[發(fā)明專利]一種電動車輛限速控制方法、裝置和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010711262.4
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN113968146B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于麗娜;翟繼盾;葉舒郁;彭金雷;肖嚴強;李博
• 申請（專利權(quán)）人: 宇通客車股份有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏;史萌楊

本發(fā)明屬于電動車限速控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動車輛限速控制方法、裝置和系統(tǒng)。該方法將前饋控制思想應(yīng)用于電動車的限速控制中，在車輛處于驅(qū)動模式或滑行模式中的下坡限速模式下，對應(yīng)計算得到驅(qū)動前饋扭矩/制動前饋扭矩，與閉環(huán)輸出扭矩相加得到驅(qū)動限制扭矩/制動輸出扭矩，取驅(qū)動限制扭矩與駕駛員驅(qū)動需求扭矩中的較小值作為驅(qū)動命令扭矩，或者將制動輸出扭矩作為制動命令扭矩，實現(xiàn)了驅(qū)動模式下最高車速的限制且無動力損失，滑行模式中的下坡限速模式下最高車速限制的同時提高動力電池的能量回收率，有效降低超速風(fēng)險的同時使車輛在任何載荷和坡度情況下均具有較好的駕駛感受。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動車限速控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電動車輛限速控制方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，因資源枯竭、能源問題、環(huán)境問題等，電動汽車得到普及與發(fā)展。基于提高車輛安全性、法規(guī)要求、道路限速要求等因素，需要在車輛行駛過程中對車輛最高車速進行限制，也就是通過限制驅(qū)動力或施加制動力的方式，控制車輛以不超過設(shè)計的最高車速運行。如果由駕駛員通過操作油門踏板/制動踏板行程的方式對最高車速進行控制，會大大增加駕駛員的操作強度，且會出現(xiàn)控制誤差導(dǎo)致超速，產(chǎn)生經(jīng)濟損失，甚至出現(xiàn)安全事故。所以開發(fā)出由車輛控制單元自動對驅(qū)動力進行限制、自動控制施加制動力實現(xiàn)車輛最高車速限制的控制系統(tǒng)是十分必要的。

目前比較常見的電動汽車限速控制方法是在接近最高車速時通過車速查表的方式獲得限速系數(shù)(0-1之間)，并用這個系數(shù)乘以根據(jù)駕駛員踏板計算的駕駛員需求扭矩作為驅(qū)動電機的命令扭矩，提前對驅(qū)動扭矩進行限制，以實現(xiàn)最高車速控制，這種方法的弊端是限速系數(shù)標(biāo)定不合理會有超速的風(fēng)險，會降低接近最高車速車速段的動力性，相同工況下，空載、滿載最高車速差異較大，且在下坡工況下無法自動實現(xiàn)車速限制。

而另外一種方法是通過引入PID控制方法對驅(qū)動扭矩進行限制或?qū)χ苿优ぞ剡M行調(diào)整(下坡工況)。例如，申請公布號為CN107776437A的中國發(fā)明專利申請公開了一種低速電動車用速度控制裝置，該裝置限制值設(shè)置模塊、最大速度限制模塊、以及比例-積分-微分控制器，從根據(jù)限制值設(shè)置模塊的扭矩指令限制值以及最大速度限制模塊的指令，運算與馬達的反饋速度的誤差，通過比例-積分-微分控制生成扭矩指令。該方法采用閉環(huán)控制，使車輛能夠穩(wěn)定在最高車速內(nèi)。閉環(huán)控制是一種反饋控制，是一種發(fā)現(xiàn)了偏差后才采取措施進行更正的控制方式，存在控制時間滯后的問題，很有可能出現(xiàn)速度超限已造成不可挽回的后果才去措施進行更正。而且，該方法中無論車輛處于什么樣載荷、坡度工況下均使用同一套PID參數(shù)，容易出現(xiàn)該套PID參數(shù)適用于某一種工況而不適用于另一種工況的情況，面對不同的工況，該套PID參數(shù)在響應(yīng)時間和超調(diào)量上會有較大差異，適應(yīng)性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種電動車輛限速控制方法、裝置和系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)僅采用閉環(huán)控制造成的控制時間滯后和適應(yīng)性差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明提供了一種電動車輛限速控制方法，包括如下步驟：

1)根據(jù)車輛所處的工作模式，按照以下情況中的至少一種情況進行處理得到驅(qū)動命令扭矩或制動命令扭矩：

情況一，若車輛處于驅(qū)動模式下：

獲取車輛質(zhì)量和所處道路的坡度，并結(jié)合以最高車速運行所需的驅(qū)動扭矩與整車質(zhì)量和坡度之間的關(guān)系，得到以最高車速運行所需的驅(qū)動扭矩，并作為驅(qū)動前饋扭矩；

將最高車速與當(dāng)前車速的差值進行閉環(huán)控制，得到閉環(huán)輸出扭矩；

將驅(qū)動前饋扭矩與閉環(huán)輸出扭矩相加得到驅(qū)動限制扭矩，并獲取駕駛員驅(qū)動需求扭矩，以驅(qū)動限制扭矩與駕駛員驅(qū)動需求扭矩中的較小值作為驅(qū)動命令扭矩；

情況二，若車輛處于滑行模式且處于下坡限速模式下，所述下坡限速模式為車輛處于下坡狀態(tài)且當(dāng)前車速大于設(shè)定車速閾值：