CN110562046A - 一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统，包括整车控制器VCU、油门踏板调节模块、回馈强度调节模块和显示屏，整车控制器VCU分别通过CAN总线连接油门踏板调节模块、回馈强度调节模块和显示屏，油门踏板调节模块用于设置油门踏板灵敏度，回馈强度调节模块用于设置电机回馈制动强度，当不同驾驶员有个性化驾驶需求时，可通过氢能汽车实时交互系统对加油踏板灵敏度以及回馈强度进行调节。本发明的有益效果：本发明通过氢能汽车实时交互系统分别在线调节油门踏板灵敏度和能量回馈强度，以满足不同驾驶风格的驾驶员对车辆动力性的需求差异以及对车辆滑行过程中舒适性和回馈强度的需求差异。

Description

一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及驾驶特性调节技术领域，尤其涉及一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统及其控制方法。

背景技术

新能源汽车采用动力电机作为执行机构，负责整车驱动和能量回馈。当前大多数新能源汽车驾驶性扭矩根据电机转速和油门踏板开度MAP查表确定，油门踏板灵敏度无法调节，一旦电机转速和油门踏板开度确定，驾驶性扭矩将固定；另外新能源汽车在减速滑行过程中，能量回馈根据车速控制，回馈强度也不能由驾驶员主观控制。对于未来充分追求个性化的时代，新能源汽车产品应当满足驾驶员主观性需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统及其控制方法。

本发明的实施例提供一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统，包括整车控制器VCU、油门踏板调节模块和回馈强度调节模块，所述整车控制器VCU分别通过CAN总线连接所述油门踏板调节模块和所述回馈强度调节模块，所述油门踏板调节模块用于设置油门踏板灵敏度，所述回馈强度调节模块用于设置电机回馈制动强度。

进一步地，所述油门踏板调节模块包括第一调节钮、第二调节钮和第三调节钮，所述第一调节钮用于设置小油门下的踏板灵敏度，即小油门区间斜率k₁，所述第二调节钮用于设置大油门下的踏板灵敏度，即大油门区间斜率k₂，所述第三调节钮用于设置油门区间分界阈值P，即小油门与大油门分界处油门踏板开度百分比，P的取值范围为10％-50％。

进一步地，所述回馈强度调节模块包括第四调节钮和第五调节钮，所述第四调节钮用于设置电机回馈制动强度大小，即电机回馈扭矩变化率k₃，所述第五调节钮用于配合所述第四调节钮设置最大滑行回馈扭矩，即设置最大滑行回馈扭矩对应的最小车速V₂。

进一步地，包括显示屏，所述显示屏通过CAN总线连接所述整车控制器VCU。

进一步地，一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、所述氢能汽车高低压上电；

S2、驾驶员根据其驾驶需求调节所述油门踏板调节模块或所述回馈强度调节模块，若驾驶员选择调节所述油门踏板调节模块，转S3；若驾驶员选择调节所述回馈强度调节模块，转S4；

S3、驾驶员根据驾驶需求分别设置小油门区间斜率k₁、大油门区间斜率k₂和油门区间分界阈值P，所述油门踏板调节模块通过所述CAN总线将设置参数传递给所述整车控制器VCU，所述整车控制器VCU根据接收到的所述参数计算出驾驶员的需求扭矩T_cmd，并控制电机按所述需求扭矩T_cmd输出工作功率，所述需求扭矩T_cmd计算公式为：

以上公式中，r为油门踏板开度百分比，r的取值范围为0-100％，T_MAP(n)为电机外特性扭矩,T_MAP(n)可用测功机测量出。

S4、驾驶员根据分别通过设置电机回馈扭矩变化率k₃和最大滑行回馈扭矩对应的最小车速V₂来设置回馈强度，所述回馈强度调节模块通过所述CAN总线将设置参数传递给所述整车控制器VCU，所述整车控制器VCU根据接收到的所述参数控制电机进行能量回收。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统及其控制方法通过氢能汽车实时交互系统分别在线调节油门踏板灵敏度和能量回馈强度，以满足不同驾驶风格的驾驶员对车辆动力性的需求差异以及对车辆滑行过程中舒适性和回馈强度的需求差异。

附图说明

图1是本发明一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统的示意图。

图2是油门踏板开度与加速负荷系数的关系图。

图3是滑行回馈制动扭矩和车速的关系图。

图中：1-整车控制器VCU，2-油门踏板调节模块，3-回馈强度调节模块，4-显示屏，5-第一调节钮，6-第二调节钮，7-第三调节钮，8-第四调节钮，9-第五调节钮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统，包括整车控制器VCU1、油门踏板调节模块2、回馈强度调节模块3和显示屏4，所述整车控制器VCU1分别通过CAN总线连接所述油门踏板调节模块2、所述回馈强度调节模块3和所述显示屏4，所述油门踏板调节模块2用于设置油门踏板灵敏度，所述回馈强度调节模块3用于设置能量回馈强度，所述显示屏4用于显示当前车速、电机转速、油门踏板硬度特性及能量回馈强度等内容，本实施例中所述显示屏4为触摸显示屏。

请参考图1和图2，所述油门踏板调节模块2包括第一调节钮5、第二调节钮6和第三调节钮7，所述第一调节钮5用于设置小油门下的踏板灵敏度，即小油门区间斜率k₁，所述第二调节钮6用于设置大油门下的踏板灵敏度，即大油门区间斜率k₂，本实施例中所述小油门区间斜率k₁、所述大油门区间斜率k₂值越大，所述加速踏板就越灵敏，也就意味着单位油门开度下驾驶性扭矩输出扭矩越大。所述第三调节钮7用于设置油门区间分界阈值P，即小油门与大油门分界处油门踏板开度百分比，也即油门踏板开度小于P时为小油门，油门踏板开度大于P时为大油门，P的取值范围为10％-50％。

目前大多数新能源厂家在确定加速负荷系数时，均用油门踏板开度百分比表示加速负荷系数，所述加速负荷系数和所述油门开度百分比正相关，即所述油门开度越大，所述加速负荷系数也就越大，如附图2中B2特性曲线所示。本实施例中将所述加速负荷系数与所述加速踏板开度的对应关系进行分段控制，使得不同的油门开度区间加速负荷系数变化斜率不同，即使得不同的油门开度区间油门灵敏度不同，以满足不同驾驶风格的驾驶员的驾驶需求。例如，针对驾驶性偏运动风格的驾驶员，可分别通过所述第一调节钮5、所述第二调节钮6和所述第三调节钮7设置高油门灵敏度，以满足驾驶员加速过程中高负荷需求，实现起步动力响应快，如图2中A特性曲线所示；而针对驾驶性偏保守的驾驶员，可分别通过所述第一调节钮5、所述第二调节钮6和所述第三调节钮7设置较低的油门灵敏度，以满足驾驶员加速过程中低负荷要求，实现起步柔和、扭矩波动小，此时驾驶操作感较好，如图2中C特性曲线所示。

但由于A特性曲线和C特性曲线的曲线斜率是渐进性变化，即其导数的变化是连续的，故A特性曲线和C特性曲线的曲线函数次数高，所述整车控制器VCU1运算量大，因此本实施例中优选采用分段函数B1替代A特性曲线，分段函数B3替代C特性曲线。

B1特性曲线在小油门开度下(如0～30％，即P为30％)，可以输出B2特性曲线更大的扭矩，驾驶员在起步加速阶段有很强的“推背感”，油门较灵敏；在大油门开度下，扭矩输出斜率变缓，加速感较弱。

B3特性曲线在小油门开度下(如0～30％，即P为30％)，输出扭矩较平缓，更加侧重经济性，驾驶员在起步加速阶段感觉油门偏迟钝，电机在恒扭矩区间扭矩大，B3特性曲线在起步加速过程输出平稳；在大油门区间，扭矩上升斜率大，可满足驾驶员加速超车需求。

请参图1和考图3，所述回馈强度调节模块3包括第四调节钮8和第五调节钮9，所述第四调节钮8用于设置电机回馈制动强度大小，即电机回馈扭矩变化率k₃，所述整车控制器VCU1根据所述电机回馈制动强度对电机进行制动控制；所述第五调节钮9用于配合所述第四调节钮8设置最大滑行回馈扭矩，即设置最大滑行回馈扭矩对应的最小车速V₂，本实施例中所述电机回馈扭矩变化率k₃绝对值越大，则当前车速下电机回馈制动强度越大，滑行过程中制动力矩越大，能量回收效率也就越高；而所述车速V₂值越大，则最大滑行回馈扭矩值也就越大，所述电机回馈制动强度也就越高。

当驾驶员在车辆行驶过程中松开油门踏板，所述氢能汽车车速大于V₁值(例如20km/h)且电池SOC小于充电上限值时，所述氢能汽车可进行能量回收，由于传统内燃机车辆在滑行时没有电机回馈制动，驾驶员在驾驶所述氢能汽车会略感不适，而能量回馈强度太大，则会使驾驶员在松开油门踏板后，驾驶操作感差。为平衡能量回收效率与驾驶员舒适性的关系，驾驶员可通过本发明中的所述回馈强度调节模块3调整V₂和电机回馈扭矩变化率k₃，从而改变能量回馈强度。本实施例中能量回收的最小车速V₁是固定值，最大可回收扭矩为k₃*(V₂-V₁)。如附图3所示，驾驶员可根据自己的需求分别通过所述第四调节钮8和所述第五调节钮9设置能量回馈强度，当驾驶员希望能量回馈强度低，车辆滑行距离尽量长时，可参考图3中D1曲线进行设置，但此时能量回收效率较低；当驾驶员希望能量回馈强度稍强，车辆滑行距离稍短时，可参考图3中D2曲线进行设置；当驾驶员希望最大化电机回馈制动，即最大化进行能量回收效率、并缩短车辆自由滑行距离时，可参考图3中D3曲线进行设置，但此时较大的减速度会引起驾驶感差。

请参考图1-图3，所述氢能汽车实时交互系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、所述氢能汽车高低压上电；

S2、驾驶员根据其驾驶需求调节所述油门踏板调节模块2或所述回馈强度调节模块3，若驾驶员选择调节所述油门踏板调节模块2，转S3；若驾驶员选择调节所述回馈强度调节模块3，转S4；

S3、驾驶员根据驾驶需求分别设置小油门区间斜率k₁、大油门区间斜率k₂和油门区间分界阈值P，所述油门踏板调节模块2通过所述CAN总线将设置参数传递给所述整车控制器VCU1，所述整车控制器VCU1根据接收到的所述参数计算出驾驶员的需求扭矩T_cmd，并控制电机按所述需求扭矩T_cmd输出工作功率，所述需求扭矩T_cmd计算公式为：

以上公式(1)中，r为油门踏板开度百分比，r的取值范围为0-100％，T_MAP(n)为电机外特性扭矩,T_MAP(n)可用测功机测量出。

S4、驾驶员根据分别通过设置电机回馈扭矩变化率k₃和最大滑行回馈扭矩对应的最小车速V₂来设置回馈强度，所述回馈强度调节模块3通过所述CAN总线将设置参数传递给所述整车控制器VCU1，所述整车控制器VCU1根据接收到的所述参数控制电机进行能量回收。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (5)

1.一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统，其特征在于：包括整车控制器VCU、油门踏板调节模块和回馈强度调节模块，所述整车控制器VCU分别通过CAN总线连接所述油门踏板调节模块和所述回馈强度调节模块，所述油门踏板调节模块用于设置油门踏板灵敏度，所述回馈强度调节模块用于设置电机制动回馈强度。

2.如权利要求1所述的一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统，其特征在于：所述油门踏板调节模块包括第一调节钮、第二调节钮和第三调节钮，所述第一调节钮用于设置小油门下的踏板灵敏度，即小油门区间斜率k₁，所述第二调节钮用于设置大油门下的踏板灵敏度，即大油门区间斜率k₂，所述第三调节钮用于设置油门区间分界阈值P，即小油门与大油门分界处油门踏板开度百分比，P的取值范围为10％-50％。

3.如权利要求1所述的一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统，其特征在于：所述回馈强度调节模块包括第四调节钮和第五调节钮，所述第四调节钮用于设置电机回馈制动强度大小，即电机回馈扭矩变化率k₃，所述第五调节钮用于配合所述第四调节钮设置最大滑行回馈扭矩，即设置最大滑行回馈扭矩对应的最小车速V₂。

4.如权利要求2所述的一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统，其特征在于：包括显示屏，所述显示屏通过CAN总线连接所述整车控制器VCU。

5.一种驾驶特性可调的氢能汽车实时交互系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述氢能汽车高低压上电；

S2、驾驶员根据其驾驶需求调节所述油门踏板调节模块或所述回馈强度调节模块，若驾驶员选择调节所述油门踏板调节模块，转S3；若驾驶员选择调节所述回馈强度调节模块，转S4；

S3、驾驶员根据驾驶需求分别设置小油门区间斜率k₁、大油门区间斜率k₂和油门区间分界阈值P，所述油门踏板调节模块通过所述CAN总线将设置参数传递给所述整车控制器VCU，所述整车控制器VCU根据接收到的所述参数计算出驾驶员的需求扭矩T_cmd，并控制电机按所述需求扭矩T_cmd输出工作功率，所述需求扭矩T_cmd计算公式为：

以上公式中，r为油门踏板开度百分比，r的取值范围为0-100％，T_MAP(n)为电机外特性扭矩,T_MAP(n)可用测功机测量出。

S4、驾驶员根据分别通过设置电机回馈扭矩变化率k₃和最大滑行回馈扭矩对应的最小车速V₂来设置回馈强度，所述回馈强度调节模块通过所述CAN总线将设置参数传递给所述整车控制器VCU，所述整车控制器VCU根据接收到的所述参数控制电机进行能量回收。