一种纯电动汽车能量回收扭矩退出斜率控制方法
阅读说明：本技术 一种纯电动汽车能量回收扭矩退出斜率控制方法 (Pure electric vehicle energy recovery torque exit slope control method ) 是由 王功博 魏广杰 游道亮 胡会永 胡义海 韩雪雯 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电动汽车控制领域,特别涉及一种纯电动汽车能量回收扭矩退出斜率控制方法。本发明针对纯电动车辆在能量回收退出过程中出现冲击顿挫、动力滞后及紧急情况下无法快速退出的问题,提出一种纯电动汽车能量回收退出斜率控制方法。首先通过监测制动及油门踏板开度、整车车速及轮速、各底盘元器件当前状态等判断车辆当前的行驶工况,分别针对不同工况对能量回收扭矩下降斜率进行单独调节,从而实现了经济性、舒适性及安全性的平衡。(The invention relates to the field of electric vehicle control, in particular to a pure electric vehicle energy recovery torque exit slope control method. The invention provides a method for controlling an energy recovery exit slope of a pure electric vehicle, aiming at the problems of impact pause, power lag and incapability of rapidly exiting under emergency conditions in the energy recovery exit process of the pure electric vehicle. The method comprises the steps of firstly, judging the current running working condition of the vehicle by monitoring the opening of a brake and an accelerator pedal, the speed and the wheel speed of the whole vehicle, the current state of each chassis component and the like, and independently adjusting the energy recovery torque reduction slope according to different working conditions, so that the balance of economy, comfort and safety is realized.)
技术领域
本发明涉及电动汽车控制领域，特别涉及一种纯电动汽车能量回收扭矩退出斜率控制方法。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，降低车辆电耗，提高续航里程，提高驾驶性及安全性已经成为纯电动汽车未来的主要发展方向。当前纯电动汽车均配有能量回收系统，即车辆在滑行及制动的过程中电机施加反向力矩发电，将动能转化为电能充入电池以实现对滑行及制动过程中动能的回收。
当驾驶员松开制动踏板、踩下油门踏板或车辆出现轮胎打滑等异常情况时，能量回收系统会退出工作或下降目标扭矩，为避免扭矩突变，保证车辆行驶的平顺性，回收扭矩不会立刻按照目标扭矩进行响应，而是按照一个斜率逐渐贴近目标扭矩，传统能量回收退出斜率控制方法的斜率为定值，会出现如下问题：
1.当车辆在能量回收系统工作的过程中出现轮胎打滑或底盘元器件工作异常等紧急情况时，若回收扭矩斜率设置过小，会导致扭矩退出的时间过长，从而使在一定时间内能量回收系统始终处于工作状态，即电机始终存在负扭矩。这会导致车轮打滑趋势加剧，影响整车安全性。
2.当驾驶员降低制动踏板开度或松开制动踏板时能量回收目标扭矩值会出现下降，如若此时能量回收扭矩下降斜率设置过大，会导致车辆出现冲击顿挫，影响车辆平顺性。
3.当驾驶员松开制动踏板后立刻踩下油门踏板，此时由于扭矩下降过程未结束，扭矩仍按照定斜率进行下降，斜率设置过小会导致扭矩在负值停留一定时间，从而使油门响应滞后，影响整车动力性及安全性。
4.本发明针对纯电动车辆在能量回收退出过程中出现冲击顿挫、动力滞后及紧急情况下无法快速退出的问题，提出一种纯电动汽车能量回收退出斜率控制方法。首先通过监测制动及油门踏板开度、整车车速及轮速、各底盘元器件当前状态等判断车辆当前的行驶工况，分别针对不同工况对能量回收扭矩下降斜率进行单独调节，从而实现了经济性、舒适性及安全性的平衡。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明针对纯电动车辆在能量回收退出过程中出现冲击顿挫、动力滞后及紧急情况下无法快速退出的问题，提出一种纯电动汽车能量回收退出斜率控制方法。首先通过监测制动及油门踏板开度、整车车速及轮速、各底盘元器件当前状态等判断车辆当前的行驶工况，分别针对不同工况对能量回收扭矩下降斜率进行单独调节，从而实现了经济性、舒适性及安全性的平衡。
（二）发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种纯电动汽车能量回收扭矩退出斜率控制方法，具体包括如下步骤：
S1.判断行驶档位
系统开始工作，首先判断车辆当前行驶档位，若当前档位不处于D档及R档则能量回收扭矩清零，结束，并回到开始程序S1重新监测；若当前档位处于D档或R档则执行步骤S2；
S2.各传感器数据的获取：制动踏板开度传感器、电机转速传感器、油门踏板开度传感器、电机扭矩传感器及四轮轮速传感器开始工作，并将采集到的各传感器信号发送给VCU，信号经VCU处理后获得车辆实时的制动踏板开度N、车速v、油门踏板开度M、电机扭矩Ts及四轮轮速；
S3.VCU对获得的各传感器数据的处理及能量回收的实现过程
S31.对制动踏板传感器数据的处理：判断制动踏板开度N是否大于等于Nn，其中Nn为标定值，若N<Nn则回到步骤S1的开始状态，若N≥Nn则能量回收系统开始工作，按照能量回收目标扭矩T执行能量回收，目标扭矩T根据制动踏板开度及车速通过MAP1查表得出，MAP1为可标定三轴MAP，三轴分别对应制动踏板开度、车速及目标扭矩，可根据车型及车辆状态进行标定；
S311.能量回收系统开始工作后将四轮轮速与车速进行对比，同时收集底盘各元器件工作状态信息，若：
a.四轮轮速明显异于车速或底盘元器件工作异常，则需要按照扭矩下降斜率R4将回收扭矩下降为0，R4根据当前电机实时扭矩Ts及车速v通过MAP4查表得出；MAP4为可标定三轴MAP，三轴分别对应当前电机扭矩、车速及扭矩下降斜率R4，可根据车型及车辆状态进行标定；回收扭矩下降为0后结束并回到开始状态的步骤S1继续监控；
b.若四轮轮速未明显异于车速且底盘元器件工作正常则执行步骤S312；
S312.判断能量回收目标扭矩值是否出现下降，若：
c.回收扭矩值未下降,则返回至步骤S31按照目标扭矩T执行制动能量回收并重复监测轮速及底盘元器件状态，
d.目标扭矩值出现下降,则执行步骤S313；
S313.回收扭矩按照斜率R2下降至目标扭矩值，R2根据当前电机实时扭矩T及车速v通过MAP2查表得出；MAP2为可标定三轴MAP，三轴分别对应当前电机扭矩、车速及扭矩下降斜率R2，可根据车型及车辆状态进行标定；
S314.在扭矩下降过程中能量回收扭矩未达到目标值，判断油门踏板开度，油门踏板开度M>0即油门踏板被踩下时，需要按照扭矩下降斜率R3将回收扭矩下降至目标值，R3根据当前电机实时扭矩Ts及车速v通过MAP3查表得出；MAP3为可标定三轴MAP，三轴分别对应当前电机扭矩、车速及扭矩下降斜率R3，可根据车型及车辆状态进行标定；若油门踏板开度M=0则按照步骤S313中的斜率R2将扭矩下降至目标值；能量回收扭矩与目标扭矩相等时结束并回到开始程序继续进行监控。
根据车速v通过MAP2查表得出扭矩下降斜率R2，然后选取如下三种执行路径之一：
e.执行步骤S313、S314；
或：f.通过MAP3查表得出扭矩下降斜率R3，需要按照扭矩下降斜率R3将回收扭矩下降至目标值，能量回收扭矩与目标扭矩相等时结束并回到开始程序继续进行监控；
或:g.通过MAP4进行查表得出扭矩下降斜率R4，按照扭矩下降斜率将扭矩下降为0，则结束并回到开始程序继续进行监控。
所述步骤S311中，四轮轮速明显异于车速，是指四轮轮速数据与车速数据进行比较，若某一轮轮速与车速差值的绝对值大于某标定值，则认为轮速异于车速。
所述底盘元器件工作异常，是指底盘系统工作状态传感器监测系统工作状态，若系统存在故障则传感器会将工作异常信号发送给VCU。
（三）有益效果
本发明针对纯电动车辆在能量回收退出过程中出现冲击顿挫、动力滞后及紧急情况下无法快速退出的问题，提出一种纯电动汽车能量回收退出斜率控制方法。首先通过监测制动及油门踏板开度、整车车速及轮速、各底盘元器件当前状态等判断车辆当前的行驶工况，分别针对不同工况对能量回收扭矩下降斜率进行单独调节，从而实现了经济性、舒适性及安全性的平衡。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明公开了一种纯电动汽车能量回收扭矩退出斜率控制方法，具体包括如下步骤：
S1.判断行驶档位
系统开始工作，首先判断车辆当前行驶档位，若当前档位不处于D档（前进档）及R档（后退档）则能量回收扭矩清零，结束，并回到开始程序S1重新监测；若当前档位处于D档或R档则执行步骤S2；
S2.各传感器数据的获取：制动踏板开度传感器、电机转速传感器、油门踏板开度传感器、电机扭矩传感器及四轮轮速传感器开始工作，并将采集到的各传感器信号发送给VCU，信号经VCU处理后获得车辆实时的制动踏板开度N、车速v、油门踏板开度M、电机扭矩Ts及四轮轮速；
S3.VCU对获得的各传感器数据的处理及能量回收的实现过程
S31.对制动踏板传感器数据的处理：判断制动踏板开度N是否大于等于Nn，其中Nn为标定值，可根据具体车型及车辆状态自由定义大小；该标定值可以为0~100%间的任意值，若该值设置较大，则相对灵敏度降低，该值设置过小会导致频繁触发，存在误触发的风险，因此需结合传感器的特性及车辆设定进行针对性标定；若N<Nn则回到步骤S1的开始状态，若N≥Nn则能量回收系统开始工作，按照能量回收目标扭矩T执行能量回收，目标扭矩T根据制动踏板开度及车速通过MAP1查表得出，MAP1为可标定三轴MAP，三轴分别对应制动踏板开度、车速及目标扭矩，可根据车型及车辆状态进行标定；MAP是根据实车状态进行标定的，车型不同此表也会不同，MAP的三个坐标轴分别代表制动踏板开度、车速及目标扭矩，获得其中的两者可查表得出第三者，三者中制动踏板开度及车速可通过传感器信号获得，因此可得出目标扭矩值。
S311.能量回收系统开始工作后将四轮轮速与车速进行对比，同时收集底盘各元器件工作状态信息，若：
a.四轮轮速明显异于车速或底盘元器件工作异常，则需要按照扭矩下降斜率R4将回收扭矩下降为0，R4根据当前电机实时扭矩Ts及车速v通过MAP4查表得出；MAP4为可标定三轴MAP，三轴分别对应当前电机扭矩、车速及扭矩下降斜率R4，可根据车型及车辆状态进行标定；回收扭矩下降为0后结束并回到开始状态的步骤S1继续监控；该步骤中，四轮轮速明显异于车速，是指四轮轮速数据与车速数据进行比较，若某一轮轮速与车速差值的绝对值大于某标定值，则认为轮速异于车速。所述底盘元器件工作异常，是指底盘系统工作状态传感器监测系统工作状态，若系统存在故障则传感器会将工作异常信号发送给VCU。
b.若四轮轮速未明显异于车速且底盘元器件工作正常则执行步骤S312；
S312.判断能量回收目标扭矩值是否出现下降，若：
c.回收扭矩值未下降,则返回至步骤S31按照目标扭矩T执行制动能量回收并重复监测轮速及底盘元器件状态，
d.目标扭矩值出现下降,则执行步骤S313；
S313.回收扭矩按照斜率R2下降至目标扭矩值，R2根据当前电机实时扭矩T及车速v通过MAP2查表得出；MAP2为可标定三轴MAP，三轴分别对应当前电机扭矩、车速及扭矩下降斜率R2，可根据车型及车辆状态进行标定；
S314.在扭矩下降过程中能量回收扭矩未达到目标值，判断油门踏板开度，油门踏板开度M>0即油门踏板被踩下时，需要按照扭矩下降斜率R3将回收扭矩下降至目标值，R3根据当前电机实时扭矩Ts及车速v通过MAP3查表得出；MAP3为可标定三轴MAP，三轴分别对应当前电机扭矩、车速及扭矩下降斜率R3，可根据车型及车辆状态进行标定；若油门踏板开度M=0则按照步骤S313中的斜率R2将扭矩下降至目标值；能量回收扭矩与目标扭矩相等时结束并回到开始程序继续进行监控；
S32.对电机转速传感器数据的处理
根据车速v通过MAP2查表得出扭矩下降斜率R2，然后选取如下三种执行路径之一：
e.执行步骤S313、S314；
或：f.通过MAP3查表得出扭矩下降斜率R3，需要按照扭矩下降斜率R3将回收扭矩下降至目标值，能量回收扭矩与目标扭矩相等时结束并回到开始程序继续进行监控；
或:g.通过MAP4进行查表得出扭矩下降斜率R4，按照扭矩下降斜率将扭矩下降为0，则结束并回到开始程序继续进行监控；三轴MAP三个坐标轴分别代表当前车速、当前扭矩及扭矩下降斜率，知道其中两者后可查表得出第三者，三者中车速和当前扭矩可通过传感器获得，因此可得出当前状态的扭矩最大斜率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。