CN109050348B - 电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法、***和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法、***和电动汽车，其中该控制方法包括手动挡变速换挡工作状态模拟步骤、发动机转速模拟步骤、数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤和熄火信号发送步骤，通过获取电动汽车的当前车速、发动机模拟转速和当前挡位值并与相应的阈值进行判断比较后根据判断比较结果进入计时以及再根据计时判断后发出熄火信号的一系列特定步骤最终实现电动汽车模拟燃油车发动机的熄火工况，使电动汽车能够真实可靠的模拟出驾校学习或考试过程中传统燃油车因驾驶者操作不当导致燃油车熄火的各种情况，使得电动汽车与传统燃油车的操作方法和操作结果保持一致，使电动汽车在驾校场地能够应用。

Description

电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法、***和电 动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法、***和电动汽车。

背景技术

随着汽车行业的发展，绿色清洁、环境友好的电动汽车越来越受国家和民众的支持与喜爱，逐渐得到了广泛的应用，特别是在人员密集度较高的地方，如驾校等地，电动汽车无疑是非常合适的，不仅避免了发动机低速燃油利用率低，而且无尾气排放对于环境无污染。为了促进新能源发展，保护环境，许多驾校已经开始使用电动汽车作为教练车、考试车以缓解驾照考试学习过程对传统燃油车的依赖度。但目前市场上在售的电动汽车所采用的动力传递结构与大部分驾校学员仍需学习手动挡燃油车操作方式的目标并不匹配，例如传统燃油车会因为学员操作不当而导致发动机突然熄火，而这是普通电动汽车不会出现的情况。电动汽车与传统燃油车的工作原理及驾驶感觉均不一样，这使得电动汽车应用于驾校教练车、考试车不能很好的实现。为了让电动汽车使用体验尽可能与传统燃油车保持一致，电动汽车需要对熄火过程等各种不同工况进行模拟，以满足驾校使用需求。

现有技术中的利用电动汽车模拟传统燃油车的控制方法中，其驱动电机在低转速时也可输出大扭矩，与传统燃油车发动机的扭矩输出特性不同，这容易造成即便误操作或操纵不当，电动汽车也不会熄火的错误状态，不符合驾校教练车、考试车的使用要求，也存在安全隐患。

发明内容

本发明针对现有技术中利用电动汽车模拟燃油车不符合驾校教练车、考试车的使用要求的缺陷提供了一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法，能够真实可靠地模拟出驾校学习或考试过程中导致传统燃油车熄火的各种情况，使得电动汽车符合驾校教练车、考试车的使用要求，为电动汽车在驾校场地的推广使用提供可行性、有效性。本发明还涉及一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***以及包括所述控制***的电动汽车。

本发明的技术方案如下：

一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法，包括手动挡变速换挡工作状态模拟步骤、发动机转速模拟步骤、数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤和熄火信号发送步骤，

所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤是将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆，并在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器，通过采集离合器踏板的位置信息判断模拟离合器的工作状态，通过采集手动换挡挡杆在不同挡位的位置信息判断模拟挡杆的工作状态，再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出；

所述发动机转速模拟步骤是基于手动挡燃油车的发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系对电动汽车进行发动机转速模拟，得到发动机模拟转速；

所述数据获取步骤用于获取电动汽车的当前车速、发动机模拟转速和当前挡位值；

所述换挡判断步骤根据模拟离合器的工作状态以及当前挡位值判断是否存在换挡误操作，在确定存在换挡误操作时进入熄火信号发送步骤，否则进入车速判断步骤；

所述车速判断步骤用于根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时步骤；

所述计时步骤进行计时，在超过预设的时间阈值且发动机模拟转速仍然小于预设的模拟转速阈值时进入熄火信号发送步骤；

所述熄火信号发送步骤判定电动汽车即将熄火，发出熄火信号。

在所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤中，是通过霍尔传感器采集离合器踏板的位置信息并输出电压信号再进行模数转换进而转换成离合器踏板位置数字信号，根据所述离合器踏板位置数字信号判断模拟离合器处于分离、半联动或结合的工作状态；通过在手动换挡挡杆的不同挡位位置时霍尔传感器输出的电压信号再进行模数转换进而转换成挡杆位置数字信号，根据所述挡杆位置数字信号判断模拟挡杆处于某一挡位下的工作状态；再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态并结合加速踏板和制动踏板的工作状态以及电池管理***的信号，计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出。

在所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤中，电动汽车的换挡挡杆采用具有六个挡位的手动换挡挡杆。

在所述发动机转速模拟步骤中，是采用插值法、车速倒推法相结合的方式来对电动汽车进行发动机转速模拟：具体是基于手动挡燃油车处于空挡或离合器分离时发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系，通过插值计算出发动机转速随加速踏板或离合器踏板位置的变化曲线；再利用车速倒推法结合手动挡燃油车离合器当前扭矩传递系数和手动挡燃油车的车速信息及手动挡燃油车传动结构的传动比倒推得出手动挡燃油车的发动机转速；然后依据得到的手动挡燃油车的发动机转速来对电动汽车进行发动机转速模拟。

在所述车速判断步骤中，先判断当前车速是否大于行进最低车速阈值，在当前车速大于行进最低车速阈值时为行进工况，再根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时步骤；在当前车速小于等于行进最低车速阈值时为起动工况，在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时步骤。

一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***，包括手动挡变速换挡工作状态模拟模块、发动机转速模拟模块、数据获取模块、换挡判断模块、车速判断模块、计时模块和熄火信号发送模块，所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块和发动机转速模拟模块均与数据获取模块相连，所述数据获取模块、换挡判断模块、车速判断模块、计时模块和熄火信号发送模块依次连接，所述换挡判断模块还连接熄火信号发送模块，

所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆，并在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器，通过采集离合器踏板的位置信息判断模拟离合器的工作状态，通过采集手动换挡挡杆在不同挡位的位置信息判断模拟挡杆的工作状态，再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出；

所述发动机转速模拟模块基于手动挡燃油车的发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系对电动汽车进行发动机转速模拟，得到发动机模拟转速；

所述数据获取模块用于获取电动汽车的当前车速、发动机模拟转速和当前挡位值；

所述换挡判断模块根据模拟离合器的工作状态以及当前挡位值判断是否存在换挡误操作，在确定存在换挡误操作时进入熄火信号发送模块；

所述车速判断模块用于根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时进入计时模块；

所述计时模块进行计时，在超过预设的时间阈值且发动机模拟转速仍然小于预设的模拟转速阈值时进入熄火信号发送模块；

所述熄火信号发送模块判定电动汽车即将熄火，发出熄火信号。

所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块包括模拟挡杆模块、模拟离合器模块、模拟离合器工作状态判断模块、模拟挡杆工作状态判断模块和输出扭矩计算模块，所述模拟挡杆模块将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆；所述模拟离合器模块在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器；所述模拟离合器工作状态判断模块包括第一霍尔元件、第一模数转换器和第一工作状态判断模块，通过第一霍尔传感器采集离合器踏板的位置信息并输出电压信号再通过第一模数转换器进行模数转换进而转换成离合器踏板位置数字信号，由第一工作状态判断模块根据所述离合器踏板位置数字信号判断模拟离合器处于分离、半联动或结合的工作状态；所述模拟挡杆工作状态判断模块包括第二霍尔元件、第二模数转换器和第二工作状态判断模块，通过第二霍尔传感器采集手动换挡挡杆的不同挡位位置信息并输出电压信号再通过第二模数转换器进行模数转换进而转换成挡杆位置数字信号，由第二工作状态判断模块根据所述挡杆位置数字信号判断模拟挡杆处于某一挡位下的工作状态；所述输出扭矩计算模块是由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态并结合加速踏板和制动踏板的工作状态以及电池管理***的信号，计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出。

所述发动机转速模拟模块包括插值法处理模块、车速倒推法处理模块和综合处理模块，所述插值法处理模块基于手动挡燃油车处于空挡或离合器分离时发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系，通过插值计算出发动机转速随加速踏板或离合器踏板位置的变化曲线；所述车速倒推法结合手动挡燃油车离合器当前扭矩传递系数和手动挡燃油车的车速信息及手动挡燃油车传动结构的传动比倒推得出手动挡燃油车的发动机转速；所述综合处理模块根据插值法处理模块和车速倒推法处理模块的结果对电动汽车进行发动机转速模拟。

所述车速判断模块先判断当前车速是否大于行进最低车速阈值，在当前车速大于行进最低车速阈值时为行进工况，再根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时模块；在当前车速小于等于行进最低车速阈值时为起动工况，在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时模块。

一种采用上述的电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***的电动汽车。

本发明的技术效果如下：

本发明涉及了一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法，包括手动挡变速换挡工作状态模拟步骤、发动机转速模拟步骤、数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤和熄火信号发送步骤，本方法中采用模拟挡杆、模拟离合器使得驾驶人员驾驶电动汽车能够像驾驶传统手动挡燃油车一样操作的驾驶感觉，且利用扭矩控制器基于模拟挡杆、模拟离合器状态控制驱动电机输出进而使得电动汽车的工作状态也与传统手动挡燃油车表现相一致，并且进一步使电动汽车进行发动机转速模拟得到发动机模拟转速，在电动汽车能够从驾驶感觉和工作状态全方位对传统手动挡燃油车进行精确模拟的情况下，进一步设置数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤和熄火信号发送步骤，通过获取电动汽车的当前车速、发动机模拟转速和当前挡位值并与相应的阈值进行判断比较后根据判断比较结果进入计时以及再根据计时判断后发出熄火信号的一系列特定步骤最终实现电动汽车模拟燃油车发动机的熄火工况，本方法使得电动汽车能够真实可靠的模拟出驾校学习或考试过程中传统燃油车因驾驶者高挡位起步、松离合过快、误操作或设备故障等造成的发动机输出动力无法克服阻力以及行驶过程中挡位与车速不匹配进而导致燃油车熄火的各种情况，使得电动汽车与传统燃油车的操作方法和操作结果保持一致，让学习开车的学员与使用燃油车没有任何的区别，进而使得电动汽车符合驾校教练车、考试车的使用要求，为电动汽车在驾校场地的推广使用提供可行性、有效性，有利于减少因驾校学员驾驶过程中频繁熄火导致对燃油车严重损耗而产生的车辆维护成本，有利于减少环境的污染。

进一步地，在所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤中，利用霍尔传感器以及模数转换原理采集、转换离合器踏板信号以及所述挡杆信号进而分别判断其工作状态，能够使相应信号传输更加快速高效进而缩短整体控制方法的工作周期，且信号传输也更为精准。

再进一步地，在所述发动机转速模拟步骤中，是采用插值法、车速倒推法相结合的方式来对电动汽车进行发动机转速模拟，其中插值法和车速倒推法分阶段应用，当手动挡燃油车处于空挡或离合器分离时(可以理解为车速为0时)采用插值法，当手动挡燃油车车速大于0时采用车速倒推法，两种方法结合使用，使得根据此综合结果来对电动汽车进行发动机转速模拟的过程更为精确。

本发明还涉及了一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***，通过设置手动挡变速换挡工作状态模拟模块、发动机转速模拟模块、数据获取模块、换挡判断模块、车速判断模块、计时模块和熄火信号发送模块，然后通过各个模块的相互配合工作最终实现电动汽车模拟燃油车发动机的驾驶感觉以及工作状态，使得电动汽车能够真实可靠的模拟出驾校学习或考试过程中传统燃油车发动机输出动力无法克服阻力以及行驶过程中挡位与车速不匹配进而导致燃油车熄火的各种情况，使得电动汽车与传统燃油车的操作方法和操作结果保持一致，让学习开车的学员与使用燃油车没有任何的区别，进而使得电动汽车符合驾校教练车、考试车的使用要求。

本发明还涉及了一种包括上述电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***的电动汽车，能够充分精确模拟传统手动挡燃油车的工作状态，使得电动汽车作为驾校教练车或考试车成为可能。

附图说明

图1：本发明电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法的工作流程图。

图2：本发明电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法的优选的判断流程图。

图3：本发明一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***的优选结构图。

具体实施方式

本发明涉及了一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法，具体包括手动挡变速换挡工作状态模拟步骤、发动机转速模拟步骤、数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤和熄火信号发送步骤：所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤是将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆，并在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器，通过采集离合器踏板的位置信息判断模拟离合器的工作状态，通过采集手动换挡挡杆在不同挡位的位置信息判断模拟挡杆的工作状态，再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出；所述发动机转速模拟步骤是基于手动挡燃油车的发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系对电动汽车进行发动机转速模拟，得到发动机模拟转速；所述数据获取步骤用于获取电动汽车的当前车速、发动机模拟转速和当前挡位值；所述换挡判断步骤根据模拟离合器的工作状态以及当前挡位值判断是否存在换挡误操作，在确定存在换挡误操作时进入熄火信号发送步骤，否则进入车速判断步骤；所述车速判断步骤用于根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时步骤；所述计时步骤进行计时，在超过预设的时间阈值且发动机模拟转速仍然小于预设的模拟转速阈值时进入熄火信号发送步骤；所述熄火信号发送步骤判定电动汽车即将熄火，发出熄火信号；本方法使得电动汽车能够真实可靠的模拟出驾校学习或考试过程中传统燃油车的驾驶感觉与工作状态，尤其是能够准确模拟驾驶过程中燃油车熄火工况的各种情况，使得电动汽车与传统燃油车的操作方法和操作结果保持一致。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

图1为本发明电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法的工作流程图，如图1所示，本方法具体包括手动挡变速换挡工作状态模拟步骤、发动机转速模拟步骤、数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤和熄火信号发送步骤，在执行手动挡变速换挡工作状态模拟步骤和发动机转速模拟步骤后，再执行数据获取步骤，后续各步骤按顺序依次进行：

所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤是将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆，优选地采用具有六个挡位的手动换挡挡杆，也就是常见的包含5个变速挡及一个R挡(倒挡)的手动换挡挡杆，并使之工作效果与传统的手动挡燃油车六挡挡杆一致，并在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器(这是依据传统的手动挡燃油车的离合器踏板的位置进行的设置)，通过采集离合器踏板的位置信息判断模拟离合器的工作状态，通过采集手动换挡挡杆在不同挡位的位置信息判断模拟挡杆的工作状态，再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出，具体优选地，是通过霍尔传感器采集离合器踏板的位置信息并输出电压信号再进行模数转换进而转换成离合器踏板位置数字信号，根据所述离合器踏板位置数字信号判断模拟离合器处于分离、半联动或结合的工作状态，同时通过在手动换挡挡杆的不同挡位位置时霍尔传感器输出的电压信号再进行模数转换进而转换成挡杆位置数字信号，根据所述挡杆位置数字信号判断模拟挡杆处于某一挡位下的工作状态，再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态并结合加速踏板和制动踏板的工作状态以及电池管理***的信号，计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出。

所述发动机转速模拟步骤是基于手动挡燃油车的发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系对电动汽车进行发动机转速模拟，得到发动机模拟转速，优选地是采用插值法、车速倒推法相结合的方式来对电动汽车进行发动机转速模拟：具体是基于手动挡燃油车处于空挡或离合器分离时发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系，通过插值计算出发动机转速随加速踏板或离合器踏板位置的变化曲线，再利用车速倒推法结合手动挡燃油车离合器当前扭矩传递系数和手动挡燃油车的车速信息及手动挡燃油车传动结构的传动比倒推得出手动挡燃油车的发动机转速；然后依据得到的手动挡燃油车的发动机转速来对电动汽车进行发动机转速模拟。

此时再进一步结合附图2中具体的判断流程进行说明，即对应于数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤、熄火信号发送步骤的优化的判断流程，具体如下：

通过所述数据获取步骤获取电动汽车的当前车速V、发动机模拟转速N和当前挡位值；

然后通过所述换挡判断步骤根据模拟离合器的工作状态以及当前挡位值判断是否存在换挡误操作，在确定存在换挡误操作时进入熄火信号发送步骤，也即是当在通过换挡挡杆进行换挡前没有踩下离合器(即离合器处于结合状态)时，进入熄火信号发送步骤，否则正常行驶，进入车速判断步骤；本换挡判断步骤属于误操作防范步骤，由于手动挡燃油车必须踩下离合器才能换挡，而电动汽车虽然有换挡挡杆但换挡效果是给通过电子元件给出电信号而非传动***的机械结合，不用离合器也能换挡成功，本步骤的设置能够有效避免驾驶者在非换挡意识下错误换挡；

然后通过所述车速判断步骤根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速V进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速N小于预设的模拟转速阈值N1时，进入计时步骤，进一步具体优选地，在所述车速判断步骤中，先判断当前车速V是否大于行进最低车速阈值V0(V0优选可以等于0)，在当前车速大于行进最低速度阈值V0时为行进工况，再根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速V进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速N小于预设的模拟转速阈值N1时，进入计时步骤。具体为，先判断当前车速V是否大于行进最低车速阈值V0，在当前车速大于行进最低车速阈值V0时为行进工况，再根据当前挡位值进行车速判断，当挡位值为0(空挡)时，电动汽车没有动力输出，故此时电动汽车正常行驶(即不会出现因驾驶行为不当导致的熄火现象，但驾驶员控制点火开关使发动机停止工作的情况除外)；当挡位值为1时，进一步进行发动机模拟转速N的判断，在发动机模拟转速N＜预设的模拟转速阈值N1时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值为2时，进一步进行当前车速V以及发动机模拟转速N的判断，在当前车速V＜2挡对应的熄火车速阈值V1或发动机模拟转速N＜预设的模拟转速阈值N1时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值为3时，进一步进行当前车速V以及发动机模拟转速N的判断，在当前车速V＜3挡对应的熄火车速阈值V2或发动机模拟转速N＜预设的模拟转速阈值N1时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值为4时，进一步进行当前车速V以及发动机模拟转速N的判断，在当前车速V＜4挡对应的熄火车速阈值V3或发动机模拟转速N＜预设的模拟转速阈值N1时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值为5时，进一步进行当前车速V或发动机模拟转速N的判断，在当前车速V＜5挡对应的熄火车速阈值V4或发动机模拟转速N＜预设的模拟转速阈值N1时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值不为5时也即当挡位值为R(倒挡)时，若发动机模拟转速N＜预设的发动机模拟转速N1则进入计时步骤，否则电动汽车正常行驶；而在当前车速大于行进最低车速阈值V0的判断为否时(即当前车速小于等于最低车速阈值V0)为起动工况，进一步判断在发动机模拟转速N小于预设的模拟转速阈值N1时进入计时步骤，否则电动汽车正常行驶；

然后通过所述计时步骤进行计时，在超过预设的时间阈值且发动机模拟转速N仍然小于预设的模拟转速阈值N1时进入熄火信号发送步骤，具体优选地，每种进入计时步骤的情况均需要进行进一步判断，即需要进一步判断计时时间T是否超过预设的时间阈值T1，当计时时间T＞预设的时间阈值T1时，若发动机模拟转速N仍＜预设的模拟转速阈值N1则进入熄火信号发送步骤，否则电动汽车正常行驶；

最后通过熄火信号发送步骤判定电动汽车即将熄火，发出熄火信号，每种进入熄火信号发送步骤的情况均能够判定电动汽车即将熄火，进而发出熄火信号控制电动汽车关闭动力。

本发明所述的电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法进行的熄火工况的模拟主要是针对手动挡燃油车起步时发动机输出动力无法克服阻力，以及行驶过程中挡位与车辆速度不匹配两种情况，对这两种情况进行模拟和控制。本方法中采用模拟挡杆、模拟离合器使得驾驶人员驾驶电动汽车能够像驾驶传统手动挡燃油车一样操作的驾驶感觉，且利用扭矩控制器基于模拟挡杆、模拟离合器状态控制驱动电机输出进而使得电动汽车的工作状态也与传统手动挡燃油车表现相一致，并且进一步使电动汽车进行发动机转速模拟得到发动机模拟转速，在电动汽车能够从驾驶感觉和工作状态全方位对传统手动挡燃油车进行精确模拟的情况下，进一步设置数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤和熄火信号发送步骤，通过获取电动汽车的当前车速V、发动机模拟转速N和当前挡位值并与相应的阈值进行判断比较后根据判断比较结果进入计时以及再根据计时判断后发出熄火信号的一系列特定步骤最终实现电动汽车模拟燃油车发动机的熄火工况，使得电动汽车能够真实可靠的模拟出驾校学习或考试过程中传统燃油车因驾驶者高挡位起步、松离合过快、误操作或设备故障等造成的发动机输出动力无法克服阻力以及行驶过程中挡位与车速不匹配进而导致燃油车熄火的各种情况，使得电动汽车与传统燃油车的操作方法和操作结果保持一致，让学习开车的学员与使用燃油车没有任何的区别，进而使得电动汽车符合驾校教练车、考试车的使用要求，为电动汽车在驾校场地的推广使用提供可行性、有效性，有利于减少因驾校学员驾驶过程中频繁熄火导致对燃油车严重损耗而产生的车辆维护成本，还有利于减少环境的污染。

本发明还涉及了一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***，该控制***与上述电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法相对应，可理解为是实现上述电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法的***。该控制***的结构如图3所示，具体包括手动挡变速换挡工作状态模拟模块、发动机转速模拟模块、数据获取模块、换挡判断模块、车速判断模块、计时模块和熄火信号发送模块，所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块和发动机转速模拟模块均与数据获取模块相连，所述数据获取模块、换挡判断模块、车速判断模块、计时模块和熄火信号发送模块依次连接，所述换挡判断模块还连接熄火信号发送模块。

所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆，并在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器，通过采集离合器踏板的位置信息判断模拟离合器的工作状态，通过采集手动换挡挡杆在不同挡位的位置信息判断模拟挡杆的工作状态，再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出，具体表现为所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块包括模拟挡杆模块、模拟离合器模块、模拟离合器工作状态判断模块、模拟挡杆工作状态判断模块和输出扭矩计算模块，所述模拟挡杆模块将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆，优选可以采用具有六个挡位的手动换挡挡杆；所述模拟离合器模块在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器；所述模拟离合器工作状态判断模块包括第一霍尔元件、第一模数转换器和第一工作状态判断模块，通过第一霍尔传感器采集离合器踏板的位置信息并输出电压信号再通过第一模数转换器进行模数转换进而转换成离合器踏板位置数字信号，由第一工作状态判断模块根据所述离合器踏板位置数字信号判断模拟离合器处于分离、半联动或结合的工作状态；所述模拟挡杆工作状态判断模块包括第二霍尔元件、第二模数转换器和第二工作状态判断模块，通过第二霍尔传感器采集手动换挡挡杆的不同挡位位置信息并输出电压信号再通过第二模数转换器进行模数转换进而转换成挡杆位置数字信号，由第二工作状态判断模块根据所述挡杆位置数字信号判断模拟挡杆处于某一挡位下的工作状态；所述输出扭矩计算模块是由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态并结合加速踏板和制动踏板的工作状态以及电池管理***的信号，计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出。

所述发动机转速模拟模块基于手动挡燃油车的发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系对电动汽车进行发动机转速模拟，得到发动机模拟转速；所述数据获取模块用于获取电动汽车的当前车速、发动机模拟转速和当前挡位值；所述换挡判断模块根据模拟离合器的工作状态以及当前挡位值判断是否存在换挡误操作，在确定存在换挡误操作时进入熄火信号发送模块；所述车速判断模块用于根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时进入计时模块；所述计时模块进行计时，在超过预设的时间阈值且发动机模拟转速仍然小于预设的模拟转速阈值时进入熄火信号发送模块；所述熄火信号发送模块判定电动汽车即将熄火，发出熄火信号。

进一步优选地，所述发动机转速模拟模块包括插值法处理模块、车速倒推法处理模块和综合处理模块，所述插值法处理模块基于手动挡燃油车处于空挡或离合器分离时发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系，通过插值计算出发动机转速随加速踏板或离合器踏板位置的变化曲线；所述车速倒推法结合手动挡燃油车离合器当前扭矩传递系数和手动挡燃油车的车速信息及手动挡燃油车传动结构的传动比倒推得出手动挡燃油车的发动机转速；所述综合处理模块根据插值法处理模块和车速倒推法处理模块的结果对电动汽车进行发动机转速模拟。

进一步优选地，在所述车速判断模块进行车速判断时，首先判断当前车速是否大于行进最低车速阈值，在当前车速大于行进最低车速阈值时为行进工况，再根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时模块。具体优选地，判断步骤可以是：在当前车速大于行进最低车速阈值时为行进工况，再根据当前挡位值进行车速判断，当挡位值为0(空挡)时，电动汽车没有动力输出，故此时电动汽车正常行驶(即不会出现因驾驶行为不当导致的熄火现象，但驾驶员控制点火开关使发动机停止工作的情况除外)；当挡位值为1时，进一步进行发动机模拟转速的判断，在发动机模拟转速＜预设的模拟转速阈值时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值为2时，进一步进行当前车速以及发动机模拟转速的判断，在当前车速＜2挡对应的熄火车速阈值或发动机模拟转速＜预设的模拟转速阈值时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值为3时，进一步进行当前车速以及发动机模拟转速的判断，在当前车速＜3挡对应的熄火车速阈值或发动机模拟转速＜预设的模拟转速阈值时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值为4时，进一步进行当前车速以及发动机模拟转速的判断，在当前车速＜4挡对应的熄火车速阈值或发动机模拟转速＜预设的模拟转速阈值时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值为5时，进一步进行当前车速以及发动机模拟转速的判断，在当前车速＜5挡对应的熄火车速阈值或发动机模拟转速＜预设的模拟转速阈值时进入计时器计时步骤，否则电动汽车正常行驶；当挡位值不为5时也即当挡位值为R(倒挡)时，若发动机模拟转速N＜预设的发动机模拟转速则进入计时步骤，否则电动汽车正常行驶；而在当前车速大于行进最低车速阈值的判断为否时为起动工况，进一步判断在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时进入计时步骤，否则电动汽车正常行驶；在当前车速大于行进最低车速阈值的判断为否时为起动工况，在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时模块开始计时。

本***通过设置手动挡变速换挡工作状态模拟模块、发动机转速模拟模块、数据获取模块、换挡判断模块、车速判断模块、计时模块和熄火信号发送模块，然后通过各个模块的相互配合工作最终实现电动汽车模拟燃油车发动机的驾驶感觉以及工作状态，尤其是能够精确模拟燃油车的熄火工况，使得电动汽车能够真实可靠的模拟出驾校学习或考试过程中传统燃油车发动机输出动力无法克服阻力以及行驶过程中挡位与车速不匹配进而导致燃油车熄火的各种情况，使得电动汽车与传统燃油车的操作方法和操作结果保持一致，让学习开车的学员与使用燃油车没有任何的区别，进而使得电动汽车符合驾校教练车、考试车的使用要求，为驾校使用电动汽车进行驾校学员的培训提供了可能，实现了单级减速电动汽车驾驶过程中对手动挡燃油车熄火工况的精确模拟，还能节约驾校的车辆维护成本。

本发明还涉及了一种包括上述电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***的电动汽车，即一种新型电动汽车，其采用了如图3所示的电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***，实现一种具有模拟燃油车发动机熄火工况功能的新型电动汽车，能够充分精确模拟传统手动挡燃油车的工作状态，尤其能够充分模拟手动挡燃油车起步时发动机输出动力无法克服阻力以及行驶过程中挡位与电动汽车车速不匹配进而导致手动挡燃油车熄火的两种情况，实现电动汽车驾驶过程中对手动挡燃油车熄火工况的精确模拟，使得电动汽车作为驾校教练车或考试车成为可能，完全能够避免手动挡燃油车由于发动机没有工作在与车辆运动最佳匹配的速度区间产生的熄火工况，用该新型的电动汽车替代可以减少由驾校学员驾车过程频繁发生熄火现象导致的对燃油的损耗、对离合器的长期磨损而带来的车辆维护成本。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法，其特征在于，包括手动挡变速换挡工作状态模拟步骤、发动机转速模拟步骤、数据获取步骤、换挡判断步骤、车速判断步骤、计时步骤和熄火信号发送步骤，

所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤是将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆，并在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器，通过采集离合器踏板的位置信息判断模拟离合器的工作状态，通过采集手动换挡挡杆在不同挡位的位置信息判断模拟挡杆的工作状态，再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出，进而使得电动汽车的工作状态与手动挡燃油车表现相一致；

所述发动机转速模拟步骤是基于手动挡燃油车的发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系对电动汽车进行发动机转速模拟，得到发动机模拟转速；

所述数据获取步骤用于获取电动汽车的当前车速、发动机模拟转速和当前挡位值；

所述换挡判断步骤根据模拟离合器的工作状态以及当前挡位值判断是否存在换挡误操作，在确定存在换挡误操作时进入熄火信号发送步骤，否则进入车速判断步骤；

所述车速判断步骤用于根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时步骤；

所述计时步骤进行计时，在超过预设的时间阈值且发动机模拟转速仍然小于预设的模拟转速阈值时进入熄火信号发送步骤；

所述熄火信号发送步骤判定电动汽车即将熄火，发出熄火信号。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤中，是通过霍尔传感器采集离合器踏板的位置信息并输出电压信号再进行模数转换进而转换成离合器踏板位置数字信号，根据所述离合器踏板位置数字信号判断模拟离合器处于分离、半联动或结合的工作状态；通过在手动换挡挡杆的不同挡位位置时霍尔传感器输出的电压信号再进行模数转换进而转换成挡杆位置数字信号，根据所述挡杆位置数字信号判断模拟挡杆处于某一挡位下的工作状态；再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态并结合加速踏板和制动踏板的工作状态以及电池管理***的信号，计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在所述手动挡变速换挡工作状态模拟步骤中，电动汽车的换挡挡杆采用具有六个挡位的手动换挡挡杆。

4.根据权利要求1至3之一所述的控制方法，其特征在于，在所述发动机转速模拟步骤中，是采用插值法、车速倒推法相结合的方式来对电动汽车进行发动机转速模拟：具体是基于手动挡燃油车处于空挡或离合器分离时发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系，通过插值计算出发动机转速随加速踏板或离合器踏板位置的变化曲线；再利用车速倒推法结合手动挡燃油车离合器当前扭矩传递系数和手动挡燃油车的车速信息及手动挡燃油车传动结构的传动比倒推得出手动挡燃油车的发动机转速；然后依据得到的手动挡燃油车的发动机转速来对电动汽车进行发动机转速模拟。

5.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，在所述车速判断步骤中，先判断当前车速是否大于行进最低车速阈值，在当前车速大于行进最低车速阈值时为行进工况，再根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时步骤；在当前车速小于等于行进最低车速阈值时为起动工况，在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时步骤。

6.一种电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***，其特征在于，包括手动挡变速换挡工作状态模拟模块、发动机转速模拟模块、数据获取模块、换挡判断模块、车速判断模块、计时模块和熄火信号发送模块，所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块和发动机转速模拟模块均与数据获取模块相连，所述数据获取模块、换挡判断模块、车速判断模块、计时模块和熄火信号发送模块依次连接，所述换挡判断模块还连接熄火信号发送模块，

所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆，并在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器，通过采集离合器踏板的位置信息判断模拟离合器的工作状态，通过采集手动换挡挡杆在不同挡位的位置信息判断模拟挡杆的工作状态，再由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出，进而使得电动汽车的工作状态与手动挡燃油车表现相一致；

所述发动机转速模拟模块基于手动挡燃油车的发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系对电动汽车进行发动机转速模拟，得到发动机模拟转速；

所述数据获取模块用于获取电动汽车的当前车速、发动机模拟转速和当前挡位值；

所述换挡判断模块根据模拟离合器的工作状态以及当前挡位值判断是否存在换挡误操作，在确定存在换挡误操作时进入熄火信号发送模块；

所述车速判断模块用于根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时进入计时模块；

所述计时模块进行计时，在超过预设的时间阈值且发动机模拟转速仍然小于预设的模拟转速阈值时进入熄火信号发送模块；

所述熄火信号发送模块判定电动汽车即将熄火，发出熄火信号。

7.根据权利要求6所述的控制***，其特征在于，所述手动挡变速换挡工作状态模拟模块包括模拟挡杆模块、模拟离合器模块、模拟离合器工作状态判断模块、模拟挡杆工作状态判断模块和输出扭矩计算模块，所述模拟挡杆模块将电动汽车的换挡挡杆采用为具有多挡位的手动换挡挡杆以模拟挡杆；所述模拟离合器模块在电动汽车驾驶室底板的左侧设置离合器踏板以模拟离合器；所述模拟离合器工作状态判断模块包括第一霍尔元件、第一模数转换器和第一工作状态判断模块，通过第一霍尔传感器采集离合器踏板的位置信息并输出电压信号再通过第一模数转换器进行模数转换进而转换成离合器踏板位置数字信号，由第一工作状态判断模块根据所述离合器踏板位置数字信号判断模拟离合器处于分离、半联动或结合的工作状态；所述模拟挡杆工作状态判断模块包括第二霍尔元件、第二模数转换器和第二工作状态判断模块，通过第二霍尔传感器采集手动换挡挡杆的不同挡位位置信息并输出电压信号再通过第二模数转换器进行模数转换进而转换成挡杆位置数字信号，由第二工作状态判断模块根据所述挡杆位置数字信号判断模拟挡杆处于某一挡位下的工作状态；所述输出扭矩计算模块是由扭矩控制器基于模拟离合器和模拟挡杆的工作状态并结合加速踏板和制动踏板的工作状态以及电池管理***的信号，计算不同状态下的驱动电机输出扭矩并控制驱动电机输出。

8.根据权利要求6或7所述的控制***，其特征在于，所述发动机转速模拟模块包括插值法处理模块、车速倒推法处理模块和综合处理模块，所述插值法处理模块基于手动挡燃油车处于空挡或离合器分离时发动机转速随加速踏板位置或离合器踏板位置的变化关系，通过插值计算出发动机转速随加速踏板或离合器踏板位置的变化曲线；所述车速倒推法结合手动挡燃油车离合器当前扭矩传递系数和手动挡燃油车的车速信息及手动挡燃油车传动结构的传动比倒推得出手动挡燃油车的发动机转速；所述综合处理模块根据插值法处理模块和车速倒推法处理模块的结果对电动汽车进行发动机转速模拟。

9.根据权利要求6或7所述的控制***，其特征在于，所述车速判断模块先判断当前车速是否大于行进最低车速阈值，在当前车速大于行进最低车速阈值时为行进工况，再根据当前挡位值进行车速判断，在当前车速进入到当前挡位值对应的熄火车速阈值范围时或在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时模块；在当前车速小于等于行进最低车速阈值时为起动工况，在发动机模拟转速小于预设的模拟转速阈值时，进入计时模块。

10.一种采用如权利要求6至9之一所述的电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制***的电动汽车。

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