[發明專利]一種純電動汽車起步時動力需求匹配和優化的方法

有效

• 申請號: 201410419801.1
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104192023A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 陳龍;程偉;孫曉東;徐興
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及純電動汽車驅動系統控制技術領域，具體涉及純電動汽車起步驅動控制策略的制定。

背景技術

實現整車動力系統控制的算法稱為驅動控制策略，驅動控制策略是純電動車控制系統的核心內容。由于純電動汽車的電驅動控制系統包括電機、功率轉換器、動力電池、蓄電池、離合器、變速器等，是一個集成電氣、電子、化學、機械系統的非線性動態系統，如何使這些部件協調、有效地工作，就是一個值得關注的問題。此外，不同的駕駛員有不同的駕駛習慣和風格，從而對車輛有不同的需求，這些都給駕駛意圖的判斷和整車控制策略的設計增加了難度。

起步工況作為純電動汽車驅動工況中一個重要的行駛工況，尤其是純電動汽車在城市工況運行時，有近80％的時間是處于起步及加減速工況的。而起步工況不僅和路面狀況相關，也與駕駛員的操作意圖密切相關，如何綜合分析起步路面狀況和駕駛員起步意圖來制定起步控制策略，對起步性能指標進行優化，是影響整車驅動控制系統控制效果的重要因素。故對起步工況下的動力需求進行優化是個具有現實意義的問題。

針對這一問題，國內外學者做了一些對起步工況的動力需求匹配及優化的研究。比如：上海交通大學2010年碩士學位畢業論文《純電動車整車控制策略及控制器的研究》，重慶大學2012年碩士學位畢業論文《純電動汽車起步控制策略研究》對起步工況單獨分析，結合純電動汽車起步時的坡道狀況和駕駛員起步意圖，制定出相應的起步控制策略。重慶大學2012年碩士學位畢業論文《電動汽車驅動工況下的整車控制策略研究》則通過坡道識別功能，分別制定上坡起步、平路起步和下坡起步的控制策略，但未對駕駛員起步作出研究。

以上方法的不足在于：沒有充分考慮到純電動汽車起步可能遇到的每種狀況，僅從坡道起步或是僅從駕駛員加速意圖來制定起步控制策略都是不完善的。需要綜合分析起步路面狀況、駕駛員起步意圖制定起步控制策略，對起步性能指標進行優化。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種純電動汽車起步時動力需求匹配及優化的方法，通過控制電機輸出轉矩的大小，充分反映駕駛員的起步意圖并能很好地滿足不同的起步路況要求。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種純電動汽車起步時動力需求匹配和優化的方法，根據起步時加速踏板開度是否為0將純電動汽車起步分為起車模式和駕駛員起步模式；

當加速踏板開度為0時，進入起車模式，根據起車最大穩定車速計算起車模式的基本轉矩需求；

當加速踏板開度不為0時，進入駕駛員起步模式，根據電機輸出轉矩與加速踏板開度的關系曲線計算駕駛員起步模式的基本轉矩需求。

進一步，所述起車模式根據坡道狀況、最大駐坡度要求、轉矩波動及起步安全節能因素對起車基本轉矩需求進行優化：

當制動踏板開度減小到0.2后，電機應開始提供輸出轉矩Te，同時，該輸出轉矩應隨制動踏板開度的減小而不斷增大，當制動踏板完全松開時，電機輸出轉矩Te記為保持轉矩；

當車輛在較大坡道起步時，需要判斷電機轉子轉向，車輛需對大坡道起步做出自檢，一旦電機轉子轉向為逆時針狀態，此時電機傳感器識別電機轉速的變化率，即可得到車輛倒溜的加速度，識別其加速度后再根據插值法得到電機轉矩，電機控制器對應輸出該加速度絕對值下的爬坡轉矩，所述爬坡轉矩可克服坡道阻力矩和滾動阻力矩使汽車停止倒溜。

當車速從0增大至最大穩定車速5km/h的過程中引起較大的轉矩波動，影響乘坐舒適性，輸出轉矩Te應逐漸減小；當檢測到車速在5km/h至8km/h之間時，電機輸出轉矩Te應該持續減小，當車速超過8km/h后電機輸出轉矩Te應逐漸減小為0。

進一步，所述爬坡轉矩大于保持轉矩的最大值Ts。

進一步，所述駕駛員起步模式下電機輸出轉矩Te應不小于起車模式下的保持轉矩，且該輸出轉矩隨著加速踏板開度的增大線性增加至電機的最大轉矩。

進一步，所述電機輸出轉矩的優化采用模糊控制算法。

進一步，所述采用模糊控制算法的具體過程為：

A、引入加速踏板開度變化率結合加速踏板開度對起步的緊急程度進行區分；

B、建立模糊控制策略對駕駛員起步基本轉矩進行修正；在駕駛員起步基本轉矩的基礎上乘以修正系數β來修正起步轉矩；