CN112895917A - 电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，主要是通过整车控制器监测档位信号、加速踏板信号、制动踏板信号、车速、电机转速、电机实际输出扭矩信号，根据监测到的上述信号确定车辆是在蠕行工况中，并通过采集到的信号判断是否出现车速不满足蠕行目标车速的情况，通过设定的多阶梯段扭矩平滑输出，一旦出现车速低于或高于蠕行目标车速，整车控制器自行在设定好的扭矩控制阶梯段内运行至更高或更低阶梯段的设定扭矩，实现扭矩的平滑增加及减小，保持车辆目标车速的稳定，实现坡路路况下的车辆自行前进蠕行运行。本发明方法可以合理利用电机的驱动及电制动特点，减少了驾驶员的操作。

Description

电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车的控制方法，特别涉及一种电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法。

背景技术

随着中国经济的快速发展，人们的生活水平越来越高，对汽车的购买能力也有很大地提升，使我国的能源和环境问题日益严峻。从国情出发需要我们加大对电动汽车的研发力度。由于电动乘用汽车是通过电机输出扭矩工作，实现车辆行驶要求且车辆普遍具备蠕行行驶功能。

现阶段乘用车蠕行行驶功能均采用车速作为目标单一的扭矩控制输出形式，当车辆蠕行行驶至小型坡路或减速带时，车辆会由于已设定单一扭矩控制最大值而无法达到继续前进的目的。或由于行驶在下坡路况，未利用电机电制动的特点，即使无任何扭矩输出，同样由于车辆的惯性会导致蠕行工况下车速高于设定的蠕行目标车速。需驾驶员人为踩踏加速踏板通过，或通过踩踏制动踏板降低蠕行车速，增加了驾驶员过多的操作。

发明内容

针对上述现有技术，为了便于驾驶员对车辆的操作，合理利用电机的驱动及电制动特点，本发明提供一种电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法。在高于或低于蠕行目标车速后，通过设定不同坡度路况蠕行段的控制扭矩，实现多种坡路的上坡及下坡的蠕行扭矩控制，使车辆蠕行车速更稳定，减少驾驶员的操作。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，整车具备蠕行行驶功能，车辆处于前进挡、无驾驶员加速及制动需求；其特征在于：通过整车控制器监测档位信号、加速踏板信号、制动踏板信号、车速、电机转速、电机实际输出扭矩信号，根据监测到的上述信号确定车辆是在蠕行工况中，并通过采集到的信号判断是否出现车速不满足蠕行目标车速的情况，通过设定的多阶梯段扭矩平滑输出，实现坡路路况下的车辆自行前进蠕行运行。

进一步讲，本发明所述的电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，其中：

蠕行目标车速以整车设计为准，蠕行各阶段控制扭矩及负扭矩目标值的设定及平滑滤波的系数以各车辆实际标定为准；整车控制器依据设定好的蠕行目标车速，进行多阶梯段扭矩控制，一旦出现车速低于或高于蠕行目标车速，整车控制器自行在设定好的扭矩控制阶梯段内运行至更高或更低阶梯段的设定扭矩，实现扭矩的平滑增加及减小，保持车辆目标车速的稳定。

当车辆从静止状态逐渐加速至目标蠕行车速或是车辆进入坡路或减速带时，整车控制器通过设定的蠕行目标阶梯扭矩输出值，在多个扭矩控制阶梯段内通过扭矩阶梯过渡系数的平滑控制扭矩输出，增加或减小扭矩，使车辆不会出现由于单一设定扭矩不足而车辆停止不前或车速过高，从而满足车辆的稳定行驶。

当下坡蠕行中，如果车速过高，而控制的输入扭矩已经降低至0Nm，则VCU通过预先标定设置的负扭矩过渡系数控制电机的目标输入扭矩平滑地向设定的一个蠕行负扭矩目标值下降，运用电机的电制动功能实现车辆减速，使车辆继续运行在需求的目标蠕行车速内。

当车辆从静止状态逐渐加速至目标蠕行车速过程中，整车控制器控制电机运行第一段控制扭矩，使车辆继续以设定的蠕行目标车速，匀速前进通过该路段；当车辆进入坡路或是减速带时，蠕行的目标车速低于程序设定的最低蠕行车速或高于最高蠕行车速，整车控制器自行在该工况下通过扭矩阶梯过渡系数缓慢增加扭矩或减小扭矩输出，整车控制器控制电机进入第二阶段扭矩控制，使车辆继续维持设定的蠕行目标车速；当车辆再次进入更大坡度的路面时，整车控制器控制电机进入第三阶段的扭矩控制，使其可继续满足车辆的稳定行驶。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过整车控制器监测档位信号、加速踏板信号、制动踏板信号、车速、电机转速、电机实际输出扭矩信号，通过设定的多阶梯段扭矩平滑输出来实现坡路路况下的车辆蠕行正常使用功能。当出现小型坡路或减速带时，通过设定的好的车速目标值，在多个扭矩控制阶梯段内平滑控制扭矩输出，增加或减小扭矩，使车辆不会出现由于单一设定扭矩不足而车辆停止不前或车速过高。

附图说明

图1是本发明的电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

本发明提出的一种电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，主要是通过整车控制器采集车辆的档位信号、加速踏板信号、制动踏板信号、车速、电机转速、电机实际输出扭矩信号，根据监测到的上述信号确定车辆是在蠕行工况中，并通过采集到的信号判断是否出现车速不满足蠕行目标车速的情况，通过设定的多阶梯段扭矩平滑输出，计算后控制电机输出扭矩，达到车辆自行前进运行，在车辆自行前进蠕行过程中，一旦出现车速低于或高于蠕行目标车速，整车控制器自行在设定好的扭矩控制阶梯段内运行至更高或更低阶梯段的设定扭矩，实现扭矩的平滑增加及减小，保持车辆目标车速的稳定，实现坡路路况下的车辆自行前进蠕行运行。本发明方法可以合理利用电机的驱动及电制动特点，减少了驾驶员的操作，例如，当遇到小型坡路，如上、下坡路或减速带时，倒车蠕行的目标车速低于或高于程序设定的最低或最高车速，可自行在该工况下缓慢增加扭矩或减小扭矩输出，以保证车辆继续以设定的蠕行目标车速匀速前进通过此上、下坡路段。当下坡蠕行中，如果车速过高，而控制的输入扭矩已经降低至0Nm，则VCU通过预先标定设置的负扭矩过渡系数控制电机的目标输入扭矩平滑地向设定的一个蠕行负扭矩目标值下降，运用电机的电制动功能实现车辆减速，使车辆继续运行在需求的目标蠕行车速内。

本发明中，蠕行目标车速以整车设计为准，蠕行各阶段控制扭矩及负扭矩目标值的设定及平滑滤波的系数以各车辆实际标定为准。车辆实际标定是标定工程师进行蠕行实验，在控制车辆蠕行的过程中，按照标定得到的蠕行目标阶梯扭矩输出值驱动车辆蠕行行驶；对于VCU的扭矩阶梯过渡系数、目标蠕行车速、最低蠕行车速值、最高蠕行车速值、蠕行负扭矩过渡系数及蠕行负扭矩目标值通过标定获得；过程如下：

步骤1、基于蠕行目标车速与车辆实际车速的车速差及变速周期，设计多个蠕行目标扭矩输出表，通过查表获得倒车蠕行扭矩目标；

步骤2、当第一阶梯段最大蠕行扭矩目标值仍不能驱动车辆满足目标蠕行车速，则通过扭矩阶梯过渡系数向更高阶梯段目标扭矩过渡，直至过渡达到设置梯段目标扭矩满足蠕行目标车速；或者是，当第一阶梯段最小蠕行扭矩目标值仍不能驱动车辆满足目标蠕行车速，则通过负扭矩过渡系数向蠕行负扭矩目标值过渡，直至过渡达到设置的蠕行负扭矩目标值或满足蠕行目标车速。

利用得到的蠕行目标阶梯扭矩阶梯过渡系数、目标蠕行车速、最低蠕行车速值、最高蠕行车速值、蠕行负扭矩过渡系数及蠕行负扭矩目标值，计算得到当前的蠕行扭矩输出值，使车辆实现蠕行。

本实施例中，该电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法主要包括扭矩的控制输出和车辆的行驶速度，如图1所示，曲线1是扭矩输出曲线，曲线2是车辆行驶速度，本实施例中设定最高蠕行行驶车速为5km/h，本发明中对于采取多少具体的阶梯段扭矩控制不受限制，本实施例以三阶梯段扭矩控制为例，通过扭矩的控制输出实现车辆维持以5km/h的速度进行前进。当车辆进入良好的平直路面行驶时，其使用第一阶段的扭矩控制，使车辆可缓慢进行以最高5km/h的车速蠕行，此时车辆由于进入坡路等路况行驶其第一阶段扭矩无法满足所维持的车速运行时，整车控制器控制电机进入第二阶段扭矩控制，使车辆可继续维持5km/h。当车辆再次由于再次进入更大坡度的路面是，整车控制器控制电机进入第三阶段的扭矩控制，使其可继续满足车辆的稳定行驶。

当车辆退出下坡路况时，整车控制器将依据车速的变化情况减小扭矩的输出，使车辆稳定行驶。车辆为蠕行行驶工况，在小型坡路面上行驶，不会出现车辆车速过高或过低，仍将以程序设定的蠕行目标车速行驶。

本发明所述的方法，整车控制器可依据设定好的蠕行目标车速，进行多阶梯段扭矩控制，即出现车速低于或高于蠕行目标车速，程序即运行至更高或更低阶梯段的设定扭矩，以实现目标车速的稳定。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，整车具备蠕行行驶功能，车辆处于前进挡、无驾驶员加速及制动需求；其特征在于：通过整车控制器监测档位信号、加速踏板信号、制动踏板信号、车速、电机转速、电机实际输出扭矩信号，根据监测到的上述信号确定车辆是在蠕行工况中，并通过采集到的信号判断是否出现车速不满足蠕行目标车速的情况，通过设定的多阶梯段扭矩平滑输出，实现坡路路况下的车辆自行前进蠕行运行。

2.根据权利要求1所述的电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，其特征在于：蠕行目标车速以整车设计为准，蠕行各阶段控制扭矩及负扭矩目标值的设定及平滑滤波的系数以各车辆实际标定为准；整车控制器依据设定好的蠕行目标车速，进行多阶梯段扭矩控制，一旦出现车速低于或高于蠕行目标车速，整车控制器自行在设定好的扭矩控制阶梯段内运行至更高或更低阶梯段的设定扭矩，实现扭矩的平滑增加及减小，保持车辆目标车速的稳定。

3.根据权利要求2所述的电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，其特征在于：当车辆从静止状态逐渐加速至目标蠕行车速或是车辆进入坡路或减速带时，整车控制器通过设定的蠕行目标阶梯扭矩输出值，在多个扭矩控制阶梯段内通过扭矩阶梯过渡系数的平滑控制扭矩输出，增加或减小扭矩，使车辆不会出现由于单一设定扭矩不足而车辆停止不前或车速过高，从而满足车辆的稳定行驶。

4.根据权利要求2所述的电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，其特征在于：当下坡蠕行中，如果车速过高，而控制的输入扭矩已经降低至0Nm，则VCU通过预先标定设置的负扭矩过渡系数控制电机的目标输入扭矩平滑地向设定的一个蠕行负扭矩目标值下降，运用电机的电制动功能实现车辆减速，使车辆继续运行在需求的目标蠕行车速内。

5.根据权利要求3所述的电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，其特征在于，车辆实际标定是标定工程师进行蠕行实验，在控制车辆蠕行的过程中，按照标定得到的蠕行目标阶梯扭矩输出值驱动车辆蠕行行驶；对于VCU的扭矩阶梯过渡系数、目标蠕行车速、最低蠕行车速值、最高蠕行车速值、蠕行负扭矩过渡系数及蠕行负扭矩目标值通过标定获得；过程如下：

步骤1、基于蠕行目标车速与车辆实际车速的车速差及变速周期，设计多个蠕行目标扭矩输出表，通过查表获得倒车蠕行扭矩目标；

步骤2、当第一阶梯段最大蠕行扭矩目标值仍不能驱动车辆满足目标蠕行车速，则通过扭矩阶梯过渡系数向更高阶梯段目标扭矩过渡，直至过渡达到设置梯段目标扭矩满足蠕行目标车速；或：

当第一阶梯段最小蠕行扭矩目标值仍不能驱动车辆满足目标蠕行车速，则通过负扭矩过渡系数向蠕行负扭矩目标值过渡，直至过渡达到设置的蠕行负扭矩目标值或满足蠕行目标车速；

利用得到的蠕行目标阶梯扭矩阶梯过渡系数、目标蠕行车速、最低蠕行车速值、最高蠕行车速值、蠕行负扭矩过渡系数及蠕行负扭矩目标值，计算得到当前的蠕行扭矩输出值，使车辆实现蠕行。

6.根据权利要求5所述的电动汽车蠕行行驶的多阶梯段扭矩控制实现方法，其特征在于，当车辆从静止状态逐渐加速至目标蠕行车速过程中，整车控制器控制电机运行第一段控制扭矩，使车辆继续以设定的蠕行目标车速，匀速前进通过该路段；当车辆进入坡路或是减速带时，蠕行的目标车速低于程序设定的最低蠕行车速或高于最高蠕行车速，整车控制器自行在该工况下通过扭矩阶梯过渡系数缓慢增加扭矩或减小扭矩输出，整车控制器控制电机进入第二阶段扭矩控制，使车辆继续维持设定的蠕行目标车速；当车辆再次进入更大坡度的路面时，整车控制器控制电机进入第三阶段的扭矩控制，使其可继续满足车辆的稳定行驶。

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