一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法技术

本发明专利技术涉及一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法，包括转速确定模块、转速闭环单神经元自适应PID控制模块和电机控制模块。本发明专利技术先根据驾驶员反应的加速踏板信号和制动踏板信号对驱动模式进行了划分，并测得各个模式下的转速及利用加权算法计算出模式切换时的转速；根据所属转速信号和实测转速输入信号，通过在线学习算法实时调节和单神经元自适应PID算法得到斩波电流增量ΔIc与斩波电流Ic作为电机控制模块的输入信号；最后通过对斩波电流的比较对电机进行实时控制。

A driving mode switching control method for pure electric vehicle

The invention relates to a driving mode switching control method for pure electric vehicle, which comprises a speed determination module, a speed closed-loop single neuron adaptive PID control module and a motor control module. The driving mode is divided according to the accelerating pedal signal and the braking pedal signal of the driver's response, and the rotational speed of each mode is measured, and the rotational speed of the mode switching is calculated by the weighting algorithm; according to the rotational speed signal and the measured rotational speed input signal, the driving mode is real-time regulated and the mono-spirit is adjusted by the online learning algorithm. The chopper current increment Ic and the chopper current Ic are obtained as the input signals of the motor control module by the elementary adaptive PID algorithm. Finally, the motor is real-time controlled by comparing the chopper current.

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法
本专利技术属于纯电动汽车驱动控制
，具体介绍了一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法。
技术介绍
实现整车动力系统控制的算法称为驱动控制策略，驱动控制策略是纯电动车控制系统的核心内容。由于纯电动车的电驱动控制系统包括电机、功率转换器、动力电池、蓄电池、离合器、变速器等，是一个集成电气、电子、化学、机械系统的非线性动态系统,如何使这些部件协调、有效地工作，就是一个值得关注的问题。此外，不同的驾驶员有不同的驾驶习惯和风格，从而对车辆有不同的需求，这些都给驾驶意图的判断和整车控制策略的设计增加了难度。公开号CN104648184A的专利提供了一种多模式驱动控制方式，将纯电动汽车分为经济模式、运动模式和标准模式，根据车速信号和加速踏板开度信号查找扭矩参数值，进而制定曲面控制策略。公开号CN105015364B的专利提供了一种四驱电动汽车驱动控制方式，将驱动模式分为强制单电机模式、优先单电机驱动模式、四驱模式，通过整车控制器控制电机参与驱动的数量。以上方法的不足在于：没有将匀速工况单独进行考虑，仅仅通过加速踏板开度及其变化率反映驾驶员操作意图的控制策略显然不能满足纯电动汽车多变的行驶工况，同时没有具体阐述与电机相结合的控制方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是对纯电动汽车驱动模式进行切换控制，为此提出一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法。本专利技术采用的技术方案是：一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法，包括以下步骤：步骤1，在转速确定模块对纯电动汽车的驱动模式进行划分，然后利用加权算法对电机所需转速n进行计算；步骤2，将计算所得转速n和实测电机转速na作为转速闭环单神经元适应PID模块的输入，通过状态变换环节和学习算法进行在线实时调整，得到斩波电流增量ΔIc及这一时刻的斩波电流Ic作为电机控制模块的输入信号；步骤3，将实测电流I与斩波电流Ic进行比较，从而确定电机控制方式，并实现开关磁阻电机电流通断的控制。进一步，所述纯电动汽车驱动模式切换控制方法，主要包括三个模块，具体为转速确定模块、转速闭环单神经元自适应PID控制模块和电机控制模块。进一步，所述步骤1的具体过程包括：步骤1.1，根据加速踏板开度及变化率信号和制动踏板开度信号对纯电动汽车的匀速模式、加减速模式和制动模式进行识别；当加速踏板开度不为0，加速踏板开度变化率小于标定值且制动踏板开度为0时，识别为匀速模式；当加速踏板开度不为0，加速踏板开度变化率大于或等于标定值且制动踏板开度为0时，识别为加减速模式；当加速踏板开度为0，制动踏板开度大于0时，识别为制动模式；步骤1.2，根据识别切换的电机驱动模式，利用加权算法计算出电机即将达到的理论运行转速；模式间的切换情况主要分为以下三种：当纯电动车在匀速模式与加减速模式之间切换时，转速n＝w1·n1+w2·n2，其中：n1为现有模式电机转速，n2为即将进入模式电机转速，n为模式切换过程中所需电机转速，w1和w2为权重系数，权重系数取决于进入新模式的时长t，并且w1+w2＝1；当纯电动汽车从匀速模式或加减速模式切换至制动模式时，切断动力传输，此时所需电机转速n＝0；当纯电动汽车从制动模式切换至匀速模式或加减速模式时，转速n＝w3·n2其中：w3为权重系数，权重系数取决于进入新模式的时长。进一步，所述步骤2的具体过程包括：步骤2.1，将计算所得转速n和实测电机转速na输入到转速闭环单神经元适应PID模块的输入端；步骤2.2，状态变换环节将输入转速n变换为神经元学习所需的状态变量X1、X2、X3；定义SRM实测转速na与所需转速n的误差为e(k)＝na(k)-n(k)，k为转速采样个数；进一步可以得到各个状态变量的表达式：单神经元自适应PID算法所得斩波电流增量ΔIc与斩波电流Ic为K为单神经元自适应PID控制比例系数，Gi为状态变量Xi的权值，可根据下式的学习算法在线调整，再根据转速闭环单神经元自适应PID控制模块得到斩波电流Ic。进一步，所述步骤3的具体过程包括：步骤3.1，将实测电流I与斩波电流Ic进行比较：当实测电流小于斩波电流时，电机控制方式采用角度位置控制；当实测电流大于斩波电流时，电机控制方式采用电流斩波控制，同时，将斩波电流增量ΔIc作为电流斩波控制的输入信号；步骤3.2，通过功率变换器控制开关磁阻电机的电流通断。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用的加权算法简单有效，减小了模式切换时的转速波动，提高汽车的乘坐舒适性。2、本专利技术将电机模式切换、单神经元自适应PID控制和电机控制相结合，能够实时反应驾驶员意图，使纯电动汽车达到驾驶员的理想运行状态。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明：图1是本专利技术的简要流程图。图2是匀速模式和加减速模式之间切换时权重系数变化图。图3是制动模式切换至匀速模式或加减速模式是权重系数变化图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法，主要分为三个模块，包括转速确定模块、转速闭环单神经元自适应PID控制模块和电机控制模块，具体流程图如图1所示，在转速确定模块对纯电动汽车的驱动模式进行划分，然后利用加权算法对电机所需转速n进行计算；将计算所得转速n和实测电机转速na作为转速闭环单神经元适应PID模块的输入，通过状态变换环节和学习算法进行在线实时调整，得到斩波电流增量ΔIc及这一时刻的斩波电流Ic作为电机控制模块的输入信号；最终将实测电流I与斩波电流Ic进行比较，从而确定电机控制方式，并实现开关磁阻电机电流通断的控制。步骤1：对纯电动汽车的驱动模式进行划分，然后利用加权算法对电机所需转速n进行计算。步骤1.1，根据加速踏板开度及变化率信号和制动踏板开度信号对纯电动汽车的匀速模式、加减速模式和制动模式进行识别。当加速踏板开度不为0，加速踏板开度变化率小于标定值且制动踏板开度为0时，识别为匀速模式；当加速踏板开度不为0，加速踏板开度变化率大于或等于标定值且制动踏板开度为0时，识别为加减速模式；当加速踏板开度为0，制动踏板开度大于0时，识别为制动模式。步骤1.2，根据识别切换的电机驱动模式，利用加权算法计算出电机即将达到的理论运行转速。模式间的切换情况主要分为以下三种：a)当纯电动车在匀速模式与加减速模式之间切换时，转速计算如式(1)所示：n＝w1·n1+w2·n2(1)其中：n1为现有模式电机转速；n2为即将进入模式电机转速；n为模式切换过程中所需电机转速；w1和w2为权重系数。权重系数取决于进入新模式的时长t，并且w1+w2＝1。如图2，当进入新模式的时长t小于2秒时，那么w1＝1，w2＝0，仍然维持上个模式时的输出值，避免模式间的频繁切换；当进入新模式的时长t大于4秒时，那么w1＝0，w2＝1，完全退出过渡区并进入新模式；当进入新模式的时长t在2至4秒之间时，通过对两种模式下的转速进行线性加权计算。利用两段二次曲线可以平滑过渡。w1与w2同时长t的关系如式(2)和式(3)所示。b)当纯电动汽车从匀速模式或加减速模式切换至制动模式时，切断动力传输，此时所需电机转速n＝0。c)当纯电动汽车从制动模式切换至匀速模式或加减速模式时，转速计算如式(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在转速确定模块对纯电动汽车的驱动模式进行划分，然后利用加权算法对电机所需转速n进行计算；步骤2，将计算所得转速n和实测电机转速na作为转速闭环单神经元适应PID模块的输入，通过状态变换环节和学习算法进行在线实时调整，得到斩波电流增量ΔIc及这一时刻的斩波电流Ic作为电机控制模块的输入信号；步骤3，将实测电流I与斩波电流Ic进行比较，从而确定电机控制方式，并实现开关磁阻电机电流通断的控制。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车驱动模式切换控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在转速确定模块对纯电动汽车的驱动模式进行划分，然后利用加权算法对电机所需转速n进行计算；步骤2，将计算所得转速n和实测电机转速na作为转速闭环单神经元适应PID模块的输入，通过状态变换环节和学习算法进行在线实时调整，得到斩波电流增量ΔIc及这一时刻的斩波电流Ic作为电机控制模块的输入信号；步骤3，将实测电流I与斩波电流Ic进行比较，从而确定电机控制方式，并实现开关磁阻电机电流通断的控制。2.根据权利要求1所述的纯电动汽车驱动模式切换控制方法，其特征在于：该方法包括转速确定模块、转速闭环单神经元自适应PID控制模块和电机控制模块三个模块；所述转速确定模块输出电机所需转速n、所述电机控制模块输出实测电机转速na分别作为所述转速闭环单神经元自适应PID控制模块的输入信号；所述转速闭环单神经元自适应PID控制模块的输出斩波电流增量ΔIc及这一时刻的斩波电流Ic作为电机控制模块的输入信号。3.根据权利要求1所述的纯电动汽车驱动模式切换控制方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程包括：步骤1.1，根据加速踏板开度及变化率信号和制动踏板开度信号对纯电动汽车的匀速模式、加减速模式和制动模式进行识别；当加速踏板开度不为0，加速踏板开度变化率小于标定值且制动踏板开度为0时，识别为匀速模式；当加速踏板开度不为0，加速踏板开度变化率大于或等于标定值且制动踏板开度为0时，识别为加减速模式；当加速踏板开度为0，制动踏板开度大于0时，识别为制动模式；步骤1.2，根据识别切换的电机驱动模式，利用加权算法计算出电机即将达到的理论运行转速；模式间的切换情况主要分为以下三种：当纯电动车在匀速模式与加减速模式之间切换时，转速n＝w1·n1+w2·n2，其中：n1为现有模式电机转速，n2为即将进入模式电机转速，n为模式切换过程中所需电机转速，w1和w2为权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓东，刁凯凯，陈龙，周卫琪，李可，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32