一种车辆起步控制方法及装置与流程

本发明属于车辆控制领域，具体涉及一种车辆起步控制方法及装置。

背景技术：

当前客车行业多数混联式动力系统具备发动机智能停机功能，车辆的起步靠电机驱动实现。车辆起步时，根据油门开度百分比乘电机输出扭矩最大值确定电机输出目标扭矩。因此，车辆进行出厂标定时，需要对电机输出扭矩最大值进行标定，同时还可以对响应时间进行标定。

通常对于一台车辆，其电机输出扭矩最大值和响应时间是出厂时固化在程序中的，这就导致车辆在不同载荷情况下表现出起步动力性能不一致，原因在于：对电机输出扭矩最大值固化会出现以下情况：

1、若值设定的非常大，此时满载时可以满足车辆起步动力性能的需求，但是空载时会导致起步过猛，对公交车来说，站立的乘客尤其是老人会站不稳；另一方面由于客车行业电机制造工艺的限制，电机与传动轴之间存在一定的间隙，如果电机输出扭矩较大或响应时间较小时，该间隙会导致车辆在踩油门，电机起步时会伴随着后桥哐响，从而影响后桥的寿命。

2、若该值设定的较小，在车辆空载时可以满足车辆起步的动力性能；但当车辆满载时，由于电机输出的扭矩最大值较小，电机曲轴转速较慢，导致车辆起步速度较慢，无法满足公交工况下车辆频繁起步的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车辆起步控制方法及装置，用于解决不同载荷情况下，车辆起步动力性能不一致的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种车辆起步控制方法，步骤如下：

1)当车辆停车时，测量车重；

2)根据不同车重与不同电机输出扭矩最大值的对应关系，确定步骤1)中测量的车重所对应的电机输出扭矩最大值；

3)判断车辆是否起步；

4)当车辆起步时，根据油门开度以及步骤2)中得到的电机输出扭矩最大值计算得出电机输出目标扭矩，以控制电机。

进一步地，不同的车重还对应不同的响应时间。

进一步地，所述不同车重与不同电机输出扭矩最大值、响应时间的对应关系是根据试验标定的，标定过程为：在设定车重情况下，根据不同驾驶员的主观感受综合确定该设定车重对应的电机输出扭矩最大值和响应时间，从而获得各种车重与电机输出扭矩最大值、响应时间的对应关系。

进一步地，通过压力传感器测量车重，所述压力传感器安装于车身与底盘之间的连接处。

进一步地，通过检测车速和油门开度来判断车辆是否起步。

本发明还提供了一种车辆起步控制方法，步骤如下：

(1)当车辆停车时，测量车重；

(2)判断车辆是否起步；

(3)当车辆起步时，根据不同车重与不同电机输出扭矩最大值的对应关系以及油门开度，确定步骤(1)测量的车重所得到的电机输出目标扭矩，以控制电机。

进一步地，不同的车重还对应不同的响应时间。

进一步地，所述不同车重与不同电机输出扭矩最大值、响应时间的对应关系是根据试验标定的：在设定车重情况下，根据不同驾驶员的主观感受综合确定该设定车重对应的电机输出扭矩最大值和响应时间，从而获得各种车重与电机输出扭矩最大值、响应时间的对应关系。

本发明还提供了一种车辆起步控制装置，包括控制器，所述控制器用于执行实现如下方法的指令：

当车辆停车时，测量车重；

根据不同车重与不同电机输出扭矩最大值的对应关系，确定测量的车重所对应的电机输出扭矩最大值；

判断车辆是否起步；

当车辆起步时，根据油门开度以及所述电机输出扭矩最大值计算得出电机输出目标扭矩，以控制电机。

本发明还提供了一种车辆起步控制装置，包括控制器，所述控制器用于执行实现如下方法的指令：

当车辆停车时，测量车重；

判断车辆是否起步；

当车辆起步时，根据不同车重与不同电机输出扭矩最大值的对应关系以及油门开度，确定测量的车重所得到的电机输出目标扭矩，以控制电机。

本发明的有益效果：

本发明通过加装测量车重装置，可以在起步前获得车辆的实时载重情况。根据车辆的载重情况，可以动态调整电机输出扭矩最大值，从而保证车辆在任何载荷情况下起步动力的一致性。这样一方面可以有效的缓解对车桥的冲击，避免车桥哐响的问题；另一方面也可以有效的解决乘客乘车舒适性问题。

通过设置车重与响应时间之间的对应关系，根据车辆的载重情况，可以对电机输出响应时间进行动态调节。有效解决了车辆起步反应慢的问题，特别适用于公交车频繁起步的工况需求。

通过不同驾驶员的主观体验进行车辆电机输出扭矩最大值、响应时间的标定，得到的参数更加人性化，给乘客提供了更好的乘车体验。

附图说明

图1是本发明方法中测重装置的安装示意图；

图2是本发明控制示意图；

图3是实施例1的控制流程图；

图4是实施例2的控制流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明的目的在于解决混合动力客车起步动力一致性的问题(对于公交车，由于起步频繁，此问题尤为严重)，为解决这一问题，采用了实时测量车重，动态控制电机输出目标扭矩和电机输出目标响应时间的方法。

为了测量车辆的载荷，在车身和底盘之间连接处加装了测重装置，测重装置的安装位置如图1所示，测量装置4安装在车身1的悬架3与底盘2之间的连接处。加装测重装置可以实时的采集重量信号。测重装置可以采用压力传感器采集模拟信号或市场上售卖的测量质量的仪器等装置进行测量。压力传感器广泛用于工业实践中，种类繁多，主要类型有应变式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、压电压力传感器等。

例如应变式传感器是将被测压力装换为相应电阻值变化的压力传感器。对于应变式电阻传感器通常是将应变材料通过特殊的粘合剂紧密的粘合在产生受力变化的基体上，当基体受力发生应力变化时，应变片也一起发生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。应变式电阻传感器将感受到力的变化转化为电压信号的变化输出，应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路进行计算出重量信号或直接传输给执行机构进行运算判定。

若采用传感器进行重量信号的采集，必须对传感器进行量程、精确度的标定。为避免传感器因颠簸而造成误差，车辆需要在静止状态下进行标定。由于不同车型对应的车辆自身重量不同，对每种车型的车辆，通过应变传感器测出车辆在出厂空载情况下的电压值，进行记录；再加上一定的重量，测量并记录这种情况下的电压值；继续在车上加上一定的重量，测量并记录此时的电压值；继续加重测量并记录直至加到满载荷，测量并记录满载荷情况下传感器输出的电压值。将记录的电压值与载荷量一一对应，得到他们之间的关系，以便控制器可以对传感器输入的信号进行准确的处理。

若采用市场上售卖的测量质量的仪器或装置，只需得到车辆空载和满载时的重量即可。控制器根据该测量装置的说明书提供的重量和输出信号之间的关系进行数据处理。

除此之外还要对不同车重的情况下，电机输出的扭矩最大值和响应时间进行标定。为了得到不同车重情况下适合不同驾驶员最优的电机输出参数(即包括电机输出扭矩最大值和响应时间)，需要找不同的驾驶员进行主观感受。在同一车重情况下，请多名驾驶员进行体验，将他们各自感受得到的最优扭矩最大值和响应时间进行记录，并将每个人的结果进行整合得到在这一车重情况下最优的电机输出参数。依照这样的方法将不同车型不同车重情况进行一一标定，得出车重与电机输出参数之间的对应关系，这种关系可以通过表来显示，例如：

本发明的方法代码化形成的软件可以在整车控制器(也可以在其他控制器中，例如专门为实现本发明方法的控制器)中运行，如图2所示，整车控制装置根据测重装置采集到的重量信号，通过查表输出该车重情况下最优的电机输出参数。在实际运行中，整车控制器需要根据油门开度，车速信号以及通过车重信号得到的最优电机输出参数计算得到动态的电机目标扭矩和目标响应时间，输出给电机控制器，实现对电机输出参数的动态控制。为避免车辆行驶过程中颠簸对车辆车重造成的影响，需要预先检测车速，当车速为零时，才进行车重测量。

下面给出几种具体的控制方法：

实施例1：

如图3所示，首先整车控制器对当前车速进行检测。对车速的测量可以在车辆上安装测速传感器，整车控制器可以采用查询方式或中断方式对车速信号进行控制。若采用查询方式，整车控制器不断地接收测速传感器的速度信号，并进行判断车速是否等于零。

若车速不为零，则继续接收速度信号；若速度为零，则开始进行重量测量。根据出厂标定的车重与电机输出参数的对照表(如上表)得到电机起步输出的扭矩最大值和响应时间。

接着要判断车辆是否处于起步状态，起步状态有两个重要的标志，一是油门开度是否大于零，二是车速是否小于5千米每时。同时满足这两个条件时，控制器根据油门开度情况以及预先得到的电机起步输出的扭矩最大值和的响应时间，计算得到电机输出的目标扭矩(可以直接油门开度百分比乘电机输出扭矩最大值得到)和目标响应时间。

实施例2：

如图4所示，当车辆停车时，进行重量测量；接着判断车辆是否处于起步状态；若车辆处于起步状态，控制器根据出厂标定的车重与电机输出参数的对照表得到电机起步输出的扭矩最大值和响应时间，然后根据油门开度情况计算得到电机输出的目标扭矩和目标响应时间。

与实例1相比，此方法也可以解决动力一致性的技术问题，但是将查表放在车辆的起步状态，使整车控制器在车辆起步时的运算任务变大，对整车控制器处理速度有一定的要求。

另外，作为第三种实施方式，可以在起步判断之后直接计算或者查表。若查表，此表应当是根据车重情况和油门开度直接得出与此对应的电机输出目标扭矩和电机输出目标响应时间，例如，该表可以是：

通过加装车辆测重装置，可以实时得到车辆当前的载重情况，并根据车辆载重情况动态的调整电机输出的最大扭矩和响应时间，有效的解决了车辆在任何载重情况下起步动力一致性的问题。同时，这样可以一方面在不影响车桥寿命的前提下解决系统在起步动力性方面的需求，另一方面可以解决乘客乘车舒适性的问题。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。