一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法技术

技术编号:20084875 阅读:18 留言:0更新日期:2019-01-15 04:18
本发明专利技术提供一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法,属于电动汽车领域。包括:在单级减速电动汽车上安装模拟离合器、模拟挡位器、扭矩控制器和发动机声音模拟器;获得离合器踏板位置,挡杆挡位,车速、加速踏板位置和制动踏板位置,计算出当前状态下对应的发动机模拟转速;发动机声音模拟器根据计算出的发动机模拟转速,发出相应声响和频率的发动机模拟噪声;根据获得的发动机模拟转速和加速踏板位置,扭矩控制器进行车辆驱动扭矩控制,获取不同工况下的驱动电机输出扭矩。本发明专利技术采用安装离合器模拟器和挡位模拟器的方法,最大限度的模拟出传统统燃油手动挡汽车的扭矩输出策略并实现模拟发动机制动、车辆抖动和怠速等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法
本专利技术属于电动汽车领域,具体涉及一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法。
技术介绍
电动汽车作为“绿色的交通工具”,与普通内燃机燃油汽车相比,具有无污染、噪声小及能耗低等特点,逐渐成为车主购车和驾校选择驾培车时的首要选择。当前电动汽车的变速系统大多采用单级或两级减速器方案,没有传动燃油车上的多挡手动变速器,无法实现手动换挡变速功能。为了满足部分消费者手动挡驾驶习惯和驾校学员考取手动挡驾照的需求,整车厂必须开发具有手动换挡功能的电动汽车。当前,针对这一需求,普遍的做法是直接将单级或两级减速器换装成普通离合器和多挡变速器的方案,但是驱动电机的工作特性与传统汽油机工作特性不同,具有扭矩响应快等特点,极易造成离合器烧毁,并且换装离合器和多挡变速箱价格昂贵,离合器和多挡变速箱属于易磨损件,后期维护保养费用大。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题提供一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法,结合布置在电动汽车上的模拟离合器和模拟挡位器,通过扭矩控制器来模拟实现电动车上模拟手动换挡变速的功能。本专利技术提供的一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法,包括:(1)在单级减速电动汽车上安装模拟离合器、模拟挡位器、扭矩控制器和发动机声音模拟器。模拟离合器由离合器踏板和霍尔传感器组成,离合器踏板安装在制动踏板左侧,霍尔传感器安装在离合器踏板的后方。模拟离合器的霍尔传感器根据离合器踏板的位置输出测量的模拟电信号给扭矩控制器。模拟挡位器由手动挡换挡挡杆和霍尔传感器组成,实现方式是:将车辆的自动挡换挡挡杆替换为手动挡换挡挡杆,在挡杆的每个挡位位置的下方布置一个霍尔传感器。模拟挡位器的6个霍尔传感器输出模拟电信号给扭矩控制器。(2)在单级减速电动汽车上的扭矩控制器,从模拟离合器接收的信号中获得离合器踏板位置,从模拟挡位器接收的信号中获得挡杆挡位,从整车控制器获得车速、加速踏板位置和制动踏板位置,通过线性插值和车速倒推计算的方式计算出当前状态下对应的发动机模拟转速;(3)发动机声音模拟器根据计算出的发动机模拟转速,发出相应声响和频率的发动机模拟噪声;(4)根据获得的发动机模拟转速和加速踏板位置,扭矩控制器进行车辆驱动扭矩控制,获取不同工况下的驱动电机输出扭矩,包括:首先,测量对标手动挡燃油车在不同加速踏板开度和不同转速下的发动机最大输出扭矩,建立发动机扭矩输出云图,通过二元函数插值法计算出在不同加速踏板位置和发动机模拟转速下的发动机输出扭矩Tengine;然后,通过模拟离合器传递出的扭矩Tclutch=Tengine×α,α为离合器的扭矩传递系数;通过模拟挡位器传递出的扭矩Ttransmission=Tclutch×tk,tk为模拟挡位器在挡位k下的传动比;离合器输出的扭矩传递到变速器,变速器传出的扭矩经过主减速器传递至车轮,通过对标手动挡燃油车的主减速比tfinal,传递至车轮的扭矩Twheel=Ttransmission×tfinal;进而,得到发动机的输出扭矩Tmotor=Twheel/tsingle,tsingle为单级减速器的传动比。(5)根据车辆前后挡位的变化、离合器踏板位置信号、车速和发动机模拟转速,扭矩控制器模拟车辆跳挡状态下发动机制动功能,模拟由于离合器结合不当造成的发动机转速过低引起的车辆抖动和熄火等功能。本专利技术的优点与积极效果在于:(1)采用安装离合器模拟器和挡位模拟器的方案,只需布置离合器踏板、换挡挡杆和霍尔传感器,既可实现车辆手动挡操作的功能。与传统的手动挡汽车相比,该方案省去了在车辆上布置离合器和手动挡变速箱,简化了车辆的布置方案,节省了车辆的空间。同时,离合器和变速器都属于易磨损件,该方案可以大大提高车辆的可靠性与耐久性。(2)本专利技术的车辆驱动扭矩控制策略采用电动汽车对标的传统燃油手动挡汽车扭矩控制策略的方案,可以最大限度的模拟出传统统燃油手动挡汽车的扭矩输出策略并实现模拟发动机制动、车辆抖动和怠速等功能。附图说明图1是本专利技术提供的一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方案实现原理图;图2是本专利技术提供的发动机模拟转速计算的流程示意图;图3是本专利技术提供的模拟发动机熄火控制的流程示意图;图4是本专利技术提供的模拟抖动扭矩控制的流程示意图;图5是本专利技术提供的模拟发动机制动控制的流程示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示,本专利技术的电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法是在单级减速电动汽车上安装模拟离合器和模拟挡位器、扭矩控制器等,模拟离合器由离合器踏板和霍尔传感器组成,模拟挡位器由手动挡换挡挡杆和霍尔传感器组成。本专利技术还在电动汽车上设置有发动机声音模拟器。本专利技术实施例在单级减速电动车辆的制动踏板左侧,即传统手动挡燃油车安装离合器踏板的位置,安装一个离合器踏板和霍尔传感器,霍尔传感器安装在离合器踏板的后方,根据霍尔传感器检测到的离合器踏板的不同位置信号,扭矩控制器模拟出离合器的分离、结合或半联动状态,实现手动挡汽车的离合器功能。本专利技术的模拟挡位器的实现方式是:将单级减速电动车辆的自动挡换挡挡杆换成了一个带有六个挡位(5个前进挡和1个倒挡)功能的手动挡换挡挡杆,并在换挡挡杆每个挡位的下方布置了一个霍尔传感器,通过测量6个霍尔传感器的电压信号判断换挡挡杆所处的位置,实现手动挡汽车的挡位识别功能。在单级减速电动汽车上的扭矩控制器根据模拟离合器的霍尔传感器测得的模拟电信号,通过AD转换将其转换成数字电信号,通过预设阈值的方案,将离合器的位置转换成分离、半联动或结合状态,并通过非线性插值的方法计算出离合器处于不同位置时的传递系数。扭矩控制器根据模拟挡位器6个挡位下方布置的霍尔传感器测得的模拟电信号,通过AD转换将其转换成数字电信号,通过预设阈值的方案,若6个挡位下的某个霍尔传感器的测量值超过了设定的阈值,则判定车辆当前处于该挡位,若6个霍尔传感器测量的数字电信号都没有超过预设的阈值,则判定车辆处于空挡状态。如图1所示,扭矩控制器根据模拟离合器和模拟挡位器输入的霍尔传感器检测的电信号,检测出离合器位置信号和挡位信号。整车控制器收集电池管理系统发来的电池信号、加速踏板发来的加速踏板位置信号、制动踏板发来的制动踏板位置信号以及车辆当前的车速信号等,通过CAN总线传输给扭矩控制器。扭矩控制器根据车速信号、离合器踏板位置信号、加速踏板位置信号、制动踏板位置信号和挡杆挡位信号等,通过线性插值(空挡或离合器分离时)和车速倒推计算的方式计算出当前状态下对应的发动机模拟转速。发动机声音模拟器根据计算出的发动机模拟转速,发出不同声响和频率的发动机模拟噪声。本专利技术根据加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、离合器踏板位置信号、挡杆位置信号和发动机模拟转速信号,结合传统汽油发动机的动力传输特性,通过二维线性插值法计算出不同工况下的驱动电机输出扭矩。根据车辆前后挡位的变化、离合器踏板位置信号、车速和发动机模拟转速,通过制动能量回收施加制动扭矩模拟出车辆跳挡状态下(如1挡直接换5挡等)的发动机制动功能。根据车速、离合器位置信号和发动机转速,通过电机输出震荡扭矩,实现由于离合器结合不当造成的发动机转速过低从而引起车辆抖动的功能。所述的离合器踏板位置信号表示为一个0~100的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法,其特征在于,该方法包括:(1)在单级减速电动汽车上安装模拟离合器、模拟挡位器、扭矩控制器和发动机声音模拟器;模拟离合器由离合器踏板和霍尔传感器组成,离合器踏板安装在制动踏板左侧,霍尔传感器安装在离合器踏板的后方;模拟离合器的霍尔传感器根据离合器踏板的位置输出测量的模拟电信号给扭矩控制器;模拟挡位器由手动挡换挡挡杆和霍尔传感器组成,实现方式是:将车辆的自动挡换挡挡杆替换为手动挡换挡挡杆,在挡杆的每个挡位位置的下方布置一个霍尔传感器;模拟挡位器的6个霍尔传感器输出模拟电信号给扭矩控制器;(2)扭矩控制器从模拟离合器接收的信号中获得离合器踏板位置,从模拟挡位器接收的信号中获得挡杆挡位,从整车控制器获得车速信号、加速踏板位置和制动踏板位置,通过线性插值和车速倒推计算方式计算出当前状态下对应的发动机模拟转速;(3)发动机声音模拟器根据计算出的发动机模拟转速,发出相应声响和频率的发动机模拟噪声;(4)根据获得的发动机模拟转速和加速踏板位置,扭矩控制器进行车辆驱动扭矩控制,获取不同工况下的驱动电机输出扭矩,包括:首先,测量对标手动挡燃油车在不同加速踏板开度和不同转速下的发动机最大输出扭矩,建立发动机扭矩输出云图,通过二元函数插值法计算出在不同加速踏板位置和发动机模拟转速下的发动机输出扭矩Tengine;然后,通过模拟离合器传递出的扭矩Tclutch=Tengine×α,α为离合器的扭矩传递系数;通过模拟挡位器传递出的扭矩Ttransmission=Tclutch×tk,tk为模拟挡位器在挡位k下的传动比;离合器输出的扭矩传递到变速器,变速器传出的扭矩经过主减速器传递至车轮,通过对标手动挡燃油车的主减速比tfinal,传递至车轮的扭矩Twheel=Ttransmission×tfinal;进而,得到发动机的输出扭矩Tmotor=Twheel/tsingle,tsingle为单级减速器的传动比。...

【技术特征摘要】
2018.08.17 CN 20181093818251.一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法,其特征在于,该方法包括:(1)在单级减速电动汽车上安装模拟离合器、模拟挡位器、扭矩控制器和发动机声音模拟器;模拟离合器由离合器踏板和霍尔传感器组成,离合器踏板安装在制动踏板左侧,霍尔传感器安装在离合器踏板的后方;模拟离合器的霍尔传感器根据离合器踏板的位置输出测量的模拟电信号给扭矩控制器;模拟挡位器由手动挡换挡挡杆和霍尔传感器组成,实现方式是:将车辆的自动挡换挡挡杆替换为手动挡换挡挡杆,在挡杆的每个挡位位置的下方布置一个霍尔传感器;模拟挡位器的6个霍尔传感器输出模拟电信号给扭矩控制器;(2)扭矩控制器从模拟离合器接收的信号中获得离合器踏板位置,从模拟挡位器接收的信号中获得挡杆挡位,从整车控制器获得车速信号、加速踏板位置和制动踏板位置,通过线性插值和车速倒推计算方式计算出当前状态下对应的发动机模拟转速;(3)发动机声音模拟器根据计算出的发动机模拟转速,发出相应声响和频率的发动机模拟噪声;(4)根据获得的发动机模拟转速和加速踏板位置,扭矩控制器进行车辆驱动扭矩控制,获取不同工况下的驱动电机输出扭矩,包括:首先,测量对标手动挡燃油车在不同加速踏板开度和不同转速下的发动机最大输出扭矩,建立发动机扭矩输出云图,通过二元函数插值法计算出在不同加速踏板位置和发动机模拟转速下的发动机输出扭矩Tengine;然后,通过模拟离合器传递出的扭矩Tclutch=Tengine×α,α为离合器的扭矩传递系数;通过模拟挡位器传递出的扭矩Ttransmission=Tclutch×tk,tk为模拟挡位器在挡位k下的传动比;离合器输出的扭矩传递到变速器,变速器传出的扭矩经过主减速器传递至车轮,通过对标手动挡燃油车的主减速比tfinal,传递至车轮的扭矩Twheel=Ttransmission×tfinal;进而,得到发动机的输出扭矩Tmotor=Twheel/tsingle,tsingle为单级减速器的传动比。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的(2)中,扭矩控制器计算发动机模拟转速的方法包括:首先,测量电动汽车对标的手动挡燃油汽车处于空挡或离合器分离时发动机转速随加速踏板位置的变化,使用插值法计算出发动机转速随加速踏板位置的变化曲线;测量对标的手动挡燃油汽车的离合器为半联动或结合状态下在车速为0状态时不同离合器踏板位置下的发动机转速,使用插值法计算出不同离合器踏板位置下发动机转速随加速踏板位置的变化曲线;然...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨世春陈飞陈昱伊余江包阳萍
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1