电动汽车加速踏板控制策略.doc

加速踏板控制策略
一、控制步骤：
选择加速踏板电压开度信号与电机扭矩的对应关系曲线
曲线a比较合适。
找出拟合曲线，
式中 y ——电机扭矩(N*m)；
x ——加速踏板开度电压(V)。
根据曲线计算电机扭矩值
去抖动，滤波
第一步为在进行8次求平均值时候加上阈值限制，每加一个采样值首先判断是否超出一个X围，如果超出则为尖峰值，将其设定为下一个比较基准值，具体参考程序段：
去抖的一种方法是同样的模拟信号用两路AD进行采集，目前的电路板有一路AD是给转向单元准备的，可以考虑用在加速踏板上面。
二、软件流程图：
E:\电动汽车\论文\软件功能相关-，
加速踏板控制策略
整车控制器从加速踏板采集的是模拟量 0~5V 电压信号，之后整车控制器通过一定的算法，计算出对应输出的电机扭矩值，再通过CAN总线发送给电机控制器。车辆的加速特性就取决于整车控制器中所采用的算法。加速踏板电压开度信号和电机扭矩有三种常见的对应关系。对应关系图如图 3-3 所示。
图中三条曲线 a、b、c 分别表示三种不同的加速踏板控制策略曲线。a 条曲线代表硬踏板控制策略，b 条直线表示线性踏板控制策略，c 条曲线代表软踏板控制策略。一般常用的是前两种控制策略。两种策略各有优缺点，a 种控制策略汽车起步时更快，更有劲，也更于换挡，驾驶感觉比较好。但对应函数关系较复杂处理的过程中计算量过大，响应特性较差；b 种线性踏板控制策略，函数关系处理比较简单，但是在汽车的加速性上偏慢，司机驾驶感觉差一些。现分别介绍两种控制算法也就是加速踏板曲线。
线性控制策略处理起来比较简单，只需要找到固定的比例系数就可以。
硬踏板非线性控制策略处理起来比较复杂，需要一些理论和实验相结合得到一些数据，再通过拟合得到硬踏板控制策略曲线，曲线图形如下图 3-4 所示。
曲线通过 EXCEL 表格拟合得到近似的曲线，因为是拟合曲线，所以从相似度高低依次可以得到几种曲线。这就需要综合考虑选择更合适的一种。这里采用多项式的趋势曲线，采用更高次的方程相似度会更高一些，但同时计算量更大一些；而选用低次的方程相似度又会差一些，所以综合考虑选择三次方程组。拟合曲线的方程为三次方程组，曲线的方程如公式 3-1 所示。
式中 y ——电机扭矩(N*m)；
x ——加速踏板开度电压(V)。
从曲线还可以看出，刚开始轻微踩踏板时没有扭矩。这样做的目的是考虑到人们的驾驶****惯，开车的时候，脚会****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。还有就是从安全角度看，更利于控制。所以在软件编程中，加速踏板轻微开度不产生扭矩。
E:\电动汽车\论文\软件功能相关-
加速力矩控制策略
加速力矩控制策略直接影响到整车驾驶的动力性和舒适性。从加速踏板采集到 0-5V 信号，经过标定程序转换得到相对踏板位置的比率，经过一定函数运算，计算出加速踏板对应的加速力矩。函数关系可以是线性直线，也可以是曲线。线性函数关系处理比较简单，但是在汽车的加速性上偏慢，复杂的函数关系在处理的过程中计算量过大。通过归一化的处理方法，采用了简单的函数关系来表示，如图 6-2 所示。图中曲线A、B 和 C 分别表示了三种加速踏板策略：硬踏板策略、线性踏板策略和软踏板策略。实际上等同于加速踏板信号的比例，反映了踏板的位置。通过道路试验选取了曲线 A。这条曲线基本满足加速的需求，在中负荷司机的驾驶感觉也良好，在小负荷时考虑到力矩的需求比较小，踏板的行程很小，如果按照这条曲线，司机的操控性不好，所以通过试验修改了曲线在小负荷状态下的曲线特性，以保证低速行驶的稳定性。
结合电机的外特性曲线和加速踏板回零的制动需求，电机驱动的X围如图6-3 所示。图中上曲线是电机的外特性曲线，也就是电机在额定功率下运行的理想曲线，分为恒扭距和恒功率两个区间，额定转速为 3600r/min。下曲线是在踏板回零时电机制动的曲线，考虑到电机在小转速时无法起到回馈的效果，制动结束点选取在 800r/min 左右。通过试验发现此时的回馈电流很小，可以忽略。考虑到电机的转速过高时制动功率过大对电池的充电冲击很大，所以基本不回馈制动。制动起始转速为 4500r/min，当然该点实际上与电池状态有关。其值是在电池电量比较足的情况下试验调整的，它应该随着电池的电压的下降而增大，这需要做很多