[发明专利]一种纯电动汽车运动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纯电动汽车运动控制方法。

背景技术

纯电动汽车具有零排放、动力消耗费用低、行驶安静的特点，被认为是解决目前机动车排放，降低车辆使用费用的一个重要途径。目前国内外都非常重视纯电动汽车的研发工作，并已有多款产品上市。

纯电动汽车中，整车控制系统决定司机操控电动汽车的舒适性和便利性；替代传统车动力系统的部分控制功能；完成对电动辅助部件的精细化管理。其中整车运动控制方法是整车控制系统的灵魂和核心，完善的整车运动控制方法是纯电动汽车发挥优良性能的前提条件。

目前公开的纯电动汽车整车控制相关资料中，还未对整车运动控制方法进行完整的描述和概括。CN 102019888A的专利对纯电动汽车的整车控制器硬件及控制方法都进行了描述，在控制方法上，电机状态直接根据挡位决定，而电机转矩则由踏板开度线性化决定；窦国伟等对纯电动汽车整车驱动控制方法和制动回收方法进行了研究(上海汽车，2010年第5期，纯电动轿车整车驱动控制策略开发实践)；申请号为CAN101695912A的专利中，其整车控制方法的核心是根据能量需求统计及当前电池供给能力，来确定电机驱动转矩。

然而，纯电动汽车的运动控制方法中，需要对系统的驱动方法、制动方法、工作模式进行协调，同时做好强电控制与故障保护工作，否则整车动力系统不可能很好地工作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，根据整车电气驱动结构，提出一种整车运动控制方法。本发明适用于采用单驱动电机的纯电动汽车，且无需改动汽车的ABS系统。

采用单驱动电机的纯电动汽车中，电池组输出的高压电线经过电池管理系统后，进入到高压电器开关箱，并与高压继电器串联。高压继电器后端的高压线路直接输入至电机控制器。DC/DC、电动空调和电暖风的高压输入线路并联在电池管理系统后端的高压线路上。

整车控制器与电池管理系统、电机控制器通过CAN总线与电池管理系统实现信息交互。整车控制器接收钥匙信号、踏板信号、挡杆位置、空调及暖风开关信号。整车控制器直接输出开关信号控制高压继电器、电暖风继电器、电动空调继电器、冷却风扇继电器、水泵继电器。整车控制器输出PWM信号控制电动空调的运转转速。

本发明中，纯电动汽车的整车控制器必须同时发出电机目标工作模式和电机目标转矩指令，电机才能实现正常的动作。本发明中整车运动控制方法包括驱动控制、制动控制、工作模式三部分，驱动控制与制动控制部分用于制定驱动电机的目标转矩：驱动转矩和制动转矩，而工作模式控制部分用于确定电机的目标工作模式。

1、驱动控制方法

本发明纯电动整车的驱动控制方法概括为：以司机加速踏板输入至整车控制器的加速踏板开度信号，以及通过CAN总线反馈的电机转速信号为输入，查驱动转矩二维数据表，得到电机的目标驱动转矩；再根据CAN总线反馈的电池荷电状态(State Of Charge，SOC)状态、电池电流、总线电压对电机的目标驱动转矩进行修正。当电池或者电机发生非严重故障时，对电机的目标驱动转矩进行限制；当出现电池或者电机发生严重故障、电机转速超过电机允许的上限转速值、电机使能信号为0这三种条件中任意一种时，电机的目标驱动转矩为0。

具体的控制步骤如下：

(1)电机的目标驱动转矩首先由驱动转矩二维数据表查表得到。该驱动转矩二维数据表以整车控制器采集得到的司机加速踏板信号，以及由CAN总线反馈的电机转速信号为输入变量，电机的目标驱动转矩为输出变量。总线反馈的电机转速信号需要经过低通滤波，以增加电机转速反馈的时滞性，同时滤除电机转速的高频波动，使得整车控制器抗干扰能力增加。

该驱动转矩二维数据表是以电机外特性转矩曲线为基础轮廓参考，在不同的电机转速和不同的加速踏板开度信号下，进行实车标定得到的转速-加速踏板开度信号-目标驱动转矩曲线。此驱动转矩二维数据表的特点是，在低转速区间的转矩变化斜率大于中间转速区间的转矩变化斜率，高转速区间转矩变化斜率大于中间转速区间的转矩变化斜率。此数据曲线表明，在低速下，整车的驱动转矩更大，有利于车辆起步和加速；在高速下车辆的转矩下降较快，防止出现小油门下电机超速的情况。

(2)以SOC为输入变量，查第一驱动转矩修正系数表，得到第一个驱动转矩修正系数，用于修正步骤(1)中电机的目标驱动转矩；