RU2799275C1 - Способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода - Google Patents

Способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода Download PDF

Info

Publication number
RU2799275C1
RU2799275C1 RU2023110482A RU2023110482A RU2799275C1 RU 2799275 C1 RU2799275 C1 RU 2799275C1 RU 2023110482 A RU2023110482 A RU 2023110482A RU 2023110482 A RU2023110482 A RU 2023110482A RU 2799275 C1 RU2799275 C1 RU 2799275C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
traction
mode
vehicle
torque
overrun
Prior art date
Application number
RU2023110482A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Владимирович Климов
Михаил Михайлович Жилейкин
Бауржан Кенесович Оспанбеков
Акоп Ваганович Антонян
Гор Юрьевич Давоян
Original Assignee
Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "КАМАЗ" filed Critical Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2799275C1 publication Critical patent/RU2799275C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к транспортному машиностроению. В способе управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода формируют уставки крутящего и рекуперативного моментов на валу тягового электродвигателя. По сигналам датчиков определяют текущую скорость транспортного средства, текущее положение педали хода, рассчитывают положение границ зон: тягового режима, режима движения по инерции, тормозного режима, правой границы зоны наката и левой границы зоны наката, и непрерывно корректируют требуемое продольное ускорение или замедление транспортного средства после изменения положения педали хода путём корректировки уставки тягового и рекуперативного момента электродвигателя. Повышается энергоэффективность транспортного средства. 13 ил.

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к многоколёсным автотранспортным средствам, в том числе аккумуляторным электрическим колёсным транспортным средствам, и может быть использовано в их конструкции и управлении.
Известен способ управления ускорением транспортного средства с помощью одной педали хода, заключающийся в формировании уставок тягового, тормозного момента, а также его отсутствия для организации движения накатом (выбег). Данный способ описан для колёсного аккумуляторного транспортного средства (электромобиля) полной массой до 1500 кг. Способ заключается в формировании таблицы реакций тягового электрического привода электромобиля на положение педали хода, а именно в формировании уставок тягового крутящего момента и рекуперативного момента в зависимости от положения педали. При сильном нажатии на педаль формируется тяговый момент, а именно при 100% нажатии тяговый привод реализует максимальный крутящий момент (режим kikdown) или в зависимости от текущей скорости движения иной крутящий момент и машина будет разгоняться. При положении педали хода в зависимости от скорости до 50% привод может реализовывать тормозной момент, а транспортное средство будет замедляться. Также с помощью данного алгоритма реализуется режим движения накатом для обеспечения энергоэффективности.
Правая граница зоны наката определяется
Figure 00000001
, где
Figure 00000002
эмпирический коэффициент. Левая граница зоны реализации наката определяется
Figure 00000003
, где с = 0,1 также коэффициент полученный эмпирически. Также представленный способ указывает на снижение рекуперативного момента на скоростях электромобиля свыше 60 км/ч с 90% до 65% при 130 км/ч, а также при скорости менее 10 км/ч до 40% от максимально возможного рекуперативного момента для обеспечения комфорта движения водителя и пассажиров. Уставка крутящего (рекуперативного) момент определяется в виде зависимости
Figure 00000004
, где a r , b r , c r - коэффициенты определяемые из граничных условий
Figure 00000005
,
Figure 00000006
,
Figure 00000007
, где
Figure 00000008
- уставка максимального рекуперативного момента при полностью отпущенной педали (см. Jiquan Wang, Battery electric vehicle energy consumption modelling, testing and prediction: a practical case study. PhD thesis, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, the Netherlands, 2016).
Недостатки известного способа управления в том, что он не учитывает характеристики транспортного средства и параметры движения, что сказывается на качестве и эффективности управления, так как параметры указаны только для конкретных характеристик электромобиля. Также предложенный S – образный характер зависимости реализуемого крутящего момента от положения педали для зоны работы в тяговом режиме и реализации максимального тягового момента только при 100% нажатии на педаль, что не позволяет обеспечить реализацию функции «Помощь при трогании на подъёме» и повысить безопасность из-за изменения ответной реакции привода на небольшие изменения положения педали хода на высоких скоростях.
Известен также способ и устройство для управления транспортным средством, заключающееся в реализации обнаружения активации управления одной педалью при движении вперёд и назад под нагрузкой со скоростью ниже определенной скорости движения (например, 10 м/с) после нажатия и отпускания педали тормоза (см. патент RU 2 785 934 С1, опубликовано: 15.12.2022г., МПК В60L).
Недостатки этого способа управления заключаются в том, что данный способ не позволяет обеспечить в полной мере метод однопедального управления транспортным средством во всем диапазоне скоростей движения и не позволяет реализовать рекуперативное торможение и движение накатом.
За прототип, по совокупности существенных признаков, принимаем способ управления тормозной/движущей силой, заключающийся в корректировке установленной педалью хода силы тяги или торможения, рассчитанной из условия движения по ровной дороге в зависимости от продольного уклона дороги и скорости движения путем введения корректирующих уставок крутящего или рекуперативного момента. При движении на подъём система управления, построенная с применением способа, увеличивает тяговый крутящий момент и силу тяги для поддержания скорости движения, при движении на спуск, в зависимости от его величины и скорости движения, снижает тяговый крутящий момент или создает рекуперативный тормозной момент для поддержания скорости движения (см. патент RU 2 699 204 C1, опубликовано: 03.09.2019г., МПК B60L).
Известный способ обеспечивает сравнительно низкую энергоэффективность тягового электропривода транспортного средства, так как не учитывает характеристики тягового электропривода самого транспортного средства и не обеспечивает возможности движения транспортного средства накатом.
Кроме этого в системе управления, построенной с применением данного способа, осуществляется линейная зависимость уставки крутящего момента от степени нажатия на педаль, что на высоких скоростях движения приводит к излишней резкости реакций транспортного средства на изменение степени нажатия, в результате снижается безопасность движения. Способ управления требует определения величины продольного уклона дороги, что требует специального оборудования или алгоритмов обработки GPS данных, что усложняет систему, иначе при управлении и корректировке момента могут возникать автоколебательные явления в системе управления тяговым электродвигателем.
Была поставлена задача повышения энергоэффективности транспортного средства за счёт оптимальной реализации режима движения накатом, тяговых и тормозных режимов в зависимости от реальной дорожной ситуации и параметров транспортного средства за счёт задействования одной педали хода.
Поставленная задача решается за счет того, что реализуется способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода путем формирования уставок крутящего и рекуперативного моментов на валу тягового электродвигателя, при котором:
блок управления, по сигналам датчиков, определяет текущую скорость транспортного средства, текущее положение педали хода, рассчитывает положение границ зон: тягового режима, режима движения по инерции, тормозного режима, правой границы зоны наката и левой границы зоны наката и непрерывно корректирует требуемое продольное ускорение или замедление транспортного средства после изменения положения педали хода путём корректировки уставки тягового и рекуперативного момента тягового электродвигателя;
при этом, если измеренное положение педали хода находится в диапазоне значений больше левой границы наката и меньше правой границы наката и уставка рекуперативного момента будет равна нулю, то блок управления реализует генерацию команд для осуществления режима движения по инерции;
если измеренное положение педали хода находится в диапазоне значений больше левой границы наката и меньше правой границы наката и уставка рекуперативного момента соответствует алгоритму с повышенной энергоэффективностью, то блок управления реализует генерацию команд для осуществления режима базового рекуперативного момента с целью увеличения энергоэффективности;
если измеренное положение педали не соответствует диапазону больше левой границы наката и меньше правой границы наката, то возможно реализовать тяговый или рекуперативный режим движения;
причем, если измеренное положение педали находится в диапазоне значений больше нуля и меньше или равно правой границе наката, то блок управления рассчитывает максимально возможную уставку рекуперативного момента, определяет коэффициенты, необходимые для расчета требуемой уставки рекуперативного момента, рассчитывает требуемую уставку рекуперативного торможения и реализует генерацию команд для осуществления режима замедления, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от рекуперативного режима к движению по инерции или базовой рекуперации и обратно;
если положение педали соответствует диапазону значений больше нуля, больше правой границы наката и меньше или равно правой границе тягового режима, в котором не доступен максимально возможный крутящий момент, блок управления рассчитывает максимально возможную уставку тягового момента, определяет коэффициенты, необходимые для расчета требуемой уставки тягового момента, рассчитывает требуемую уставку и реализует генерацию команд для осуществления режима движения, необходимого для реализации ускорений в эксплуатации транспортного средства, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от режима базовой рекуперации или движения по инерции и обратно;
если положение педали не соответствует диапазонам значений больше правой границы наката, больше нуля, больше правой границы зоны тягового режима, в котором не доступен максимально возможный крутящий момент, соответствующий работе в наиболее вероятных эксплуатационных режимах и меньше или равно единице (полное нажатие) одновременно, блок управления генерирует сигналы для реализации максимально возможного крутящего момента для трогания транспортного средства с места, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от режима базовой рекуперации или движения по инерции и обратно.
Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что «блок управления, по сигналам датчиков, определяет текущую скорость транспортного средства, текущее положение педали хода, рассчитывает положение границ зон: тягового режима, режима движения по инерции, тормозного режима, правой границы зоны наката и левой границы зоны наката и непрерывно корректирует требуемое продольное ускорение или замедление транспортного средства после изменения положения педали хода путём корректировки уставки тягового и рекуперативного момента электродвигателя;
при этом, если измеренное положение педали хода находится в диапазоне значений больше левой границы наката и меньше правой границы наката и уставка рекуперативного момента будет равна нулю, то блок управления реализует генерацию команд для осуществления режима движения по инерции;
если измеренное положение педали хода находится в диапазоне значений больше левой границы наката и меньше правой границы наката и уставка рекуперативного момента соответствует алгоритму с повышенной энергоэффективностью, то блок управления реализует генерацию команд для осуществления режима базового рекуперативного момента с целью увеличения энергоэффективности;
если измеренное положение педали не соответствует диапазону больше левой границы наката и меньше правой границы наката, то возможно реализовать тяговый или рекуперативный режим движения;
причем, если измеренное положение педали находится в диапазоне значений больше нуля и меньше или равно правой границе наката, то блок управления рассчитывает максимально возможную уставку рекуперативного момента, определяет коэффициенты, необходимые для расчета требуемой уставки рекуперативного момента, рассчитывает требуемую уставку рекуперативного торможения и реализует генерацию команд для осуществления режима замедления, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от рекуперативного режима к движению по инерции или базовой рекуперации и обратно;
если положение педали соответствует диапазону значений больше нуля, больше правой границы наката и меньше или равно правой границе тягового режима, в котором не доступен максимально возможный крутящий момент, блок управления рассчитывает максимально возможную уставку тягового момента, определяет коэффициенты, необходимые для расчета требуемой уставки тягового момента, рассчитывает требуемую уставку и реализует генерацию команд для осуществления режима движения, необходимого для реализации ускорений в эксплуатации транспортного средства, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от режима базовой рекуперации или движения по инерции и обратно;
если положение педали не соответствует диапазонам значений больше правой границы наката, больше нуля, больше правой границы зоны тягового режима, в котором не доступен максимально возможный крутящий момент, соответствующий работе в наиболее вероятных эксплуатационных режимах и меньше или равно единице (полное нажатие) одновременно, блок управления генерирует сигналы для реализации максимально возможного крутящего момента для трогания транспортного средства с места, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от режима базовой рекуперации или движения по инерции и обратно» позволяет добиться повышения энергоэффективности транспортного средства с тяговым электродвигателем за счёт оптимальной реализации режима движения накатом, тяговых и тормозных режимов в зависимости от реальной дорожной ситуации и параметров транспортного средства.
Кроме этого предлагаемым изобретением решаются задачи снижения утомляемости водителя, повышения безопасности, удобства управления продольной динамикой транспортного средства путем задействования одной педали хода, повышения энергоэффективности за счёт оптимальной реализации тяговых, тормозных режимов и режима движения накатом, в зависимости от реальной дорожной ситуации и параметров транспортного средства, повышения надежности механической трансмиссии, за счёт реализации плавного изменения уставки крутящего момента с нулевой асимптотой и кратковременной выдержкой нулевого значения уставки при переходе от тормозного режима к тяговому и обратно и исключения при этом динамических ударных нагрузок, повышения безопасности движения, за счёт реализации оптимальной реакции на изменение положения педали хода на высоких скоростях движения, что также в свою очередь позволяет повысить энергоэффективность исключив броски крутящего момента.
В зависимости от режима движения затраты энергии на движение были снижены для городских условий эксплуатации на 17…35%, для междугороднего движения 7…10%.
В результате поиска по общедоступным источникам научно-технической и патентной информации, способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода, совпадающий со всей совокупностью существенных признаков заявляемого решения, обнаружен не был и совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники. Следовательно, можно предположить соответствие заявляемого технического решения условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых представлены:
Фиг. 1 – Алгоритм управления с помощью одной педали хода,
где:
V - скорость движения;
Figure 00000009
Figure 00000010
положение педали хода;
Figure 00000011
Figure 00000012
- положение педали соответствующее правой граница зоны движения накатом;
Figure 00000013
- положение педали соответствующее левой граница зоны движения накатом;
Figure 00000014
- уставка рекуперативного момента для тормозного режима;
Figure 00000015
- максимальная уставка рекуперативного момента в зависмости от скорости движения;
a, b, c – коэффициенты полинома для расчёта уставки рекуперативного момента для режима торможения;
Figure 00000014
- уставка рекуперативного момента для тормозного режима;
Figure 00000016
– уставка крутящего момента для тягового режима, соответствующее положению педали доступности максимального крутящего момента электродвигателя;
d, e, f – коэффициенты полинома для расчёта уставки тягового момента для тягового режима;
Figure 00000017
- уставка крутящего момента в зоне тягового режима;
k, l, m – коэффициенты полинома для расчёта уставки рекуперативного момента для тягового режима с возможностью реализации максимального крутящего момента электродвигателя;
Фиг. 2 – Система управления движением с функцией управления с помощью одной педали хода, общий вид;
Фиг. 3 – Взаимное расположение зон тягового, рекуперативного (тормозного) и инерционного (накат) режимов движения в зависимости от степени нажатия на педаль хода;
Фиг. 4 – Пример зависимости положения педали соответствующей правой граница зоны движения накатом (график 1) и положения педали соответствующей левой граница зоны движения накатом (график 2) от скорости движения для многоколёсного аккумуляторного транспортного средства;
Фиг. 5 - График задания уставки крутящего момента на валу электродвигателя,
где:
Figure 00000018
τ – уставка крутящего момента в процентах от максимально доступного.
Figure 00000014
- уставка рекуперативного момента для тормозного режима;
Figure 00000017
-уставка крутящего момента в зоне тягового режима;
Figure 00000019
- уставка крутящего момента для тягового режима работы соответствующая положению педали в зоне доступности максимального крутящего момента электродвигателя;
Figure 00000020
– максимальное значение рекуперативного момента;
Figure 00000021
– максимальное значение тягового момента;
Figure 00000022
– положение педали акселератора, при котором становится доступным заказ максимального тягового момента.
Фиг. 6 – Пример зависимости уставки максимального рекуперативного момента
Figure 00000023
от скорости движения;
Фиг. 7 – Пример зависимости уставки момента рекуперации
Figure 00000023
от положения педали
Figure 00000024
,
где: для
Figure 00000025
,
Figure 00000026
.
Фиг. 8 – Пример зависимости уставки крутящего момента и
Figure 00000027
(график 1) и положения педали, соответствующее максимальному крутящему моменту электродвигателя
Figure 00000028
(график 2) от скорости движения;
Фиг. 9 - Пример зависимости уставки крутящего момента
Figure 00000029
от положения педали
Figure 00000024
,
где: график а – зависимость уставки крутящего момента для зоны
Figure 00000030
;
график б – зависимость уставки крутящего момента для зоны
Figure 00000031
.
Фиг. 10 - Рекуперативная удельная мощность при движении в городском цикле за один километр пробега;
Фиг. 11 - Рекуперативная удельная мощность при движении в магистральном цикле за один километр пробега;
Фиг. 12 – Суммарная удельная мощность, затрачиваемая на движение в городском цикле за один километр пробега;
Фиг. 13 - Суммарная удельная мощность, затрачиваемая на движение в магистральном цикле за один километр пробега
Система управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода содержит блок 1 управления с программным обеспечением, осуществляющий реализацию способа однопедального управления замедлением и ускорением транспортного средства по сигналам о положении педали 2 хода, текущей скорости движения от датчиков 3 скорости, реализуемом и максимально возможном крутящем моменте электродвигателя от тягового автономного инвертора 4 напряжения, а также измеряя или рассчитывая момент сил сопротивления движению на колесе. Способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода возможен к применению на транспортных средствах с различной схемой привода: заднеприводной и переднеприводной.
Далее способ рассматривается на примере заднеприводного транспортного средства.
Блок 1 управления движением реализует способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода исходя из следующих исходных требований:
1) При нормальных условиях вождения водитель должен иметь возможность управлять ускорением и замедлением транспортного средства только с помощью педали акселератора.
2) Все рабочие замедления транспортного средства в реальных условиях должны осуществляться полностью за счет штатного рекуперативного торможения.
3) Транспортное средство в зависимости от типа электродвигателя в приводе должно иметь возможность полностью останавливаться без использования педали тормоза (например, на светофоре).
4) Водитель должен иметь возможность выбирать желаемый уровень замедления с помощью одной педали акселератора.
5) Педаль тормоза используется только в случае экстренного торможения.
6) При отпускании педали акселератора и первом нажатии на педаль тормоза замедление не должно изменяться скачкообразно.
7) Должен быть обеспечен режим движения накатом (крутящий момент на валу тягового электродвигателя равен нулю).
8) В системе должен быть предусмотрен активируемый водителем режим реализации запроса максимального крутящего момента при трогании с места (активируемый режим «Помощник трогания на подъеме»).
9) Стоп-сигналы при замедлении (включении рекуперативного режима торможения) должны загораться как при торможении с замедлениями на транспортном средстве, не имеющем алгоритма однопедального управления. Т.е. при выбеге стоп-сигналы не должны активироваться.
Расположение зон тягового, рекуперативного (тормозного) и инерционного (накат) режимов движения в зависимости от степени нажатия на педаль хода
Figure 00000032
должно быть таким, как показано на фиг. 3.
В зоне тяги
Figure 00000033
крутящий момент на валу электродвигателя
Figure 00000034
, в зоне
Figure 00000035
рекуперативного торможения
Figure 00000036
, в зоне
Figure 00000037
движения по инерции
Figure 00000038
.
Для обеспечения плавного (без рывков) перехода из зоны тягового режима в зону движения по инерции необходимо границу
Figure 00000012
между этими режимами располагать в окрестности нулевого продольного ускорения транспортного средства
Figure 00000039
. Пример зависимости
Figure 00000012
и
Figure 00000013
от скорости движения V для многоколёсного аккумуляторного транспортного средства показан на фиг. 4.
Условием равномерного (без ускорения) движения будет равенство нулю углового ускорения
Figure 00000040
вала тягового электродвигателя:
Figure 00000041
где: J – момент инерции вращающихся масс, приведенный к валу ТЭД;
Figure 00000010
положение педали хода;
Figure 00000042
– максимальный доступный для текущего значения угловой скорости
Figure 00000043
крутящий момент на валу ТЭД;
Figure 00000044
– момент сопротивления, приведенный к валу ТЭД.
Положение правой границы
Figure 00000012
зоны движения по инерции (выбега) рассчитываем:
Figure 00000045
где:
Figure 00000046
– коэффициент сопротивления качению на скорости
Figure 00000047
;
Figure 00000048
– коэффициент аэродинамического сопротивления;
Figure 00000049
– площадь лобовой проекции электробуса;
Figure 00000050
– плотность воздуха;
M – оценка массы транспортного средства, которая может быть оценена наблюдателем по параметрам работы системы подрессоривания
Положение левой границы
Figure 00000013
зоны движения по инерции рассчитываем:
Figure 00000051
где:
Figure 00000052
– максимальная скорость движения транспортного средства.
С целью снижения ударных динамических нагрузок, возникающих в зубчатых зацеплениях механической части тягового привода при перекладках в момент перехода между различными зонами (при пересечении границ
Figure 00000012
или
Figure 00000013
– вход или выход из зоны движения по инерции) алгоритм управления реализует значение крутящего момента равное нулю. То есть график задания крутящего момента при подходе к границам зоны должен иметь асимптоту τ = 0 (фиг. 5), где τ – уставка крутящего момента в процентах от максимально доступного.
Максимальная уставка рекуперативного момента определяется в зависимости от скорости движения.
Figure 00000053
где:
Figure 00000054
– число ведущих колес.
Figure 00000042
– значение максимального крутящего момента электродвигателя
Figure 00000055
– радиус качения колеса;
Figure 00000056
– продольное ускорение транспортного средства;
М – масса транспортного средства;
Figure 00000046
– коэффициент сопротивления качению шин при скорости
Figure 00000057
Figure 00000048
– коэффициент сопротивления воздуха;
Figure 00000049
– площадь лобового сечения;
Figure 00000058
– текущая скорость транспортного средства;
Максимальная уставка рекуперативного момента в зоне торможения учитывает параметры движения, а именно скорость транспортного средства, массу транспортного средства, характеристики опорного основания, а также требования потребителей в части динамики замедления (ограничение по максимальному замедлению машины), что влияет на комфорт движения. Это в особенности важно для пассажирских транспортных средств. С целью обеспечения максимального комфорта алгоритм однопедального управления ограничивает не только величину максимального ускорения, замедления, но и может ограничивать величину скорости изменения замедления и ускорения.
Figure 00000059
при пуске, трогании с места и
Figure 00000060
. Алгоритм управления позволяет реализовать в зависимости от скорости движения как максимально возможный крутящий момент электродвигателя при высоких скоростях (выше 40 км/ч), так и его снижение при более низких скоростях движения для обеспечения комфортного замедления (фиг. 6).
Зависимость уставки рекуперативного момента от положения педали хода для зоны торможения алгоритм определяет в виде квадратичного полинома
Figure 00000061
где:
Figure 00000014
- уставка рекуперативного момента для тормозного режима;
a, b, c – коэффициенты полинома для расчёта уставки рекуперативного момента для режима торможения;
Figure 00000010
положение педали хода;
Figure 00000013
- положение педали соответствующее левой граница зоны движения накатом;
Для режима выбега уставка рекуперативного момента
Figure 00000062
(базовая рекуперация, при необходимости)
Figure 00000063
,
Figure 00000064
,
Figure 00000065
или
Figure 00000066
(фиг. 7).
Зависимость уставки крутящего момента для тягового режима
Figure 00000067
алгоритм управления рассчитывает в зависимости от параметров движения, характеристик транспортного средства и текущих возможностей привода (фиг. 8)
Figure 00000068
где:
Figure 00000069
– положение педали хода соответствующее максимальному тяговому крутящему моменту электродвигателя.
Figure 00000042
– значение максимального крутящего момента электродвигателя
Figure 00000055
– радиус качения колеса
Figure 00000056
– продольное ускорение транспортного средства
М – масса транспортного средства
Figure 00000046
– коэффициент сопротивления качению шин при скорости
Figure 00000047
Figure 00000048
– коэффициент сопротивления воздуха
Figure 00000049
– площадь лобового сечения
Figure 00000058
– текущая скорость транспортного средства
Благодаря введению дополнительной границы
Figure 00000069
нет необходимости использовать полный ход педали хода, чтобы получать максимальное ускорение разгона, что позволяет обеспечить требуемую динамику движения транспортного средства. В этом случае, если активирована в системе управления верхнего уровня функция «Помощь на подъёме», при полном (100%) нажатии на педаль на малой или нулевой скорости алгоритм управления реализует максимально возможный крутящий момент.
В зоне тягового режима система управления рассчитывает уставку крутящего момента
Figure 00000070
согласно полинома (фиг. 9)
Figure 00000071
где:
Figure 00000017
- уставка крутящего момента в зоне тягового режима;
d, e, f – коэффициенты полинома для расчёта уставки тягового момента для тягового режима;
Figure 00000010
положение педали хода;
Figure 00000012
- положение педали соответствующее правой граница зоны движения накатом;
На правой границе режима выбега
Figure 00000072
(базовая рекуперация, при необходимости) или
Figure 00000073
при отсутствии,
Figure 00000074
– уставка крутящего момента соответствующая положению педали
Figure 00000075
, n = 2.
С учётом обеспечения безударного перехода между режимами и отсутствия толчков и избыточных ускорений (замедлений)
Figure 00000076
.
Figure 00000077
Figure 00000078
Figure 00000079
Figure 00000012
- Положение правой границы зоны движения по инерции (выбега)
Figure 00000069
– положение педали хода соответствующее максимальному тяговому крутящему моменту электродвигателя.
Figure 00000016
– уставка крутящего момента соответствующая положению педали
Figure 00000069
n – показатель степени полинома
или
Figure 00000080
Figure 00000078
Figure 00000081
В зоне тягового режима при положении педали хода более чем
Figure 00000069
вплоть до полного 100% нажатия
Figure 00000082
алгоритм однопедального управления системы рассчитывает уставку
Figure 00000019
крутящего момента по зависимости в виде квадратичного полинома
Figure 00000083
где:
Figure 00000019
- уставка крутящего момента для тягового режима работы соответствующая положению педали в зоне доступности максимального крутящего момента электродвигателя;
k, l, m – коэффициенты полинома для расчёта уставки рекуперативного момента для тягового режима с возможностью реализации максимального крутящего момента электродвигателя;
Figure 00000010
положение педали хода;
Figure 00000084
Figure 00000085
Figure 00000086
Figure 00000087
Наличие в алгоритме зоны
Figure 00000088
позволяет увеличить безопасность движения, так как реакция привода на высоких скоростях на небольшие изменения положения педали хода становится более мягкой, что исключает резких изменений крутящего момента и скорости движения.
При использовании системы формирования управляющего сигнала со стороны педали хода удельные затраты энергии для городских условий эксплуатации снижаются на 17…35% (фиг. 12, 13), для междугородней эксплуатации – на 7…10% в расчёте на один километр пройденного пути по сравнению с работой способа с прямым управлением моментом тяговых электродвигателей. В этом удельная мощность рекуперации в среднем на 300% выше (фиг. 14, 15), чем у алгоритма с прямым управлением моментом тяговых электродвигателей в расчете на один километр пройденного пути как для городских, так и для междугородних режимов эксплуатации. Следовательно, более эффективное использование рекуперативного торможения приводит к тому, что рабочая тормозная система будет задействована в основном только для экстремального торможения, что случается крайне редко для рейсового транспорта и это приведет к существенной экономии ресурса рабочей тормозной системы.
Система управления индивидуальным тяговым электрическим приводом с функцией управления с помощью одной педали хода может быть интегрирована в существующие системы управления и не требует их переделки.

Claims (8)

  1. Способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода путем формирования уставок крутящего и рекуперативного моментов на валу тягового электродвигателя, при котором:
  2. блок управления, по сигналам датчиков, определяет текущую скорость транспортного средства, текущее положение педали хода, рассчитывает положение границ зон: тягового режима, режима движения по инерции, тормозного режима, правой границы зоны наката и левой границы зоны наката и непрерывно корректирует требуемое продольное ускорение или замедление транспортного средства после изменения положения педали хода путём корректировки уставки тягового и рекуперативного момента электродвигателя;
  3. при этом, если измеренное положение педали хода находится в диапазоне значений больше левой границы наката и меньше правой границы наката и уставка рекуперативного момента будет равна нулю, то блок управления реализует генерацию команд для осуществления режима движения по инерции;
  4. если измеренное положение педали хода находится в диапазоне значений больше левой границы наката и меньше правой границы наката и уставка рекуперативного момента соответствует алгоритму с повышенной энергоэффективностью, то блок управления реализует генерацию команд для осуществления режима базового рекуперативного момента с целью увеличения энергоэффективности;
  5. если измеренное положение педали не соответствует диапазону больше левой границы наката и меньше правой границы наката, то возможно реализовать тяговый или рекуперативный режим движения;
  6. причем, если измеренное положение педали находится в диапазоне значений больше нуля и меньше или равно правой границе наката, то блок управления рассчитывает максимально возможную уставку рекуперативного момента, определяет коэффициенты, необходимые для расчета требуемой уставки рекуперативного момента, рассчитывает требуемую уставку рекуперативного торможения и реализует генерацию команд для осуществления режима замедления, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от рекуперативного режима к движению по инерции или базовой рекуперации и обратно;
  7. если положение педали соответствует диапазону значений больше нуля, больше правой границы наката и меньше или равно правой границе тягового режима, в котором недоступен максимально возможный крутящий момент, блок управления рассчитывает максимально возможную уставку тягового момента, определяет коэффициенты, необходимые для расчета требуемой уставки тягового момента, рассчитывает требуемую уставку и реализует генерацию команд для осуществления режима движения, необходимого для реализации ускорений в эксплуатации транспортного средства, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от режима базовой рекуперации или движения по инерции и обратно;
  8. если положение педали не соответствует диапазонам значений больше правой границы наката, больше нуля, больше правой границы зоны тягового режима, в котором недоступен максимально возможный крутящий момент, соответствующий работе в наиболее вероятных эксплуатационных режимах и меньше или равно единице (полное нажатие) одновременно, блок управления генерирует сигналы для реализации максимально возможного крутящего момента для трогания транспортного средства с места, при этом алгоритм обеспечивает плавный переход от режима базовой рекуперации или движения по инерции и обратно.
RU2023110482A 2023-04-24 Способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода RU2799275C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2799275C1 true RU2799275C1 (ru) 2023-07-04

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100004808A1 (en) * 2006-12-26 2010-01-07 Byd Company Limited Method and apparatus for controlling output torque of a motor for an electric vehicle in downhill mode
RU2524322C1 (ru) * 2010-06-30 2014-07-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Устройство управления прекращением медленного передвижения для транспортного средства с электроприводом
US9114726B2 (en) * 2011-11-04 2015-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and method for controlling vehicle
RU2699204C1 (ru) * 2015-11-09 2019-09-03 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Способ управления тормозной/движущей силой и устройство управления тормозной/движущей силой
RU2785595C2 (ru) * 2017-12-19 2022-12-09 Ибрахим Мунир ХАННА Цилиндровая система с внутренним устройством относительного движения

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100004808A1 (en) * 2006-12-26 2010-01-07 Byd Company Limited Method and apparatus for controlling output torque of a motor for an electric vehicle in downhill mode
RU2524322C1 (ru) * 2010-06-30 2014-07-27 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Устройство управления прекращением медленного передвижения для транспортного средства с электроприводом
US9114726B2 (en) * 2011-11-04 2015-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle and method for controlling vehicle
RU2699204C1 (ru) * 2015-11-09 2019-09-03 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Способ управления тормозной/движущей силой и устройство управления тормозной/движущей силой
RU2785595C2 (ru) * 2017-12-19 2022-12-09 Ибрахим Мунир ХАННА Цилиндровая система с внутренним устройством относительного движения
RU2785934C1 (ru) * 2019-12-03 2022-12-15 Грейт Уолл Мотор Компани Лимитед Способ и устройство для управления транспортным средством

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113260529B (zh) 用于提供单踏板感觉和/或爬行功能的控制单元
US8744656B2 (en) Running control device for electric vehicle
KR102569899B1 (ko) 전기 모터를 구비하는 차량 및 그를 위한 주행 제어 방법
JP6286192B2 (ja) 移動体の駆動制御装置
JP3675383B2 (ja) 電気式車両の回生制動制御装置
CN111731292A (zh) 制动力控制装置以及车辆
JP4581988B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
US20130162009A1 (en) Electric vehicle regenerative braking system
JP2004106663A (ja) 総合駆動制御システムおよび総合駆動制御方法
US20090102145A1 (en) Braking/Driving Control Apparatus and Vehicle having the Apparatus
CN112109682B (zh) 制动控制装置
EP2335990B1 (en) Driving support device, method, and storage medium
JP7449109B2 (ja) 車両の制御装置
CN106926709B (zh) 制动能量回收装置、方法及轻型电动车
JP6443258B2 (ja) 制駆動力制御装置及び制駆動力制御方法
JP7303736B2 (ja) 車両の制御装置
JP4710633B2 (ja) 回生制動に応じて前後輪間制動力配分を変更する４輪駆動車
CN116101078A (zh) 一种电动矿用自卸车自动速度控制系统及方法
JP6253646B2 (ja) 車両制御装置
RU2799275C1 (ru) Способ управления ускорением и замедлением транспортного средства с тяговым электрическим приводом с помощью одной педали хода
JP5652337B2 (ja) 車両制御装置
CN115465106A (zh) 一种能量回收控制方法及装置
CN114248758A (zh) 用于在单踏板驱动期间推进车辆的坡度补偿扭矩的产生
JP2019098962A (ja) ブレーキ制御装置
US20240025266A1 (en) Electric vehicle braking strategies for mountain driving