[发明专利]一种纯电动汽车起步时动力需求匹配和优化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动汽车驱动系统控制技术领域，具体涉及纯电动汽车起步驱动控制策略的制定。

背景技术

实现整车动力系统控制的算法称为驱动控制策略，驱动控制策略是纯电动车控制系统的核心内容。由于纯电动汽车的电驱动控制系统包括电机、功率转换器、动力电池、蓄电池、离合器、变速器等，是一个集成电气、电子、化学、机械系统的非线性动态系统，如何使这些部件协调、有效地工作，就是一个值得关注的问题。此外，不同的驾驶员有不同的驾驶习惯和风格，从而对车辆有不同的需求，这些都给驾驶意图的判断和整车控制策略的设计增加了难度。

起步工况作为纯电动汽车驱动工况中一个重要的行驶工况，尤其是纯电动汽车在城市工况运行时，有近80％的时间是处于起步及加减速工况的。而起步工况不仅和路面状况相关，也与驾驶员的操作意图密切相关，如何综合分析起步路面状况和驾驶员起步意图来制定起步控制策略，对起步性能指标进行优化，是影响整车驱动控制系统控制效果的重要因素。故对起步工况下的动力需求进行优化是个具有现实意义的问题。

针对这一问题，国内外学者做了一些对起步工况的动力需求匹配及优化的研究。比如：上海交通大学2010年硕士学位毕业论文《纯电动车整车控制策略及控制器的研究》，重庆大学2012年硕士学位毕业论文《纯电动汽车起步控制策略研究》对起步工况单独分析，结合纯电动汽车起步时的坡道状况和驾驶员起步意图，制定出相应的起步控制策略。重庆大学2012年硕士学位毕业论文《电动汽车驱动工况下的整车控制策略研究》则通过坡道识别功能，分别制定上坡起步、平路起步和下坡起步的控制策略，但未对驾驶员起步作出研究。

以上方法的不足在于：没有充分考虑到纯电动汽车起步可能遇到的每种状况，仅从坡道起步或是仅从驾驶员加速意图来制定起步控制策略都是不完善的。需要综合分析起步路面状况、驾驶员起步意图制定起步控制策略，对起步性能指标进行优化。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种纯电动汽车起步时动力需求匹配及优化的方法，通过控制电机输出转矩的大小，充分反映驾驶员的起步意图并能很好地满足不同的起步路况要求。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种纯电动汽车起步时动力需求匹配和优化的方法，根据起步时加速踏板开度是否为0将纯电动汽车起步分为起车模式和驾驶员起步模式；

当加速踏板开度为0时，进入起车模式，根据起车最大稳定车速计算起车模式的基本转矩需求；

当加速踏板开度不为0时，进入驾驶员起步模式，根据电机输出转矩与加速踏板开度的关系曲线计算驾驶员起步模式的基本转矩需求。

进一步，所述起车模式根据坡道状况、最大驻坡度要求、转矩波动及起步安全节能因素对起车基本转矩需求进行优化：

当制动踏板开度减小到0.2后，电机应开始提供输出转矩Te，同时，该输出转矩应随制动踏板开度的减小而不断增大，当制动踏板完全松开时，电机输出转矩Te记为保持转矩；

当车辆在较大坡道起步时，需要判断电机转子转向，车辆需对大坡道起步做出自检，一旦电机转子转向为逆时针状态，此时电机传感器识别电机转速的变化率，即可得到车辆倒溜的加速度，识别其加速度后再根据插值法得到电机转矩，电机控制器对应输出该加速度绝对值下的爬坡转矩，所述爬坡转矩可克服坡道阻力矩和滚动阻力矩使汽车停止倒溜。

当车速从0增大至最大稳定车速5km/h的过程中引起较大的转矩波动，影响乘坐舒适性，输出转矩Te应逐渐减小；当检测到车速在5km/h至8km/h之间时，电机输出转矩Te应该持续减小，当车速超过8km/h后电机输出转矩Te应逐渐减小为0。

进一步，所述爬坡转矩大于保持转矩的最大值Ts。

进一步，所述驾驶员起步模式下电机输出转矩Te应不小于起车模式下的保持转矩，且该输出转矩随着加速踏板开度的增大线性增加至电机的最大转矩。

进一步，所述电机输出转矩的优化采用模糊控制算法。

进一步，所述采用模糊控制算法的具体过程为：

A、引入加速踏板开度变化率结合加速踏板开度对起步的紧急程度进行区分；

B、建立模糊控制策略对驾驶员起步基本转矩进行修正；在驾驶员起步基本转矩的基础上乘以修正系数β来修正起步转矩；