[发明专利]一种纯电动汽车的动力性经济性挡位控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆动力系统控制技术领域，特别涉及纯电动汽车动力系统控制技术。

背景技术

随着全球石油资源的逐渐匮乏和环境问题的日益突出，纯电动汽车以其低噪声、零排放等优势逐步迈入产业化阶段，相关研究对其性能的关注也从单纯行驶功能的实现而越来越倾向于动力性、经济性、操纵稳定性、驾驶舒适性等性能的全面提高。

目前纯电动汽车的动力传动系统多采用驱动电机结合单级减速器的结构形式，且在驱动挡位的设置上只设置一个动力挡位，来满足车辆行驶的要求。此方式虽能满足整车最高车速、加速时间、最大爬坡度等性能指标，却往往忽视了对动力系统高效区的利用，尤其在车辆中高速行驶时，整车后备功率过大，造成动力系统功率的浪费，能耗率偏大，影响整车续驶里程，难以兼顾车辆动力性和经济性的目标。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种纯电动汽车的动力性经济性挡位控制方法及系统，通过该系统及控制方法能够对纯电动汽车输出的动力进行调节，在满足最大爬坡度、最高车速、加速时间等动力性要求的同时，能够减少整车能量的消耗，提高能量回收率，有效地增加整车续驶里程。

本方法的技术方案如下，包括有以下步骤：

步骤1）整车控制器根据换挡器挡位状态，判定当前挡位是动力挡位还是经济挡位。其中在动力挡位下，车辆能够获得更快的加速度、转矩响应快、爬坡能力强，满足驾驶员的动力需求；在经济挡位下，车辆能够更好地利用电机高效区，提高动力电池的充放电效率，并且更多地利用电制动进行能量回收，满足整车的经济性能。

步骤2）整车控制器根据相应的挡位、加速踏板开度和实时车速查找驾驶员MAP图，即加速踏板开度-车速-驱动转矩关系图，得到目标驱动转矩。其中动力挡位对应动力性驾驶员MAP图，经济挡位对应经济性驾驶员MAP图，动力性驾驶员MAP图相比经济性驾驶员MAP图，在加速踏板（4）为中低开度时，具有更大的转矩输出。

步骤3）整车控制器根据制动踏板状态判定整车是否制动，如果处于制动状态，查找制动能量回收MAP图，即车速-制动电制动转矩关系图，得到目标制动回收转矩，并通过CAN总线发送给驱动电机控制器。其中制动能量回收MAP图根据挡位确定，动力挡位对应动力性制动能量回收MAP图，经济挡位对应经济性制动能量回收MAP图，经济性制动能量回收MAP图相比动力性制动能量回收MAP图，具有更大的制动电转矩输出。

步骤4）在步骤3）中，如果制动踏板处于非制动状态，而且整车控制器同时检测到加速踏板开度为零，查找滑行能量回收MAP图，即车速-滑行电制动转矩关系图，得到目标滑行回收转矩，并通过CAN总线发送给驱动电机控制器。其中滑行能量回收MAP图根据挡位确定，动力挡位对应动力性滑行能量回收MAP图，经济挡位对应经济性滑行能量回收MAP图，经济性滑行能量回收相比动力性滑行能量回收MAP图，具有更大的滑行制动电转矩输出。

步骤5）在步骤3）中，如果制动踏板处于非制动状态，而且整车控制器同时检测到加速踏板开度大于零，则根据步骤2）得到的目标驱动转矩通过CAN总线发送给驱动电机控制器。

6）在步骤3)-5)中，当发生影响驱动或制动的故障时，如加速踏板故障、换挡器故障、驱动电机控制器发送的故障、动力电池控制器发送的故障等，整车控制器进行判别，将目标驱动转矩设置为零，通过CAN总线发送给驱动电机控制器。

实现上述控制方法的控制系统，其包括：

整车控制器：接收加速踏板信号、制动踏板信号和换挡器信号等驾驶员操作信息和车辆状态信息，判断车辆处于动力行驶状态还是经济行驶状态，驱动状态、制动状态还是滑行状态，得到相应的目标转矩，发送到CAN总线上。

换挡器：能够进行驱动、倒退、驻车、空挡等挡位的选择，尤其是在驱动部分的挡位具有动力挡位和经济挡位的选择，并将所有挡位信号及挡位故障向整车控制器反馈。

加速踏板：能够通过踏板开度的变化反映驾驶员驱动行驶的意愿，并将踏板开度信号和踏板故障信号向整车控制器反馈。

制动踏板：能够通过制动踏板的开关状态反映驾驶员制动车辆的需求，并将制动开关信号向整车控制器反馈。

驱动电机控制器：接收CAN总线上的目标转矩等信息，控制驱动电机的转矩变化等动作，并将驱动电机的故障信息发送到CAN总线上。

动力电池控制器：控制动力电池进行充电和放电，将动力电池的故障信息发送到CAN总线上。

本发明的优点在于：