CN108501726A - 车速pi调节过程中预测车速的计算方法、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车速PI调节过程中预测车速的计算方法、系统及车辆，该方法包括以下步骤：获取车辆的电机转速、四个轮速、防抱死系统计算得到的第一车速及车速传感器采集的第二车速；判断电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件；如果是，则计算四个轮速中较小的三个的平均轮速，并将对应于平均轮速的车速作为车辆的当前车速；判断车辆的加速度是否大于零；如果是，则根据当前车速和加速度得到目标时刻的预测车速。本发明的方法考虑了车辆打滑的情况，从而能够得到更加准确、可靠的预测车速，进而保证扭矩限制的可靠性，提升了车辆的安全性。

Description

车速PI调节过程中预测车速的计算方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车速PI调节过程中预测车速的计算方法、系统及车辆。

背景技术

对于纯电动汽车，为防止车辆扭矩过大对电机、动力电池以及各零部件造成不良影响，VCU(Vehicle Control Unit，整车控制器)需要对整车扭矩进行限制，主要是通过限制扭矩使车速不超过限值。通常，这种扭矩限制可以通过PI车速调节来达到扭矩限制值计算的目的，而PI(Proportion-Integral，比例-积分)调节算法中预测车速的选择以及计算直接影响了扭矩限制的效果。

目前预测车速基本是根据当前电机转速计算的，这种方法适用于车辆正常行驶，没有考虑车辆由于各种原因导致的打滑情况。当车辆打滑时，当滑移率达到一定时，TCS(Traction Control System，牵引力控制系统)会介入，此种情况下，如果仍然采用电机转速计算的车速会导致车速计算偏大。若此时触发扭矩限制，对于驾驶员的升扭请求或者TCS的升扭请求都会造成影响，最终导致无法实现升扭工况的要求。也就是说，目前的预测车速获取方法在车辆整车情况下没有问题，但是没有考虑车辆某个车轮发生打滑的情况，因此容易导致扭矩限制不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车速PI调节过程中预测车速的计算方法，该方法考虑了车辆打滑的情况，从而能够得到更加准确、可靠的预测车速，进而保证扭矩限制的可靠性，提升了车辆的安全性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车速PI调节过程中预测车速的计算方法，包括以下步骤：获取车辆的电机转速、四个轮速、防抱死系统计算得到的第一车速及车速传感器采集的第二车速；判断所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件；如果是，则计算所述四个轮速中较小的三个的平均轮速，并将对应于所述平均轮速的车速作为车辆的当前车速；判断所述车辆的加速度是否大于零；如果是，则根据所述当前车速和加速度得到目标时刻的预测车速。

进一步地，在判断所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件之后，还包括：如果所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间不满足预设条件，则获取根据所述电机转速计算的第三车速；比较所述第一车速、第二车速和第三车速，并将所述第一车速、第二车速和第三车速中的最大值作为所述当前车速。

进一步地，在判断所述车辆的加速度是否大于零之后，还包括：如果所述车辆的加速度小于或等于零，则将所述当前车速作为所述预测车速。

进一步地，所述预设条件包括：所述四个轮速之间存在差值，且所述差值大于第一预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态；和/或所述四个轮速中的一个或多个轮速的对应的车速与所述第二车速存在差值，且所述差值大于第二预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态。

进一步地，其中，由车辆的防抱死系统控制单元通过CAN线传输所述第一车速和四个轮速；由车辆的电机控制器通过CAN线传输所述电机转速。

相对于现有技术，本发明所述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法具有以下优势：

本发明所述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法，通过轮速之间的比较，或者轮速与车速之间的比较，以及TCS的激活情况来判断当前是否由于打滑造成了TCS的激活，并在不打滑情况时做冗余处理，考虑ABS计算的车速、车速传感器采集的车速和电机转速计算的车速，从而避免了由于车辆打滑导致预测车速计算方法失效；在打滑情况时，将不打滑车轮的平均值作为当前车速，从而使打滑情况时的预测车速选择和计算更可靠。即该方法考虑了车辆打滑的情况，从而能够得到更加准确、可靠的预测车速，进而保证扭矩限制的可靠性，提升了车辆的安全性。

本发明的另一个目的在于提出一种车速PI调节过程中预测车速的计算系统，该系统考虑了车辆打滑的情况，从而能够得到更加准确、可靠的预测车速，进而保证扭矩限制的可靠性，提升了车辆的安全性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车速PI调节过程中预测车速的计算系统，包括：获取模块，用于获取车辆的电机转速、四个轮速、防抱死系统计算得到的第一车速及车速传感器采集的第二车速；判断模块，用于判断所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件，以及判断所述车辆的加速度是否大于零；计算模块，用于在所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间满足预设条件时，计算四个轮速中较小的三个的平均轮速，并将对应于所述平均轮速的车速作为车辆的当前车速，并在车辆的加速度大于零时，根据所述当前车速和加速度得到目标时刻的预测车速。

进一步地，所述计算模块还用于在所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间不满足预设条件时，获取根据所述电机转速计算的第三车速，并比较所述第一车速、第二车速和第三车速，并将所述第一车速、第二车速和第三车速中的最大值作为所述当前车速。

进一步地，所述计算模块还用于在所述车辆的加速度小于或等于零时，将所述当前车速作为所述预测车速。

进一步地，所述预设条件包括：所述四个轮速之间存在差值，且所述差值大于第一预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态；和/或所述四个轮速中的一个或多个轮速的对应的车速与所述第二车速存在差值，且所述差值大于第二预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态。

所述的车速PI调节过程中预测车速的计算系统与上述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆考虑了打滑的情况，能够得到更加准确、可靠的预测车速，进而保证扭矩限制的可靠性，提升了整车安全性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述实施例所述的车速PI调节过程中预测车速的计算系统。

所述的车辆与上述的车速PI调节过程中预测车速的计算系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法的流程图；

图2为本发明一个实施例所述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法的详细流程图；以及

图3为本发明实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算系统的结构框图。

附图标记说明：

100-车速PI调节过程中预测车速的计算系统、110-获取模块、120-判断模块和130-计算模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明一个实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算方法的流程图。图2是根据本发明一个实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算方法的详细流程图。

如图1所示，并结合图2，本发明实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取车辆的电机转速、四个轮速、防抱死系统计算得到的第一车速及车速传感器采集的第二车速。

具体地，在本发明的一个实施例中，例如，由车辆的防抱死系统ABS控制单元通过CAN线传输第一车速和四个轮速；由车辆的电机控制器MCU通过CAN线传输电机转速；由车身系统中的车速传感器采集并发送第二车速。

步骤S2：判断电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件。

具体地，预设条件例如包括：四个轮速之间存在差值，且差值大于第一预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态；和/或四个轮速中的一个或多个轮速的对应的车速与第二车速存在差值，且差值大于第二预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态。也就是说，当电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间满足以上两个条件中的至少一个时，即判断满足预设条件。

换言之，结合图2，即VCU获取到ABS计算的第一车速、四个轮速、车速传感器采集的第二车速及电机转速之后，进行相应的判断，例如可分为以下两种情况：1)四个轮速之间进行比较，当判断轮速之间存在差值，且差值大于一定值(第一预设值)，并且此时TCS已经激活，同时满足以上条件即作为第一种情况；2)四个轮速中有一个或多个轮速对应的车速与车速传感器采集的第二车速存在差值，且差值大于第二预设值，并且此时TCS激活，同时满足以上条件即作为第二种情况。针对以上两种情况，当满足任何一种时，即判断满足预设条件；如果以上两种情况均不满足时，则判断不满足预设条件。

步骤S3：如果是，则计算四个轮速中较小的三个的平均轮速，并将对应于平均轮速的车速作为车辆的当前车速。

具体地说，即针对以上两种情况，当满足任何一种时，为不影响车辆进行升扭请求，则采用四个轮速中较小值(即较小的三个轮速)的平均值对应的车速作为当前车速。如果采用四个轮速中的较大值对应的车速作为当前车速，则会造成扭矩限制的误介入，导致车辆无法满足驾驶员或者TCS的升扭请求。

在本发明的一个实施例中，结合图2，在步骤S2之后，还包括：如果电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间不满足预设条件，则获取根据电机转速计算的第三车速；比较第一车速、第二车速和第三车速，并将第一车速、第二车速和第三车速中的最大值作为当前车速。

具体地说，即当以上描述的两种情况均未满足时，则需要考虑ABS计算的第一车速、车速传感器采集的第二车速、根据电机转速计算得到的第三车速这三个车速，为保证车辆不超过扭矩限制的要求，选取这三个车速的中的最大值进行保守处理，即将三个车速中的最大值作为当前车速。

步骤S4：判断车辆的加速度是否大于零。需要说明的是，所述的加速度指纵向加速度，例如通过相应的加速度传感器采集得到。

步骤S5：如果是，即车辆处于加速行驶状态，则根据当前车速和加速度得到目标时刻的预测车速。

在本发明的一个实施例中，结合图2，在步骤S4之后，还包括：如果车辆的加速度小于或等于零，即车辆处于减速或匀速行驶状态，则将当前车速作为预测车速。

具体地说，即根据计算得到的当前车速计算预测车速。首先需要根据当前加速度传感器发送的加速度判断当前车辆状态。当加速度大于0时，说明此时车辆处于加速行驶状态，这种情况需根据加速度、当前车速、目标时刻t，计算未来t时刻的车速。其中，目标时刻t是一个标定量，需要根据当前车速进行变化，参考初值的具体示例如下表1所示：

车速	0	20	40	60	80	100	120	140	...
										t	0.35	0.35	0.35	0.1	0.05	0.04	0.03	0.02	...

表1

进一步地，当加速度小于或等于0，说明此时车辆处于减速或匀速限速状态，则选取当前车速作为预测车速。

进而，在具体实施过程中，将上述计算得到的预测车速作为PI调节器的输入进行调节，最终达到通过控制扭矩使车辆不超速的目的。

也就是说，本发明实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算方法，通过各车轮的轮速以及牵引力控制系统TCS的使能和升、降扭情况进行判断、选择，得到可靠的当前车速，同时根据此时车辆加、减速状态，根据当前车速计算预测车速，得到准确、可靠的预测车速。

综上，根据本发明实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算方法，通过轮速之间的比较，或者轮速与车速之间的比较，以及TCS的激活情况来判断当前是否由于打滑造成了TCS的激活，并在不打滑情况时做冗余处理，考虑ABS计算的车速、车速传感器采集的车速和电机转速计算的车速，从而避免了由于车辆打滑导致预测车速计算方法失效；在打滑情况时，将不打滑车轮的平均值作为当前车速，从而使打滑情况时的预测车速选择和计算更可靠。即该方法考虑了车辆打滑的情况，从而能够得到更加准确、可靠的预测车速，进而保证扭矩限制的可靠性，提升了车辆的安全性。

本发明的进一步实施例提出了一种车速PI调节过程中预测车速的计算系统。

图3是根据本发明一个实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算系统的结构框图。如图3所示，根据本发明一个实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算系统100，包括获取模块110、判断模块120和计算模块130。

其中，获取模块110用于获取车辆的电机转速、四个轮速、防抱死系统计算得到的第一车速及车速传感器采集的第二车速。

具体地，在本发明的一个实施例中，例如，由车辆的防抱死系统ABS控制单元通过CAN线传输第一车速和四个轮速；由车辆的电机控制器MCU通过CAN线传输电机转速；由车身系统中的车速传感器采集并发送第二车速。

判断模块120用于判断电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件，以及判断车辆的加速度是否大于零。

具体地，预设条件例如包括：四个轮速之间存在差值，且差值大于第一预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态；和/或四个轮速中的一个或多个轮速的对应的车速与第二车速存在差值，且差值大于第二预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态。也就是说，当电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间满足以上两个条件中的至少一个时，即判断满足预设条件。

换言之，即当获取到ABS计算的第一车速、四个轮速、车速传感器采集的第二车速及电机转速之后，进行相应的判断，例如可分为以下两种情况：1)四个轮速之间进行比较，当判断轮速之间存在差值，且差值大于一定值(第一预设值)，并且此时TCS已经激活，同时满足以上条件即作为第一种情况；2)四个轮速中有一个或多个轮速对应的车速与车速传感器采集的第二车速存在差值，且差值大于第二预设值，并且此时TCS激活，同时满足以上条件即作为第二种情况。针对以上两种情况，当满足任何一种时，即判断满足预设条件；如果以上两种情况均不满足时，则判断不满足预设条件。

计算模块130用于在电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间满足预设条件时，计算四个轮速中较小的三个的平均轮速，并将对应于平均轮速的车速作为车辆的当前车速，并在车辆的加速度大于零时，根据当前车速和加速度得到目标时刻的预测车速。

需要说明的是，所述的加速度指纵向加速度，例如通过相应的加速度传感器采集得到。

进一步地，在本发明的一个实施例中，计算模块130还用于在电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间不满足预设条件时，获取根据电机转速计算的第三车速，并比较第一车速、第二车速和第三车速，并将第一车速、第二车速和第三车速中的最大值作为当前车速。

进一步地，在本发明的一个实施例中，计算模块130还用于在车辆的加速度小于或等于零时，将当前车速作为预测车速。

具体地说，即针对以上两种情况，当满足任何一种时，为不影响车辆进行升扭请求，则采用四个轮速中较小值(即较小的三个轮速)的平均值对应的车速作为当前车速。如果采用四个轮速中的较大值对应的车速作为当前车速，则会造成扭矩限制的误介入，导致车辆无法满足驾驶员或者TCS的升扭请求。另一方面，当以上描述的两种情况均未满足时，则需要考虑ABS计算的第一车速、车速传感器采集的第二车速、根据电机转速计算得到的第三车速这三个车速，为保证车辆不超过扭矩限制的要求，选取这三个车速的中的最大值进行保守处理，即将三个车速中的最大值作为当前车速。

进一步地，根据计算得到的当前车速计算预测车速。首先需要根据当前加速度传感器发送的加速度判断当前车辆状态。当加速度大于0时，说明此时车辆处于加速行驶状态，这种情况需根据加速度、当前车速、目标时刻t，计算未来t时刻的车速。其中，目标时刻t是一个标定量，需要根据当前车速进行变化。当加速度小于或等于0，说明此时车辆处于减速或匀速限速状态，则选取当前车速作为预测车速。

进而，在具体实施过程中，将上述计算得到的预测车速作为PI调节器的输入进行调节，最终达到通过控制扭矩使车辆不超速的目的。

也就是说，本发明实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算系统，通过各车轮的轮速以及牵引力控制系统TCS的使能和升、降扭情况进行判断、选择，得到可靠的当前车速，同时根据此时车辆加、减速状态，根据当前车速计算预测车速，得到准确、可靠的预测车速。

需要说明的是，本发明实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算系统的具体实现方式与本发明实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

综上，根据本发明实施例的车速PI调节过程中预测车速的计算系统，通过轮速之间的比较，或者轮速与车速之间的比较，以及TCS的激活情况来判断当前是否由于打滑造成了TCS的激活，并在不打滑情况时做冗余处理，考虑ABS计算的车速、车速传感器采集的车速和电机转速计算的车速，从而避免了由于车辆打滑导致预测车速计算方法失效；在打滑情况时，将不打滑车轮的平均值作为当前车速，从而使打滑情况时的预测车速选择和计算更可靠。即该系统考虑了车辆打滑的情况，从而能够得到更加准确、可靠的预测车速，进而保证扭矩限制的可靠性，提升了车辆的安全性。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有如上述任意一个实施例中所描述的车速PI调节过程中预测车速的计算系统。该车辆考虑了打滑的情况，能够得到更加准确、可靠的预测车速，进而保证扭矩限制的可靠性，提升了整车安全性。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车速PI调节过程中预测车速的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取车辆的电机转速、四个轮速、防抱死系统计算得到的第一车速及车速传感器采集的第二车速；

判断所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件；

如果是，则计算所述四个轮速中较小的三个的平均轮速，并将对应于所述平均轮速的车速作为车辆的当前车速；

判断所述车辆的加速度是否大于零；

如果是，则根据所述当前车速和加速度得到目标时刻的预测车速。

2.根据权利要求1所述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法，其特征在于，在判断所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件之后，还包括：

如果所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间不满足预设条件，则获取根据所述电机转速计算的第三车速；

比较所述第一车速、第二车速和第三车速，并将所述第一车速、第二车速和第三车速中的最大值作为所述当前车速。

3.根据权利要求1或2所述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法，其特征在于，在判断所述车辆的加速度是否大于零之后，还包括：

如果所述车辆的加速度小于或等于零，则将所述当前车速作为所述预测车速。

4.根据权利要求1所述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法，其特征在于，所述预设条件包括：

所述四个轮速之间存在差值，且所述差值大于第一预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态；和/或

所述四个轮速中的一个或多个轮速的对应的车速与所述第二车速存在差值，且所述差值大于第二预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态。

5.根据权利要求1所述的车速PI调节过程中预测车速的计算方法，其特征在于，其中，

由车辆的防抱死系统控制单元通过CAN线传输所述第一车速和四个轮速；

由车辆的电机控制器通过CAN线传输所述电机转速。

6.一种车速PI调节过程中预测车速的计算系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取车辆的电机转速、四个轮速、防抱死系统计算得到的第一车速及车速传感器采集的第二车速；

判断模块，用于判断所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间是否满足预设条件，以及判断所述车辆的加速度是否大于零；

计算模块，用于在所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间满足预设条件时，计算四个轮速中较小的三个的平均轮速，并将对应于所述平均轮速的车速作为车辆的当前车速，并在车辆的加速度大于零时，根据所述当前车速和加速度得到目标时刻的预测车速。

7.根据权利要求6所述的车速PI调节过程中预测车速的计算系统，其特征在于，所述计算模块还用于在所述电机转速、四个轮速、第一车速和第二车速之间不满足预设条件时，获取根据所述电机转速计算的第三车速，并比较所述第一车速、第二车速和第三车速，并将所述第一车速、第二车速和第三车速中的最大值作为所述当前车速。

8.根据权利要求6或7所述的车速PI调节过程中预测车速的计算系统，其特征在于，所述计算模块还用于在所述车辆的加速度小于或等于零时，将所述当前车速作为所述预测车速。

9.根据权利要求6所述的车速PI调节过程中预测车速的计算系统，其特征在于，所述预设条件包括：

所述四个轮速之间存在差值，且所述差值大于第一预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态；和/或

所述四个轮速中的一个或多个轮速的对应的车速与所述第二车速存在差值，且所述差值大于第二预设值，且此时车辆的牵引力控制系统处于激活状态。

10.一种车辆，其特征在于，设置有如权利要求6-9任一项所述的车速PI调节过程中预测车速的计算系统。