CN110843757A - 一种能识别整车姿态的车辆控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车控制技术领域，尤其涉及一种能识别整车姿态的车辆控制方法；包括以下步骤：S1，采集整车姿态信息；具体包括车辆X、Y、Z轴向的角度及车辆瞬时加速度信息；结合整车控制策略算法对整车姿态信息进行分析和判断输出最优驱动力矩或回馈转矩及驱动转速；S3，控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并反馈实际的扭矩及转速参数。本发明实施例通过采集整车姿态信息结合整车控制策略算法输出最优扭矩及转速，降低能耗增加续驶里程。

Description

一种能识别整车姿态的车辆控制方法及装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车控制技术领域，尤其涉及一种能识别整车姿态的车辆控制方法及装置。

背景技术

近年来，国家及省市各级单位出台了近百项关于推进新能源汽车发展的利好政策，明确了新能源汽车是未来汽车发展的方向，奠定了新能源汽车发展的良好基础。

车辆控制装置是新能源汽车的核心技术，其功能是采集驾驶员操作信息提取司机的驾驶意图，获取整车动力电池管理系统、三合一辅助驱动系统、主电机驱动系统、整车热管理系统、车载仪表、远程监控终端等状态信息，并结合整车控制策略对这些信息进行分析和判断，最后通过CAN总线发出指令来控制各主要动力部件控制器的工作，通过驱动芯片控制车辆低压功能附件上下电工作，保证车辆的正常行驶。

当前主流整车车辆控制装置难以能识别整车姿态，不能根据路面状态信息动态调节驾驶模式，所以能耗较高。

发明内容

为了克服现有技术的不足之处，本发明提供一种能识别整车姿态的车辆控制方法及装置，降低能耗增加续驶里程；避免车辆发生严重碰撞及侧翻时，给乘客的生命财产安全造成极大隐患。

一方面，本发明提供一种能识别整车姿态的车辆控制方法，包括以下步骤：

S1，采集整车姿态信息；具体包括车辆X、Y、Z轴向的角度及车辆瞬时加速度信息；

S2，结合整车控制策略算法对整车姿态信息进行分析和判断输出最优驱动力矩或回馈转矩及驱动转速；

S3，控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并反馈实际的扭矩及转速参数。

另一方面，本发明提供一种能识别整车姿态的车辆控制装置，包括：

信息采集模块，采集整车姿态信息；具体包括车辆X、Y、Z轴向的角度及车辆瞬时加速度信息；

分析计算模块，结合整车控制策略算法对整车姿态信息进行分析和判断输出最优驱动力矩或回馈转矩及驱动转速；

电机控制模块，控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并反馈实际的扭矩及转速参数。

本发明实施例提供一种能识别整车姿态的车辆控制方法及装置，通过采集整车姿态信息结合整车控制策略算法输出最优扭矩及转速，降低能耗增加续驶里程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种能识别整车姿态的车辆控制方法流程示意图；

图2为本发明实施例一种能识别整车姿态的车辆控制方法六轴陀螺仪示意图；

图3为本发明实施例一种能识别整车姿态的车辆控制方法子流程示意图；

图4为本发明实施例一种能识别整车姿态的车辆控制装置结构示意图；

附图标记：

信息采集模块-1分析计算模块-2。

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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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为本发明实施例一种能识别整车姿态的车辆控制方法流程示意图；图2为本发明实施例一种能识别整车姿态的车辆控制方法六轴陀螺仪示意图；如图1、图2所示包括以下步骤：

S1，采集整车姿态信息；具体包括车辆X、Y、Z轴向的角度及车辆瞬时加速度信息；

S2，结合整车控制策略算法对整车姿态信息进行分析和判断输出最优驱动力矩或回馈转矩及驱动转速；

S3，控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并反馈实际的扭矩及转速参数。

具体地，车辆行驶过程中通过六轴陀螺仪采集车辆X、Y、Z轴向的角度及车辆瞬时加速度信息通过串口发送给中央处理器；六轴陀螺仪加速度计姿态角解算时所使用的坐标系为东北天坐标系，如图2所示向左右为X轴，向上下为Y轴，垂直车辆向外为Z轴，整车控制器安装于整车时通过使用水平仪与客车X、Y轴方向保持水平。姿态解析欧拉角表示姿态时的坐标系旋转顺序定义为Z-Y-X,即先绕Z轴转，再绕Y轴转，再绕X轴转。欧拉角描述的是刚体在三维欧几里得空间的取向；对于在三维空间里的一个参考系，任何坐标系的取向，都可以用三个欧拉角来表现。参考系又称为实验室参考系，是静止不动的。而坐标系则固定于刚体，随着刚体的旋转而旋转。中央处理器结合整车控制策略算法对整车姿态信息进行分析和判断输出最优扭矩及转速；根据算法判断车辆处于上坡、下坡、平路、坑洼泥泞颠簸道路等路面状态信息，动态调节驾驶模式，例如在下坡时加大能量回馈、上坡时减小能量回馈加入驻坡功能等，有利于降低能耗增加续驶里程。中央处理器将当前的最优扭矩及转速发送给电机控制器，电机控制器控制电机的转矩及转速并将实际的扭矩及转速等参数返回给中央处理器。

本发明实施例提供一种能识别整车姿态的车辆控制方法，通过采集整车姿态信息结合整车控制策略算法输出最优扭矩及转速，降低能耗增加续驶里程。

进一步地，步骤S1中角度计算公式如下：

X轴Roll＝((RollH<<8)|RollL)/32768*180°

Y轴Pitch＝((PitchH<<8)|PitchL)/32768*180°

Z轴Yaw＝((YawH<<8)|YawL)/32768*180°

温度计算公式：T＝((TH<<8)|TL)/340+36.53℃

校验和：

Sum＝0x55+0x53+RollH+RollL+PitchH+PitchL+YawH+YawL+TH+TL

其中X轴为滚转角，Y轴为俯仰角，Z轴为偏航角，0x55为数据包头，0x53标识这个包是角度包，RollL为X轴加速度低字节，RollH为X轴加速度高字节，PitchL为Y轴加速度低字节，PitchH Y轴加速度高字节，YawL为Z轴加速度低字节，YawH为Z轴加速度高字节，TL温度低字节，TH温度高字节。

加速度计算公式如下：

ax＝((AxH<<8)|AxL)/32768*16g

ay＝((AyH<<8)|AyL)/32768*16g

az＝((AzH<<8)|AzL)/32768*16g

温度计算公式：

T＝((TH<<8)|TL)/340+36.53℃

校验和：Sum＝0x55+0x51+AxH+AxL+AyH+AyL+AzH+AzL+TH+TL

其中0x55为数据包头，0x51标识这个包是加速度包，AxL为X轴加速度低字节，AxH为X轴加速度高字节，AyL为Y轴加速度低字节，AyH为Y轴加速度高字节，AzL为Z轴加速度低字节，AzH为Z轴加速度高字节，g为重力加速度，可取9.8m/s2。

需要说明的是x轴滚转角的范围是±180度，但实际上由于坐标旋转顺序是Z-Y-X，在表示姿态的时候，俯仰角Y轴的范围只有±90度，超过90度后会变换到小于90度，同时让X轴的角度大于180度；保证姿态信息的准确采集解算。

进一步地，图3为本发明实施例一种能识别整车姿态的车辆控制方法子流程示意图；所述步骤S2具体包括：

S21，获取所述整车倾斜角度、Z轴方向的加速度、加速踏板深度；

S22，判断整车所处路段；具体包括判断整车处于上坡、下坡、平路、或颠簸路段；

S23，结合整车控制策略算法计算不同路段整车输出最优扭矩及转速；具体包括：

上坡路段，根据所述整车倾斜角度计算坡度值；结合所述坡度值输出最优扭矩及转速；所述整车倾斜角度为车尾到车头方向与水平地面的夹角；

下坡路段，根据所述加速踏板深度，结合所述坡度值输出最优扭矩及转速；

颠簸路段，根据所述加速踏板深度，结合所述Z轴方向的加速度输出最优扭矩及转速。

具体地，中央处理器获取车身的倾斜角度，即车尾到车头方向与水平地面的夹角，中央处理器换算为爬坡度；例如设θ为倾斜角度，爬坡度为α，α＝(100*tanθ)％，根据城市道路坡度设计规范要求及公路，最大纵坡坡度与时速有关；城市道路最大纵坡坡度：快速路4％～6％、主干路6％～7％、次干路6％～8％、支(街坊)路7％～8％。例如，上坡坡度2％以内为ECO模式，2％-3％油门响应延迟，最大扭矩增加，最大转速减小，限制最高车速；3％-4％限速100km/h，峰值扭矩为最大扭矩的A％，4-5％限速80km/h，峰值扭矩B％，5％-6％限速60Km/h，峰值扭矩为D％，6％-7％，峰值扭矩C％，速度30Km/h，爬坡度大于8％，峰值扭矩100％，最大速度20Km/h。中央处理器通过采集加速踏板深度，结合坡度值、综合计算出当前的扭矩及转速发送给电机控制器，电机控制器控制电机的转矩及转速并将实际的扭矩及转速等参数返回给中央处理器。通过计算输出最优力矩，降低耗电量。

例如，下坡坡度2％以内为ECO模式，下坡坡度2％-7％进行能量回收，下坡坡度大于7％时，最大能量回馈力矩等于峰值扭矩。中央处理器通过采集加速踏板深度，结合坡度值；综合计算出当前的驱动力矩或回馈力矩，及驱动转速发送给电机控制器，电机控制器控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并将实际的扭矩及转速等参数返回给中央处理器。下坡路段能量回回收相当于给电池充电，延长续航里程。

例如，中央处理器接收到六轴加速度传感器Z轴方向的加速度，在5秒内加速度的绝对值大于判定阈值(如5m/s2，5位举例数据)，进入颠簸路段节能模式；结合油门踩踏深度与力矩、速度的计算出当前车辆的最优力矩，中央处理器给电机控制器发送最优的力矩，电机控制器控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并将实际的扭矩及转速等参数返回给中央处理器。

基于上述实施例，图4为本发明实施例一种能识别整车姿态的车辆控制装置结构示意图；如图4所示，包括：

信息采集模块1，采集整车姿态信息；具体包括车辆X、Y、Z轴向的角度及车辆瞬时加速度信息；

分析计算模块2，结合整车控制策略算法对整车姿态信息进行分析和判断输出最优驱动力矩或回馈转矩及驱动转速；

电机控制模块3，控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并反馈实际的扭矩及转速参数。

本发明实施例提供一种能识别整车姿态的车辆控制装置，通过采集整车姿态信息结合整车控制策略算法输出最优扭矩及转速，降低能耗增加续驶里程。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种能识别整车姿态的车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，采集整车姿态信息；具体包括车辆X、Y、Z轴向的角度及车辆瞬时加速度信息；

S2，结合整车控制策略算法对整车姿态信息进行分析和判断输出最优驱动力矩或回馈转矩及驱动转速；

S3，控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并反馈实际的扭矩及转速参数。

2.根据权利要求1所述的一种能识别整车姿态的车辆控制方法，其特征在于，所述步骤S1中角度计算公式如下：

x轴Roll＝((RollH<<8)|RollL)/32768*180°

y轴Pitch＝((PitchH<<8)|PitchL)/32768*180°

z轴Yaw＝((YawH<<8)|YawL)/32768*180°

温度计算公式：T＝((TH<<8)|TL)/340+36.53℃

校验和：

Sum＝0x55+0x53+RollH+RollL+PitchH+PitchL+YawH+YawL+TH+TL

其中x轴为滚转角，y轴为俯仰角，z轴为偏航角，0x55为数据包头，0x53标识这个包是角度包，RollL为X轴加速度低字节，RollH为X轴加速度高字节，PitchL为Y轴加速度低字节，PitchH Y轴加速度高字节，YawL为Z轴加速度低字节，YawH为Z轴加速度高字节，TL温度低字节，TH温度高字节。

3.根据权利要求1所述的一种能识别整车姿态的车辆控制方法，其特征在于，所述步骤S1中加速度计算公式如下：

ax＝((AxH<<8)|AxL)/32768*16g

ay＝((AyH<<8)|AyL)/32768*16g

az＝((AzH<<8)|AzL)/32768*16g

温度计算公式：

T＝((TH<<8)|TL)/340+36.53℃

校验和：Sum＝0x55+0x51+AxH+AxL+AyH+AyL+AzH+AzL+TH+TL

其中0x55为数据包头，0x51标识这个包是加速度包，AxL为X轴加速度低字节，AxH为X轴加速度高字节，AyL为Y轴加速度低字节，AyH为Y轴加速度高字节，AzL为Z轴加速度低字节，AzH为Z轴加速度高字节，

g为重力加速度，可取9.8m/s2。

4.根据权利要求1所述的一种能识别整车姿态的车辆控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21，获取所述整车倾斜角度、Z轴方向的加速度、加速踏板深度；

S22，判断整车所处路段；具体包括判断整车处于上坡、下坡、平路、或颠簸路段；

S23，结合整车控制策略算法计算不同路段整车输出最优扭矩及转速；具体包括：

上坡路段，根据所述整车倾斜角度计算坡度值；结合所述坡度值输出最优扭矩及转速；所述整车倾斜角度为车尾到车头方向与水平地面的夹角；

下坡路段，根据所述加速踏板深度，结合所述坡度值输出最优扭矩及转速；

颠簸路段，根据所述加速踏板深度，结合所述Z轴方向的加速度输出最优扭矩及转速。

5.一种能识别整车姿态的车辆控制装置，其特征在于，包括：

信息采集模块(1)，采集整车姿态信息；具体包括车辆X、Y、Z轴向的角度及车辆瞬时加速度信息；

分析计算模块(2)，结合整车控制策略算法对整车姿态信息进行分析和判断输出最优驱动力矩或回馈转矩及驱动转速；

电机控制模块(3)，控制电机的驱动力矩或回馈转矩及驱动转速并反馈实际的扭矩及转速参数。

6.根据权利要求5所述的一种能识别整车姿态的车辆控制装置，其特征在于，所述信息采集模块(1)角度计算公式如下：

x轴Roll＝((RollH<<8)|RollL)/32768*180°

y轴Pitch＝((PitchH<<8)|PitchL)/32768*180°

z轴Yaw＝((YawH<<8)|YawL)/32768*180°

温度计算公式：T＝((TH<<8)|TL)/340+36.53℃

校验和：

Sum＝0x55+0x53+RollH+RollL+PitchH+PitchL+YawH+YawL+TH+TL

其中x轴为滚转角，y轴为俯仰角，z轴为偏航角，0x55为数据包头，0x53标识这个包是角度包，RollL为X轴加速度低字节，RollH为X轴加速度高字节，PitchL为Y轴加速度低字节，PitchH Y轴加速度高字节，YawL为Z轴加速度低字节，YawH为Z轴加速度高字节，TL温度低字节，TH温度高字节。

7.根据权利要求5所述的一种能识别整车姿态的车辆控制装置，其特征在于，所述信息采集模(1)加速度计算公式如下：

ax＝((AxH<<8)|AxL)/32768*16g

ay＝((AyH<<8)|AyL)/32768*16g

az＝((AzH<<8)|AzL)/32768*16g

温度计算公式：

T＝((TH<<8)|TL)/340+36.53℃

校验和：Sum＝0x55+0x51+AxH+AxL+AyH+AyL+AzH+AzL+TH+TL

其中0x55为数据包头，0x51标识这个包是加速度包，AxL为X轴加速度低字节，AxH为X轴加速度高字节，AyL为Y轴加速度低字节，AyH为Y轴加速度高字节，AzL为Z轴加速度低字节，AzH为Z轴加速度高字节，g为重力加速度，可取9.8m/s2。

8.根据权利要求5所述的一种能识别整车姿态的车辆控制装置，其特征在于，所述分析计算模块(2)具体包括：

获取所述整车倾斜角度、Z轴方向的加速度、加速踏板深度；

判断整车所处路段；具体包括判断整车处于上坡、下坡、平路、或簸路段；

结合整车控制策略算法计算不同路段整车输出最优扭矩及转速；具体包括：

上坡路段，根据所述整车倾斜角度计算坡度值；结合所述坡度值输出最优扭矩及转速；所述整车倾斜角度为车尾到车头方向与水平地面的夹角；

下坡路段，根据所述加速踏板深度，结合所述坡度值输出最优扭矩及转速；

颠簸路段，根据所述加速踏板深度，结合所述Z轴方向的加速度输出最优扭矩及转速。

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