一种新能源汽车的限速控制方法

本发明涉及新能源汽车智能控制领域，具体而言，涉及一种新能源汽车的限速控制方法。

背景技术：

1、汽车的车速限制，是交通管理中重要的环节。目前，国内外较多采用雷达测速装置对违章超速行驶车辆实施测速，并结合现场测速、堵截和处罚等措施，控制和处罚违章驾驶人员，然而这些措施仅仅解决了对超速驾驶汽车的时候处罚和驾驶人员的教育问题，无法从根本上解决汽车行驶速度的实时检测和有效控制。

2、在新能源汽车的限速方法方面，目前主要现有技术方案：

3、1、利用汽车采集gps限速值或车载摄像头拍摄和识别道路限速值，将限速值与速度传感器采集的当前车速进行比较，通过控制电机运转以控制车速；

4、2、在汽车上安装射频模块接收装置，在道路上放置发送限速信号的限速牌，汽车通过接收道路限速牌发射的限速信号获取限速值，与当前速度传感器采集到的当前车速进行比较，最终控制电机运转从而控制车速。

5、然而以上两种方案中，关于射频模块采集限速值技术，成本高、普及率不高；而gps出现故障、未更新，限速标志牌被遮挡等情况下，很难获取有效的限速值；同时，在新能源汽车大量普及的情况下，也需要一种技术方案整合新能源汽车的特点，可靠及时地驱动电机，进行汽车控速。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本申请提供了一种新能源汽车的限速控制方法，包括以下步骤：

2、获取行车环境数据，环境数据包括道路限速值、道路坡度角；

3、获取驾驶操作信息，驾驶操作信息包括制动意图类型；

4、获取汽车当前行车指标，包括电池荷电状态、汽车行驶参数，汽车行驶参数包括电机转速、当前车速、行车档位、加速踏板开度、abs状态；

5、其中，根据当前车速、限速值、坡度角，将制动意图类型划分为一般制动、紧急制动。

6、根据行车环境数据、驾驶操作信息和汽车当前行车指标，计算刹车扭矩值和速度控制区间，生成限速控制指令；

7、结合汽车动态响应，通过限速控制指令进行速度控制。

8、其中，提取道路限速值的方式包括：

9、通过车载gps直接读取限速值；

10、通过车载摄像头获取限速值；

11、通过道路类型获取限速值。

12、其中，计算刹车扭矩值还包括根据行车档位判断是否需要输出扭矩值，行车档位为d/r档时需要输出刹车扭矩值，n档时不输出扭矩值。

13、需要输出刹车扭矩值时，刹车扭矩值的计算方法为：

14、道路坡度角小于等于坡度标准值时：

15、

16、道路坡度角大于坡度标准值时：

17、

18、其中，ttq为刹车扭矩值，ig为变速器传动比，i0为主传动比，ηt为传动系的机械效率，r为车轮半径，g为作用于汽车上的重力，f为滚动阻力系数，α为坡度角，cd为空气阻力系数，a为迎风面积，v为当前车速，δ为汽车旋转质量换算系数，m为汽车质量。

19、进一步的，通过pid算法对刹车扭矩值进行优化，输出实际刹车扭矩值，包括：

20、获取pid控制算法的偏差值e(t)，算法为：e(t)＝r(t)-y(t)，

21、其中：r(t)＝ttq，即期望输出的刹车扭矩值，y(t)为当前汽车实际输出的电机扭矩值入；

22、通过pid控制算法获取可输出的刹车扭距值u(t)：

23、

24、其中，t为时间，kp为比例参数，ki为积分参数，kd为微分参数。

25、输出实际刹车扭矩值后，还对实际刹车扭矩值进一步优化，获取最终的刹车扭矩tb，包括以下步骤：

26、获取加速踏板开度，输出基本刹车扭矩需求：计算方法为：tact＝t.rate，其中，tact为符合扭矩需求的基本刹车扭矩、t为可输出的刹车扭矩值u(t)、rate为加速踏板开度比率；

27、获取制动力系数fb，根据制动力系数获取最终的刹车扭矩tb，计算方法为：tb＝tact.fb。

28、进一步的，限速控制指令至少包括刹车扭矩值、限速值及对应的速度控制区间；

29、速度控制区间包括：常规控制区间、降扭控制区间、限速控制区间，限速控制区间包括一般制动控制区间和紧急制动区间。

30、进一步的，速度控制指，当电机转速进入限速控制区间后，通过控制电机扭矩，调节电机转速以控制车速，其中电机扭矩的目标值为输出的最终的刹车扭矩。

31、进一步的，速度控制还包括选择制动模式，其中制动模式包括电制动和机械制动模式；

32、制动模式通过当前车速、abs是否开启、蓄电池电池荷电状态值的大小、制动强度决定；

33、制动模式为电制动时，可执行能量回收。

34、根据本发明，可以完善获取道路限速值的策略，并在获取了限速值的情况下，整合新能源汽车在行驶过程中驾驶人员、行车路况、汽车本身信息这三种环境数据，对控制车速的指标不断优化，结合汽车的动态响应，实现精确的限速控制。

技术特征：

1.一种新能源汽车的限速控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的限速控制方法，其特征在于，提取所述道路限速值的方式包括：

3.根据权利要求1所述的限速控制方法，其特征在于，所述计算刹车扭矩值还包括根据所述行车档位判断是否需要输出扭矩值，所述行车档位为d/r档时需要输出刹车扭矩值，n档时不输出扭矩值。

4.根据权利要求3所述的限速控制方法，其特征在于，所述需要输出刹车扭矩值时，所述刹车扭矩值的计算方法为：

5.根据权利要求4所述的限速控制方法，其特征在于，还包括通过pid算法对所述刹车扭矩值进行优化，输出实际刹车扭矩值，包括：

6.根据权利要求5所述的限速控制方法，其特征在于，所述输出实际刹车扭矩值后，还对所述实际刹车扭矩值进一步优化，获取最终的刹车扭矩tb，包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的限速控制方法，其特征在于，所述限速控制指令至少包括刹车扭矩值、限速值及对应的速度控制区间；

8.根据权利要求1所述的限速控制方法，其特征在于，所述速度控制指，当电机转速进入所述限速控制区间后，通过控制电机扭矩，调节电机转速以控制车速，所述电机扭矩的目标值为所述最终的刹车扭矩。

9.根据权利要求7所述的限速控制方法，其特征在于，所述速度控制还包括选择制动模式，其中所述制动模式包括电制动和机械制动模式；

10.根据权利要求1所述的限速控制方法，其特征在于，根据所述当前车速、限速值、坡度角，将所述制动意图类型划分为一般制动、紧急制动。

技术总结
本发明公开了一种新能源汽车的限速控制方法，包括：获取行车环境数据，包括道路限速值、道路坡度角；获取驾驶操作信息，包括制动意图类型；获取汽车当前行车指标，包括电池荷电状态、汽车行驶参数，其中汽车行驶参数包括电机转速、当前车速、行车档位、加速踏板开度、ABS状态；根据行车环境数据、驾驶操作信息和汽车当前行车指标，计算刹车扭矩值和速度控制区间，生成限速控制指令；再结合汽车动态响应，通过限速控制指令进行速度控制。根据上述技术方案，可以完善获取道路限速值的策略，并整合行驶过程中环境数据，对控制车速的指标不断优化，实现精确的限速控制。

技术研发人员：展新,席婵婵,郑伟光,许恩永,黄其柏,黄逸哲,李善德
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13