CN111959290B - 一种纯电动车辆过弯转向的控制方法 - Google Patents

一种纯电动车辆过弯转向的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纯电动车辆过弯转向的控制方法，包括：整车控制器确定车辆是否满足过弯转向功能激活条件；当车辆满足过弯转向功能激活条件时，整车控制器确定扭矩调节量δ0，并根据扭矩调节量δ0和预设的第一扭矩调节梯度Gadd控制驱动电机对驾驶员需求扭矩进行调节；在车辆过弯转向功能激活后车辆运行过程中，整车控制器确定车辆是否满足过弯转向功能退出条件；当车辆满足过弯转向功能退出条件时，整车控制器根据当前的实际扭矩和预设的第二扭矩调节梯度Gmin控制驱动电机恢复驾驶员需求扭矩。采用本发明能在驾驶员过弯时保持加速踏板踩下的开度不变的情况下平稳、安全的通过弯道。

Description

一种纯电动车辆过弯转向的控制方法
技术领域
本发明属于纯电动汽车技术领域，具体涉及一种纯电动车辆过弯转向的控制方法。
背景技术
能源危机、环境污染及温室效应等问题的日益严重，使新能源汽车特别是纯电动汽车成为汽车行业变革的必然趋势。纯电动汽车具有节能环保、经济、NVH品质高、结构简单、动力性强等优势，受到科研机构与企业的广泛关注。
目前驾驶员在行驶过弯时，往往进行的操作为收油门后再踩制动，使车辆能够在安全、舒适的情况下过弯，但是如果遇到弯道过多的工况时，频繁进行这样的操作很容易造成驾驶员的疲劳，产生安全风险；另外，当驾驶员驾车在颠簸路面上行驶时，由于路面情况较差，需要驾驶员不断的对方向进行微调，这同样会造成驾驶员的疲劳，产生安全风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种纯电动车辆过弯转向的控制方法，以在驾驶员过弯时保持加速踏板踩下的开度不变的情况下平稳、安全的通过弯道。
本发明所述的纯电动车辆过弯转向的控制方法，包括：
整车控制器(即VCU)确定车辆是否满足过弯转向功能激活条件；
当车辆满足过弯转向功能激活条件时，整车控制器确定扭矩调节量δ0，并根据扭矩调节量δ0和预设的第一扭矩调节梯度Gadd控制驱动电机对驾驶员需求扭矩进行调节；
在车辆过弯转向功能激活后车辆运行过程中，整车控制器确定车辆是否满足过弯转向功能退出条件；
当车辆满足过弯转向功能退出条件时，整车控制器根据当前的实际扭矩和预设的第二扭矩调节梯度Gmin控制驱动电机恢复驾驶员需求扭矩。
优选的，所述整车控制器根据驾驶员需求扭矩N2、车速V、方向盘转角S、方向盘转向角速度W、横向加速度Gy、横摆角速度ω、车辆偏移率η、预设的最小调节量δmin和预设的最大调节量δmax，确定扭矩调节量δ0；其具体确定方式为：
利用公式：δ1＝N2*(aV+b)，计算第一调节量δ1，其中，a、b表示调节系数，a、b均由实车标定得到；
利用公式：δ2＝N2*(cS2+dS-e)，计算第二调节量δ2，其中，c、d、e表示调节系数，c、d、e均由实车标定得到；
利用公式：
Figure BDA0002631176590000021
计算第三调节量δ3，其中，f、g表示调节系数，f、g均由实车标定得到；
利用公式：δ4＝N2*(hGy 2-jGy+k)，计算第四调节量δ4，其中，h、j、k表示调节系数，h、j、k均由实车标定得到；
利用公式：
Figure BDA0002631176590000022
计算第五调节量δ5，其中，m、n、p表示调节系数，m、n、p均由实车标定得到；
利用公式：
Figure BDA0002631176590000023
计算第六调节量δ6，其中，x、y表示调节系数，x、y均由实车标定得到；
将第一调节量δ1、第二调节量δ2、第三调节量δ3、第四调节量δ4、第五调节量δ5和第六调节量δ6中的最小值作为调节量计算值；
扭矩调节量δ0的大小应该限制在一定范围以内，其上限为不引起驾驶员察觉到的相同加速踏板深度时，车辆动力性有所差异的预设的最大调节量δmax，其下限为能够改善过弯效果的预设的最小调节量δmin；因此如果调节量计算值大于预设的最小调节量δmin且小于预设的最大调节量δmax，则将调节量计算值作为所述扭矩调节量δ0；如果调节量计算值小于或等于预设的最小调节量δmin，则将预设的最小调节量δmin作为所述扭矩调节量δ0；如果调节量计算值大于或等于预设的最大调节量δmax，则将预设的最大调节量δmax作为所述扭矩调节量δ0。
车辆的过弯转向功能激活条件为：
1)整车控制器收到过弯转向功能激活请求；
2)车辆当前必须进入可行驶模式(即车辆的可行驶指示灯点亮)；
3)考虑该功能的使用场景，车辆档位必须为前进档；
4)车速必须大于预设的车速阈值V1，即在中、高车速时该功能才能激活；
5)为判断当前是否正在过弯，由转向控制器提供的方向盘转角必须大于预设的转角阈值S1；
6)为判断当前所处的过弯进程，由转向控制器提供的方向盘转角速度必须大于预设的转向角速度阈值W1；
7)驾驶员需求扭矩的优先级要高于过弯转向功能的优先级，所以驾驶员需求扭矩的变化率应该小于预设的扭矩变化率阈值M1；
8)只有在驱动扭矩大于预设的扭矩阈值N1且制动踏板行程小于预设的行程阈值K1的情况下该功能才能激活；
9)当底盘***的安全干预功能未使能时该功能才能激活；
条件1)至条件9)都满足时，则表示车辆满足过弯转向功能激活条件。
在车辆过弯转向功能激活后车辆运行过程中，如果条件1)至条件9)中某一个条件或者某几个条件不满足时，即整车控制器收到过弯转向功能关闭请求，或者车辆的可行驶指示灯熄灭，或者车辆档位不为前进档，或者车速小于或等于预设的车速阈值V1，或者方向盘转角小于或等于预设的转角阈值S1，或者方向盘转向角速度小于或等于预设的转向角速度阈值W1，或者驾驶员需求扭矩的变化率大于或等于预设的扭矩变化率阈值M1，或者驱动扭矩小于或等于预设的扭矩阈值N1，或者制动踏板行程大于或等于预设的行程阈值K1，或者底盘***的安全干预功能激活，则表示车辆满足过弯转向功能退出条件。
优选的，所述底盘***的安全干预功能为车身电子稳定***ESP和/或牵引力控制***TCS和/或防抱死刹车***ABS和/或自动紧急制动***AEB。
采用本发明当车辆满足过弯转向功能激活条件后，整车控制器确定扭矩调节量δ0(即驾驶员需求扭矩的补偿扭矩)，然后整车控制器根据扭矩调节量δ0和预设的第一扭矩调节梯度Gadd控制驱动电机对驾驶员需求扭矩进行调节，帮助驾驶员在过弯时保持加速踏板踩下的开度不变的情况下平稳、安全的通过弯道。在车辆过弯转向功能激活后车辆运行过程中，当车辆满足过弯转向功能退出条件时，整车控制器根据当前的实际扭矩和预设的第二扭矩调节梯度Gmin控制驱动电机恢复驾驶员需求扭矩。在过弯转向功能激活时通过预设的第一扭矩调节梯度Gadd限制扭矩调节速度，在过弯转向功能退出时通过预设的第二扭矩调节梯度Gmin限制扭矩恢复速度，实现了调节安全且驾驶性可接受，避免了因扭矩突变而造成驾驶性问题。另外，采用本发明当车辆在颠簸路面上行驶时也能减少方向盘的微调次数，从而减轻驾驶员疲劳，减小行车过程中的安全风险，提高车辆的操控性。
附图说明
图1为本发明中纯电动车辆过弯转向的控制过程示意图。
图2为本发明的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1、图2所示，纯电动车辆过弯转向的控制方法，包括：
第一步、整车控制器判断车辆是否满足过弯转向功能激活条件，如果是，则执行第二步，否则继续执行第一步；
第二步、整车控制器根据驾驶员需求扭矩N2、车速V、方向盘转角S、方向盘转向角速度W、横向加速度Gy、横摆角速度ω、车辆偏移率η、预设的最小调节量δmin(δmin为标定值，通过实车标定得到)和预设的最大调节量δmax(δmax为标定值，通过实车标定得到)，确定扭矩调节量δ0，然后执行第三步；
第三步、整车控制器根据扭矩调节量δ0和预设的第一扭矩调节梯度Gadd(Gadd为标定值，通过实车标定得到)控制驱动电机对驾驶员需求扭矩进行调节，即整车控制器控制驱动电机以Gadd作为调节速度，将扭矩从驾驶员需求扭矩N2调节到当前实际需求的扭矩N2-δ0，然后执行第四步；
第四步、整车控制器判断车辆是否满足过弯转向功能退出条件，如果是，则执行第五步，否则返回执行第二步；
第五步、整车控制器根据当前的实际扭矩和预设的第二扭矩调节梯度Gmin(Gmin为标定值，通过实车标定得到)控制驱动电机恢复驾驶员需求扭矩，即整车控制器控制驱动电机以Gmin作为调节速度，将扭矩从当前的实际扭矩调节到驾驶员需求扭矩N2，然后执行第六步；
第六步、整车控制器判断车辆是否满足过弯转向功能激活条件，如果是，则返回执行第二步，否则结束。
其中，车辆满足过弯转向功能激活条件是指：整车控制器收到过弯转向功能激活请求(由驾驶员在车机或者手机APP上对过弯转向功能进行选择而发出激活请求)，且车辆的可行驶指示灯点亮(即车辆当前进入可行驶模式)，且车辆档位为前进档，且车速大于预设的车速阈值V1，且方向盘转角大于预设的转角阈值S1，且方向盘转向角速度大于预设的转向角速度阈值W1，且驾驶员需求扭矩的变化率小于预设的扭矩变化率阈值M1，且驱动扭矩大于预设的扭矩阈值N1，且制动踏板行程小于预设的行程阈值K1，且底盘***的安全干预功能(比如车身电子稳定***ESP、牵引力控制***TCS、防抱死刹车***ABS、自动紧急制动***AEB等都)未使能。
其中，车速V、方向盘转角S、方向盘转向角速度W越大，扭矩调节量δ0应该越大；横向加速度Gy、横摆角速度ω、车辆偏移率η越大，扭矩调节量δ0应该越小。
整车控制器确定扭矩调节量δ0的具体方式为：
整车控制器利用公式：δ1＝N2*(aV+b)，计算第一调节量δ1，其中，a、b表示调节系数，a为正数，b可正可负，a、b均由实车标定得到；
整车控制器利用公式：δ2＝N2*(cS2+dS-e)，计算第二调节量δ2，其中，c、d、e表示调节系数，c为正数，d、e可正可负，c、d、e均由实车标定得到；
整车控制器利用公式：
Figure BDA0002631176590000051
计算第三调节量δ3，其中，f、g表示调节系数，f为正数，g可正可负，f、g均由实车标定得到；
整车控制器利用公式：δ4＝N2*(hGy 2-jGy+k)，计算第四调节量δ4，其中，h、j、k表示调节系数，h为负数，j、k可正可负，h、j、k均由实车标定得到；
整车控制器利用公式：
Figure BDA0002631176590000052
计算第五调节量δ5，其中，m、n、p表示调节系数，m、n为负数，p可正可负，m、n、p均由实车标定得到；
整车控制器利用公式：
Figure BDA0002631176590000053
计算第六调节量δ6，其中，x、y表示调节系数，x为负数，y可正可负，x、y均由实车标定得到；
整车控制器将第一调节量δ1、第二调节量δ2、第三调节量δ3、第四调节量δ4、第五调节量δ5和第六调节量δ6中的最小值作为调节量计算值；
整车控制器判断调节量计算值与预设的最小调节量δmin、预设的最大调节量δmax之间的大小关系：如果调节量计算值大于预设的最小调节量δmin且小于预设的最大调节量δmax，则整车控制器将调节量计算值作为扭矩调节量δ0；如果调节量计算值小于或等于预设的最小调节量δmin，则整车控制器将预设的最小调节量δmin作为扭矩调节量δ0；如果调节量计算值大于或等于预设的最大调节量δmax，则整车控制器将预设的最大调节量δmax作为扭矩调节量δ0。
其中，车辆满足过弯转向功能退出条件是指：整车控制器收到过弯转向功能关闭请求，或者车辆的可行驶指示灯熄灭，或者车辆档位不为前进档，或者车速小于或等于预设的车速阈值V1，或者方向盘转角小于或等于预设的转角阈值S1，或者方向盘转向角速度小于或等于预设的转向角速度阈值W1，或者驾驶员需求扭矩的变化率大于或等于预设的扭矩变化率阈值M1，或者驱动扭矩小于或等于预设的扭矩阈值N1，或者制动踏板行程大于或等于预设的行程阈值K1，或者底盘***的安全干预功能(比如车身电子稳定***ESP、牵引力控制***TCS、防抱死刹车***ABS、自动紧急制动***AEB中的一个或者多个)激活。

Claims (4)

1.一种纯电动车辆过弯转向的控制方法，其特征在于，包括：
整车控制器确定车辆是否满足过弯转向功能激活条件；
当车辆满足过弯转向功能激活条件时，整车控制器确定扭矩调节量δ0，并根据扭矩调节量δ0和预设的第一扭矩调节梯度Gadd控制驱动电机对驾驶员需求扭矩进行调节；
在车辆过弯转向功能激活后车辆运行过程中，整车控制器确定车辆是否满足过弯转向功能退出条件；
当车辆满足过弯转向功能退出条件时，整车控制器根据当前的实际扭矩和预设的第二扭矩调节梯度Gmin控制驱动电机恢复驾驶员需求扭矩；
其中，所述整车控制器根据驾驶员需求扭矩N2、车速V、方向盘转角S、方向盘转向角速度W、横向加速度Gy、横摆角速度ω、车辆偏移率η、预设的最小调节量δmin和预设的最大调节量δmax，确定扭矩调节量δ0；其具体确定方式为：
利用公式：δ1＝N2*(aV+b)，计算第一调节量δ1，其中，a、b表示调节系数，a、b均由实车标定得到；
利用公式：δ2＝N2*(cS2+dS-e)，计算第二调节量δ2，其中，c、d、e表示调节系数，c、d、e均由实车标定得到；
利用公式：
Figure FDA0003328915130000011
计算第三调节量δ3，其中，f、g表示调节系数，f、g均由实车标定得到；
利用公式：δ4＝N2*(hGy 2-jGy+k)，计算第四调节量δ4，其中，h、j、k表示调节系数，h、j、k均由实车标定得到；
利用公式：
Figure FDA0003328915130000012
计算第五调节量δ5，其中，m、n、p表示调节系数，m、n、p均由实车标定得到；
利用公式：
Figure FDA0003328915130000013
计算第六调节量δ6，其中，x、y表示调节系数，x、y均由实车标定得到；
将第一调节量δ1、第二调节量δ2、第三调节量δ3、第四调节量δ4、第五调节量δ5和第六调节量δ6中的最小值作为调节量计算值；
如果调节量计算值大于δmin且小于δmax，则将调节量计算值作为所述扭矩调节量δ0；如果调节量计算值小于或等于δmin，则将δmin作为所述扭矩调节量δ0；如果调节量计算值大于或等于δmax，则将δmax作为所述扭矩调节量δ0。
2.根据权利要求1所述的纯电动车辆过弯转向的控制方法，其特征在于：
如果整车控制器收到过弯转向功能激活请求，且车辆的可行驶指示灯点亮，且车辆档位为前进档，且车速大于预设的车速阈值V1，且方向盘转角大于预设的转角阈值S1，且方向盘转向角速度大于预设的转向角速度阈值W1，且驾驶员需求扭矩的变化率小于预设的扭矩变化率阈值M1，且驱动扭矩大于预设的扭矩阈值N1，且制动踏板行程小于预设的行程阈值K1，且底盘***的安全干预功能未使能，则表示车辆满足过弯转向功能激活条件。
3.根据权利要求2所述的纯电动车辆过弯转向的控制方法，其特征在于：
在车辆过弯转向功能激活后车辆运行过程中，如果整车控制器收到过弯转向功能关闭请求，或者车辆的可行驶指示灯熄灭，或者车辆档位不为前进档，或者车速小于或等于预设的车速阈值V1，或者方向盘转角小于或等于预设的转角阈值S1，或者方向盘转向角速度小于或等于预设的转向角速度阈值W1，或者驾驶员需求扭矩的变化率大于或等于预设的扭矩变化率阈值M1，或者驱动扭矩小于或等于预设的扭矩阈值N1，或者制动踏板行程大于或等于预设的行程阈值K1，或者底盘***的安全干预功能激活，则表示车辆满足过弯转向功能退出条件。
4.根据权利要求3所述的纯电动车辆过弯转向的控制方法，其特征在于：所述底盘***的安全干预功能为车身电子稳定***ESP和/或牵引力控制***TCS和/或防抱死刹车***ABS和/或自动紧急制动***AEB。
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