本發(fā)明涉及汽車控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種電動汽車蠕行扭矩控制方法和控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，車輛一般都有蠕行功能，車輛在沒有拉手剎的情況下，掛入前進(jìn)擋或倒檔，松開制動踏板(不踩下油門)時車輛就會緩慢蠕行。

傳統(tǒng)汽車的蠕行控制功能通常由自動變速箱控制器實現(xiàn)，由于發(fā)動機(jī)有最小怠速轉(zhuǎn)速的限制，蠕行控制功能實現(xiàn)需要包括扭矩控制和差速控制，自動變速箱控制器是通過離合器滑摩控制(適用于DCT/AMT類型的自動變速箱)或者液力變扭器耦合程度控制(適用于AT/CVT類型的自動變速箱)實現(xiàn)蠕行控制功能。

對于電動汽車，由于驅(qū)動電機(jī)沒有最小轉(zhuǎn)速的限制，而且所搭配的變速器許多是沒有離合器的，所以傳統(tǒng)汽車的蠕行控制方法已不再適用。

目前，車輛蠕行控制只是簡單通過車速查表得到當(dāng)前蠕行扭矩，由于未將道路坡度考慮在內(nèi)，就會出現(xiàn)在平路上蠕行性能良好，但在坡道上沒有蠕行或者溜坡，如果標(biāo)定調(diào)整為坡道蠕行性能良好，就會出現(xiàn)平路蠕行起步加速度過大，舒適性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電動汽車蠕行扭矩控制方法和控制系統(tǒng)，使電動汽車不論在平路或者坡路上，都能得到相同的蠕行性能。

本發(fā)明提供一種電動汽車蠕行扭矩控制方法，包括以下步驟：

根據(jù)車速u查表獲得蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1；

根據(jù)車輛縱向加速度a1和車輛行駛加速度a2計算得到車輛重力加速度分量a3；

根據(jù)整車質(zhì)量m、重力加速度分量a3和輪胎滾動半徑R計算得到蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’；

根據(jù)當(dāng)前車速u，對獲得的蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’隨著車速增加進(jìn)行衰減，得到蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2；

將蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1和蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2相加，獲得總的蠕行扭矩T；

控制驅(qū)動電機(jī)輸出總的蠕行扭矩T，使車輛蠕行。

進(jìn)一步地，蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1包括滾動阻力、空氣阻力、加速阻力之和。

進(jìn)一步地，車輛重力加速度分量a3通過以下方式計算得到：

通過縱向加速度傳感器實時檢測獲得車輛縱向加速度a1；

通過對變量車速u進(jìn)行微分計算獲得車輛行駛加速度a2；

將車輛縱向加速度a1減去車輛行駛加速度a2，得到車輛重力加速度分量a3。

進(jìn)一步地，還包括根據(jù)車輛重力加速度分量a3，由公式a3＝g·sinθ，進(jìn)一步計算得到道路坡度θ，其中g(shù)為重力加速度。

進(jìn)一步地，根據(jù)當(dāng)前車速u，對獲得的蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’隨著車速增加進(jìn)行衰減，得到蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2，包括：根據(jù)當(dāng)前車速u，對蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’隨著車速增加采取線性衰減，以得到蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2。

進(jìn)一步地，車速為零時，蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2最大且等于蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’；車速到達(dá)最大蠕行車速u_max時，對蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’進(jìn)行線性衰減后得到的蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2最小。

進(jìn)一步地，控制器還包括對獲得的蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1和蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2分別經(jīng)過濾波處理，然后再相加以得到總的蠕行扭矩T。

本發(fā)明還提供一種電動汽車蠕行扭矩控制系統(tǒng)，該電動汽車蠕行扭矩控制系統(tǒng)包括車速傳感器、縱向加速度傳感器、控制器以及驅(qū)動電機(jī)，控制器分別與車速傳感器、縱向加速度傳感器和驅(qū)動電機(jī)電連接，車速傳感器用于檢測車速u并傳送給控制器，縱向加速度傳感器用于檢測車輛縱向加速度a1并傳送給控制器，控制器用于執(zhí)行上述的電動汽車蠕行扭矩控制方法。

進(jìn)一步地，控制器中存儲有蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1與車速u相關(guān)的標(biāo)定表格，其中蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1與車速u之間具有一一對應(yīng)關(guān)系。

本發(fā)明還提供一種電動汽車，包括上述的電動汽車蠕行扭矩控制系統(tǒng)。

本實施例提供的電動汽車蠕行扭矩控制方法和控制系統(tǒng)，將汽車蠕行的行駛阻力分為蠕行扭矩基礎(chǔ)部分和蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分兩大部分，蠕行扭矩基礎(chǔ)部分是車速相關(guān)的變量，可以根據(jù)車速u通過查表獲得，而蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分將道路坡度考慮在內(nèi)，實現(xiàn)了對坡度阻力的補(bǔ)償，使車輛無論在上坡、下坡或者平路，都具有相同的加速度性能，舒適性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中電動汽車蠕行扭矩控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例中電動汽車蠕行扭矩控制方法的步驟流程圖。

圖3為車輛在坡度上時車輛縱向加速度、車輛行駛加速度、車輛重力加速度分量三者的關(guān)系示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例中蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分隨著車速增加進(jìn)行線性衰減的示意圖。

具體實施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)方式及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明的具體實施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

圖1為本發(fā)明實施例中電動汽車蠕行扭矩控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，請參圖1，本實施例提供的電動汽車蠕行扭矩控制系統(tǒng)包括車速傳感器11、縱向加速度傳感器12、檔位傳感器13、控制器20以及驅(qū)動電機(jī)30。

控制器20分別與車速傳感器11、縱向加速度傳感器12、檔位傳感器13和驅(qū)動電機(jī)30電連接。

驅(qū)動電機(jī)30與車輪40相連，為車輪40提供驅(qū)動力。

車速傳感器11用于檢測車速并將車速信號傳送給控制器20。

縱向加速度傳感器12用于檢測車輛的縱向加速度并將縱向加速度信號傳送給控制器20。

檔位傳感器13用于檢測車輛所處的檔位(例如D檔、S檔、R檔、P檔等)，并將檔位信號傳送給控制器20。

控制器20內(nèi)設(shè)有處理器和存儲器等部件，具有計算和邏輯判斷等功能，控制器20具體可以是整車控制器或者電機(jī)控制器。

本發(fā)明實施例的理論基礎(chǔ)：

汽車在蠕行時，存在汽車行駛阻力，而且在車速不同或道路不同(如平路、坡道)時，汽車行駛阻力會有差異。

汽車行駛阻力包括滾動阻力、空氣阻力、加速阻力和坡度阻力四大部分，即：汽車行駛阻力＝滾動阻力+空氣阻力+加速阻力+坡度阻力，其中：

滾動阻力＝G·cosθ·f

空氣阻力＝CD·A·u²

加速阻力＝m·(du/dt)

坡度阻力＝G·sinθ

其中G為整車重量，f為滾動阻力系數(shù)，θ為道路坡度，CD為風(fēng)阻系數(shù)，A為迎風(fēng)面積，u為車速，m為整車質(zhì)量。

可以通過試驗，獲得典型條件下的滾動阻力、空氣阻力和加速阻力，典型條件為典型路面滾動阻力系數(shù)，將滾動阻力、空氣阻力和加速阻力之和作為蠕行扭矩基礎(chǔ)部分，風(fēng)阻系數(shù)和迎風(fēng)面積一定，可見蠕行扭矩基礎(chǔ)部分是車速相關(guān)的變量，蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分只需考慮坡度阻力。

圖2為本發(fā)明實施例中電動汽車蠕行扭矩控制方法的步驟流程圖，請結(jié)合圖2，本發(fā)明實施例的電動汽車蠕行扭矩控制方法包括以下步驟：

S11：控制器20根據(jù)車速u查表獲得蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1。

車速u可以由車速傳感器11實時檢測獲得，車速傳感器11將檢測得到的車速u傳遞給控制器20?？刂破?0中存儲有蠕行扭矩基礎(chǔ)部分與車速相關(guān)的標(biāo)定表格，由于蠕行扭矩基礎(chǔ)部分是車速相關(guān)的變量，因此可以將車速與蠕行扭矩基礎(chǔ)部分之間的一一對應(yīng)關(guān)系制作成表格，控制器20查表即可獲得與當(dāng)前車速u相對應(yīng)的蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1。

S12：控制器20根據(jù)車輛縱向加速度a1和車輛行駛加速度a2計算得到車輛重力加速度分量a3。

車輛縱向加速度a1可以由縱向加速度傳感器12實時檢測獲得，縱向加速度傳感器12將檢測得到的車輛縱向加速度a1傳遞給控制器20。

車輛行駛加速度a2可通過對變量車速u進(jìn)行微分計算獲得，即a2＝du/dt。其中，車速u可以由車速傳感器11實時檢測獲得，車速傳感器11將檢測得到的車速u傳遞給控制器20?？刂破?0對車速u進(jìn)行微分計算，以得到車輛行駛加速度a2。

然后，將車輛縱向加速度a1減去車輛行駛加速度a2，獲得車輛重力加速度分量a3，即a3＝a1-a2。

圖3是車輛在前進(jìn)擋上坡時，三個加速度值a1、a2、a3的關(guān)系示意圖，這里是從縱向加速度傳感器12的角度出發(fā)的，加速度值與傳感器安裝方向有關(guān)，這里三個加速度都是正值，相反的方向就是負(fù)值。

另外，由公式a3＝g·sinθ，還可進(jìn)一步計算得到道路坡度θ，其中g(shù)為重力加速度。

S13：控制器20根據(jù)整車質(zhì)量m、重力加速度分量a3和輪胎滾動半徑R計算得到蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’。即T2’＝m×a3×R。

S14：控制器20根據(jù)當(dāng)前車速u，對獲得的蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’隨著車速增加進(jìn)行衰減，得到蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2。

車輛在蠕行時的最大蠕行車速一般為7km/h，為了使車輛蠕行平順，控制器20還根據(jù)當(dāng)前車速u，對蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’隨著車速增加(從車速為零至最大蠕行車速)進(jìn)行衰減，使得蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2隨著車速增加而逐漸減小。如圖4所示，本實施例中，控制器20根據(jù)當(dāng)前車速u，對蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’隨著車速增加采取線性衰減，以獲得蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2。換言之，從車速為零至最大蠕行車速u_max(一般為7km/h)，蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2與車速u成線性關(guān)系，使蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2隨車速u增加而線性減小。車速為零時，蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2最大且等于蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’；車速到達(dá)最大蠕行車速u_max時，對蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分初值T2’進(jìn)行衰減后得到的蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2最小。

S15：控制器20將蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1和蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2相加，獲得總的蠕行扭矩T。即T＝T1+T2。

由于控制器20對蠕行車速的控制，在汽車蠕行時，如果輸出的蠕行扭矩不當(dāng)，會有共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，為了消除這種現(xiàn)象，還進(jìn)一步包括對上述獲得的蠕行扭矩基礎(chǔ)部分T1和蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分T2分別經(jīng)過濾波處理，然后再相加得到總的蠕行扭矩T，以消除車身共振。

S16：控制器20控制驅(qū)動電機(jī)30輸出總的蠕行扭矩T，使車輛蠕行。

本實施例中，將汽車蠕行的行駛阻力分為蠕行扭矩基礎(chǔ)部分和蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分兩大部分，蠕行扭矩基礎(chǔ)部分考慮了滾動阻力、空氣阻力和加速阻力，且蠕行扭矩基礎(chǔ)部分是車速相關(guān)的變量，可以根據(jù)車速u通過查表獲得，而蠕行扭矩坡度阻力補(bǔ)償部分則將道路坡度考慮在內(nèi)，實現(xiàn)了對坡度阻力的補(bǔ)償，使車輛無論在平路還是坡道上都具有良好蠕行性能。

綜合上述，本發(fā)明實施例中提供的電動汽車蠕行扭矩控制方法和控制系統(tǒng)，根據(jù)檢測到的道路坡度和車輛所處檔位(前進(jìn)檔或倒檔)，自動對蠕行扭矩進(jìn)行增減補(bǔ)償，使車輛在前進(jìn)檔或倒檔，且無論上坡、下坡或者平路，都具有相同的加速度性能，舒適性好，而且標(biāo)定簡單。

本發(fā)明實施例中提供的蠕行扭矩控制方法和控制系統(tǒng)，可應(yīng)用于以驅(qū)動電機(jī)為動力的電動汽車中，包括但不限于純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力式電動汽車等。

在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且還可包含沒有明確列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達(dá)技術(shù)方案的清楚及方便。應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請請求保護(hù)的范圍。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。