CN109747435A - 车辆稳定控制系统、方法及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆稳定控制系统、方法及电动汽车，涉及车辆控制技术领域，该车辆稳定控制系统包括电子稳定控制系统ESC和电机控制器；ESC与电机控制器直连通讯，用于实现ESC对电机控制器的直接控制。在车辆突遇车轮打滑、出现侧翻险情等意外时，该车辆稳定控制系统的控制信号传输路径为ESC→电机控制器→驱动电机扭矩输出，与现有技术相比，大大缩短了整车响应时间，提高了整车响应速度，从而降低了车辆事故的发生率，提高了车辆稳定性和安全性。

Description

车辆稳定控制系统、方法及电动汽车

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其是涉及一种车辆稳定控制系统、方法及电动汽车。

背景技术

车辆的ESC(Electronic Stability Controller，电子稳定控制系统)是车辆新型的主动安全系统，是汽车防抱死制动系统和牵引力控制系统功能的进一步扩展，并在此基础上，增加了车辆转向行驶时横摆率传感器、侧向加速度传感器和方向盘转角传感器，通过ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)控制前后、左右车轮的驱动力和制动力，确保车辆行驶的侧向稳定性。

目前现有EV(Electric Vehicle，电动汽车)车型，均通过网关来转发VCU(Vehiclecontrol unit，车辆控制单元，又称为整车控制器)与ESC间的通讯。当车辆突遇车轮打滑、出现侧翻险情等意外时，控制信号传输路径如下：ESC→网关→整车控制器→电机控制器→驱动电机扭矩输出，基于此，ESC通常需要65ms以上的时间才能主动开启对动力输出的控制干预，且每次控制扭矩的判断与传递(一个周期内的通讯时间)都在120ms以上。因此，整车响应时间较长，从而容易因ESC的控制干预不及时导致发生车辆事故，影响车辆稳定性和安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车辆稳定控制系统、方法及电动汽车，以缩短整车响应时间，提高整车响应速度，从而降低车辆事故的发生率，提高车辆稳定性和安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆稳定控制系统，包括电子稳定控制系统ESC和电机控制器；所述ESC与所述电机控制器直连通讯，用于实现所述ESC对所述电机控制器的直接控制。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述ESC通过CAN总线与所述电机控制器连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述车辆稳定控制系统还包括与所述电机控制器连接的整车控制器；所述ESC还与所述整车控制器直连通讯。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述ESC通过CAN总线分别与所述整车控制器和所述电机控制器连接。

第二方面，本发明实施例还提供一种车辆稳定控制方法，所述方法应用在如上述第一方面或其任一种可能的实施方式所述的车辆稳定控制系统上；所述方法包括：

当所述ESC监测到车辆出现不稳定倾向时，向所述电机控制器输出干预扭矩指令；

所述电机控制器接收到所述干预扭矩指令后，响应所述干预扭矩指令。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述不稳定倾向包括侧滑倾向；所述方法还包括：

所述ESC根据车辆的驱动轮和非驱动轮的转速确定所述车辆是否出现侧滑倾向。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述车辆稳定控制系统还包括与所述电机控制器连接的整车控制器；所述电机控制器响应所述干预扭矩指令，包括：

所述电机控制器根据所述干预扭矩指令驱动电机输出对应的扭矩，向所述ESC返回所述车辆车轮端的当前实际输出转矩，以及向所述整车控制器发送响应消息；其中，所述响应消息表示当前响应的是所述ESC输出的干预扭矩指令。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述ESC还与所述整车控制器直连通讯；所述当所述ESC监测到车辆出现不稳定倾向时，向所述电机控制器输出干预扭矩指令之后，所述方法还包括：

所述ESC向所述整车控制器发送所述ESC的实时状态消息；

所述整车控制器接收所述实时状态消息，根据所述实时状态消息判断所述ESC是否退出对所述电机控制器的扭矩干预；如果是，启动对所述电机控制器的扭矩控制。

结合第二方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电机控制器接收到所述干预扭矩指令后，响应所述干预扭矩指令之后，所述方法还包括：

当所述整车控制器判定所述车辆存在安全故障时，向所述电机控制器发送停止指令；

所述电机控制器接收到所述停止指令后，停止响应所述干预扭矩指令。

第三方面，本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上述第一方面或其任一种可能的实施方式所述的车辆稳定控制系统。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例中，车辆稳定控制系统包括电子稳定控制系统ESC和电机控制器；ESC与电机控制器直连通讯，用于实现ESC对电机控制器的直接控制。在车辆突遇车轮打滑、出现侧翻险情等意外时，该车辆稳定控制系统的控制信号传输路径为ESC→电机控制器→驱动电机扭矩输出，与现有技术相比，大大缩短了整车响应时间，提高了整车响应速度，从而降低了车辆事故的发生率，提高了车辆稳定性和安全性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种ESC的工作环境的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种车辆稳定控制系统的工作环境的示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种车辆稳定控制系统的工作环境的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种车辆稳定控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种车辆稳定控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为现有技术中的一种ESC的工作环境的示意图，如图1所示，ESC通过底盘CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线接入GW(GateWay，网关)，GW通过混合动力CAN总线连接VCU和IPU(Intelligent Power Unit，智能动力单元)，IPU与电机连接。当车辆突遇车轮打滑、出现侧翻险情等意外时，控制信号传输路径如下：ESC→GW→VCU→IPU→电机。ESC发出的控制信号需要经GW和VCU的中转才能到达IPU，使得ESC的响应时间较长。基于此，本发明实施例提供的一种车辆稳定控制系统、方法及电动汽车，可以缩短ESC的响应时间，提高ESC的响应速度，从而降低车辆事故的发生率，提高车辆稳定性和安全性。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种车辆稳定控制系统进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供了一种车辆稳定控制系统，该车辆稳定控制系统包括ESC和电机控制器；ESC与电机控制器直连通讯，用于实现ESC对电机控制器的直接控制。图2为本发明实施例提供的一种车辆稳定控制系统的工作环境的示意图，如图2所示，电机控制器采用IPU，ESC与IPU直连通讯。

如图2所示，在车辆突遇车轮打滑、出现侧翻险情等意外时，该车辆稳定控制系统的控制信号传输路径为：ESC→IPU→电机，与现有技术相比，不再需要途径GW和VCU，因此缩短了整车响应时间，提高了整车响应速度，从而降低了车辆事故的发生率，提高了车辆稳定性和安全性。

可选地，ESC通过CAN总线与电机控制器连接。如图2所示，ESC通过私有CAN总线与IPU连接。这样从ESC控制输出至驱动电机执行转矩响应，仅需30ms-40ms时间，比现有设计响应速度提高了约50％，能大大降低车辆的事故发生率。

进一步地，上述车辆稳定控制系统还包括与电机控制器连接的整车控制器；ESC还与整车控制器直连通讯。图3为本发明实施例提供的另一种车辆稳定控制系统的工作环境的示意图，如图3所示，在图2的基础上，ESC还与VCU直连通讯。ESC可以直接向VCU发送其自身的实时状态消息，以便VCU随时准备介入ESC退出后的扭矩控制。

可选地，ESC通过CAN总线分别与整车控制器和电机控制器连接。如图3所示，ESC通过私有CAN总线分别与VCU和IPU连接。这样，一个周期内的通讯时间由120ms以上缩减到了30ms内，极大地提高了整车响应时间。

本发明实施例中，通过引入了一路私有CAN，使得底盘的ESC能够跳过网关，直接与VCU、IPU进行通讯的交互，信号传输路径的缩短，使得交互信号的有效性提升很大，在一定程度上避免了紧急情况下偶发的数据帧丢失现象。

实施例二：

本发明实施例还提供了一种车辆稳定控制方法，该方法应用在如实施例一的车辆稳定控制系统上。图4为本发明实施例提供的一种车辆稳定控制方法的流程示意图，如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤S402，当ESC监测到车辆出现不稳定倾向时，向电机控制器输出干预扭矩指令。

当ESC监测到车辆出现打滑、侧翻倾向时，直接向IPU(电机控制器)输出经过修正后的干预扭矩。

在一些可能的实施例中，上述不稳定倾向包括侧滑倾向，ESC可以根据车辆的驱动轮和非驱动轮的转速确定车辆是否出现侧滑倾向，当驱动轮的转速与非驱动轮的转速不一致时，确定车辆出现了侧滑倾向；反之，则车辆未出现侧滑倾向。

步骤S404，电机控制器接收到干预扭矩指令后，响应该干预扭矩指令。

在一些可能的实施例中，电机控制器根据干预扭矩指令驱动电机输出对应的扭矩，向ESC返回车辆车轮端的当前实际输出转矩，以及向整车控制器发送响应消息；其中，响应消息表示当前响应的是ESC输出的干预扭矩指令。

具体地，IPU对于接收到的ESC的干预扭矩指令，按最高级别首先响应；在响应扭矩输出的同时，回复ESC目前车辆车轮端的实际输出转矩，回复VCU目前响应的是ESC输出的干预扭矩指令。整个通讯周期需时仅20-30ms，能更快、更及时的处理突然发生的车辆险情，保证行车安全。

图5为本发明实施例提供的另一种车辆稳定控制方法的流程示意图，该方法中ESC还与整车控制器直连通讯，该方法是图4的后续流程。如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤S502，ESC向整车控制器发送ESC的实时状态消息。

步骤S504，整车控制器接收ESC发送的实时状态消息。

步骤S506，整车控制器根据接收的实时状态消息判断ESC是否退出对电机控制器的扭矩干预。

如果是，执行步骤S508；如果否，返回步骤S504。

步骤S508，整车控制器启动对电机控制器的扭矩控制。

这样方便了整车控制器随时介入ESC退出后的扭矩控制。

为了不影响到整车系统的故障处理，在电机控制器响应干预扭矩指令的过程中，上述方法还包括：

当整车控制器判定车辆存在安全故障时，向电机控制器发送停止指令；电机控制器接收到停止指令后，停止响应上述干预扭矩指令。

在一些可能的实施例中，停止指令包括最大允许输出功率为0kw的指令。

具体地，当VCU判定整车存在影响行车安全的故障时，仪表在点亮故障指示灯的同时，对IPU发出最大允许输出功率为0kw的指令，切断了电机控制器在不经过VCU允许情况下响应ESC的控制逻辑。

实施例三：

本发明实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括如实施例一的车辆稳定控制系统。

本发明实施例中，车辆稳定控制系统包括电子稳定控制系统ESC和电机控制器；ESC与电机控制器直连通讯，用于实现ESC对电机控制器的直接控制。在车辆突遇车轮打滑、出现侧翻险情等意外时，该车辆稳定控制系统的控制信号传输路径为ESC→电机控制器→驱动电机扭矩输出，与现有技术相比，大大缩短了整车响应时间，提高了整车响应速度，从而降低了车辆事故的发生率，提高了车辆稳定性和安全性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的电动汽车的具体工作过程，可以参考前述车辆稳定控制系统及方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明实施例提供的电动汽车，与上述实施例提供的车辆稳定控制系统及方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种车辆稳定控制系统，包括电子稳定控制系统ESC和电机控制器；其特征在于，所述ESC与所述电机控制器直连通讯，用于实现所述ESC对所述电机控制器的直接控制。

2.根据权利要求1所述的车辆稳定控制系统，其特征在于，所述ESC通过CAN总线与所述电机控制器连接。

3.根据权利要求1所述的车辆稳定控制系统，其特征在于，所述车辆稳定控制系统还包括与所述电机控制器连接的整车控制器；所述ESC还与所述整车控制器直连通讯。

4.根据权利要求3所述的车辆稳定控制系统，其特征在于，所述ESC通过CAN总线分别与所述整车控制器和所述电机控制器连接。

5.一种车辆稳定控制方法，其特征在于，所述方法应用在如权利要求1至4中任一项所述的车辆稳定控制系统上；所述方法包括：

当所述ESC监测到车辆出现不稳定倾向时，向所述电机控制器输出干预扭矩指令；

所述电机控制器接收到所述干预扭矩指令后，响应所述干预扭矩指令。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述不稳定倾向包括侧滑倾向；所述方法还包括：

所述ESC根据车辆的驱动轮和非驱动轮的转速确定所述车辆是否出现侧滑倾向。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车辆稳定控制系统还包括与所述电机控制器连接的整车控制器；所述电机控制器响应所述干预扭矩指令，包括：

所述电机控制器根据所述干预扭矩指令驱动电机输出对应的扭矩，向所述ESC返回所述车辆车轮端的当前实际输出转矩，以及向所述整车控制器发送响应消息；其中，所述响应消息表示当前响应的是所述ESC输出的干预扭矩指令。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述ESC还与所述整车控制器直连通讯；所述当所述ESC监测到车辆出现不稳定倾向时，向所述电机控制器输出干预扭矩指令之后，所述方法还包括：

所述ESC向所述整车控制器发送所述ESC的实时状态消息；

所述整车控制器接收所述实时状态消息，根据所述实时状态消息判断所述ESC是否退出对所述电机控制器的扭矩干预；如果是，启动对所述电机控制器的扭矩控制。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电机控制器接收到所述干预扭矩指令后，响应所述干预扭矩指令之后，所述方法还包括：

当所述整车控制器判定所述车辆存在安全故障时，向所述电机控制器发送停止指令；

所述电机控制器接收到所述停止指令后，停止响应所述干预扭矩指令。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一项所述的车辆稳定控制系统。