CN113968146A - 一种电动车辆限速控制方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电动车限速控制技术领域，具体涉及一种电动车辆限速控制方法、装置和系统。该方法将前馈控制思想应用于电动车的限速控制中，在车辆处于驱动模式或滑行模式中的下坡限速模式下，对应计算得到驱动前馈扭矩/制动前馈扭矩，与闭环输出扭矩相加得到驱动限制扭矩/制动输出扭矩，取驱动限制扭矩与驾驶员驱动需求扭矩中的较小值作为驱动命令扭矩，或者将制动输出扭矩作为制动命令扭矩，实现了驱动模式下最高车速的限制且无动力损失，滑行模式中的下坡限速模式下最高车速限制的同时提高动力电池的能量回收率，有效降低超速风险的同时使车辆在任何载荷和坡度情况下均具有较好的驾驶感受。

Description

一种电动车辆限速控制方法、装置和系统

技术领域

本发明属于电动车限速控制技术领域，具体涉及一种电动车辆限速控制方法、装置和系统。

背景技术

近年来，因资源枯竭、能源问题、环境问题等，电动汽车得到普及与发展。基于提高车辆安全性、法规要求、道路限速要求等因素，需要在车辆行驶过程中对车辆最高车速进行限制，也就是通过限制驱动力或施加制动力的方式，控制车辆以不超过设计的最高车速运行。如果由驾驶员通过操作油门踏板/制动踏板行程的方式对最高车速进行控制，会大大增加驾驶员的操作强度，且会出现控制误差导致超速，产生经济损失，甚至出现安全事故。所以开发出由车辆控制单元自动对驱动力进行限制、自动控制施加制动力实现车辆最高车速限制的控制系统是十分必要的。

目前比较常见的电动汽车限速控制方法是在接近最高车速时通过车速查表的方式获得限速系数(0-1之间)，并用这个系数乘以根据驾驶员踏板计算的驾驶员需求扭矩作为驱动电机的命令扭矩，提前对驱动扭矩进行限制，以实现最高车速控制，这种方法的弊端是限速系数标定不合理会有超速的风险，会降低接近最高车速车速段的动力性，相同工况下，空载、满载最高车速差异较大，且在下坡工况下无法自动实现车速限制。

而另外一种方法是通过引入PID控制方法对驱动扭矩进行限制或对制动扭矩进行调整(下坡工况)。例如，申请公布号为CN107776437A的中国发明专利申请公开了一种低速电动车用速度控制装置，该装置限制值设置模块、最大速度限制模块、以及比例-积分-微分控制器，从根据限制值设置模块的扭矩指令限制值以及最大速度限制模块的指令，运算与马达的反馈速度的误差，通过比例-积分-微分控制生成扭矩指令。该方法采用闭环控制，使车辆能够稳定在最高车速内。闭环控制是一种反馈控制，是一种发现了偏差后才采取措施进行更正的控制方式，存在控制时间滞后的问题，很有可能出现速度超限已造成不可挽回的后果才去措施进行更正。而且，该方法中无论车辆处于什么样载荷、坡度工况下均使用同一套PID参数，容易出现该套PID参数适用于某一种工况而不适用于另一种工况的情况，面对不同的工况，该套PID参数在响应时间和超调量上会有较大差异，适应性较差。

发明内容

本发明提供了一种电动车辆限速控制方法、装置和系统，用以解决现有技术仅采用闭环控制造成的控制时间滞后和适应性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括：

本发明提供了一种电动车辆限速控制方法，包括如下步骤：

1)根据车辆所处的工作模式，按照以下情况中的至少一种情况进行处理得到驱动命令扭矩或制动命令扭矩：

情况一，若车辆处于驱动模式下：

获取车辆质量和所处道路的坡度，并结合以最高车速运行所需的驱动扭矩与整车质量和坡度之间的关系，得到以最高车速运行所需的驱动扭矩，并作为驱动前馈扭矩；

将最高车速与当前车速的差值进行闭环控制，得到闭环输出扭矩；

将驱动前馈扭矩与闭环输出扭矩相加得到驱动限制扭矩，并获取驾驶员驱动需求扭矩，以驱动限制扭矩与驾驶员驱动需求扭矩中的较小值作为驱动命令扭矩；

情况二，若车辆处于滑行模式且处于下坡限速模式下，所述下坡限速模式为车辆处于下坡状态且当前车速大于设定车速阈值：

获取车辆质量和所处道路的坡度，并结合以最高车速运行所施加的制动扭矩与整车质量和坡度之间的关系，得到以最高车速运行所施加的制动扭矩，并作为制动前馈扭矩；

将最高车速与当前车速的差值进行闭环控制，得到闭环输出扭矩；

将制动前馈扭矩与闭环输出扭矩相加得到制动输出扭矩，以制动输出扭矩作为制动命令扭矩；

2)参照所述驱动命令扭矩或制动命令扭矩，控制电机输出。

上述技术方案的有益效果为：本发明将前馈控制思想应用于电动车的限速控制中。在车辆处于驱动模式下，将获取以最高车速运行所需的驱动扭矩，并将该驱动扭矩作为驱动前馈扭矩，并与闭环输出扭矩相加得到驱动限制扭矩，取驱动限制扭矩与驾驶员驱动需求扭矩中的较小值作为驱动命令扭矩来控制电机输出扭矩，自动实现最高车速的限制且无动力损失。在车辆处于滑行模式中的下坡限速模式下，将获取以最高车速运行所施加的制动扭矩，并将该制动扭矩作为制动前馈扭矩，并与闭环输出扭矩相加得到制动输出扭矩，并作为制动命令扭矩，自动实现最高车速限制的同时提高动力电池的能量回收率。无论车辆哪种模式，均由于驱动/制动前馈扭矩的加入使得整个控制过程响应较为迅速，可以显著地减小仅有闭环控制对应的响应时间和超调量；而且，无论车辆处于何种载荷和坡度工况下，均可达到限制速度的目的，有效降低超速风险的同时使车辆在任何载荷和坡度情况下均具有较好的驾驶感受。从而实现反馈控制与闭环反馈控制相结合，实现快速、精确且适应性强的限速控制。

作为方法的进一步改进，为了实现简单且准确的速度闭环控制以限制当前车速在最高车速以下，情况一和情况二中，所述闭环控制均为PID闭环控制。

作为方法的进一步改进，为了加快响应时间和减少超调量，情况一中，若获取的整车质量异常，则以空载质量作为整车质量，若获取的坡度异常，则以0％作为所处道路的坡度。

作为方法的进一步改进，为了加快响应时间和减少超调量，情况二中，若获取的整车质量异常，则以半载质量作为整车质量，若获取的坡度异常，则以下坡状态的1％～4％作为所处道路的坡度。

作为方法的进一步改进，情况二中，若车辆处于滑行模式且处于非下坡限速模式下，则获取滑行扭矩，并以所述滑行扭矩作为制动命令扭矩。

作为方法的进一步改进，情况一中，还包括将得到的驱动限制扭矩进行限幅处理使驱动限制扭矩大于等于0的步骤；情况二中，还包括将得到的制动输出扭矩进行限幅处理使制动输出扭矩小于等于0的步骤。

作为方法的进一步改进，为了给驾驶员以提示，情况一和情况二中，若获取车辆质量和所处道路的坡度异常，则在车辆的仪表显示该异常情况和/或进行声音报警提示。

作为方法的进一步改进，为了减轻或避免扭矩突变造成的车辆动力输出不平顺，还包括将得到驱动命令扭矩或制动命令扭矩进行平滑处理，控制扭矩上升或下降的速度以防扭矩突变。

本发明还提供了一种电动车辆限速控制装置，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现上述介绍的电动车辆限速控制方法，并达到与方法相同的效果。

本发明还提供了一种电动车辆限速控制系统，包括车速传感器、载荷传感器、坡度传感器、存储器和处理器；所述车速传感器用于检测当前车速；所述载荷传感器用于检测载荷信号以得到整车质量；所述坡度传感器用于检测坡度信号以得到所处道路的坡度；所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现上述介绍的电动车辆限速控制方法，并达到与方法相同的效果。

附图说明

图1是本发明的系统实施例的结构框图；

图2是本发明的系统实施例中电动车辆限速控制方法的流程图；

图3是本发明的装置实施例的结构图。

具体实施方式

前馈补偿控制是根据扰动或给定值的变化按补偿原理来工作，其特点是当扰动发生后，被控量还未发生变化之前，根据扰动作用的大小进行控制，以补偿扰动作用对被控变量的影响。前馈补偿控制运用得当，可以使被控量的扰动消灭在萌芽之中，使被控量不会因扰动作用或给定值变化而产生偏差，与反馈控制相比能更加及时地进行控制，并且不受系统滞后影响。

本发明将前馈补偿控制应用到电机限速控制中，基本构思为：

若电动车辆处于驱动模式，本发明首先分别构建出以最高车速运行所需的驱动扭矩与整车质量和坡度之间的关系，该关系表征多个特定车重和坡度下稳定到最高车速所需要的驱动扭矩，便可利用该关系求得驱动前馈扭矩；然后将最高车速与当前车速的差值进行PID闭环控制，得到闭环输出扭矩；接着将驱动前馈扭矩和闭环输出扭矩相加，如式(1)所示，得到驱动限制扭矩；取驱动限制扭矩与驾驶员驱动需求扭矩中的较小值作为驱动命令扭矩，参照该驱动命令扭矩控制电机输出扭矩即可。

T₁(k+1)＝T₁[m(k),θ(k)]+K_p*e(k)+K_i*∑e(k)+K_d*[e(k)-e(k-1)] (1)

式中，T₁(k+1)为驱动限制扭矩，T₁[m(k),θ(k)]为根据整车质量m(k)、坡度θ(k)确定的驱动前馈扭矩；K_p、K_i、K_d为PID控制的比例系数、积分系数和微分系数；e(k)为本控制周期的车速偏差，为最高车速与当前车速的差值；e(k-1)为上一控制周期的车速偏差；∑e(k)为车速偏差累计和。

若电动车辆处于滑行模式，本发明首先分别构建出以最高车速运行所施加的制动扭矩与整车质量和坡度之间的关系，该关系表征多个特定车重和坡度下稳定到最高车速所需要的制动扭矩，便可利用该关系求得制动前馈扭矩；然后将最高车速与当前车速的差值进行PID闭环控制，得到闭环输出扭矩；接着将制动前馈扭矩与闭环输出扭矩相加得到制动输出扭矩，如式(2)所示，将制动输出扭矩作为制动命令扭矩，参照该制动命令扭矩控制电机输出扭矩即可。

T₂(k+1)＝T₂[m(k),θ(k)]+K_p*e(k)+K_i*∑e(k)+K_d*[e(k)-e(k-1)] (2)

式中，T₂(k+1)为制动输出扭矩，T₂[m(k),θ(k)]为根据整车质量m(k)、坡度θ(k)确定的制动前馈扭矩；K_p、K_i、K_d为PID控制的比例系数、积分系数和微分系数；e(k)为本控制周期的车速偏差，为最高车速与当前车速的差值；e(k-1)为上一控制周期的车速偏差；∑e(k)为车速偏差累计和。

需说明的是，公式(1)和公式(2)中，T₁[m(k),θ(k)]为大于等于0的值，T₂[m(k),θ(k)]为小于等于0的值。而且，公式(1)和公式(2)中的最高车速可为道路限速要求的车速，也可为车辆限速系统的限速值输入。而且，式(1)和式(2)中的PID参数可设置不同。

系统实施例：

本发明的一种电动车辆限速控制系统实施例，如图1所示，该系统包括整车控制器、载荷传感器、坡度传感器、摄像头和仪表。

载荷传感器采用轴荷传感器，轴荷传感器用于实时检测车辆各轴质量，并将采集的轴荷信号发送给整车控制器，整车控制器处理后可得到整车质量。

坡度传感器采用惯性测量单元IMU，IMU需要安装在车辆质心位置，用于测量车辆三轴加速度和角速度，并将采集的三轴加速度信号和角速度信号(将这两种信号称为坡度信号)发送给整车控制器，整车控制器通过测量的加速度可以计算出当前车辆所处道路的坡度。

摄像头用来拍摄道路上的限速标志图像，并发送给整车控制器，整车控制器可对获取的图像进行图像识别处理以得到道路限速信息，作为最高车速。

油门踏板检测传感器和制动踏板检测传感器分别用来检测油门踏板信号(包括油门踏板状态和开度)和制动踏板信号(包括制动踏板状态和开度)，并发送给整车控制器，整车控制器可根据这些信息判断车辆所处的工作模式，并确定驾驶员驱动需求扭矩和驾驶员制动需求扭矩。

整车控制器包括存储器和处理器，从而构成一种电动车辆限速控制装置。处理器用于执行存储在存储器中的逻辑指令以实现一种电动车辆限速控制方法，该方法依据各传感器采集的信号进行处理，实时计算出整车质量和所处道路的坡度，分析驾驶员行为，进而计算得到驱动命令扭矩或制动命令扭矩，并将该扭矩发送给电机控制器，使电机控制器响应整车控制器发送的命令扭矩，以控制电机输出相应的扭矩，为车辆提供驱动力或电制动力。

仪表用于在某些异常情况下对驾驶员进行提示。

在采用该方法实现限速控制之前，需先构建一个二维表，供整车控制器获取该表中的信息以进行限速控制。该二维表为多个特定车重和坡度下稳定到最高车速所需要的驱动扭矩/制动扭矩。该二维表可通过理论计算获得，也可通过CRUISE仿真软件仿真或实车标定获得。由于是二维表，对于其中的一些中间值可通过插值计算得到。

该表格里存储的前馈扭矩和坡度均为有符号数，驱动扭矩为大于等于0的数，随整车质量的增加而变大，随坡度的增加而变大；制动扭矩为小于等于0的数，随坡度的加大(绝对值)而变大(绝对值)，随质量的增加(绝对值)而变大(绝对值)。而且，上坡时坡度为大于0的数，下坡时坡度为小于0的数。车辆处于驱动模式，坡度小于0时，对应的驱动扭矩为0；车辆处于滑行模式，坡度大于等于0，对应的制动扭矩为0。

在此基础上，便可实现一种电动车辆限速控制方法，下面结合图2，对该方法进行详细说明。

步骤一，整车获取车辆油门踏板信号和制动踏板信号，判断车辆处于哪一种工作模式下，工作模式包括驱动模式、滑行模式和制动模式，不同的工作模式采用不同的处理方式，从而得到驱动命令扭矩或制动命令扭矩。

1、车辆处于驱动模式

1)整车控制器对轴荷传感器和IMU采集的信号进行滤波、换算等处理，判断采集的轴荷信号和坡度信号是否正常：若轴荷信号正常，则将轴荷信号进行处理计算得到整车质量；若轴荷信号异常，则设置轴荷信号异常标志为有效，同时将该信息传输给仪表，并将空载质量作为整车质量；若坡度信号正常，则将坡度信号进行处理计算得到车辆所处道路的坡度；若坡度信号异常，则设置坡度信号异常标志为有效，同时将该信息传输给仪表，并将0％作为车辆所处道路的坡度。这里提到的坡度信号异常和轴荷信号异常包括传感器和整车控制器通讯故障、传感器硬件故障、或者采集的信号超限等多种情况造成的信号异常。

该步骤中，在轴荷信号异常标志为有效时，将整车质量设置为空载质量，在坡度信号异常表位为有效时，将坡度设置为0％，这样处理虽然查表得到的驱动扭矩与实际所需扭矩有偏差，但相对单纯的PID控制，还是能够起到加快响应时间和减少超调量的作用。

2)根据获取的整车质量和车辆所处道路的坡度，查找二维表确定车辆以最高车速运行所需的驱动扭矩，并将该驱动扭矩作为驱动前馈扭矩。

3)整车控制器对摄像头获取的限速标志图像进行处理，以得到最高车速。将最高车速与当前车速的差值进行PID闭环控制，得到闭环输出扭矩。

4)将驱动前馈扭矩与闭环输出扭矩相加，如式(1)所示，得到驱动限制扭矩，将驱动限制扭矩进行限幅处理(驱动限制扭矩应该为大于等于0的数值，故设置下限值为0)，以使驱动限制扭矩大于等于0。

5)整车控制器根据油门踏板开度信号，求得驾驶员驱动需求扭矩；取驾驶员驱动需求扭矩和驱动限制扭矩中的较小值作为驱动命令扭矩。

2、车辆处于滑行模式

1)整车控制器对轴荷传感器和IMU采集的信号进行滤波、换算等处理，判断采集的轴荷信号和坡度信号是否正常：若轴荷信号正常，则将轴荷信号进行处理计算得到整车质量；若轴荷信号异常，则设置轴荷信号异常标志为有效，同时将该信息传输给仪表，并将半载质量作为整车质量；若坡度信号正常，则将坡度信号进行处理计算得到车辆所处道路的坡度；若坡度信号异常，则设置坡度信号异常标志为有效，同时将该信息传输给仪表，并将下坡状态下的2％(为-2％)作为车辆所处道路的坡度。需说明的是，因为这些信号全部由整车控制器来处理，为了便于整车控制器进行区分处理，上坡时道路的坡度为正数，下坡时道路的坡度为负数。同样的，这里的坡度信号异常和轴荷信号异常包括传感器和整车控制器通讯故障、传感器硬件故障、或者采集的信号超限等多种情况造成的信号异常。

该步骤中，在轴荷信号异常标志为有效时，将整车质量设置为半载质量，在坡度信号异常表位为有效时，将坡度设置为-2％，这样处理虽然查表得到的制动扭矩与实际所需扭矩有偏差，但相对单纯的PID控制，还是能够起到加快响应时间和减少超调量的作用。而且，将半载质量作为整车质量相当于将最大误差范围缩小了一半，如果用空载质量或满载质量，实际误差会较大。特别是针对公交车，以半载质量运行的概率是相对较高的。坡度具体设置为多少可根据实际情况确定，但该值不宜设置过大，例如可设置为[-4％,-1％]范围内的任一值。因为设置较大的话，在实际坡度很小时，初始制动力会较大，导致驾驶感受差，

2)在坡度信号正常的情况下，根据坡度信号和整车车速，判断整车是否进入下坡限速模式：若坡度小于0且整车车速大于设定速度阈值(该设定速度阈值接近最高车速)，则说明进入下坡限速模式，此时执行步骤3)，需要调整电机制动扭矩，使车速稳定到最高车速以内；若在非下坡限速模式下，此时执行步骤6)。

3)根据获取的整车质量和车辆所处道路的坡度，查找二维表确定车辆以最高车速运行所施加的制动扭矩，并将该制动扭矩作为制动前馈扭矩。

4)将最高车速与当前车速的差值进行PID闭环控制，得到闭环输出扭矩。

5)将制动前馈扭矩与闭环输出扭矩相加，如式(2)所示，得到制动输出扭矩，将制动输出扭矩进行限幅处理(制动扭矩应该为小于等于0的数值，故设置上限值为0)，以使制动输出扭矩小于等于0，并将制动输出扭矩作为制动命令扭矩。

6)根据整车车速，查表得到滑行扭矩，将滑行扭矩作为制动命令扭矩。

3、整车处于制动模式下

整车控制器获取制动踏板信号，求得驾驶员制动需求扭矩；并以驾驶员制动需求扭矩作为制动命令扭矩。

步骤二，整车控制器根据步骤一得到的驱动命令扭矩或制动命令扭矩，进行扭矩仲裁、平滑处理、以及滤波处理。

扭矩仲裁是根据当前整车驱动模式、挡位状态、故障保护状态以及上一时刻的扭矩输出状态对当前计算的驱动扭矩、滑行扭矩、制动扭矩等扭矩计算结果进行仲裁(输出哪一个)。

平滑处理是控制改变扭矩上升或下降的速度以避免/减轻由模式切换导致的扭矩突变。

滤波处理是在各模式下对得到的驱动命令扭矩或制动命令扭矩进行扭矩调整或功率调整，使扭矩输出更加平滑，例如对得到的驱动命令扭矩或制动命令扭矩进行低通滤波。

步骤三，电机模式及扭矩处理，即整车控制器将整车驱动模式、挡位状态、滤波后的扭矩等计算结果转换为电机控制器能够响应的模式命令和扭矩命令。

步骤四，仪表提示处理。在轴荷信号正常且坡度信号正常情况下，当车辆处于限速路段时，显示当前限速值。在轴荷信号异常或坡度信号异常情况下，虽然系统仍然能够实现限速控制，但也需要提示驾驶员系统异常，注意行车安全，可发送故障标志由仪表进行符号片提示和声音提示。对于由于电池满电(无法控制电机向电池回馈电能)、电池过热、过压等故障导致电池充电能力受限制、电机故障或坡度过大而电机能够提供的回馈扭矩不足等情况下，可在车速超过最高车速一定程度后发送故障标志由仪表进行符号片提示和声音提示。

需说明的是，除了电制动外，本发明还可增加机械制动来补偿电制动的不足，从而实现任何情况下都能将车辆限制到最高车速以内，全程不需要驾驶员操作制动踏板。

故整体来看，本发明在能够实现车辆处于驱动模式时，自动实现最高车速的限制且无动力损失，车辆处于滑行模式中的下坡限速模式时，自动实现最高车速限制的同时提高动力电池的能量回收率。而且，整体基于前馈补偿的控制策略，可以显著地减小仅有PID闭环控制造成的响应时间和超调量，且制动前馈扭矩和驱动前馈扭矩基于整车质量和所处道路的坡度获得，有效降低超速风险的同时使车辆在任何载荷和坡度情况下均具有较好的驾驶感受。

在本实施例中，最高车速为通过摄像头拍摄的限速标志图像获得的道路限速值。作为其他实施方式，可通过车载导航系统(包括GPS和城市地图)、或者摄像头和车载导航系统相配合的方式，来获取道路限速值。而且，最高车速可不为道路限速值，也可为自定义设置的值，例如根据整车的动力能力设置最高车速。

在本实施例中，闭环控制采用常规的PID闭环控制。作为其他实施方式，可采用现有的其他的闭环控制，例如分段PID控制，对于不同的最高车速与当前车速的差值，采用不同的PID参数，差值较大的情况和差值较小的情况对应不同的PID参数。

在本实施例中，电动车辆限速控制方法中涉及的各种计算是在整车控制器中实现的，是整车控制器进行各种数据信号处理以计算得到驱动命令扭矩或制动命令扭矩。作为其他实施方式，该电动车辆限速方法中涉及的各种计算可不在整车控制器中实现，可在其他装置中实现，例如在车辆中增加一处理装置，该处理装置可与整车控制器进行通信，车速传感器、轴荷传感器等各传感器采集的信息可直接传递给该处理装置，或者先发送给整车控制器，再交由整车控制器转发给该处理装置，处理装置进行数据处理以及各种计算，得到制动命令扭矩或驱动命令扭矩，并将计算得到的扭矩再发送给整车控制器，整车控制器再发送给电机控制器，使电机控制器响应整车控制器发送的命令扭矩。该种处理方式可减轻整车控制器处理数据的负担。

在本实施例中，以最高车速运行所需的驱动扭矩与整车质量和坡度之间的关系、以及以最高车速运行所施加的制动扭矩与整车质量和坡度之间的关系均是二维表格。作为其他实施方式，在构建该关系时，还可通过一模型(例如神经网络模型，通过大量的数据训练得到)、或者是函数关系(输入为整车质量和坡度，输出为以最高车速运行所需的驱动扭矩或者以最高车速运行所施加的制动扭矩)来表征整车质量和坡度分别与以最高车速运行所需的驱动扭矩、以最高车速运行所施加的制动扭矩之间的关系。

方法实施例：

本发明的一种电动车辆限速控制方法实施例，即为上述系统实施例中介绍的一种电动车辆限速控制方法，由于在系统实施例中对该方法已做了详细介绍，这里不再赘述。

装置实施例：

本发明的一种电动车辆限速控制装置实施例，如图3所示，包括存储器、处理器和内部总线，存储器和处理器之间通过内部总线完成相互间的数据交互与通信。

上述存储器和处理器可为整车控制器的存储器和处理器，具体可见上述系统实施例中关于整车控制器的相关介绍。

处理器还可为整车中的其他处理装置，例如微处理器MCU、可编程逻辑器件FPGA等。

存储器还可为整车中的其他存储装置，例如高速随机存储器，还可为非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存等。

处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以实现一种电动车辆限速控制方法。关于该方法的具体内容，可见系统实施例中关于该方法的介绍，这里不再赘述。

而且，上述存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

Claims (10)

1.一种电动车辆限速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据车辆所处的工作模式，按照以下情况中的至少一种情况进行处理得到驱动命令扭矩或制动命令扭矩：

情况一，若车辆处于驱动模式下：

获取车辆质量和所处道路的坡度，并结合以最高车速运行所需的驱动扭矩与整车质量和坡度之间的关系，得到以最高车速运行所需的驱动扭矩，并作为驱动前馈扭矩；

将最高车速与当前车速的差值进行闭环控制，得到闭环输出扭矩；

将驱动前馈扭矩与闭环输出扭矩相加得到驱动限制扭矩，并获取驾驶员驱动需求扭矩，以驱动限制扭矩与驾驶员驱动需求扭矩中的较小值作为驱动命令扭矩；

情况二，若车辆处于滑行模式且处于下坡限速模式下，所述下坡限速模式为车辆处于下坡状态且当前车速大于设定车速阈值：

获取车辆质量和所处道路的坡度，并结合以最高车速运行所施加的制动扭矩与整车质量和坡度之间的关系，得到以最高车速运行所施加的制动扭矩，并作为制动前馈扭矩；

将最高车速与当前车速的差值进行闭环控制，得到闭环输出扭矩；

将制动前馈扭矩与闭环输出扭矩相加得到制动输出扭矩，以制动输出扭矩作为制动命令扭矩；

2)参照所述驱动命令扭矩或制动命令扭矩，控制电机输出。

2.根据权利要求1所述的电动车辆限速控制方法，其特征在于，情况一和情况二中，所述闭环控制均为PID闭环控制。

3.根据权利要求1所述的电动车辆限速控制方法，其特征在于，情况一中，若获取的整车质量异常，则以空载质量作为整车质量，若获取的坡度异常，则以0％作为所处道路的坡度。

4.根据权利要求1所述的电动车辆限速控制方法，其特征在于，情况二中，若获取的整车质量异常，则以半载质量作为整车质量，若获取的坡度异常，则以下坡状态的1％～4％作为所处道路的坡度。

5.根据权利要求1所述的电动车辆限速控制方法，其特征在于，情况二中，若车辆处于滑行模式且处于非下坡限速模式下，则获取滑行扭矩，并以所述滑行扭矩作为制动命令扭矩。

6.根据权利要求1所述的电动车辆限速控制方法，其特征在于，情况一中，还包括将得到的驱动限制扭矩进行限幅处理使驱动限制扭矩大于等于0的步骤；情况二中，还包括将得到的制动输出扭矩进行限幅处理使制动输出扭矩小于等于0的步骤。

7.根据权利要求1所述的电动车辆限速控制方法，其特征在于，情况一和情况二中，若获取车辆质量和所处道路的坡度异常，则在车辆的仪表显示该异常情况和/或进行声音报警提示。

8.根据权利要求1～7任一项所述的电动车辆限速控制方法，其特征在于，还包括将得到驱动命令扭矩或制动命令扭矩进行平滑处理，控制扭矩上升或下降的速度以防扭矩突变。

9.一种电动车辆限速控制装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如权利要求1～8任一项所述的电动车辆限速控制方法。

10.一种电动车辆限速控制系统，其特征在于，包括车速传感器、载荷传感器、坡度传感器、存储器和处理器；

所述车速传感器用于检测当前车速；

所述载荷传感器用于检测载荷信号以得到整车质量；

所述坡度传感器用于检测坡度信号以得到所处道路的坡度；

所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如权利要求1～8任一项所述的电动车辆限速控制方法。

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