CN109556885B - 一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法及系统，该方法包括：设置油门开度与电压对应表、制动踏板位置与电压对应表和档位与逻辑信号对应表；获取行驶工况曲线，并根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表；上位机根据所述自动驾驶逻辑表发送油门开度信号、制动踏板位置信号和档位信号给车辆控制模拟模块；车辆控制模拟模块根据所述油门开度信号、所述制动踏板位置信号、所述档位信号和所述对应表模拟得到车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。本发明能提高整车性能试验的精确性和智能性。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车检测技术领域，尤其涉及一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法及系统。
背景技术
在电动汽车研发过程中，需要对整车性能进行试验和验证，这就需要建立与相关汽车性能匹配的物理模型，并在台架上进行性能试验。在整车性能试验中，需要进行如等速及工况续驶里程等试验，而这些试验需要整车以特定的工况曲线运行，也就是要求车辆模型以特定的车速行驶，并根据需要调整车速以便与工况曲线中的设定车速相同；但是，目前电动汽车的整车性能验证中，车速的输入是通过驾驶员踩踏脚踏板实现的，在需要维持设定车速时，就对试验驾驶员的技术提出了很高的要求，并且试验耗时较长，驾驶员的工作量巨大；同时，驾驶员的操作也会对试验结果产生较大影响，试验结果受主观因素的影响较大，试验精确性较差。
发明内容
本发明提供一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法及系统，解决现有电动汽车在性能试验中需要驾驶员按设定工况要求控制车辆运行，由于试验要求时间长、操作动作繁锁及控制精度高，易存在使驾驶员精神疲劳和体力消耗大，且控制精度不高的问题，能提高整车性能试验的精确性和智能性，改善电动汽车试验的效率。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，包括：
设置油门开度与电压对应表、制动踏板位置与电压对应表和档位与逻辑信号对应表；
获取行驶工况曲线，并根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表；
上位机根据所述自动驾驶逻辑表发送油门开度信号、制动踏板位置信号和档位信号给车辆控制模拟模块；
车辆控制模拟模块根据所述油门开度信号、所述制动踏板位置信号、所述档位信号和所述对应表模拟得到车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。
优选的，还包括：
将所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号发送给整车控制器；
所述整车控制器根据所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号生成控制信号检测报文，并通过CAN总线发送给上位机；
上位机根据所述控制信号检测报文和所述自动驾驶逻辑表检测控制信号是否正确，如果否，则重新发送信号。
优选的，还包括：
获取车辆的状态信息，并根据所述状态信息判断车辆是否满足自动驾驶要求，如果否，则上报自动驾驶故障报文，其中，所述状态信息包括：点火钥匙状态、车辆故障状态和车辆启停状态。
优选的，还包括：
将所述制动踏板位置电压信号发送给底盘转毂控制装置，使底盘转毂控制装置根据所述制动踏板位置电压信号控制转毂制动车辆逐步减速。
优选的，所述根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，包括：
根据所述工况曲线得到对应的时间与车速；
根据时间与车速的变化关系，计算得到车辆的加速度；
根据所述加速度和车辆质量计算得到车辆的牵引力，获取车辆的传动系数效率和主减速比系数，计算得到车辆油门开度驱动力和制动开度驱动力；
根据所述油门开度驱动力和所述制动开度驱动力确定油门开度和制动开度。
优选的，所述根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，还包括：
根据工况曲线建立各个时刻车速、加速、油门开度和制动开度的关系表；
根据所述关系表形成所述工况曲线对应的自动驾驶逻辑表。
本发明还提供一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制系统，包括：
设置单元，用于设置油门开度与电压对应表、制动踏板位置与电压对应表和档位与逻辑信号对应表；
逻辑表生成单元，用于获取行驶工况曲线，并根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表；
信号控制单元，用于使上位机根据所述自动驾驶逻辑表发送油门开度信号、制动踏板位置信号和档位信号给车辆控制模拟模块；
信号模拟单元，用于使车辆控制模拟模块根据所述油门开度信号、所述制动踏板位置信号、所述档位信号和所述对应表模拟得到车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。
优选的，还包括：信号检测单元；
所述信号模拟单元还用于将所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号发送给整车控制器；
所述信号检测单元用于使所述整车控制器根据所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号生成控制信号检测报文，并通过CAN总线发送给上位机；
所述信号检测单元还用于使上位机根据所述控制信号检测报文和所述自动驾驶逻辑表检测控制信号是否正确，如果否，则所述信号控制单元重新发送信号。
优选的，还包括：
状态判断单元，用于获取车辆的状态信息，并根据所述状态信息判断车辆是否满足自动驾驶要求，如果否，则上报自动驾驶故障报文，其中，所述状态信息包括：点火钥匙状态、车辆故障状态和车辆启停状态。
优选的，还包括：
转毂制动控制单元，用于在所述制动踏板位置电压信号发送给底盘转毂控制装置时，控制所述底盘转毂控制装置根据所述制动踏板位置电压信号控制转毂制动车辆逐步减速。
本发明提供一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法及系统，通过工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，并根据自动驾驶逻辑表模拟车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。解决现有电动汽车在性能试验中需要驾驶员按设定工况要求控制车辆运行，由于试验要求时间长、操作动作繁锁及控制精度高，易存在使驾驶员精神疲劳和体力消耗大，且控制精度不高的问题，能提高整车性能试验的精确性和智能性，改善电动汽车试验的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1：是本发明提供的一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法流程图。
图2：是本发明实施例提供的油门开度与电压曲线图。
图3：是本发明实施例提供的踏板开度与电压曲线图。
图4：是本发明实施提供的工况曲线对应的时间与车速曲线图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针对当前电动汽车进行性能试验时需要驾驶员长时间、高精度控制车辆，易造成驾驶员精神疲劳和体力消耗大的问题。本发明提供一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法及系统，通过工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，并根据自动驾驶逻辑表模拟车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。解决现有电动汽车在性能试验中需要驾驶员按设定工况要求控制车辆运行，由于试验要求时间长、操作动作繁锁及控制精度高，易存在使驾驶员精神疲劳和体力消耗大，且控制精度不高的问题，能提高整车性能试验的精确性和智能性，改善电动汽车试验的效率。
如图1所示，一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，包括：
S1：设置油门开度与电压对应表、制动踏板位置与电压对应表和档位与逻辑信号对应表；
S2：获取行驶工况曲线，并根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表；
S3：上位机根据所述自动驾驶逻辑表发送油门开度信号、制动踏板位置信号和档位信号给车辆控制模拟模块；
S4：车辆控制模拟模块根据所述油门开度信号、所述制动踏板位置信号、所述档位信号和所述对应表模拟得到车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。
在一实施例中，如图2所示，可根据油门开度与电压曲线图确定油门开度与电压对应表。如图3所示，可根据踏板位置与电压曲线图确定制动踏板位置与电压对应表。对电动汽车的N档、D档和R档可采用逻辑电信号来设定，如表1所示。根据行驶工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表。上位机运行应用软件根据自动驾驶逻辑表发送控制信号给车辆控制模拟模块，以模拟车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，进而通过上述信号控制车辆运行。
表1
| SW1 | SW2 | SW3 | SW4 | |
| D档 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| N档 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| R档 | 1 | 1 | 0 | 0 |
注：SW1-SW4信号，逻辑1表示电压为2.9-3.4V；
逻辑0表示电压为1.3-1.9V。
该方法还包括：
S5：将所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号发送给整车控制器；
S6：所述整车控制器根据所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号生成控制信号检测报文，并通过CAN总线发送给上位机；
S7：上位机根据所述控制信号检测报文和所述自动驾驶逻辑表检测控制信号是否正确，如果否，则重新发送信号。
具体地，由于不同的车辆所选用的油门踏板、制动踏板、换挡手柄的厂家不同在电器原理上存在差异，因此需对所发送的模拟信号的正确性进行确认，需要检测信号包括：1)油门开度信号由0％-100％步长为1％；2)制动踏板开关信号；3)制动踏板开度信号由0％-100％步长为1％；4)档位信号，R、N、D档。如果电压信号与油门开度或踏板开度不对应，则上位机重新发送油门开度信号或制动踏板开度信号给车辆控制模拟模块。
该方法还包括：
S8：获取车辆的状态信息，并根据所述状态信息判断车辆是否满足自动驾驶要求，如果否，则上报自动驾驶故障报文，其中，所述状态信息包括：点火钥匙状态、车辆故障状态和车辆启停状态。
在实际应用中，可通过整车控制器获取车辆的状态信息，并通过CAN总线、TCP/IP或RS-485通信发送状态给上位机。上位机可根据预设的条件进行判断车辆是否满足自动驾驶要求。
该方法还包括：
S9：将所述制动踏板位置电压信号发送给底盘转毂控制装置，使底盘转毂控制装置根据所述制动踏板位置电压信号控制转毂制动车辆逐步减速。
在实际应用中，由于该驾驶机器人无执行机构，所有车辆控制均通过电信号模拟实现，因此无法实现车辆制动功能。在车辆行驶至减速工况时需利用底盘测功机(转毂)实现车辆制动功能。底盘测功机(转毂)具有SIM、V、F三种模式，模拟车辆道路行驶时采用SIM模式、车辆恒速行驶时使用V模式、车辆恒力行驶时使用F模式。要实现车辆制动功能，需要将底盘测功机(转毂)工作模式由SIM模式转换为V模式，然后再按住减速要求高频发送速度信号实现转毂制动车辆，完成制动后需将工作模式切换至SIM模式。
进一步，所述根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，包括：根据所述工况曲线得到对应的时间与车速；根据时间与车速的变化关系，计算得到车辆的加速度；根据所述加速度和车辆质量计算得到车辆的牵引力，获取车辆的传动系数效率和主减速比系数，计算得到车辆油门开度驱动力和制动开度驱动力；根据所述油门开度驱动力和所述制动开度驱动力确定油门开度和制动开度。
在实际应用中，如图4所示，可根据工况曲线得到时间与车速的曲线图。工况曲线行驶时车辆对应的阻力为：F总＝F+F加速，其中F加速＝ma，m为车辆质量，a为加速度，F道路加载阻力，F加速为牵引力。根据公式：F2＝F总/(i*n)，其中，i为主减速比系数，K为传动系数效率，计算得到油门开度驱动力F2。同理，根据车速的减小变化计算得到制动开度驱动力。
更进一步，所述根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，还包括：根据工况曲线建立各个时刻车速、加速、油门开度和制动开度的关系表；并根据所述关系表形成所述工况曲线对应的自动驾驶逻辑表。
可见，本发明提供一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，通过工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，并根据自动驾驶逻辑表模拟车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。解决现有电动汽车在性能试验中需要驾驶员按设定工况要求控制车辆运行，由于试验要求时间长、操作动作繁锁及控制精度高，易存在使驾驶员精神疲劳和体力消耗大，且控制精度不高的问题，能提高整车性能试验的精确性和智能性，改善电动汽车试验的效率。
本发明还提供一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制系统，包括：设置单元，用于设置油门开度与电压对应表、制动踏板位置与电压对应表和档位与逻辑信号对应表。逻辑表生成单元，用于获取行驶工况曲线，并根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表。信号控制单元，用于使上位机根据所述自动驾驶逻辑表发送油门开度信号、制动踏板位置信号和档位信号给车辆控制模拟模块。信号模拟单元，用于使车辆控制模拟模块根据所述油门开度信号、所述制动踏板位置信号、所述档位信号和所述对应表模拟得到车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。
该系统还包括：信号检测单元。所述信号模拟单元还用于将所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号发送给整车控制器。所述信号检测单元用于使所述整车控制器根据所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号生成控制信号检测报文，并通过CAN总线发送给上位机。所述信号检测单元还用于使上位机根据所述控制信号检测报文和所述自动驾驶逻辑表检测控制信号是否正确，如果否，则所述信号控制单元重新发送信号。
该系统还包括：状态判断单元，用于获取车辆的状态信息，并根据所述状态信息判断车辆是否满足自动驾驶要求，如果否，则上报自动驾驶故障报文，其中，所述状态信息包括：点火钥匙状态、车辆故障状态和车辆启停状态。
该系统还包括：转毂制动控制单元，用于在所述制动踏板位置电压信号发送给底盘转毂控制装置时，控制所述底盘转毂控制装置根据所述制动踏板位置电压信号控制转毂制动车辆逐步减速。
可见，本发明提供一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制系统，通过工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，并根据自动驾驶逻辑表模拟车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。解决现有电动汽车在性能试验中需要驾驶员按设定工况要求控制车辆运行，由于试验要求时间长、操作动作繁锁及控制精度高，易存在使驾驶员精神疲劳和体力消耗大，且控制精度不高的问题，能提高整车性能试验的精确性和智能性，改善电动汽车试验的效率。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，其特征在于，包括：
设置油门开度与电压对应表、制动踏板位置与电压对应表和档位与逻辑信号对应表；
获取行驶工况曲线，并根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表；
上位机根据所述自动驾驶逻辑表发送油门开度信号、制动踏板位置信号和档位信号给车辆控制模拟模块；
车辆控制模拟模块根据所述油门开度信号、所述制动踏板位置信号、所述档位信号和所述对应表模拟得到车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。
2.根据权利要求1所述的电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，其特征在于，还包括：
将所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号发送给整车控制器；
所述整车控制器根据所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号生成控制信号检测报文，并通过CAN总线发送给上位机；
上位机根据所述控制信号检测报文和所述自动驾驶逻辑表检测控制信号是否正确，如果否，则重新发送信号。
3.根据权利要求2所述的电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，其特征在于，还包括：
获取车辆的状态信息，并根据所述状态信息判断车辆是否满足自动驾驶要求，如果否，则上报自动驾驶故障报文，其中，所述状态信息包括：点火钥匙状态、车辆故障状态和车辆启停状态。
4.根据权利要求3所述的电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，其特征在于，还包括：
将所述制动踏板位置电压信号发送给底盘转毂控制装置，使底盘转毂控制装置根据所述制动踏板位置电压信号控制转毂制动车辆逐步减速。
5.根据权利要求1所述的电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，其特征在于，所述根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，包括：
根据所述工况曲线得到对应的时间与车速；
根据时间与车速的变化关系，计算得到车辆的加速度；
根据所述加速度和车辆质量计算得到车辆的牵引力，获取车辆的传动系数效率和主减速比系数，计算得到车辆油门开度驱动力和制动开度驱动力；
根据所述油门开度驱动力和所述制动开度驱动力确定油门开度和制动开度。
6.根据权利要求5所述的电动汽车性能试验的自动驾驶控制方法，其特征在于，所述根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表，还包括：
根据工况曲线建立各个时刻车速、加速、油门开度和制动开度的关系表；
根据所述关系表形成所述工况曲线对应的自动驾驶逻辑表。
7.一种电动汽车性能试验的自动驾驶控制系统，其特征在于，包括：
设置单元，用于设置油门开度与电压对应表、制动踏板位置与电压对应表和档位与逻辑信号对应表；
逻辑表生成单元，用于获取行驶工况曲线，并根据所述工况曲线确定车辆行驶的车速、加速度、油门开度和制动开度，以形成自动驾驶逻辑表；
信号控制单元，用于使上位机根据所述自动驾驶逻辑表发送油门开度信号、制动踏板位置信号和档位信号给车辆控制模拟模块；
信号模拟单元，用于使车辆控制模拟模块根据所述油门开度信号、所述制动踏板位置信号、所述档位信号和所述对应表模拟得到车辆油门开度电压信号、制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号，以控制车辆运行。
8.根据权利要求7所述的电动汽车性能试验的自动驾驶控制系统，其特征在于，还包括：信号检测单元；
所述信号模拟单元还用于将所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号发送给整车控制器；
所述信号检测单元用于使所述整车控制器根据所述油门开度电压信号、所述制动踏板位置电压信号和档位逻辑信号生成控制信号检测报文，并通过CAN总线发送给上位机；
所述信号检测单元还用于使上位机根据所述控制信号检测报文和所述自动驾驶逻辑表检测控制信号是否正确，如果否，则所述信号控制单元重新发送信号。
9.根据权利要求8所述的电动汽车性能试验的自动驾驶控制系统，其特征在于，还包括：
状态判断单元，用于获取车辆的状态信息，并根据所述状态信息判断车辆是否满足自动驾驶要求，如果否，则上报自动驾驶故障报文，其中，所述状态信息包括：点火钥匙状态、车辆故障状态和车辆启停状态。
10.根据权利要求9所述的电动汽车性能试验的自动驾驶控制系统，其特征在于，还包括：
转毂制动控制单元，用于在所述制动踏板位置电压信号发送给底盘转毂控制装置时，控制所述底盘转毂控制装置根据所述制动踏板位置电压信号控制转毂制动车辆逐步减速。
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