电动汽车车速限制方法及系统与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车车速限制方法及系统。

背景技术：

随着汽车工业的飞速发展和人们生活条件的不断改善，汽车已经成为人们出行不可或缺的交通工具之一。汽车保有量逐年增加，越来越多的人拥有了私家车。而电动汽车是目前汽车行业发展的方向。

为了确保驾驶安全，需要对电动汽车的车速进行限制。目前，电动汽车的车速限制是大多是通过在目标限制车速之前降低扭矩输出的方式实现，但此方法响应速度慢，会影响目标限制车速到达之前的动力性能，例如，对于最高车速限制，由于电动汽车的最高车速往往较传统车低，大部分车型的最高限速都在100-120km/h左右，此限速方法会削弱整车的加速性能，增大车辆加速时间。

技术实现要素：

为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车车速限制方法，以解决现有技术响应速度慢、会影响目标限制车速到达之前的动力性能的问题。

一种电动汽车车速限制方法，包括：

获取电动汽车的实时车速；

根据电动汽车的当前状态确定车速限制来源，并获取所述车速限制来源对应的目标最高车速；

计算所述实时车速与所述目标最高车速的差值；

根据所述差值分别计算开环扭矩和比例积分调节扭矩；

实时获取加速踏板深度信号，并根据所述加速踏板深度信号计算实时加速踏板期望扭矩；

根据所述开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩计算最终输出扭矩，并将所述最终输出扭矩输出给电机，使所述电机执行所述最终输出扭矩。

根据本发明提供的电动汽车车速限制方法，将实时车速和目标最高车速的差值作为扭矩计算的来源，根据开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩共同来计算最终输出扭矩，在车速限制扭矩协调计算中加入开环扭矩计算，能提高扭矩调节的响应速度，能较快地将最终扭矩降低至目标限制车速所需扭矩，并能尽快的使车辆稳定维持在目标限制车速，本发明在车速限制过程中不会影响目标限制车速到达之前的动力性能，例如最高车速100km/h的车辆，使用本发明的车速限制系统，不影响整车的0-100km/h加速性能及加速时间；较低限制车速的情况下不影响车辆的爬坡性能，能确保车辆正常行驶。此外，本发明是根据当前车辆系统状态确定车速限制来源，获取对应的目标最高车速，能够满足车辆的多种工况下的车速限制需求，例如不同档位最高车速、不同故障等级下跛行车速限制等，具有适用性强、适用面广的特点。

另外，根据本发明上述的电动汽车车速限制方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述获取电动汽车的实时车速的步骤包括：

通过所述电动汽车的整车控制器获取防抱死制动系统上传的实时车速；或者通过所述电动汽车的电机旋转变压器获取的电机转速以计算出实际车速。

进一步地，所述根据所述差值分别计算开环扭矩和比例积分调节扭矩的步骤包括：

根据所述差值计算开环扭矩，经过限幅处理后，输出开环扭矩tq1；

根据所述差值计算比例积分调节扭矩，经过限幅处理后，输出比例积分调节扭矩tq2、tq3，其中，tq2中为比例计算的调节扭矩，tq3为积分计算的调节扭矩。

进一步地，所述实时获取加速踏板深度信号，并根据所述加速踏板深度信号计算实时加速踏板期望扭矩的步骤包括：

通过所述电动汽车的整车控制器实时获取加速踏板深度信号，根据所述加速踏板深度信号计算实时加速踏板期望扭矩tq4。

进一步地，所述根据所述开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩计算最终输出扭矩的步骤中，采用以下公式计算最终输出扭矩：

最终输出扭矩tq＝tq1+tq2+tq3+tq4。

本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车车速限制系统，以解决现有技术响应速度慢、会影响目标限制车速到达之前的动力性能的问题。

一种电动汽车车速限制系统，其特征在于，包括：

实时车速获取模块，用于获取电动汽车的实时车速；

限制车速获取模块，用于根据电动汽车的当前状态确定车速限制来源，并获取所述车速限制来源对应的目标最高车速；

差值计算模块，用于计算所述实时车速与所述目标最高车速的差值；

开环扭矩计算模块，用于根据所述差值计算开环扭矩；

比例积分调节扭矩计算模块，用于根据所述差值计算比例积分调节扭矩；

踏板深度信号获取模块，用于实时获取加速踏板深度信号，并根据所述加速踏板深度信号计算实时加速踏板期望扭矩；

最终输出扭矩计算模块，用于根据所述开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩计算最终输出扭矩，并将所述最终输出扭矩输出给电机，使所述电机执行所述最终输出扭矩。

根据本发明提供的电动汽车车速限制系统，将实时车速和目标最高车速的差值作为扭矩计算的来源，根据开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩共同来计算最终输出扭矩，在车速限制扭矩协调计算中加入开环扭矩计算，能提高扭矩调节的响应速度，能较快地将最终扭矩降低至目标限制车速所需扭矩，并能尽快的使车辆稳定维持在目标限制车速，本发明在车速限制过程中不会影响目标限制车速到达之前的动力性能，例如最高车速100km/h的车辆，使用本发明的车速限制系统，不影响整车的0-100km/h加速性能及加速时间；较低限制车速的情况下不影响车辆的爬坡性能，能确保车辆正常行驶。此外，本发明是根据当前车辆系统状态确定车速限制来源，获取对应的目标最高车速，能够满足车辆的多种工况下的车速限制需求，例如不同档位最高车速、不同故障等级下跛行车速限制等，具有适用性强、适用面广的特点。

另外，根据本发明上述的电动汽车车速限制系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述实时车速获取模块具体用于：

通过所述电动汽车的整车控制器获取防抱死制动系统上传的实时车速；或者通过所述电动汽车的电机旋转变压器获取的电机转速以计算出实际车速。

进一步地，所述开环扭矩计算模块用于根据所述差值计算开环扭矩，经过限幅处理后，输出开环扭矩tq1；

所述比例积分调节扭矩计算模块用于根据所述差值计算比例积分调节扭矩，经过限幅处理后，输出比例积分调节扭矩tq2、tq3，其中，tq2中为比例计算的调节扭矩，tq3为积分计算的调节扭矩。

进一步地，所述踏板深度信号获取模块用于通过所述电动汽车的整车控制器实时获取加速踏板深度信号，根据所述加速踏板深度信号计算实时加速踏板期望扭矩tq4。

进一步地，所述最终输出扭矩计算模块具体采用以下公式计算最终输出扭矩：

最终输出扭矩tq＝tq1+tq2+tq3+tq4。

附图说明

本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明第一实施例的电动汽车车速限制方法的流程图；

图2是根据本发明第二实施例的电动汽车车速限制系统的结构框图。

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做出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。

请参阅图1，本发明第一实施例提出的电动汽车车速限制方法，包括步骤s101～s106。

s101，获取电动汽车的实时车速；

其中，可以通过所述电动汽车的整车控制器vcu通过整车can获取防抱死制动系统abs上传的实时车速；或者通过所述电动汽车的电机旋转变压器获取的电机转速以计算出实际车速。

s102，根据电动汽车的当前状态确定车速限制来源，并获取所述车速限制来源对应的目标最高车速。

其中，vcu通过整车的一些输入确认车速限制的来源，例如d、r档位下的最高车速限制选择、不同故障等级跛行模式下车速限制选择等。车速限制来源以及对应的目标最高车速是在预设设定好并存储在vcu中的，不同的车速限制来源可以对应不用的目标最高车速，例如，当整车状态正常时，此车速限制来源对应的目标最高车速为120km/h；当刹车系统出现故障时，此车速限制来源对应的目标最高车速为50km/h。

s103，计算所述实时车速与所述目标最高车速的差值。

其中，需要实时计算实时车速与目标最高车速的差值△v。

s104，根据所述差值分别计算开环扭矩和比例积分调节扭矩。

其中，将车速差值△v输入车速限制开环扭矩计算模块中来计算开环扭矩，具体的，为了提升安全性，经过限幅处理后，输出开环扭矩tq1。

此外，将车速差值△v输入pi(比例积分)调节扭矩计算模块，计算出比例积分调节扭矩，同样，为了提升安全性，经过限幅处理后，输出比例积分调节扭矩tq2、tq3，其中，tq2中为比例计算的调节扭矩，tq3为积分计算的调节扭矩。

s105，实时获取加速踏板深度信号，并根据所述加速踏板深度信号计算实时加速踏板期望扭矩。

其中，通过所述电动汽车的整车控制器vcu通过加速踏板深度信号采集模块实时获取加速踏板深度信号，此信号输入加速踏板期望扭矩计算模块计算实时加速踏板期望扭tq4。

s106，根据所述开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩计算最终输出扭矩，并将所述最终输出扭矩输出给电机，使所述电机执行所述最终输出扭矩。

其中，具体通过以下公式计算最终输出扭矩tq：

tq＝tq1+tq2+tq3+tq4。

同样，为了提升安全性，经过限幅处理后，将最终输出扭矩输出给电机执行该扭矩。

根据本实施例提供的电动汽车车速限制方法，将实时车速和目标最高车速的差值作为扭矩计算的来源，根据开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩共同来计算最终输出扭矩，在车速限制扭矩协调计算中加入开环扭矩计算，能提高扭矩调节的响应速度，能较快地将最终扭矩降低至目标限制车速所需扭矩，并能尽快的使车辆稳定维持在目标限制车速，本发明在车速限制过程中不会影响目标限制车速到达之前的动力性能，例如最高车速100km/h的车辆，使用本发明的车速限制系统，不影响整车的0-100km/h加速性能及加速时间；较低限制车速的情况下不影响车辆的爬坡性能，能确保车辆正常行驶。

此外，本发明是根据当前车辆系统状态确定车速限制来源，获取对应的目标最高车速，能够满足车辆的多种工况下的车速限制需求，例如不同档位最高车速、不同故障等级下跛行车速限制等，具有适用性强、适用面广的特点。本发明的限速效果的一致性好，对于不同路况及载荷下，例如上坡、下坡、空满载等，实际限速效果一致性良好，与目标限速值差异性小。

请参阅图2，基于同一发明构思，本发明第二实施例提出的电动汽车车速限制系统，包括：

实时车速获取模块10，用于获取电动汽车的实时车速；

限制车速获取模块20，用于根据电动汽车的当前状态确定车速限制来源，并获取所述车速限制来源对应的目标最高车速；

差值计算模块30，用于计算所述实时车速与所述目标最高车速的差值；

开环扭矩计算模块40，用于根据所述差值计算开环扭矩；

比例积分调节扭矩计算模块50，用于根据所述差值计算比例积分调节扭矩；

踏板深度信号获取模块60，用于实时获取加速踏板深度信号，并根据所述加速踏板深度信号计算实时加速踏板期望扭矩；

最终输出扭矩计算模块70，用于根据所述开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩计算最终输出扭矩，并将所述最终输出扭矩输出给电机，使所述电机执行所述最终输出扭矩。

其中，所述实时车速获取模块10具体用于：

通过所述电动汽车的整车控制器获取防抱死制动系统上传的实时车速；或者通过所述电动汽车的电机旋转变压器获取的电机转速以计算出实际车速。

其中，所述开环扭矩计算模块40用于根据所述差值计算开环扭矩，经过限幅处理后，输出开环扭矩tq1；

所述比例积分调节扭矩计算模块50用于根据所述差值计算比例积分调节扭矩，经过限幅处理后，输出比例积分调节扭矩tq2、tq3，其中，tq2中为比例计算的调节扭矩，tq3为积分计算的调节扭矩。

其中，所述踏板深度信号获取模块60用于通过所述电动汽车的整车控制器实时获取加速踏板深度信号，根据所述加速踏板深度信号计算实时加速踏板期望扭矩tq4。

其中，所述最终输出扭矩计算模块70具体采用以下公式计算最终输出扭矩tq：

最终输出扭矩tq＝tq1+tq2+tq3+tq4。

根据本实施例提供的电动汽车车速限制系统，将实时车速和目标最高车速的差值作为扭矩计算的来源，根据开环扭矩、比例积分调节扭矩、实时加速踏板期望扭矩共同来计算最终输出扭矩，在车速限制扭矩协调计算中加入开环扭矩计算，能提高扭矩调节的响应速度，能较快地将最终扭矩降低至目标限制车速所需扭矩，并能尽快的使车辆稳定维持在目标限制车速，本发明在车速限制过程中不会影响目标限制车速到达之前的动力性能，例如最高车速100km/h的车辆，使用本发明的车速限制系统，不影响整车的0-100km/h加速性能及加速时间；较低限制车速的情况下不影响车辆的爬坡性能，能确保车辆正常行驶。

此外，本发明是根据当前车辆系统状态确定车速限制来源，获取对应的目标最高车速，能够满足车辆的多种工况下的车速限制需求，例如不同档位最高车速、不同故障等级下跛行车速限制等，具有适用性强、适用面广的特点。本发明的限速效果的一致性好，对于不同路况及载荷下，例如上坡、下坡、空满载等，实际限速效果一致性良好，与目标限速值差异性小。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具体用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。