步骤s104，实际车速滤波处理，对接收CAN网络的车速信号进行一阶RC滤波处理；
步骤s105，确定蠕行目标加速度，依据合成踏板开度获取的蠕行目标最高车速与当前车速的速差查表获取目标加速度；
步骤s106，确定实际加速度，先对实际车速进行一阶滤波处理，滤波参数为0.96，再根据滤波后的车速通过最小二乘法计算得到实际加速度；
步骤s107，PI蠕行控制使能；
步骤s108，判断是否退出蠕行模式，根据行驶档位，车速在目标车速范围内，踏板开度范围判定是否退出蠕行模式；退出蠕行模式，跳转步骤s109，否则跳转步骤s101；
步骤s109，结束。
优选的，所述步骤s102，进入蠕行模式需满足车辆处于行车模式，档位处于D/R档的行驶档位，车速在目标车速范围内，加速踏板开度为和制动踏板开度在设定范围内，整车无禁止蠕行故障。
优选的，目标车速为7km/h以内；加速踏板开度为：0-3%；制动踏板开度为：0-30% 。
优选的，步骤s103确定蠕行目标车速，在行车模式下VCU通过硬线采集车辆当前加速踏板开度和制动踏板开度的信号，进行D/A转换后，将加速踏板和制动踏板合成一个开度值（-100%-100%），并根据合成踏板开度查表获取当前合成踏板开度下的蠕行目标车速。
优选的，步骤s105确定蠕行目标加速度，对目标加速进行斜率限制（可标定值）和一阶滤波，滤波参数为0.96，使目标加速度变化更平顺。
优选的，基于PI的蠕行扭矩计算: 将目标加速度与实际加速度的差值作为PI积分器的输入值，经P为100与I为1000的积分得到PI扭矩值，并将PI扭矩值与上周期请求扭矩值进行叠加输出最终的蠕行扭矩值。
优选的，电机端请求扭矩输出计算：通过蠕行扭矩除以传动比得出电机端的请求扭矩。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制，基于目标加速度PI蠕行可使扭矩更加平顺，改善了驾驶感受；优化了因踏板变化造成的加速度的突变频率；可使当前车速较好的贴合目标车速，无车速超调问题。
附图说明
图1是电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制的基于目标加速度的PI蠕行仿真图；
图2是现有技术电动汽车基于目标车速的PI蠕行仿真图；
图3是电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制的控制结构示意图；
图4是电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制的流程示意图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图3和4可知，一种电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，包括如下步骤：
步骤s100，开始；
步骤s101，采集行驶档位，车速数值和踏板开度；
步骤s102，判断是否进入蠕行模式，根据行驶档位，车速在目标车速范围内，踏板开度范围判定是否进入蠕行模式；否则跳转步骤s101；
步骤s103，确定蠕行目标车速，根据当前二合一踏板开度查表获取目标车速；
步骤s104，确定实际车速；
步骤s105，确定蠕行目标加速度，依据合成踏板开度获取的蠕行目标最高车速与当前车速的速差查表获取目标加速度；
步骤s106，确定实际加速度，先对实际车速进行一阶滤波处理，滤波参数为0.96，再根据滤波后的车速通过最小二乘法计算得到实际加速度；
步骤s107，PI蠕行控制使能；
步骤s108，判断是否退出蠕行模式，根据行驶档位，车速在目标车速范围内，踏板开度范围判定是否退出蠕行模式；退出蠕行模式，跳转步骤s109，否则跳转步骤s101；
步骤s109，结束。
优选的，所述步骤s102，进入蠕行模式需满足车辆处于行车模式，档位处于D/R档的行驶档位，车速在目标车速范围内，加速踏板开度为和制动踏板开度在设定范围内，整车无禁止蠕行故障。
优选的，目标车速为7km/h以内；加速踏板开度为：0-1%；制动踏板开度为：0-30% 。
优选的，步骤s103确定蠕行目标车速，在行车模式下VCU通过硬线采集车辆当前加速踏板开度和制动踏板开度的信号，进行D/A转换后，将加速踏板和制动踏板合成一个开度值（-100%-100%），并根据合成踏板开度查表获取当前合成踏板开度下的蠕行目标车速。
优选的，步骤s105确定蠕行目标加速度，对目标加速进行斜率限制和一阶滤波，滤波参数为0.96，使目标加速度变化更平顺。
优选的，基于PI的蠕行扭矩计算: 将目标加速度与实际加速度的差值作为PI积分器的输入值，经P为100与I为1000的积分得到PI扭矩值，并将PI扭矩值与上周期请求扭矩值进行叠加输出最终的蠕行扭矩值。
优选的，电机端请求扭矩输出计算：通过蠕行扭矩除以传动比得出电机端的请求扭矩。
图1和图2为相同目标车速的蠕行控制对比结果图，其中图1为基于目标的加速度PI蠕行控制，图2为基于目标车速的蠕行控制，可以看出基于目标加速度的PI蠕行控制的整体扭矩更加平稳，在踏板开度改变时，扭矩无突变和过零，且车速基本无超调，更加贴合目标车速；基于目标车速的蠕行控制的整体扭矩变化较平顺，当踏板变化时，扭矩有较大的突变和过零，加速度变化频率较大，影响驾驶感受，且车速会出现较小的超调，车速控制不精准。
附图1和附图2中四条曲线从上至下依次为：
1、电机端请求扭矩与时间曲线，纵坐标为扭矩，单位为：Nm；横坐标为时间，单位为：秒。
2、踏板开度与时间曲线，纵坐标为踏板开度；横坐标为时间，单位为：秒。
3、车速与时间曲线，纵坐标为速度，单位为：m/h；横坐标为时间，单位为：秒。
4、加速度与时间曲线，纵坐标为速度，单位为：m/s²；横坐标为时间，单位为：秒。
附图1为挪车实施例，车辆静止时，整车无任何故障，驾驶员将档位挂入D档，且未踩下加速踏板和制动踏板，车辆此时进入蠕行控制模式，根据二合一踏板开度为0%查表获取蠕行目标车速为6km/h，车辆从静止开始以目标加速度加速至车速为6km/h，当前方距离较小时，驾驶员踩下制动踏板开度为20%，蠕行目标车速为2km/h，此时车辆应该减速直至车速为2km/h；当驾驶员松开制动踏板开度至10%时，蠕行目标车速变为3km/h，此时车辆应以目标加速度加速至3km/h。
本发明电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制，基于目标加速度PI蠕行可使扭矩更加平顺，改善了驾驶感受；优化了因踏板变化造成的加速度的突变频率；可使当前车速较好的贴合目标车速，无车速超调问题。
1、蠕行目标车速计算：根据二和一踏板开度（其中-100-0%为制动踏板开度。0-100%为加速踏板开度）查表获取D/R档蠕行的目标车速。
二合一踏板开度（%） -35 -25 -20 -10 -5 0 1
D档蠕行目标车速（Km/h） 0 0 2 3 4 6 6
R档蠕行目标车速（Km/h） 0 0 2 3 3 4 4
2、 基于目标加速度计算：基于目标最高车速与当前车速的速差查表获取目标加速度，并对目标加速进行斜率限制（可标定值）和一阶滤波，滤波参数为0.96，使目标加速度变化更平顺。目标加速度查表如下图。
车速差（kph） -1 0 1 2 3 4 5 6
D档蠕行目标加速度 -0.1 0 0.1 0.15 0.2 0.2 0.2 0.2
R档蠕行目标加速度 -0.1 0 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
3、实际加速度计算：先对实际车速进行一阶滤波处理，滤波参数为0.96（可标定量），再根据滤波后的车速通过最小二乘法计算得到实际加速度。
4、PI蠕行控制使能：当整车模式等于蠕行模式时，使能PI蠕行控制，其中进入蠕行模式需满足车速小于7Km/h（标定值），档位D/R档，手刹释放，整车无禁止蠕行故障。
5、 基于PI的蠕行扭矩计算: 将目标加速度与实际加速度的差值作为PI积分器的输入值，经P为100（可标定值）与I为1000（可标定值）的积分得到PI扭矩值，并将PI扭矩值与上周期请求扭矩值进行叠加输出最终的蠕行控制扭矩值。
6、电机端请求扭矩输出计算： 通过PI蠕行控制扭矩与驾驶员请求扭矩取小作为请求扭矩，将请求扭矩除以传动比得出电机端的请求扭矩。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。

Claims (7)

1.一种电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤s100，开始；
步骤s101，采集行驶档位，车速数值和踏板开度；
步骤s102，判断是否进入蠕行模式，根据行驶档位，车速在目标车速范围内，踏板开度范围判定是否进入蠕行模式；否则跳转步骤s101；
步骤s103，确定蠕行目标车速，根据当前二合一踏板开度查表获取目标车速；
步骤s104，实际车速滤波处理，对接收CAN网络的车速信号进行一阶RC滤波处理；
步骤s105，确定蠕行目标加速度，依据合成踏板开度获取的蠕行目标最高车速与当前车速的速差查表获取目标加速度；
步骤s106，确定实际加速度，先对实际车速进行一阶滤波处理，滤波参数为0.96，再根据滤波后的车速通过最小二乘法计算得到实际加速度；
步骤s107，PI蠕行控制使能；
步骤s108，判断是否退出蠕行模式，根据行驶档位，车速在目标车速范围内，踏板开度范围判定是否退出蠕行模式；退出蠕行模式，跳转步骤s109，否则跳转步骤s101；
步骤s109，结束。
2.根据权利要求1所述电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，其特征在于：所述步骤s102，进入蠕行模式需满足车辆处于行车模式，档位处于D/R档的行驶档位，车速在目标车速范围内，加速踏板开度和制动踏板开度在设定范围内，整车无禁止蠕行故障。
3.根据权利要求2所述电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，其特征在于：目标车速为7km/h以内；加速踏板开度为：0-3%；制动踏板开度为：0-30% 。
4.根据权利要求1所述电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，其特征在于：步骤s103确定蠕行目标车速，在行车模式下VCU通过硬线采集车辆当前加速踏板开度和制动踏板开度的信号，进行D/A转换后，将加速踏板和制动踏板合成一个开度值，并根据合成踏板开度查表获取当前合成踏板开度下的蠕行目标车速。
5.根据权利要求1所述电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，其特征在于：步骤s105确定蠕行目标加速度，对目标加速度进行斜率限制和一阶滤波，滤波参数为0.96。
6.根据权利要求1所述电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，其特征在于：基于PI的蠕行扭矩计算: 将目标加速度与实际加速度的差值作为PI积分器的输入值，经P为100与I为1000的积分得到PI扭矩值，并将PI扭矩值与上周期请求扭矩值进行叠加输出最终的蠕行扭矩值。
7.根据权利要求1所述电动汽车基于目标加速度的PI蠕行控制方法，其特征在于：电机端请求扭矩输出计算：通过蠕行扭矩除以传动比得出电机端的请求扭矩。
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