时认为汽车所处环境平稳，无上坡、下坡、急加速 的应用条件，满足开启节能控制条件。
[0080] 以上两个条件必须同时满足，才可开启节能控制功能。
[0081] 节能控制停止条件：
[0082] (1)阻力度绝对值〉设定阈值，此时汽车可能遇到需要大动力的特殊情况，如拉高 转速上陡坡，或者遇到大阻力消耗情况，如司机进行制动，或者遇到负阻力度情况，如车辆 长下坡时用电动机反拖制动。
[0083] (2)检测到司机刹车信号时。
[0084] (3)司机油门开度变化率超过阈值时。
[0085] 以上三个条件满足一个，即要关闭节能控制功能。
[0086] 经济区间计算
[0087] 首先需要测量所控制车辆的空满载扭矩特性，如下图所示，测量得到在空、半载、 满载状态下汽车平稳行驶的扭矩输出曲线：
[0088] 扭矩输出曲线是指某一汽车以某个负载、某个档位、某个坡度行驶时，电动机需要 输出的力矩曲线。图5为平路行驶时的扭矩输出曲线示例。
[0089] 横坐标为电动机转速，纵坐标为电输出转矩，I、II、III、IV、V、VI等罗马数字代表 手动档位的1，2,3,4,5,6档；实线为满载扭矩输出曲线，横虚线为半载扭矩输出曲线，点虚 线为空载力矩输出曲线。
[0090] 档位一定，电动机转速一定，如果车轮没有出现打滑，那车速是一定的。由于车速 是车辆行驶中司机最主要的操作因素也是决定行驶时间的主要因素，而转速对应万有特性 表中的油耗率参数，因此画出车速转速对应曲线对统计百公里油耗和控制汽车工作状态是 十分重要的。在知道汽车主减速比和传动比参数的情况下可以计算出他们的关系曲线，也 可通过实际测量得出他们的关系曲线。在微巡航的时候，根据所设定速度值，尽量在一个小 区间上将速度往最节能的方向调整。同时根据阻力度变化，实时估算车辆的空满载状态，及 时切换负载曲线，寻找正确的节能区间。
[0091] 本发明通过所述的信号分析器不断的自主学习、记忆存储和积累优化，能够寻找 到最节能的驾驶方法，例如车主固定的上下班路线通过上述发明的信号分析器对路径的学 习、积累和分析后，给出一种最节能的驾驶控制方法。车主采取这种驾驶控制方法可以将误 操作引起不必要的电能用于更长时间的驾驶，延长电动车的续航里程。
[0092] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种高效节能的电动汽车续航控制系统，其特征在于，包括控制器、电动机和信号分 析器，所述电动机、控制器、信号分析器通过CAN总线连接； 所述控制器包括PID控制模块、控制决策模块和CAN总线连接模块，控制决策模块与PID控制模块连接，PID控制模块和控制决策模块分别连接于CAN总线连接模块； 所述电动机连接有电动机驱动模块和制动发电模块，制动发电模块连接于动力电池； 信号分析器包括数据采集模块、滤波计算模块、阻力度计算模块、路网匹配模块、倾角 传感器、坡度计算模块、CAN总线连接模块、热量管理模块和无线通讯模块； 数据采集模块、阻力度计算模块、路网匹配模块分别与CAN总线连接模块连接，滤波计 算模块连接于数据采集模块和阻力度计算模块，所述路网匹配模块包括本地路网数据库、 无线定位模块和MEMS传感器，所述倾角传感器、无线定位模块、数据采集模块和MEMS传感 器分别连接于坡度计算模块； 数据采集模块用于从CAN总线上采集实时车辆信号； 滤波计算模块包括速度滤波器、加速度滤波器和扭矩滤波器，滤波计算模块用于对数 据采集模块采集的车辆信号进行滤波； 阻力度计算模块用于根据滤波计算模块的输出数据计算车辆行驶时的阻力； 路网匹配模块用于运用卡尔曼滤波技术，并结合无线定位模块、本发路网数据库以及MEMS传感器的数据进行实时的线路匹配跟踪； 坡度计算模块用于根据倾角传感器、无线定位模块、车辆动力数据和MEMS传感器的检 测数据计算车辆行驶道路的坡度，并通过无线通讯模块将计算得到的坡度数据传送至服务 器； 所述热量管理模块包括两个以上温度传感器，所述温度传感器用于采集电动汽车中大 功率器件的温度信息，热量管理模块用于根据所述温度信息调整电动机的功率和电动汽车 冷却系统的功率，使所述大功率器件的温度维持在预设的温度区间内。2. 根据权利要求1所述的高效节能的电动汽车续航控制系统，其特征在于，所述阻力 度计算模块计算得到的车辆行驶时的阻力通过CAN总线发送给控制决策模块，控制决策模 块根据所述阻力决策是否开启或关闭节能控制。3. 根据权利要求1所述的高效节能的电动汽车续航控制系统，其特征在于，所述滤波 计算模块对数据采集模块采集到的车辆信号进行滤波、差分、再滤波操作；在滤波步骤中， 滤波计算模块使用数字信号处理技术对所述车辆信号进行功率谱估计，得到车辆信号的截 止频率，并通过设定滤波类型和滤波阶数进行滤波，得到光滑的曲线信号。4. 根据权利要求1所述的高效节能的电动汽车续航控制系统，其特征在于，所述路网 匹配模块根据数字地图与GPS信号定位技术，并结合MEMS传感器检测到的方位数据，提高 道路匹配精度。5. 根据权利要求1所述的高效节能的电动汽车续航控制系统，其特征在于，所述数据 采集模块采集的车辆信号包括车速、转速、扭矩。6. 根据权利要求1所述的高效节能的电动汽车续航控制系统，其特征在于，所述PID控 制模块计算预期的电动机转速控制值r(t)与电动机的实际输出转速c(t)的差值e(t)，将 所述差值e(t)的比例计算（P)、积分计算（I)和微分计算（D)通过线性组合得到控制量，并 根据得到的控制量来控制电动机，使电动机的实际转速c(t)向电动机转速控制值r(t)靠 近。7. 根据权利要求1所述的高效节能的电动汽车续航控制系统，其特征在于，所述控制 决策模块根据车辆的速度、阻力度决策是否开启或关闭节能控制； 节能控制启动的条件为： (1) 40km/h〈车辆速度 <120km/h，并且 (2) 阻力度绝对值〈设定阈值； 节能控制停止条件： (1) 阻力度绝对值〉设定阈值； (2) 检测到司机刹车信号时；或 (3) 司机油门开度变化率超过阈值时。8. 根据权利要求1所述的高效节能的电动汽车续航控制系统，其特征在于，所述控制 决策模块还用于进行行驶耗电经济区计算，控制决策模块存储测量得到的在空载、半载和 满载状态下，车辆平稳行驶时的扭矩输出曲线，将扭矩输出曲线划分成多个连续的速度区 间，并根据当前的车辆控制预期速度，控制电动机转速，使车辆以当前速度区间内最节能的 速度行驶。
【专利摘要】本发明公开一种高效节能的电动汽车续航控制系统包括控制器、电动机和信号分析器，所述电动机、控制器、信号分析器通过CAN总线连接；控制决策模块与PID控制模块连接，PID控制模块和控制决策模块分别连接于CAN总线连接模块；信号分析器包括数据采集模块、滤波计算模块、阻力度计算模块、路网匹配模块、倾角传感器、坡度计算模块、CAN总线连接模块和无线通讯模块；数据采集模块、阻力度计算模块、路网匹配模块分别与CAN总线连接模块连接，滤波计算模块连接于数据采集模块和阻力度计算模块。本发明可以有效延长电动汽车的续航里程。
【IPC分类】B60R16/023, B60L15/20
【公开号】CN105329191
【申请号】CN201510811683
【发明人】林弟, 陈文强, 刘心文
【申请人】莆田市云驰新能源汽车研究院有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月20日
【公告号】CN105329191B