CN107097789A - 一种纯电动汽车行驶工况判别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车行驶工况判别系统，该系统包括信号采集模块、判断决策模块和信号输出模块。其中信号采集模块负责采集车辆状态信号，并将车辆状态信号传递给判断决策模块；判断决策模块负责对接收到的车辆状态信号进行处理，判定出车辆的行驶工况信息，并将此信息传输给信号输出模块；信号输出模块将车辆行驶的工况信息输出给整车控制器，整车控制器根据接收到的信号控制车辆行驶在相应状态。采用该纯电动汽车行驶工况判别系统，可使得车辆行驶工况之间的切换更为平顺、判断逻辑更为合理、更能准确反映驾驶员的意图、更具有通用性和可复用性。

Description

一种纯电动汽车行驶工况判别系统
技术领域
本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及节能与新能源汽车技术，具体指一种纯电动汽车行驶工况判别系统。
背景技术
大力发展新能源汽车技术是保障能源安全、保护环境以及实现汽车工业持续健康发展的有效途径。新能源汽车主要包括纯电动汽车（EV）、插电式混合动力汽车（PHEV）和燃料电池汽车（FCEV），其中纯电动汽车以车载动力电池作为储能装置，以驱动电机作为能量转换装置驱动车辆行驶。
受目前动力电池能量密度较低、充电站等基础设施建设严重滞后等因素的限制，纯电动汽车的使用环境更多集中在城市。城市交通状况复杂，道路拥堵，车辆需要频繁地启停、加减速，于是起步、驱动、滑行等行驶工况之间的切换会显得非常频繁。因此，合理定义、正确识别车辆所处的运行工况，及时处理各运行工况间的切换意义重大，关系到车辆的操控性、驾乘舒适性甚至安全性。
目前，工程上常将纯电动汽车的行驶工况划分为起步、驱动、跛行、空转等模式，使用钥匙开关、挡位、电池SOC、加速踏板及制动踏板等信号对车辆所处的工况进行判断。存在行驶工况划分单一，工况的判决条件简单，难以保证可靠性等问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纯电动汽车行驶工况判别系统。
其中所述纯电动汽车为具有R\N\D\L四个挡位的纯电动汽车，其主要特点是，所述系统包括：
信号采集模块，其用于采集车辆状态信号，并将车辆状态信号传递给判断决策模块；
判断决策模块，其用于对接收到的信号进行判断处理，并将处理后的信号传递给信号输出模块；
信号输出模块，其用于将信号处理的结果输出给整车控制器，整车控制器根据收到的命令控制车辆行驶在不同状态。
其中，所述信号采集模块包括：
钥匙开关信号采集模块，其用于采集钥匙开关信号；
车速信号采集模块，其用于采集车速信号；
制动踏板信号采集模块，其用于采集制动踏板信号；
挡位信号采集模块，其用于采集挡位信号；
加速踏板信号采集模块，其用于采集加速踏板信号；
电池SOC信号采集模块，其用于采集电池SOC信号；
整车控制器行车允许信号采集模块，其用于采集整车控制器行车允许信号。
进一步地，所述判断决策模块接收车辆状态信号，并依据相应的行驶工况判断逻辑判定车辆所处的行驶工况；
其中，所述行驶工况包括：准备工况、启动工况、自动起步工况、驱动工况、滑行工况、倒车工况；
所述准备工况为车辆停止，整车控制器处于下电的状态；
所述启动工况为整车控制器及车辆各电器设备上电完成、自检通过，准备行驶的状态；
所述自动起步工况为车辆处于前进挡或低挡，制动踏板和加速踏板均松开，车速为零但即将实现自动起步蠕行的工况。
所述驱动工况为车辆处于前进挡或低挡，驾驶员踩下加速踏板的工况；
所述滑行工况为车速不为零，电机无转矩输出，且驾驶员无加速踏板输入的工况；
所述倒车工况为车辆处于倒车挡，制动踏板和加速踏板均松开，车辆准备倒驶的状态。
进一步地，各信号采集模块与判断决策模块之间通过CAN总线进行通信。
进一步地，判断决策模块在判断车辆行驶工况时，总是从准备工况开始。若满足工况切换的条件，则车辆切换到新的行驶工况；若不满足工况切换的条件，则车辆停留在原工况；
其中，所述工况切换的条件，均指进入该工况车辆需要具备的条件或驾驶员需要进行的操作，而非已经进入到某一工况后车辆的状态。
进一步地，能够被处理的工况切换包括：准备工况至启动工况的切换、启动工况至自动起步工况的切换、自动起步工况至驱动工况的切换、驱动工况至滑行工况的切换、启动工况至倒车工况的切换、滑行工况至自动起步工况的切换、启动工况至驱动工况的切换、滑行工况至启动工况的切换、倒车工况至启动工况的切换、滑行工况至驱动工况的切换、起步工况至启动工况的切换、启动工况至准备工况的切换；
其余工况间的切换无实际意义，均不被处理。
本发明的有益效果是，本发明针对具有R\N\D\L四个挡位的纯电动汽车提出一种全新的、较为完备的、逻辑合理的行驶工况判断系统。本系统通过接收车辆状态信息，并结合当前车辆的运行状态来综合判断车辆所处的行驶工况，然后及时输出车辆工况信息给整车控制器，整车控制器根据此信息可控制车辆运行于不同状态。
通过本系统能够充分、及时地反映驾驶员的意图，可实现车辆在各运行工况间的平顺切换，同时还可以避免现有技术手段中工况划分单一、工况切换条件简单、可靠性和平顺性难以保证等问题。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法例对本发明进一步说明，附图仅用于表示出具体实施方式，而并不认为是对本发明的限制。
图1为根据本发明的纯电动汽车行驶工况判别系统示意图；
图2为根据本发明的纯电动汽车行驶工况切换逻辑判断流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示为根据本发明的纯电动汽车行驶工况判别系统示意图。其中信号采集模块采集当前车辆状态信号，并将采集到的信号输入至判断决策模块；判断决策模块接收到车辆的状态信息，根据相应的工况判决条件综合判断车辆所处的工况，并将此信息传递给信号输出模块；信号输出模块将结果输出至整车控制器，整车控制器依据此结果对车辆进行控制。
其中，所述车辆状态信号包括：钥匙开关信号、车速信号、制动踏板信号、挡位信号、加速踏板信号、电池SOC信号、整车控制器行车允许信号；
所述钥匙开关信号包括：钥匙开关处于Start位置、钥匙开关不处于Start位置、钥匙开关处于ON位置、钥匙开关不处于ON位置；
所述车速信号包括：车速为零、车速不为零；
所述制动踏板信号包括：制动踏板松开、制动踏板踩下；
所述挡位信号包括：挡位处于R（倒车挡）、挡位处于N（空挡）、挡位处于D（前进挡）、挡位处于L（低挡）；
所述加速踏板信号包括：加速踏板松开、加速踏板踩下；
所述电池SOC信号为一个0至100%的百分数；
所述整车控制器行车允许信号包括：行车允许、行车不允许。
其中，所述车辆行驶工况包括：准备工况、启动工况、自动起步工况、驱动工况、滑行工况、倒车工况。
所述准备工况为车辆停止，整车控制器处于下电的状态；
所述启动工况为整车控制器及车辆各电器设备上电完成、自检通过，准备行驶的状态；
所述自动起步工况为车辆处于前进挡或低挡，制动踏板和加速踏板均松开，车速为零但即将实现自动起步蠕行的工况。
所述驱动工况为车辆处于前进挡或低挡，驾驶员踩下加速踏板的工况；
所述滑行工况为车速不为零，电机无转矩输出，且驾驶员无加速踏板输入的工况；
所述倒车工况为车辆处于倒车挡，制动踏板和加速踏板均松开，车辆准备倒驶的状态。
进一步地，判断决策模块内置的判决条件指进入该工况车辆需要具备的条件或驾驶员需要进行的操作，而非已经进入到某一工况后车辆的状态；
其中，所述判决条件包括：
从准备工况进入启动工况，需要满足切换条件T1：钥匙开关处于Start位置、车速为零、制动踏板踩下、挡位处于N、加速踏板松开、电池SOC不低于3%、整车控制器行车允许；
从其余工况进入自动起步工况，需要满足切换条件为T2：钥匙开关处于ON位置、车速为零、制动踏板松开、挡位处于D或挡位处于L、加速踏板松开；
从其余工况进入驱动工况，需要满足切换条件为T3：钥匙开关处于ON位置、制动踏板松开、挡位处于D或挡位处于L、加速踏板踩下、电池SOC不低于10%；
从其余工况进入滑行工况，需要满足切换条件为T4：钥匙开关处于ON位置、车速不为零、挡位处于D或挡位处于L或挡位处于N、加速踏板松开；
从其余工况进入倒车工况，需要满足切换条件为T5：钥匙开关处于ON位置、车速为零、制动踏板松开、挡位处于R、加速踏板松开；
从自动起步工况、倒车工况、滑行工况进入启动工况，需要满足切换条件为T6：钥匙开关处于ON位置、挡位处于N、制动踏板踩下、车速为零、加速踏板松开；
从启动工况进入准备工况，需要满足切换条件为T7：钥匙开关不处于Start位置、钥匙开关不处于ON位置；
以上切换条件T1~T7中每一项子条件都要成立，才算满足切换条件。
进一步地，如图2所示，判断决策模块在判断车辆行驶工况时，总是从准备工况开始。若满足工况切换的条件，则车辆切换到新的行驶工况；若不满足工况切换的条件，则车辆停留在当前工况。
更进一步地，判断决策模块对车辆所处工况做出判断的依据是：
若满足切换条件T1，则从准备工况进入启动工况；否则停留于准备工况；
若满足切换条件T2，则从当前工况进入自动起步工况；否则停留于当前工况；
若满足切换条件T3，则从当前工况进入驱动工况；否则停留于当前工况；
若满足切换条件T4，则从当前工况进入滑行工况；否则停留于当前工况；
若满足切换条件T5，则从当前工况进入倒车工况；否则停留于当前工况；
若满足切换条件T6，则从自动起步工况或倒车工况或滑行工况进入启动工况；否则停留于自动起步工况或倒车工况或滑行工况；
若满足切换条件T7，则从启动工况进入准备工况；否则停留于启动工况；
其中，所述当前工况为车辆在发生工况切换前的行驶工况，并不专指某一特殊工况。
采用了该发明中的纯电动汽车行驶工况判别系统，与现有技术相比，具有以下有益的技术效果：
本发明提出的纯电动汽车行驶工况判别系统使得车辆行驶工况之间的切换更为平顺、判断逻辑更为合理、更能准确反映驾驶员的意图、更具有通用性。
其中，引入了准备、启动、自动起步、驱动、滑行、倒车等多个工况，涵盖了纯电动汽车运行过程中所有可能的情况，并针对某些特殊驾驶情况专门设置相应的工况切换，在很大程度上保证了工况切换的平顺性；
其中，引入了钥匙开关信号、车速信号、制动踏板信号、加速踏板信号、变速器挡位信号、电池SOC信号、整车控制器行车允许信号以及故障信号等多重信号来对工况做出判断、对工况间的切换做出处理，逻辑更为严密、更能准确的反映驾驶员的意图。
其中，本发明提出的纯电动汽车行驶工况判别系统，无需对车辆结构、控制系统硬件做出任何改动，易于实现，更具有通用性和可复用性。
上述实施例为本发明优选的具体实施例，并非用来限制本发明的实施范围，本领域的技术人员在未脱离本发明原理的前提下，所作的改进、变化、组合、替代等，均属于本发明权利要求所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种纯电动汽车行驶工况判别系统，其特征在于，所述系统包括：
信号采集模块，其用于采集车辆状态信号，并将车辆状态信号传递给判断决策模块；
判断决策模块，其用于对接收到的信号进行判断处理，并将处理后的信号传递给信号输出模块；
信号输出模块，其用于将信号处理的结果输出给整车控制器，整车控制器根据收到的命令控制车辆行驶在不同状态；
其中，所述信号采集模块包括：
钥匙开关信号采集模块，其用于采集钥匙开关信号；
车速信号采集模块，其用于采集车速信号；
制动踏板信号采集模块，其用于采集制动踏板信号；
挡位信号采集模块，其用于采集挡位信号；
加速踏板信号采集模块，其用于采集加速踏板信号；
电池SOC信号采集模块，其用于采集电池SOC信号；
整车控制器行车允许信号采集模块，其用于采集整车控制器行车允许信号。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车行驶工况判别系统，其特征在于，所述判断决策模块根据接收到的车辆状态信号，判定车辆所处的行驶工况；
其中，所述行驶工况包括：准备工况、启动工况、自动起步工况、驱动工况、滑行工况、倒车工况；
所述准备工况为车辆停止，整车控制器处于下电的状态；
所述启动工况为整车控制器及车辆各电器设备上电完成、自检通过，准备行驶的状态；
所述自动起步工况为车辆处于前进挡或低挡，制动踏板和加速踏板均松开，车速为零但即将实现自动起步蠕行的工况；
所述驱动工况为车辆处于前进挡或低挡，驾驶员踩下加速踏板的工况；
所述滑行工况为车速不为零，电机无转矩输出，且驾驶员无加速踏板输入的工况；
所述倒车工况为车辆处于倒车挡，制动踏板和加速踏板均松开，车辆准备倒驶的状态。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车行驶工况判别系统，其特征在于，所述判断决策模块在判断车辆行驶工况时，总是从准备工况开始，若满足工况切换的条件，则车辆切换到新的行驶工况；若不满足工况切换的条件，则车辆停留在原工况。
4.根据权利要求3所述的纯电动汽车行驶工况判别系统，其特征在于，所述工况切换的条件，均指进入该工况车辆需要具备的条件或驾驶员需要进行的操作，而非已经进入到某一工况后车辆的状态。
5.根据权利要求4所述的纯电动汽车行驶工况判别系统，其特征在于，能够被处理的工况切换包括：准备工况至启动工况的切换、启动工况至自动起步工况的切换、自动起步工况至驱动工况的切换、驱动工况至滑行工况的切换、启动工况至倒车工况的切换、滑行工况至自动起步工况的切换、启动工况至驱动工况的切换、滑行工况至启动工况的切换、倒车工况至启动工况的切换、滑行工况至驱动工况的切换、起步工况至启动工况的切换、启动工况至准备工况的切换；其余工况间的切换无实际意义，均不被处理。
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