CN110920405A - 基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法、装置及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法、装置及汽车。该方法包括：在车辆智能滑行模式开启状态下，当车辆处于滑行状态时，判断滑行能量回收功能是否开启；如果滑行能量回收功能已经开启，则获取综合工况信息，并基于综合工况信息切换滑行能量回收模式。本发明利用ADAS系统获取路况信息，整车控制模块通过道路状态信息及驾驶员驾驶意图进行算法处理，判断车辆是否进入滑行能量回收模式，减少了不必要的能量回收过程，提高动系统综合效率，提高了驾驶员的驾驶感受。

Description

基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法、装置及汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种基于综合工况的电动汽车的滑行能量回收模式切换方法、装置及纯电动汽车。
背景技术
发展节能与新能源汽车，尤其是具有零污染、零排放的纯电动汽车，不仅对我国能源安全、环境保护具有重大意义，同时也是我国汽车领域实现转型升级、技术突破的重要方向，是汽车领域今后发展的趋势。
纯电动汽车在行驶过程中具有无尾气排放、能量效率高、噪声低、可回收利用能量等多项优点，大力发展纯电动汽车可有效解决我国交通能源消耗和环境污染问题。与传统燃油车不同，纯电动汽车通过电机驱动车轮转动来实现纯电动汽车行驶，行车过程中整车的能量全部来源于动力电池。
如何提高纯电动汽车的能量使用效率是当前各汽车厂商及科研机构的热点研究问题。由于纯电动汽车由电机驱动，其在制动或滑行过程中能够为动力电池进行充电，因此当前大多数纯电动汽车均具备能量回收功能，以增加纯电动汽车的续驶里程。其中，纯电动汽车的能量回收可分为制动能量回收与滑行能量回收两类。制动能量回收指的是纯电动汽车在制动工况下电机由电动模式变为发电模式，电机通过执行负向的能量回收扭矩命令为电池充电，进而实现制动工况下的能量回收。滑行能量回收与制动能量回收类似，只是此时纯电动汽车由制动工况变为滑行工况(释放加速踏板与制动踏板)。
目前电动汽车均具备滑行能量回收功能，即车辆达到某一特定条件，整车控制模块在驾驶员无驱动需求和制动需求的状态下，将车辆切换至滑行能量回收模式。但是目前的滑行能量回收功能，仅考虑到驾驶员和整车运行状态等信息，未结合道路工况进行综合判断，将导致车辆频繁的进入能量回收模式。
如图1所示，若驾驶员在AB间无驱动需求，车辆将进入滑行能量回收模式，期间如果车速低于驾驶员预期值，驾驶员将通过油门来提升车速。
回收能量＝制动能量×η1 (1)
存储能量＝回收能量×η2 (2)
一般情况下，η1在0.95左右，η2在0.9左右，通过计算，制动能量回收过程中会有14.5％的能量损失。
滑行能量回收过程中是将机械能转化为电能，再由电能转化为化学能储存在动力电池中，通过公式1、2可知这一过程存在能量损耗。车辆在运行过程总需要尽可能的减少不合理的滑行能量回收，过多的追求能量回收比例，极有可能导致动力系统综合效率降低。
而且，现有的能量回收策略是尽可能多的增加车辆滑行过程中能量回收比例。但是一味增加能量回收比例，会造成效率的降低，同时也对驾驶员的驾驶感受造成影响。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明的提供一种基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法、装置及纯电动汽车，在不改变动力系统配置的情况下，通过综合道路工况的算法模型合理的切换能量回收状态，进一步提高续航里程。
根据本发明的一个方面，提供一种基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，该方法包括：
在车辆智能滑行模式开启状态下，当车辆处于滑行状态时，判断滑行能量回收功能是否开启；
如果滑行能量回收功能已经开启，则获取综合工况信息，并基于综合工况信息切换滑行能量回收模式。
进一步地，所述综合工况信息包括：行驶姿态和驾驶意图。
进一步地，所述综合工况信息具体包括：本车与前方车辆或障碍物的距离、转向灯工作识别、车道偏离状态识别和车辆加速度。
进一步地，基于行驶姿态、驾驶意图、滑行状态切换滑行能量回收模式，包括：
判断本车与前方车辆或障碍物的距离是否小于预定值，如果小于预定值则开启滑行能量回收功能；
如果本车与前方车辆或障碍物的距离大于预定值，则根据转向灯工作识别判断驾驶员是否有车道变更需求，如果有车道变更需求则开启滑行能量回收功能；
如果没有车道变更需求，则判断车辆是否在加速滑行，如果车辆在加速滑行则开启滑行能量回收功能；
如果车辆没有加速滑行则判断车辆是否偏离车道，如果车辆偏离车道则开启滑行能量回收功能；否则关闭滑行能量回收功能。
进一步地，滑行能量回收功能开启后，电动汽车的电机进入发电状态，进行滑动能量回收。
进一步地，在车辆智能滑行模式关闭状态下，滑行能量回收功能关闭。
进一步地，当驾驶员没有加速或制动需求且ESP未介入时，判断车辆处于滑行状态。
根据本发明的另一方面，提供一种基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置，所述装置包括：
综合工况获取模块，用于获取包括行驶姿态和驾驶意图的综合工况信息；
滑行状态判断模块，用于识别车辆是否满足滑行能量回收状态；
滑行能量回收模式切换模块，接收所述综合工况获取模块和滑行状态判断模块的信息，并基于接收到的信息进行滑行能量回收模式切换。
进一步地，所述综合工况获取模块负责识别本车与前方车辆或障碍物之间的距离、车道偏离状态、驾驶员车道变更需求、车辆加速度。
进一步地，当驾驶员没有加速或制动需求且ESP未介入时，所述滑行状态判断模块判断车辆处于滑行状态，满足滑行能量回收要求。
进一步地，所述滑行能量回收模式切换模块还用于接收车辆智能滑行模式开关状态信息，在车辆智能滑行模式开关关闭状态下，滑行能量回收功能关闭。
根据本发明的另一方面，提供一种纯电动汽车，包括所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置。
本发明利用车辆行驶姿态及驾驶员驾驶意图进行算法处理，判断车辆是否进入滑行能量回收模式，减少了不必要的能量回收过程，提高动系统综合效率。在不改变动力系统配置的情况下，通过综合道路工况信息合理地切换能量回收状态，进一步提高续航里程。
本发明通过综合路况信息和驾驶员意图，选择是否进入滑行能量回收模式，通过科学的减少滑行能量回收比例，增加车辆自由滑行距离，降低了能量回收过程中的能量损失，从而达到提高动力系统效率和续航里程。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为现有技术中车辆将进入滑行能量回收模式的示意图。
图2为本发明的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法流程图。
图3为根据本发明实施例的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法流程图。
图4为根据本发明实施例的滑行能量回收模式切换策略示意图。
图5为根据本发明实施例的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置的示意图。
图6为根据本发明另一实施例的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
现有的技术方案思路是通过获取车辆与前方车辆(障碍物)的距离来尽可能多的增加滑行能量回收过程，增加能量回收时间，提高车辆的能量回收效果。忽略了能量回收过程中的综合损耗。
本发明专利主要是从动力系统效率进行考虑，通过综合ADAS系统和驾驶员行为等参数进行建模，尽可能的增加车辆自由滑行的过程。如车辆运行过程中综合工况有制动需求，智能滑行策略算法将会进行识别，反之则车辆将处于自由滑行状态，从而减少能量损耗，实现进一步节能减排的目的。
如图2所示，本发明公开了一种基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，该方法包括：
在车辆智能滑行模式开启状态下，当车辆处于滑行状态时，判断滑行能量回收功能是否开启；
如果滑行能量回收功能已经开启，则获取综合工况信息，并基于综合工况信息切换滑行能量回收模式。
具体地，本发明的方法首先需要开启车辆智能滑行模式(开关)，通过设置车辆智能滑行模式开关，可以方便驾驶员一键控制车辆智能滑行模式切换。当不需要车辆进入智能滑行模式时，驾驶员可以关闭该开关，直接关闭滑行能量回收功能。当启动开关，车辆进入智能滑行模式时，首先判断车辆是否处于滑行状态。具体地，当驾驶员没有加速或制动需求且ESP未介入时，判断车辆处于滑行状态。
当车辆处于滑行状态时，进一步判断滑行能量回收功能是否开启。如果滑行能量回收功能没有开启，则直接开启滑行能量回收功能。滑行能量回收功能开启后，车辆会执行智能滑行策略算法，通过获取综合工况信息，基于该综合工况信息切换滑行能量回收模式。
具体地，综合工况信息包括：行驶姿态和驾驶意图等。更具体地，行驶姿态可以包括本车与前方车辆或障碍物的距离(车距)、车道偏离状态(车道左或右偏离)、车辆加速度、路况信息(坡度等)；驾驶意图包括转向(转向灯状态，左转角度或右转角度等)、双闪等信息。
智能滑行策略算法将根据综合工况信息做出滑行能量回收模式切换的决策。通过综合评估行驶姿态及驾驶员驾驶意图，判断车辆是否进入滑行能量回收模式，减少了不必要的能量回收过程，提高动系统综合效率，提高了驾驶员的驾驶感受。
如图3所示，显示了根据本发明实施例的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法流程图。
当车辆处于滑行状态后，首先判断滑行能量回收功能是否开启；如果滑行能量回收功能没有开启，则开启滑行能量回收功能，然后继续进行后续的算法策略。
在滑行能量回收功能开启状态下，判断本车与前方车辆或障碍物的距离是否小于预定值，如果小于预定值则开启滑行能量回收功能。当车辆与前方障碍物或者车辆距离小于安全距离时，驾驶员需要降低车速或者踩刹车，此时适合进行滑行能量回收。滑行能量回收功能开启后，电动汽车的电机进入发电状态，进行滑动能量回收。
当车辆与前方障碍物或者车辆距离大于安全距离时，接下来根据转向灯工作识别判断驾驶员是否有车道变更需求，如果有车道变更需求则开启滑行能量回收功能。如果没有车道变更需求，则判断车辆是否在加速滑行，如果车辆在加速滑行则开启滑行能量回收功能。开启滑行能量回收功能会降低车速。
如果车辆没有加速滑行则判断车辆是否偏离车道，如果车辆偏离车道则开启滑行能量回收功能；否则关闭滑行能量回收功能。滑行能量回收功能关闭时，车辆将处于自由滑行状态，不将机械能转化为电能存储。通过综合考虑行驶姿态及驾驶员驾驶意图，能够提高驾驶感受，避免反复进入和退出滑行能量回收状态。
例如，智能滑行模式(开关)开启后，车辆在运行过程中，如果车辆在水平路面，处于滑行状态，前方一定距离内无障碍物，并且保持在车道线内正常行驶，滑行能量回收模式不开启，确保尽可能延长车辆滑行距离，反之则退出自由滑行状态，滑行能量回收模式介入。由于在相同速度条件下，制动时间越短，机械制动力介入比例越大，损失越多，回收电能越少。因此在驾驶员有制动需求前，进行滑行能量回收，增加制动过程中能量回收比例，减少能量损耗。
如图4所示，显示了根据本发明实施例的滑行能量回收模式切换策略示意图。
开始时，系统中滑行能量回收模式＝0(关闭)，表示没有开启滑行能量回收功能。当车辆处于滑行状态(滑行状态＝1)时，首先开启滑行能量回收功能，令系统中滑行能量回收模式1(开启)，当综合考虑行驶姿态及驾驶意图(系统中行驶姿态＝1及驾驶意图＝1)后，判断应该关闭滑行能量回收功能时，令滑行能量回收模式＝0(关闭)。
当综合考虑行驶姿态及驾驶意图(系统中行驶姿态＝0及驾驶意图＝0)后，判断应该开启滑行能量回收功能时，令滑行能量回收模式＝1(开启)。
在任何状态下，当判断车辆脱离滑行状态(滑行状态＝0)时，直接关闭滑行能量回收功能(滑行能量回收模式＝0)。
如图5所示，显示了根据本发明实施例的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置的示意图。
基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置包括：
综合工况获取模块，用于获取包括行驶姿态和驾驶意图的综合工况信息；
滑行状态判断模块，用于识别车辆是否满足滑行能量回收状态；
滑行能量回收模式切换模块，接收所述综合工况获取模块和滑行状态判断模块的信息，并基于接收到的信息进行滑行能量回收模式切换。
具体地，所述综合工况获取模块负责识别本车与前方车辆或障碍物之间的距离、车道偏离状态、驾驶员车道变更需求、车辆加速度。
具体地，当驾驶员没有加速或制动需求且ESP未介入时，所述滑行状态判断模块判断车辆处于滑行状态，满足滑行能量回收要求。
具体地，所述滑行能量回收模式切换模块还用于接收车辆智能滑行模式开关状态信息，在车辆智能滑行模式开关关闭状态下，滑行能量回收功能关闭。
具体地，首先需要对输入信息进行预处理，从ADAS、BCM、ESP、EPS、加速踏板及制动踏板获取相关信号，并进行滤波处理。
ADAS表示高级驾驶辅助系统，是利用安装在车上的各式各样传感器，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性，本申请提及的ADAS系统包括MRR和MPC。MRR表示中程毫米波雷达传感器，用于探测雷达前方障碍物距离；MPC表示多功能摄像头，计算车轮距与车道线之间的横向距离，自动识别两侧车道线，保持车辆位于车道中心附近行驶。
VCU表示电动汽车整车控制器，作为汽车的“大脑”，是实现整车控制决策的核心电子控制单元。BCM表示汽车用于进行车身控制模块，EPS表示汽车电子助力转向系统。ESP表示车身电子稳定系统，是对旨在提升车辆的操控表现的同时、有效地防止汽车达到其动态极限时失控的系统或程序的通称。
本发明的滑行能量回收模式切换装置利用了车辆现有的ADAS系统、BCM、EPS、ESP及VCU等模块，获取所需要的各类信息。包括但不限于图5所示的行驶姿态和驾驶意图等综合工况信息。例如综合工况信息包括：行驶姿态和驾驶意图等。更具体地，行驶姿态可以包括本车与前方车辆或障碍物的距离(车距)、车道偏离状态(车道左或右偏离)、车辆加速度、路况信息(坡度等)；驾驶意图包括转向(转向灯状态，左转角度或右转角度等)、双闪等信息。
综合工况获取模块负责识别车辆行驶工况和驾驶员意图，本车与前方车辆(障碍物)距离，车道偏离状态识别，驾驶员车道变更需求，加速度，判断车辆是否可以进入关闭滑行能量回收状态。当车辆前方有障碍物、有变更车道、车道偏离、压线、紧急情况、转弯、加速滑行等状态时，车辆不允许滑行。车辆进入滑行能量回收模式。滑行状态判断模块负责识别车辆是否满足滑行状态，当驾驶员没有加速和制动需求时，ESP未介入时，车辆处于滑行状态。滑行能量回收模式切换模块根据综合工况获取模块和滑行状态判断模块输出的结果，判断车辆是否进入滑行能量回收模式。当滑行能量回收模式切换模块输出结果为允许进入滑行模式时，车辆将处于自由滑行状态，不将机械能转化为电能存储。反之，滑行能量回收模式切换模块允许车辆进入滑行能量回收模式，此时VCU根据当前车辆状态，通过采取控制电机制定扭矩的方式获取回馈能量。
图6为根据本发明另一实施例的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置的示意图。
在本实施例中，滑行能量回收模式切换装置部署于整车控制器(VCU)中。ADAS系统(包括MRR和MPC)、BCM、EPS、ESP及VCU等模块通过总线相连。ADAS系统负责进行距离、道路标识及车道偏离识别，BCM负责提供车辆转向灯使用状态信息、EPS负责提转向角度信息，ESP负责提供坡度、车辆姿态及加速度信息，VCU负责采集驾驶员加速及制动信息。VUC的滑行能量回收模式切换装置通过综合以上信息判断车辆是否进入能量回收模式。具体的判断策略如上所述，不再赘述。
现有的能量回收策略是尽可能多的增加车辆滑行过程中能量回收比例，一味增加能量回收比例，会造成效率的降低，通过智能驾驶系统的道路工况信息，适时的选择能量回收是否介入，从而到达提高动力系统效率，降低能耗的目的。
本发明可通过智能驾驶系统(ADAS)获取路况信息，判断车辆与前方障碍物距离、车辆是否压线、是否进行车道变更等信息，车内控制模块与道路工况不再是相互隔离的状态。此外还通过其它控制器获取驾驶员驾驶意图，判断驾驶员是否有主动变道、滑行、制动等需求。
本发明通过综合路况信息和驾驶员意图，选择是否进入滑行能量回收模式，通过科学的减少滑行能量回收比例，增加车辆自由滑行距离，降低了能量回收过程中的能量损失，从而达到提高动力系统效率和续航里程。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.一种基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，其特征在于，该方法包括：
在车辆智能滑行模式开启状态下，当车辆处于滑行状态时，判断滑行能量回收功能是否开启；
如果滑行能量回收功能已经开启，则获取综合工况信息，并基于综合工况信息切换滑行能量回收模式。
2.根据权利要求1所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，其特征在于，所述综合工况信息包括：行驶姿态和驾驶意图。
3.根据权利要求2所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，其特征在于，所述综合工况信息具体包括：本车与前方车辆或障碍物的距离、转向灯工作识别、车道偏离状态识别、车辆加速度。
4.根据权利要求3所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，其特征在于，基于行驶姿态、驾驶意图、滑行状态切换滑行能量回收模式，包括：
判断本车与前方车辆或障碍物的距离是否小于预定值，如果小于预定值则开启滑行能量回收功能；
如果本车与前方车辆或障碍物的距离大于预定值，则根据转向灯工作识别判断驾驶员是否有车道变更需求，如果有车道变更需求则开启滑行能量回收功能；
如果没有车道变更需求，则判断车辆是否在加速滑行，如果车辆在加速滑行则开启滑行能量回收功能；
如果车辆没有加速滑行则判断车辆是否偏离车道，如果车辆偏离车道则开启滑行能量回收功能；否则关闭滑行能量回收功能。
5.根据权利要求1所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，其特征在于，滑行能量回收功能开启后，电动汽车的电机进入发电状态，进行滑动能量回收。
6.根据权利要求1所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，其特征在于，在车辆智能滑行模式关闭状态下，滑行能量回收功能关闭。
7.根据权利要求1所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换方法，其特征在于，当驾驶员没有加速或制动需求且ESP未介入时，判断车辆处于滑行状态。
8.一种基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置，其特征在于，所述装置包括：
综合工况获取模块，用于获取包括行驶姿态和驾驶意图的综合工况信息；
滑行状态判断模块，用于识别车辆是否满足滑行能量回收状态；
滑行能量回收模式切换模块，接收所述综合工况获取模块和滑行状态判断模块的信息，并基于接收到的信息进行滑行能量回收模式切换。
9.根据权利要求8所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置，其特征在于，所述综合工况获取模块负责识别本车与前方车辆或障碍物之间的距离、车道偏离状态、驾驶员车道变更需求、车辆加速度。
10.根据权利要求8所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置，其特征在于，当驾驶员没有加速或制动需求且ESP未介入时，所述滑行状态判断模块判断车辆处于滑行状态，满足滑行能量回收要求。
11.根据权利要求8所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置，其特征在于，所述滑行能量回收模式切换模块还用于接收车辆智能滑行模式开关状态信息，在车辆智能滑行模式开关关闭状态下，滑行能量回收功能关闭。
12.一种纯电动汽车，其特征在于，包括如权利要求8～11任意一项所述的基于综合工况的滑行能量回收模式切换装置。
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