一种应用于电动汽车的最高车速限制方法和装置与流程

本发明涉及新能源汽车技术领域，更具体地说，涉及一种应用于电动汽车的最高车速限制方法和装置。

背景技术：

随着社会的发展和需求进一步扩大，能源危机和日益严重的环境污染越来越制约着人们的生活，汽车行业作为现代经济的支柱产业，也面临着巨大的挑战和考验。电动汽车以电能作为动力，通过电机直接驱动车辆行驶，具有提速快、行驶稳定、无污染和节约能源等优点，是解决能源问题和环境问题的一个有效方法。但是，现有的电动汽车行驶时最高车速无法自动限制。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种应用于电动汽车的最高车速限制方法和装置，欲实现在电动汽车行驶时，自动限制电动汽车的最高车速的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种应用于电动汽车的最高车速限制方法，包括：

控制电机的驱动扭矩小于预设第一阈值，所述第一阈值为所述电动汽车以预设的最高车速匀速行驶时的驱动扭矩；

判断所述电动汽车的油门开度是否大于预设第二阈值，若是，则加速踏板信号取值为所述第二阈值，若否，则加速踏板信号取值为当前所述油门开度；

实时判断所述电动汽车的加速度是否大于预设第三阈值，以及所述电动汽车的车速是否大于预设第四阈值；

若所述加速度大于所述第三阈值，或者，所述车速大于所述第四阈值，则减小所述电机的驱动扭矩；

若所述加速度不大于所述第三阈值，且所述车速不大于所述第四阈值，则控制所述电机的驱动扭矩保持不变。

优选的，在判断所述加速度不大于所述第三阈值，且所述车速不大于所述第四阈值时，还包括：

判断所述电动汽车的车速是否小于预设第五阈值，所述第五阈值小于所述第四阈值，以及判断所述加速踏板信号取值是否为所述第二阈值；

若所述电动汽车的车速小于所述第五阈值，且所述加速踏板信号取值所述第二阈值，则增大所述电机的驱动扭矩。

优选的，所述第四阈值为所述最高车速和预设第六阈值之和，所述第五阈值为所述最高车速减去所述第六阈值的差值。

优选的，所述控制电机的驱动扭矩小于预设第一阈值，具体包括：

控制所述电机的驱动扭矩为所述第一阈值的0.9倍。

优选的，在所述控制电机的驱动扭矩小于预设第一阈值前，还包括：

确定所述油门开度大于所述第二阈值、档位为前进挡、所述车速大于所述最高车速、以及车速限制开关信号为开启。

一种应用于电动汽车的最高车速限制装置，包括：

初始扭矩设定单元，用于控制所述电机的驱动扭矩小于预设第一阈值，所述第一阈值为所述电动汽车以预设的最高车速匀速行驶时的驱动扭矩；

第一判断单元，用于判断所述电动汽车的油门开度是否大于预设第二阈值，若是，则加速踏板信号取值为所述第二阈值，若否，则加速踏板信号取值为当前所述油门开度；

第二判断单元，用于实时判断所述电动汽车的加速度是否大于预设第三阈值，以及所述电动汽车的车速是否大于预设第四阈值；

第一扭矩设定单元，用于在所述加速度大于所述第三阈值，或者，所述车速大于所述第四阈值时，减小所述电机的驱动扭矩；

第二扭矩设定单元，用于在所述加速度不大于所述第三阈值，且所述车速不大于所述第四阈值时，控制所述电机的驱动扭矩保持不变。

优选的，所述装置还包括：

第三判断单元，用于在判断所述加速度不大于所述第三阈值，且所述车速不大于所述第四阈值时，判断所述电动汽车的车速是否小于预设第五阈值，所述第五阈值小于所述第四阈值，以及判断所述加速踏板信号取值是否为所述第二阈值；

第三扭矩设定单元，用于在所述电动汽车的车速小于所述第五阈值，且所述加速踏板信号取值所述第二阈值时，增大所述电机的驱动扭矩。

优选的，所述第四阈值为所述最高车速和预设第六阈值之和，所述第五阈值为所述最高车速减去所述第六阈值的差值。

优选的，初始扭矩设定单元，具体用于：

控制所述电机的驱动扭矩为所述第一阈值的0.9倍。

优选的，所述装置还包括：

限速条件确定单元，用于确定所述油门开度大于所述第二阈值、档位为前进挡、所述车速大于所述最高车速、以及车速限制开关信号为开启时

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种应用于电动汽车的最高车速限制方法和装置，先将电机的驱动扭矩限制在第一阈值以下，再实时判断电动汽车的加速度是否大于预设第三阈值，以及电动汽车的车速是否大于预设第四阈值；若加速度不大于第三阈值，且车速不大于所述第四阈值，则控制电机的驱动扭矩保持不变；若加速度大于第三阈值，或，车速大于所述第四阈值，则减小电机的驱动扭矩；即根据电动汽车的车速和加速度，实时对电机的驱动扭矩进行调节。实现对电动汽车最高速度进行了限制，防止电动汽车超速，造成人身和财产的安全损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种应用于电动汽车的最高车速限制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种加速踏板信号与电机的驱动扭矩的曲线图；

图3为本发明实施例提供的另一种应用于电动汽车的最高车速限制方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种应用于电动汽车的最高车速限制装置的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种应用于电动汽车的最高车速限制装置的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种应用于电动汽车的最高车速限制装置的示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

电动汽车的整车控制器，是电动汽车的核心控制部件，它采集加速踏板信号、制动踏板信号、档位信号、电机信号及其他部件信号，并做出相应判断后，控制下层的各部件控制器的动作。本发明的核心思想即通过对采集的信号进行相应判断后，控制电机的驱动扭矩，进而实现电动汽车最高车速的限定。

本实施例提供一种应用于电动汽车的最高车速限制方法，参阅图1，示出了该方法的流程图，该方法包括：

步骤S11：控制电机的驱动扭矩T小于预设第一阈值，所述第一阈值为所述电动汽车以预设的最高车速匀速行驶时的驱动扭矩T1。

将电机的驱动扭矩T取值为T1*K，然后输出，对电机进行控制，使得电机在驱动扭矩为T1*K状态下运行。K为0～1范围内的一个常数。经过大量试验验证，当K取值为0.9时，本发明的效果最佳。设定最高车速为u_a，则电动汽车以最高车速匀速行驶时的驱动扭矩T1为：

将得到的驱动扭矩T1设定为第一阈值。上述公式由电动汽车的行驶方程式推导得出，电动汽车的行驶方程式如下：

其中，i₀为主减速比，η_T为传动效率，r为滚动半径，G为电动汽车重量，f为滚动阻力系数，C_D为空气阻力系数，A为车辆迎风面积，u为车速，δ为旋转质量换算系数，m为电动汽车质量，为电动汽车加速度，T为驱动扭矩。

步骤S12：判断所述电动汽车的油门开度是否大于预设第二阈值A2，若是，则加速踏板信号取值为所述第二阈值A2，若否，则加速踏板信号取值为当前所述油门开度。

参见图2，示出了一种加速踏板控制策略曲线，横坐标为加速踏板信号，纵坐标为电机的驱动扭矩。可以看出在正常行驶过程中，刚开始轻微踩踏板是没有驱动扭矩输出的，即设置加速踏板轻微开度不产生扭矩，只有当油门开度大于标定值后才开始产生扭矩。这样做的目的是考虑到人们的驾驶习惯，开车的时候，脚会习惯性放在加速踏板上，如车辆在行驶过程中遇到红灯停下来，这时车还在抖动，脚也随着抖动，连带着加速踏板也会抖动，这时就会出现电机空转，电机所做的功是无用的。通过将加速踏板信号的取值限制为第二阈值A2(即标定值)及其以下，进而实现驾驶员通过加速踏板加速的方式无效。

步骤S13：实时判断所述电动汽车的加速度是否大于预设第三阈值A3，以及所述电动汽车的车速u是否大于预设第四阈值A4。若判断所述电动汽车的加速度大于预设第三阈值A3，或者，所述电动汽车的车速u大于预设第四阈值A4，则转入步骤S14；反之，则转入步骤S15。

步骤S14：减小所述电机的驱动扭矩T。

步骤S15：控制所述电机的驱动扭矩T保持不变。

第四阈值A4取值为最高车速u_a。电动汽车的速度很难保持一个完全匀速的状态，即加速度很难保持在零值，仅此通过设置第三阈值，即一个误差值，避免扭矩的反复震荡。加速度太大或车速太大时，减小电机驱动扭矩的取值并输出，进而控制电机减小驱动扭矩，使得加速度减小、当电机的驱动扭矩小于负载扭矩时，速度减小，实现对电动汽车最高速度的限制。防止电动汽车超速，造成人身和财产的安全损失。

本实施例还提供另一个种应用于电动汽车的最高车速限制方法，参阅图3，使出了该方法的流程图，该方法不但限制电动汽车的最高车速，还使得电动汽车在近似最高车速状态稳定行驶，该方法包括:

步骤S21：控制电机的驱动扭矩T小于预设第一阈值，所述第一阈值为所述电动汽车以预设的最高车速匀速行驶时的驱动扭矩T1。

步骤S22：判断所述电动汽车的油门开度是否大于预设第二阈值A2，若是，则加速踏板信号取值所述第二阈值A2，若否，则加速踏板信号取值当前所述油门开度。

步骤S23：实时判断所述电动汽车的加速度是否大于预设第三阈值A3、判断所述电动汽车的车速u是否大于预设第四阈值A4,若判断所述电动汽车的加速度大于预设第三阈值A3，或者，所述电动汽车的车速u大于预设第四阈值A4，则转入步骤S24；反之，则转入步骤S25。

步骤S24：减小所述电机的驱动扭矩T。

步骤S25：判断所述电动汽车的车速u是否小于预设第五阈值A5，所述第五阈值A5小于所述第四阈值A4，以及判断所述加速踏板信号取值S是否为所述第二阈值A2，若所述电动汽车的车速u小于预设第五阈值A5，且所述加速踏板信号S取值为所述第二阈值A2，则转入步骤S26；反之，则转入步骤S27。

步骤S26：增大所述电机的驱动扭矩T。

步骤S27：控制所述电机的驱动扭矩T保持不变。

加速踏板信号的取值限制为第二阈值A2说明驾驶员有加速的意图，且此时车速u小于预设第五阈值A5，即车速并不是太快，因此，增大电机的驱动扭矩，以完成加速。最终将电动汽车的车速稳定在第五阈值A5和第四阈值A4之间，保证了车辆的稳定行驶。具体的，可以设置第四阈值A4＝最高车速u_a+预设第六阈值A6，所述第五阈值A5＝最高车速u_a-第六阈值A6。

具体的，整车控制器根据接收到的信号实时判断电动汽车的当前状态，当前状态达到预设条件时，将电机的驱动扭矩T取值为T1*K。预设条件为：确定所述油门开度大于所述第二阈值、档位为前进挡、所述车速大于所述最高车速、以及车速限制开关信号为开启。整车控制器接收的信号包括加速踏板信号、档位信号、电机转速信号和车速限制开关信号等；根据车速限制开关信号判断驾驶员是否开启限速模式，根据加速踏板信号判断油门开度是否大于第二阈值A2，进而判断驾驶员是否有加速意图，根据档位信号车辆是否在前进状态，根据电机转速信号判断车速是否过快，进而选择是否启动本发明提供的最高车速限制方法。启动之后，判断车速小于预设的第七阈值后，关闭本发明提供的最高车速限制方法。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

本实施例提供一种应用于电动汽车的最高车速限制装置，参见图4，该装置包括：

初始扭矩设定单元11，用于控制所述电机的驱动扭矩小于预设第一阈值，所述第一阈值为所述电动汽车以预设的最高车速匀速行驶时的驱动扭矩；

第一判断单元12，用于判断所述电动汽车的油门开度是否大于预设第二阈值，若是，则加速踏板信号取值所述第二阈值，若否，则加速踏板信号取值当前所述油门开度；

第二判断单元13，用于实时判断所述电动汽车的加速度是否大于预设第三阈值，以及所述电动汽车的车速是否大于预设第四阈值；

第一扭矩设定单元14，用于在所述加速度大于所述第三阈值，或者，所述车速大于所述第四阈值时，减小所述电机的驱动扭矩；

第二扭矩设定单元15，用于在所述加速度不大于所述第三阈值，且所述车速不大于所述第四阈值时，控制所述电机的驱动扭矩保持不变。

本实施例提供另一种应用于电动汽车的最高车速限制装置，参见图5，该装置包括：

初始扭矩设定单元21，用于控制所述电机的驱动扭矩小于预设第一阈值，所述第一阈值为所述电动汽车以预设的最高车速匀速行驶时的驱动扭矩；

第一判断单元22，用于判断所述电动汽车的油门开度是否大于预设第二阈值，若是，则加速踏板信号取值所述第二阈值，若否，则加速踏板信号取值当前所述油门开度；

第二判断单元23，用于实时判断所述电动汽车的加速度是否大于预设第三阈值，以及所述电动汽车的车速是否大于预设第四阈值；

第一扭矩设定单元24，用于在所述加速度大于所述第三阈值，或者，所述车速大于所述第四阈值时，减小所述电机的驱动扭矩；

第三判断单元25，用于在判断所述加速度不大于所述第三阈值，且所述车速不大于所述第四阈值时，判断所述电动汽车的车速是否小于预设第五阈值，所述第五阈值小于所述第四阈值，以及判断所述加速踏板信号取值是否为所述第二阈值；

第三扭矩设定单元26，用于若所述电动汽车的车速小于所述第五阈值，且所述加速踏板信号取值所述第二阈值，则增大所述电机的驱动扭矩。

第二扭矩设定单元27，用于在所述电动汽车的车速大于所述第五阈值，或者，所述加速踏板信号取值不是所述第二阈值时，控制所述电机的驱动扭矩保持不变。

优选的，所述第四阈值为所述最高车速和预设第六阈值之和，所述第五阈值为所述最高车速减去所述第六阈值的差值。

优选的，初始扭矩设定单元，具体用于：控制所述电机的驱动扭矩为所述第一阈值的0.9倍。

本实施例提供另一种应用于电动汽车的最高车速限制装置，参见图6，该装置还包括：

限速条件确定单元10，用于确定所述油门开度大于所述第二阈值、档位为前进挡、所述车速大于所述最高车速、以及车速限制开关信号为开启时。

对于装置实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。