CN107415946A - 一种自适应巡航扭矩控制方法、装置及汽车 - Google Patents
一种自适应巡航扭矩控制方法、装置及汽车 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种自适应巡航扭矩控制方法、装置及汽车，该自适应巡航扭矩控制方法包括：获取扭矩需求信号；根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择；根据选择的扭矩需求对输出扭矩进行控制。本发明从目前自适应巡航功能存在的问题入手，考虑到ESP状态对自适应巡航功能的影响，以及电机同时接收到多个扭矩需求时的响应逻辑优先级，避免了电机扭矩响应混乱造成控制器系统崩溃，提升了电机响应效率，提高了整车安全性及舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种自适应巡航扭矩控制方法、装置及汽车。
背景技术
自适应巡航系统ACC是一种智能化的自动控制系统，是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，由安装在车辆上的感知传感器持续探测自车与前车的相对速度和时距信息，当自车与前车的时距过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、电机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使电机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。目前针对传统燃油汽车的ACC控制方法较多，而针对电动汽车较少，尤其是结合了ESP状态的ACC系统扭矩控制方法更少。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自适应巡航扭矩控制方法、装置及汽车，解决了MCU同时接收到多个扭矩需求可能导致响应混乱从而影响整车及驾驶员安全的问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种自适应巡航扭矩控制方法，包括：
获取扭矩需求信号；
根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择；
根据选择的扭矩需求对输出扭矩进行控制。
可选地，所述获取扭矩需求信号的步骤包括：
驱动电机控制器MCU接收电子稳定系统ESP、自适应巡航系统ACC和/或驾驶员发送的扭矩需求命令。
可选地，所述驾驶员发送的扭矩需求命令为MCU根据加速踏板开度信号确定的。
可选地，根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择的步骤包括：
考虑ESP状态时，当MCU同时接收到ESP和ACC系统发出的扭矩需求命令时，MCU响应ESP发出的扭矩需求命令。
可选地，所述考虑ESP状态时，当MCU同时接收到ESP和ACC系统发出的扭矩需求命令时，MCU响应ESP发出的扭矩需求命令的步骤包括：
当ESP向MCU发出降扭请求且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，此时MCU响应驾驶员需求扭矩与ESP需求扭矩之间的较小者；或者，
当ESP向MCU发出升扭请求时且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应ESP的升扭扭矩需求命令；或者，
当ESP没有向MCU发出降扭请求或者升扭请求时，且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令。
可选地，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令的步骤包括：
MCU响应驾驶员扭矩需求命令，并以当前电机转矩为扭矩起点，以此时加速踏板需求扭矩为扭矩终点，按照一扭矩梯度将当前电机的扭矩调整为驾驶员需求扭矩。
可选地，所述考虑ESP状态时，当MCU同时接收到ESP和ACC系统发出的扭矩需求命令时，MCU响应ESP发出的扭矩需求命令的步骤包括：
当ESP向MCU发送防抱死制动系统ABS使能状态信号，且扭矩需求目标为0时，MCU响应ESP的扭矩需求命令，控制电机迅速的调整目标扭矩至0；
当ESP向MCU发送防抱死制动系统ABS未使能状态信号且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令。
可选地，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令的步骤包括：
MCU响应驾驶员扭矩需求命令，并以当前电机转矩为扭矩起点，以此时加速踏板需求扭矩为扭矩终点，按照一扭矩梯度将当前电机的扭矩提高至驾驶员需求扭矩。
可选地，根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择的步骤包括：
不考虑ESP状态时，当MCU接收到驾驶员发送的扭矩需求命令且未收到ACC系统发送的扭矩需求命令时，MCU选择驾驶员的扭矩需求命令；
当MCU同时接收到ACC系统和驾驶员发送的扭矩需求命令时，MCU根据ACC系统的需求扭矩值与驾驶员的需求扭矩值的关系，选择扭矩需求命令。
可选地，所述当MCU同时接收到ACC系统和驾驶员发送的扭矩需求命令时，MCU根据ACC系统的需求扭矩值与驾驶员的需求扭矩值的关系，响应扭矩需求命令的步骤包括：
当ACC系统的目标扭矩为0时，只有加速踏板开度大于第一标定值时，MCU选择驾驶员的扭矩需求命令，否则MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；或者，
当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度等于0时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；或者，
当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度不等于0且小于第二标定值时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；或者，
当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度大于第二标定值，且驾驶员的需求扭矩与ACC系统的目标扭矩的差值大于第三标定值或者小于第四标定值时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令，否则MCU选择驾驶员的扭矩需求命令。
依据本发明的另一个方面，提供了一种自适应巡航扭矩控制装置，包括：
获取模块，用于获取扭矩需求信号；
选择模块，用于根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择；
控制模块，用于根据选择的扭矩需求对输出扭矩进行控制。
依据本发明的再一个方面，提供了一种汽车，包括上述的自适应巡航扭矩控制装置。
本发明的实施例的有益效果是：
该方案在保证自适应巡航功能实现的基础上，考虑到ESP状态对自适应巡航功能的影响，提高了整车安全性及舒适性，同时，在MCU同时接收到驾驶员的扭矩需求和ACC系统的扭矩需求时的控制逻辑，避免了可能造成的扭矩响应混乱、控制器系统崩溃的问题，提升了电机的响应效率。
附图说明
图1表示本发明的自适应巡航扭矩控制方法的流程图；
图2表示本发明的MCU与其他部件的连接框图；
图3表示本发明的图1中步骤12的流程示意图；
图4表示本发明的图3中步骤12a的流程示意图；
图5表示本发明的图3中步骤12c的流程示意图；
图6表示本发明的自适应巡航扭矩控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种自适应巡航扭矩控制方法，包括：
步骤11、获取扭矩需求信号；
其中，所述扭矩需求信号包括：ESP向MCU发送的主动变扭请求、ACC向MCU发送的扭矩需求命令以及驾驶员发送的扭矩需求命令。如图2所示，汽车的MCU与ESP、ACC系统的MRR(前置毫米波探测雷达控制器，Mid Range Radar)之间由CAN总线连接。
步骤12、根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择；
步骤13、根据选择的扭矩需求对输出扭矩进行控制。
该实施例中，当MCU同时接收到ESP发送的主动变扭请求、ACC系统发送的扭矩需求命令以及驾驶员发送的扭矩需求命令中的不只一个扭矩需求信号时，需要按一定逻辑顺序对扭矩需求进行选择，并控制电机调整输出扭矩。该方法在保证自适应巡航功能实现的基础上，考虑到ESP状态对自适应巡航功能的影响，提高了整车安全性和舒适性，同时避免了在MCU同时接收到ACC系统和驾驶员发送的扭矩需求命令时，造成扭矩响应混乱，提高了电机的响应效率。
本发明的上述实施例中，所述获取扭矩需求信号的步骤包括：
驱动电机控制器MCU接收电子稳定系统ESP、自适应巡航系统ACC和/或驾驶员发送的扭矩需求命令。
所述驾驶员发送的扭矩需求命令为MCU根据加速踏板开度信号确定的。
该实施例中，ESP可以监控车辆的行驶状态，同时具有TCS(驱动防滑系统，Traction Control System)和ABS(防抱死制动系统，Anti-lock Braking System)的功能，在识别出驾驶员的输入与车辆的实际运动不一致时，通过有选择的控制发动机扭矩输出和制动车轮使车辆稳定行驶。
ACC系统在汽车行驶时，通过安装在汽车前方的车距传感器持续探测与前车的相对速度和时距信息，并根据车速和车距信息控制MRR(前置毫米波探测雷达控制器，MidRange Radar)向MCU发送扭矩信号，控制发动机的扭矩输出，使车辆保持适量车距行驶；在需要车辆完全刹停时，ACC系统通过与ESP和MCU的协调动作，控制刹车。
如图3所示，步骤12包括：
步骤12a、考虑ESP状态时，当MCU同时接收到ESP和ACC系统发出的扭矩需求命令时，MCU响应ESP发出的扭矩需求命令。
该实施例中，由于在ACC系统功能激活的情况下，可能存在ESP的驱动防滑功能和防抱死制动功能激活，此时ESP存在主动变扭请求，由于实际行车过程中，驾驶员的安全要求更为重要，而ESP的驱动防滑功能和防抱死制动功能被激活影响到整车的安全性，因此在MCU同时接收到ESP和ACC系统发出的扭矩需求命令时，优先响应ESP发出的扭矩需求命令。
如图4所示，步骤12a包括：
步骤41、当ESP向MCU发出降扭请求且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，此时MCU响应驾驶员需求扭矩与ESP需求扭矩之间的较小者；
步骤42、当ESP向MCU发出升扭请求时且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应ESP的升扭扭矩需求命令；
具体地，由于在ACC功能激活时，可能存在驾驶员较小的踏板开度，此时MCU响应驾驶员需求扭矩与ESP需求扭矩之间的较小者，此逻辑保证了系统能够及时响应驾驶员的驾驶意图，而且保证了整车安全。在ESP发出升扭请求时，由于在升扭的工况下，为了确保升扭的准确性，MCU响应ESP的扭矩请求。
步骤43、当ESP没有向MCU发出降扭请求或者升扭请求时，且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令。
该实施例中，当使ESP向MCU发送升扭或降扭请求的工况消失后，ESP不再有升扭或降扭请求，此时MCU响应驾驶员的扭矩需求，使车辆正常行驶。
本发明的上述实施例中，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令的步骤包括：
MCU响应驾驶员扭矩需求命令，并以当前电机转矩为扭矩起点，以此时加速踏板需求扭矩为扭矩终点，按照一扭矩梯度将当前电机的扭矩调整为驾驶员需求扭矩。
该实施例中，在ESP功能退出的临界点，由于此前MCU在特殊工况下响应了ESP或驾驶员的降扭请求或者ESP的升扭请求，对电机的输出扭矩做出干预后，使得该特殊工况消失，此时，驾驶员向MCU发送的扭矩需求与此刻的电机扭矩差距较大，直接响应会造成扭矩冲击，影响驾驶舒适性，因此此时由MCU对该扭矩进行平滑处理，在以舒适性为前提下，进行扭矩梯度的标定，以提高驾驶舒适性，有效地防止直接进行扭矩响应，引起的整车扭矩顿挫及舒适性降低。
如图4所示，步骤12a还包括：
步骤44、当ESP向MCU发送防抱死制动系统ABS使能状态信号，且扭矩需求目标为0时，MCU响应ESP的扭矩需求命令，控制电机迅速的调整目标扭矩至0；
具体地，当ESP向MCU发送ABS使能状态信号时，此时由ESP中的ABS模块进行四个车轮的扭矩的重新分配，为了不影响ABS功能的实现，此时MCU控制电机迅速调整目标扭矩至0，此时电机无扭矩输出。
步骤45、当ESP向MCU发送防抱死制动系统ABS未使能状态信号且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令。
具体地，当造成ABS使能状态的工况消失后，ESP向MCU发送ABS未使能状态信号，此时MCU响应驾驶员的扭矩需求命令，使车辆正常行驶。
本发明的上述实施例中，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令的步骤包括：
MCU响应驾驶员扭矩需求命令，并以当前电机转矩为扭矩起点，以此时加速踏板需求扭矩为扭矩终点，按照一扭矩梯度将当前电机的扭矩提高至驾驶员需求扭矩。
该实施例中，由于此前在ABS使能工况下，MCU控制电机的输出扭矩至0，该工况消失后，驾驶员的扭矩需求与此刻电机的扭矩差距较大，直接响应会造成扭矩冲击，影响驾驶舒适性，因此此时由MCU对该扭矩进行平滑处理，在以舒适性为前提下，进行扭矩梯度的标定，以提高驾驶舒适性。
如图3所示，步骤12还包括：
步骤12b、不考虑ESP状态时，当MCU接收到驾驶员发送的扭矩需求命令且未收到ACC系统发送的扭矩需求命令时，MCU选择驾驶员的扭矩需求命令；
步骤12c、不考虑ESP状态时，当MCU同时接收到ACC系统和驾驶员发送的扭矩需求命令时，MCU根据ACC系统的需求扭矩值与驾驶员的需求扭矩值的关系，选择扭矩需求命令。
该实施例中，由于当MCU同时接收到ACC系统和驾驶员发送的扭矩需求命令时，可能造成扭矩响应混乱，造成控制器系统崩溃，因此MCU需要对驾驶员需求扭矩与ACC系统的目标扭矩响应的优先级进行仲裁，选择一种扭矩进行及时的响应。
如图5所示，步骤12c包括：
步骤51、当ACC系统的目标扭矩为0时，只有加速踏板开度大于第一标定值时，MCU选择驾驶员的扭矩需求命令，否则MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；
其中，所述第一标定值可以为ACC系统激活时，在ACC系统无扭矩需求的情况下，影响超越模式的踏板开度高阈值。此时要求加速踏板开度大于第一标定值时，MCU对驾驶员的扭矩需求才会予以响应，是为了防止此时的加速踏板开度为驾驶员误踩加速踏板从而造成无意识的扭矩切换。
步骤52、当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度等于0时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；
步骤53、当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度不等于0且小于第二标定值时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；
其中，所述第二标定值可以为ACC系统激活时，在ACC系统有扭矩需求的情况下，影响超越模式的踏板开度低阈值。此时要求加速踏板开度小于第二标定值时，MCU响应ACC系统的扭矩需求命令，可以防止此时的踏板开度为驾驶员误踩加速踏板，造成无意识的扭矩切换。
步骤54、当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度大于第二标定值，且驾驶员的需求扭矩与ACC系统的目标扭矩的差值大于第三标定值或者小于第四标定值时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令，否则MCU选择驾驶员的扭矩需求命令。
该实施例中，所述第三标定值可以为ACC激活时，在ACC系统有扭矩需求的情况下，影响超越模式的踏板扭矩需求与ACC系统目标扭矩的差值的高阈值；所述第四标定值可以为ACC激活时，在ACC系统有扭矩需求的情况下，影响超越模式的踏板扭矩需求与ACC系统目标扭矩的差值的低阈值。此时要求驾驶员扭矩需求与ACC系统目标扭矩的差值在大于第三标定值或者小于第四标定值时，MCU对ACC系统的扭矩需求予以响应，是为了防止此时的踏板开度为驾驶员误踩加速踏板，造成无意识的扭矩切换。所述第三标定值和第四标定值设定为不同的值且不为0，防止驾驶员的需求扭矩频繁的升高与降低造成扭矩波动，提升了驾驶的舒适性。
如图6所示，本发明的实施例还提供了一种自适应巡航扭矩控制装置，包括：
获取模块61，用于获取扭矩需求信号；
选择模块62，用于根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择；
控制模块63，用于根据选择的扭矩需求对输出扭矩进行控制。
需要说明的是，该装置是与上述自适应巡航扭矩控制方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。该实施例中，所述扭矩需求信号包括：ESP向MCU发送的主动变扭请求、ACC向MCU发送的扭矩需求命令以及驾驶员发送的扭矩需求命令。
当MCU同时接收到ESP发送的主动变扭请求、ACC系统发送的扭矩需求命令以及驾驶员发送的扭矩需求命令中的不只一个扭矩需求信号时，需要按一定逻辑顺序对扭矩需求进行选择，并控制电机调整输出扭矩。该方法在保证自适应巡航功能实现的基础上，考虑到ESP状态对自适应巡航功能的影响，提高了整车安全性和舒适性，同时避免了在MCU同时接收到ACC系统和驾驶员发送的扭矩需求命令时，造成扭矩响应混乱，提高了电机的响应效率。
本发明的实施例还提供了一种汽车，包括上述的自适应巡航扭矩控制装置。
本发明的该实施例，自适应巡航扭矩控制方法在保证自适应巡航功能实现的基础上，考虑到ESP状态对自适应巡航功能的影响，提高了整车安全性，同时，在MCU同时接收到驾驶员的扭矩需求和ACC系统的扭矩需求时的控制逻辑优先级，避免了可能造成的扭矩响应混乱，控制器系统崩溃的问题，提升了电机的响应效率。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，包括：
获取扭矩需求信号；
根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择；
根据选择的扭矩需求对输出扭矩进行控制。
2.根据权利要求1所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，所述获取扭矩需求信号的步骤包括：
驱动电机控制器MCU接收电子稳定系统ESP、自适应巡航系统ACC和/或驾驶员发送的扭矩需求命令。
3.根据权利要求2所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，所述驾驶员发送的扭矩需求命令为MCU根据加速踏板开度信号确定的。
4.根据权利要求3所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择的步骤包括：
考虑ESP状态时，当MCU同时接收到ESP和ACC系统发出的扭矩需求命令时，MCU响应ESP发出的扭矩需求命令。
5.根据权利要求4所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，所述考虑ESP状态时，当MCU同时接收到ESP和ACC系统发出的扭矩需求命令时，MCU响应ESP发出的扭矩需求命令的步骤包括：
当ESP向MCU发出降扭请求且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，此时MCU响应驾驶员需求扭矩与ESP需求扭矩之间的较小者；或者，
当ESP向MCU发出升扭请求时且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应ESP的升扭扭矩需求命令；或者
当ESP没有向MCU发出降扭请求或者升扭请求时，且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令。
6.根据权利要求5所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令的步骤包括：
MCU响应驾驶员扭矩需求命令，并以当前电机转矩为扭矩起点，以此时加速踏板需求扭矩为扭矩终点，按照一扭矩梯度将当前电机的扭矩调整为驾驶员需求扭矩。
7.根据权利要求4所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，所述考虑ESP状态时，当MCU同时接收到ESP和ACC系统发出的扭矩需求命令时，MCU响应ESP发出的扭矩需求命令的步骤包括：
当ESP向MCU发送防抱死制动系统ABS使能状态信号，且扭矩需求目标为0时，MCU响应ESP的扭矩需求命令，控制电机迅速的调整目标扭矩至0；
当ESP向MCU发送防抱死制动系统ABS未使能状态信号且驾驶员同时发出扭矩需求命令时，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令。
8.根据权利要求7所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，MCU响应驾驶员的扭矩需求命令的步骤包括：
MCU响应驾驶员扭矩需求命令，并以当前电机转矩为扭矩起点，以此时加速踏板需求扭矩为扭矩终点，按照一扭矩梯度将当前电机的扭矩提高至驾驶员需求扭矩。
9.根据权利要求3所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择的步骤包括：
不考虑ESP状态时，当MCU接收到驾驶员发送的扭矩需求命令且未收到ACC系统发送的扭矩需求命令时，MCU选择驾驶员的扭矩需求命令；
当MCU同时接收到ACC系统和驾驶员发送的扭矩需求命令时，MCU根据ACC系统的需求扭矩值与驾驶员的需求扭矩值的关系，选择扭矩需求命令。
10.根据权利要求9所述的自适应巡航扭矩控制方法，其特征在于，所述当MCU同时接收到ACC系统和驾驶员发送的扭矩需求命令时，MCU根据ACC系统的需求扭矩值与驾驶员的需求扭矩值的关系，响应扭矩需求命令的步骤包括：
当ACC系统的目标扭矩为0时，只有加速踏板开度大于第一标定值时，MCU选择驾驶员的扭矩需求命令，否则MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；或者，
当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度等于0时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；或者，
当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度不等于0且小于第二标定值时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令；或者，
当ACC系统的目标扭矩不为0，而加速踏板开度大于第二标定值，且驾驶员的需求扭矩与ACC系统的目标扭矩的差值大于第三标定值或者小于第四标定值时，MCU选择ACC系统的扭矩需求命令，否则MCU选择驾驶员的扭矩需求命令。
11.一种自适应巡航扭矩控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取扭矩需求信号；
选择模块，用于根据所述扭矩需求信号，进行扭矩需求选择；
控制模块，用于根据选择的扭矩需求对输出扭矩进行控制。
12.一种汽车，其特征在于，包括权利要求11所述的自适应巡航扭矩控制装置。
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