電動(dòng)汽車加速踏板控制策略

1、加速踏板控制策略一、控制步驟：1、選擇加速踏板電壓開度信號(hào)與電機(jī)扭矩的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線0加遠(yuǎn)齬版開度電壓（V>51 3-3加速踽板到電機(jī)按無(wú)用制機(jī)略圖曲線a比較合適。2、找出擬合曲線，j = 7.8162十一 83.703x? + 308.16j- L84843、式中y 電機(jī)扭矩（N*m）；x 加速踏板開度電壓 （V）。I5D100 煩3DC-LSDL0&SCtill連皚槪開堆電Jh Mm 3-4愼10板捽制策略的曲線擬十聞一：車1-.1 - 一-4、根據(jù)曲線計(jì)算電機(jī)扭矩值 5、去抖動(dòng)，濾波第一步為在進(jìn)行8次求平均值時(shí)候加上閾值限制，每加一個(gè)采樣值首先判斷是否超出一個(gè)范圍，如杲超出則

2、為尖峰值，將其設(shè)定為下一個(gè)比較基準(zhǔn)值，具體參考程序段：AD采樣初步濾波示例程序段.doc去抖的一種方法是同樣的模擬信號(hào)用兩路AD進(jìn)行采集，目前的電路板有一路AD是給轉(zhuǎn)向單元準(zhǔn)備的，可以考慮用在加速踏板上面。、軟件流程圖:電動(dòng)汽車 論文 軟件功能相關(guān)-純電動(dòng)中巴車整車控制及仿真研究.kdh,節(jié)加速踏板控制策略整車控制器從加速踏板采集的是模擬量05V電壓信號(hào)，之后整車控制器通過(guò)一定的算法，計(jì)算出對(duì)應(yīng)輸出的電機(jī)扭矩值，再通過(guò)CAN總線發(fā)送給電機(jī)控制器。車輛的加速特性就取決于整車控制器中所采用的算法。加速踏板電壓開度信號(hào)和電機(jī)扭矩有三種常見(jiàn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)應(yīng)關(guān)系圖如圖3-3所示。0丿川遞皓板丿I度舊用5

3、圖3-3婦速踏叔到電機(jī)扭矩控制笛昭圖圖中三條曲線 a、b、c分別表示三種不同的加速踏板控制策略曲線。a條曲線代表硬踏板控制策略，b條直線表示線性踏板控制策略，c條曲線代表軟踏板控制策略。一般常用的是前兩種控制策略。兩種策略各有優(yōu)缺點(diǎn)，a種控制策略汽車起步時(shí)更快，更有勁，也更于換擋，駕駛感覺(jué)比較好。但對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系較復(fù)雜處理的過(guò)程中計(jì)算量過(guò)大，響應(yīng)特性較差；b種線性踏板控制策略， 函數(shù)關(guān)系處理比較簡(jiǎn)單， 但是在汽車的加速性上偏慢，司機(jī)駕駛感覺(jué)差一些?，F(xiàn)分別介紹兩種控制算法也就是加速踏板曲線。線性控制策略處理起來(lái)比較簡(jiǎn)單，只需要找到固定的比例系數(shù)就可以。硬踏板非線性控制策略處理起來(lái)比較復(fù)雜，需要一些

4、理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合得到一些數(shù)據(jù)， 再通過(guò)擬合得到硬踏板控制策略曲線，曲線圖形如下圖3-4所示。曲線通過(guò)EXCEL表格擬合得到近似的曲線，因?yàn)槭菙M合曲線，所以從相似度高低依次 可以得到幾種曲線。 這就需要綜合考慮選擇更合適的一種。這里采用多項(xiàng)式的趨勢(shì)曲線，采用更高次的方程相似度會(huì)更高一些，但同時(shí)計(jì)算量更大一些；而選用低次的方程相似度又會(huì)差一些，所以綜合考慮選擇三次方程組。擬合曲線的方程為三次方程組，曲線的方程如公式3-1所示。y = 7.8162 一 83.703x- + 308J6.r-L8484式中yx電機(jī)扭矩(N*m)；加速踏板開度電壓4 4 3 _3 2 2 1 1二 二.二一13316皿

5、血厭板開反電圧(V)創(chuàng)3 -4 (lie踏板擰制策略的Elli線擬合圖(V)。從曲線還可以看出，剛開始輕微踩踏板時(shí)沒(méi)有扭矩。 這樣做的目的是考慮到人們的駕駛 習(xí)慣，開車的時(shí)候，腳會(huì)習(xí)慣性放在加速踏板上，如車輛在行駛過(guò)程中遇到紅燈停下來(lái)，這時(shí)車還在抖動(dòng)，腳也隨著抖動(dòng)，連帶著踏板也會(huì)抖動(dòng)，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)電機(jī)空轉(zhuǎn)，電機(jī)所做的 功是無(wú)用的。還有就是從安全角度看，更利于控制。所以在軟件編程中，加速踏板輕微開度 不產(chǎn)生扭矩。電動(dòng)汽車論文軟件功能相關(guān)-電動(dòng)汽車分布式控制系統(tǒng)的總線調(diào)度與整車控 制策略的研究.kdh加速力矩控制策略加速力矩控制策略直接影響到整車駕駛的動(dòng)力性和舒適性。從加速踏板采集到0-5V信 4

6、號(hào)，經(jīng)過(guò)標(biāo)定程序轉(zhuǎn)換得到相對(duì)踏板位置的比 率，經(jīng)過(guò)一定函數(shù)運(yùn)算， 計(jì)算出加速踏板對(duì)應(yīng)的 加速力矩。函數(shù)關(guān)系可以是線性直線，也可以是 曲線。線性函數(shù)關(guān)系處理比較簡(jiǎn)單，但是在汽車 的加速性上偏慢，復(fù)雜的函數(shù)關(guān)系在處理的過(guò)程 中計(jì)算量過(guò)大。通過(guò)歸一化的處理方法， 采用了 簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系來(lái)表示，如圖6-2所示。圖中圖6-2加速力矩策略示競(jìng)圖在小負(fù)荷時(shí)考慮到力矩的需求比較小,曲線A、B和C分別表示了三種加速踏板策略： 硬踏板策略、線性踏板策略和軟踏板策略。實(shí)際 上等同于加速踏板信號(hào)的比例， 反映了踏板的位 置。通過(guò)道路試驗(yàn)選取了曲線A。這條曲線基本滿足加速的需求，在中負(fù)荷司機(jī)的駕駛感覺(jué)也良好, 踏板的行

7、程很小，如果按照這條曲線， 司機(jī)的操控性不好， 所以通過(guò)試驗(yàn)修改了曲線在小負(fù) 荷狀態(tài)下的曲線特性，以保證低速行駛的穩(wěn)定性。結(jié)合電機(jī)的外特性曲線和加速踏板回零的制動(dòng)需求，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的范圍如圖6-3所示。圖中上曲線是電機(jī)的外特性曲線，也就是電機(jī)在額定功率下運(yùn)行的理想曲線，分為恒扭距和恒功率兩個(gè)區(qū)間，額定轉(zhuǎn)速為3600r/min。下曲線是在踏板回零時(shí)電機(jī)制動(dòng)的曲線，考慮到電機(jī)在小轉(zhuǎn)速時(shí)無(wú)法起到回饋的效果，制動(dòng)結(jié)束點(diǎn)選取在 800r/min左右。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此時(shí)的回饋電流很小，可以忽略?？紤]到電機(jī)的轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)制動(dòng)功率過(guò)大對(duì)電池的充電沖擊很 大，所以基本不回饋制動(dòng)。制動(dòng)起始轉(zhuǎn)速為4500r/min，當(dāng)然該

8、點(diǎn)實(shí)際上與電池狀態(tài)有關(guān)。其值是在電池電量比較足的情況下試驗(yàn)調(diào)整的，它應(yīng)該隨著電池的電壓的下降而增大，這需要做很多試驗(yàn)。有了圖6-3的驅(qū)動(dòng)力矩的范圍曲線，驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算就可以很容易的根據(jù)加速特性曲線而得到。電機(jī)顫定轉(zhuǎn)罐電動(dòng)汽車 論文 軟件功能相關(guān)：純電動(dòng)車整車控制策略的研究.nh加速踏板信號(hào) 處理加速踏板作為整車最重要的輸入量之一，其信號(hào)的變化直接反映了駕駛員的操作意圖。 其輸出信號(hào)應(yīng)滿足以下要求 ：穩(wěn)定性、連續(xù)性、單調(diào)性和適應(yīng)性。如果信號(hào)出錯(cuò)，將導(dǎo)致車 輛失控，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問(wèn)題。鑒于加速踏板信號(hào)如此的重要，本文所采用的加速踏板安裝了兩路傳感器，這兩路傳感器都屬于電位計(jì)傳感器。兩組傳感器輸出

9、的信號(hào)行程不一樣，但是傳感器的輸出信號(hào)和加速踏板開度成線性關(guān)系，不同特征的物理信號(hào)輸入整車控制器得到的加速踏板開度應(yīng)該是一致的。這樣的好處是，增加系統(tǒng)的冗余度， 提高系統(tǒng)的故障診斷邏輯，提高了加速踏板信號(hào)的可靠性。圖3-7為加速踏板信號(hào)處理流程。 其主要處理流程是1）將加速踏板輸出的電壓進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換得到采樣值；2）診斷標(biāo)定，若采樣值超出有效范圍，則放棄此采樣值；3）對(duì)采樣值進(jìn)行滑移平均濾波，達(dá)到有效值；4）對(duì)濾波后的有效值進(jìn)行加速踏板開度計(jì)算，得到加速踏板開度及其變化率圖3片加速翳楓信號(hào)處mt：入輸出冠意用加速踏板開度函數(shù)表達(dá)式8（斤）二式中vk） 加速踏板信號(hào)采樣侑；加速躋根俏號(hào)仃效采樣

10、加小闌值：%加速踏板信廿有效采樣最大閾也rfi于加連踏板信號(hào)址毎1山世進(jìn)fi次采樣.時(shí)間短暫，械認(rèn)為加速踏板開 度變化率等尸加速踏板開應(yīng)的變化*其函數(shù)衣達(dá)代知*3-101純電動(dòng)轎車動(dòng)力總成控制系統(tǒng)的研究.kdh加速踏板控制策略正常狀態(tài)下加速踏板的輸出加速踏板信號(hào)是整車最重要的模擬信號(hào)之一，其反映了司機(jī)的駕駛意圖，直接關(guān)系車輛 控制器PTCM對(duì)電機(jī)控制器 DMCM送出的扭矩指令，如果該信號(hào)出錯(cuò)， 將導(dǎo)致車輛失控,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重安全問(wèn)題，鑒于其重要性，本文對(duì)純電動(dòng)汽車的電子油門采用了兩組傳感器，以增加系統(tǒng)冗余度，如圖3-2，3-3所示，兩組傳感器的信號(hào)特征是不同的，這樣做的好處在于可以增加故障診斷邏

11、輯，不同物理信號(hào)特征的傳感器輸入得出的結(jié)果應(yīng)該是一致的，增加系統(tǒng)的嚴(yán)謹(jǐn)性，若其中一傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，可單獨(dú)啟用另一傳感器。Displacement(加速賂板位K加速踏板2、位宣悄感富PP冊(cè)氣 位圖A2枷速踏械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圉固3-3加謹(jǐn)瞎板輸入信號(hào)Fig. 3-2 Stiuctiire of Ac cel emt tn1 pednlFig 3-3 Signal of Acwknrtcr pedal動(dòng)力總成對(duì)加速踏板信號(hào)的處理，需要考慮1 )整車對(duì)加速踏板響應(yīng)的要求；2)對(duì)輸入信號(hào)模擬量如何進(jìn)行處理。在PTCM的硬件采樣電路中，對(duì)傳感器的輸入信號(hào)可采用5ms、10ms、50ms等不同等級(jí)的采樣頻率，對(duì)圖

12、3-3中的兩組加速踏板傳感器PPS1及PPS2 PTCM采用了最高等級(jí)的頻率 5ms采樣，即每秒采集 200個(gè)輸入信號(hào)，這對(duì)于駕駛 員的動(dòng)作響應(yīng)及硬件診斷已經(jīng)足夠。在控制程序中，PTCM不斷的對(duì)這5ms的中斷信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，只要原始信號(hào)出現(xiàn)任何異常，PTCM立即能發(fā)現(xiàn)。由于傳感器為模擬信號(hào)輸入，在電動(dòng)汽車的使用環(huán)境里，模擬信號(hào)易受干擾造成脈沖尖鋒而超限溢出，由于加速踏板的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，為了過(guò)濾脈沖干擾，對(duì)當(dāng)前加速踏板APP (k的值采用了增量式調(diào)節(jié)的方式，即APP心-APPk -1) + MPPik)(3-1)其中 APP(k)的值有正有負(fù)，為防止脈沖干擾，對(duì)加速踏板輸入信號(hào)的增量厶APP(k)

13、采用限步長(zhǎng)的處理方式，將當(dāng)前的增長(zhǎng)量與標(biāo)定的步長(zhǎng)增長(zhǎng)量限制值max APP(k)相比較，若小于步長(zhǎng)限制，則保持原值輸出，若超出限制值，則以最大步長(zhǎng)增長(zhǎng)量max APP(k)輸出。max A APP(k)為預(yù)先存儲(chǔ)于非易失性存儲(chǔ)器里對(duì)于每一采樣周期內(nèi)加速踏板的最大變化量， 需要由標(biāo)定來(lái)確定。為了防止干擾，導(dǎo)致不正常的值出現(xiàn)，確保行車安全，必須對(duì)加速踏板的最終輸出量進(jìn)行幅值上下限處理，本文在控制程序里對(duì)加速踏板的值進(jìn)行邏輯門限制。設(shè)minAPP, maxAPP為標(biāo)定的加速踏板 0100%開度對(duì)應(yīng)的最小值最大值，若輸出的APP (k)超出minAPPmaxAPP的范圍，則取邊界值。經(jīng)過(guò)上述處理，可分

14、別得到兩個(gè)駕駛踏板的輸入值A(chǔ)PP1 ( k)及APP2( k)，動(dòng)力總成控制程序里所應(yīng)采用的加速踏板的值是對(duì)兩個(gè)傳感器輸入綜合處理的結(jié)果，為此引入權(quán)系數(shù)。設(shè)APP1_Wgh, APP2 _Wgh分別為傳感器1及傳感器2對(duì)應(yīng)的權(quán)系數(shù)，令 APP1_Wgh+ APP2_Wgh=1 ;根據(jù)故障標(biāo)志位，確定APP1、APP2信號(hào)的權(quán)系數(shù)，以決定兩信號(hào)對(duì)最終加速踏板位置的貢獻(xiàn)。如果所有標(biāo)志位都未樹立， 即正常情況下，APP1 ( k)= APP2(k)APP1_Wgh= APP2_Wgh =12，最終送出的加速踏板值為APP_Cw代料心、二 APP_W§hAPPlk十 APP2農(nóng)護(hù)/1 尸尸2

15、加速踏板信號(hào)的診斷與失效處理在采用傳感器信號(hào)進(jìn)行控制算法前，電控系統(tǒng)必須對(duì)每一個(gè)傳感器的輸入信號(hào)進(jìn)行診 斷，只有正常的信號(hào)才能為控制程序所用。 本系統(tǒng)采用兩組加速踏板傳感器， 增加了信號(hào)診 斷的復(fù)雜性， 但若采用適當(dāng)?shù)脑\斷策略將更能提高系統(tǒng)的可靠性， 為此本文研究了電路診斷 及合理性診斷的策略。 加速踏板傳感器的開路短路檢查讀入加速踏板傳感器的兩個(gè)電位計(jì)信號(hào)的原始值PPS1、PPS2（Pedal Position Sensor；） 對(duì)每個(gè)電位計(jì)讀入信號(hào)進(jìn)行有效性檢查，即看輸入信號(hào)是否在各自的正常范圍 （93%*Vref7%*Vref ，具體值需通過(guò)標(biāo)定決定 ），以確定傳感器是否短路或斷路。引入

16、故障計(jì) 數(shù)器OutOfRng1和OutOfRng2,當(dāng)APP1、APP2信號(hào)超出正常范圍，信號(hào)值取邊界值，相 應(yīng)的故障計(jì)數(shù)器增加一個(gè)標(biāo)定量值Cont_OORUp；如果 APP1、APP2信號(hào)沒(méi)有越界，則相應(yīng)故障計(jì)數(shù)器減去一個(gè)標(biāo)定量值Con t_OORDow n。并對(duì)故障計(jì)數(shù)器進(jìn)行范圍限制，以免溢出，即0標(biāo)定上界。 加速踏板傳感器的復(fù)位和復(fù)位相關(guān)性檢查、將兩個(gè)電位計(jì)信號(hào)APP1、 APP2 進(jìn)行可比性轉(zhuǎn)化，如將 APP2 信號(hào)化成和 APP1 信號(hào)具有相同的偏移量和相同的斜率，接查找對(duì)應(yīng)的 APP1 值）；以利于兩個(gè)信號(hào)具有可比性可以通過(guò)標(biāo)定 Map 圖直ii、其次自學(xué)習(xí)最小信號(hào)值，將讀入信號(hào)和

17、儲(chǔ)存的兩個(gè)最小值MinAPP1、MinAPP2 (初值通過(guò)標(biāo)定處理）進(jìn)行比較，如果小于儲(chǔ)存值，用當(dāng)前值替換儲(chǔ)存值。同時(shí)將學(xué)習(xí)的最小值作為新的起點(diǎn)值。 （最小值的學(xué)習(xí)，可以用于處理以后的踏板信號(hào)）iii、檢查各自最小信號(hào)值是否是有效的最小機(jī)械位置MSV1 、 MSV2( MinimumMechanicalPosition ）,引入故障計(jì)數(shù)器 OutOfMSVI和 OutOfMSV2，無(wú)效時(shí)，相應(yīng)故障計(jì)數(shù) 器增加一個(gè)標(biāo)定量值Cont_OORUp,反之則減去一個(gè)標(biāo)定量值Cont_OORDown。并對(duì)故障計(jì)數(shù)器進(jìn)行范圍限制，以免溢出。iv、進(jìn)行最小值關(guān)聯(lián)性檢查，引入關(guān)聯(lián)故障計(jì)數(shù)器OutOfCor12。

18、如果 MINAPP1和MINAPP2的差別超過(guò)標(biāo)定容忍極限MINTOL （| MINAPP1 - MINAPP2|<MINTOL）,計(jì)數(shù)器增加一個(gè)標(biāo)定量值 Cont_OOCUp,反之，則減去一個(gè)標(biāo)定量值Cont_OOCDown。同時(shí)對(duì)故障計(jì)數(shù)器進(jìn)行范圍限制，以免溢出。 加速踏板傳感器對(duì)應(yīng)位置相關(guān)性檢查通 過(guò) MINAPPx 將相 應(yīng)的 加速 踏板 信號(hào) APPx 轉(zhuǎn) 換成 各自 對(duì)應(yīng) 的加速踏 板開 度APP1D APP2D,引入關(guān)聯(lián)故障計(jì)數(shù)器DIS12。如果 APP1D和APPSD的差別超過(guò)標(biāo)定容忍極限 DTOL， 計(jì)數(shù)器增加一個(gè)標(biāo)定量值 Cont_OOCUp， 反之， 則減去一個(gè)標(biāo)定量值 Co nt_OOCDow n。同時(shí)對(duì)故障計(jì)數(shù)器進(jìn)行范圍限制，以免溢出。 樹立相應(yīng)故障標(biāo)志位，決定權(quán)系數(shù)將 6 個(gè)故障計(jì)數(shù)器和各自的閾值進(jìn)行比較，確定是否該樹立相應(yīng)的故障標(biāo)志位 APP1_OOR_Flag APP2_OOR_Flag APP12_Cor_Flag 和相應(yīng)的 Service_Soon_Flag。同時(shí)檢查 加速踏板傳感器信號(hào)是否正常變化， 如果加速踏板長(zhǎng)期保持在一個(gè)值， 則豎立相應(yīng)故障標(biāo)志 位 APP1_Fail_Flag 和 APP2_Fail_Flag。APP1、APP2對(duì)應(yīng)的權(quán)系數(shù)分別為APP1_WghAPP2_Wgh;根據(jù)故障標(biāo)志位，確定 A