CN111038277B - 一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法 - Google Patents

一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法，本发明在考虑无故障下驾驶踏板开度的计算中，对其是否发生故障及故障状态下的处理措施一方面较多集中在对其一致性的检测，而对其线性度的判断不充分，提出一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法，包括步骤一：两路电压采集；步骤二：两路电压有效性判断；步骤三：0踏板开度识别；步骤四：两路电压开度计算；步骤五：两路踏板线性度判断；步骤六：两路踏板同步度判断；步骤七：踏板开度输出处理；步骤八：虚拟踏板开度计算；本发明能够较为准确的对加速踏板开度进行计算及处理，尽可能满足驾驶员的驾驶需求，为车辆的动力性及舒适性等性能提供安全保障。

Description

一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法
技术领域
本发明涉及纯电动汽车整车控制领域，具体涉及到一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法。
背景技术
在纯电动汽车中加速踏板是驾驶员操作车辆的关键部件之一，加速踏板开度信号能够反映车辆的动力需求，体现驾驶员的驾驶意图。整车控制系统通过加速踏板开度信号获取动力需求扭矩指令，并将其发送至电机控制器以满足相应的加速需求。
因此，加速踏板的开度能否准确体现驾驶员的驾驶意图对车辆的动力性及安全性具有关键性作用。
目前较为成熟的技术是在无故障下驾驶踏板开度的计算，而对其是否发生故障及故障状态下的处理措施一方面较多集中在对其一致性的检测，而对其线性度的判断不充分；另一方面对虚拟踏板开度下的仲裁处理也有待完善，基于此，本发明专利提出一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明提供了一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法，解决了背景技术中提到的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤一：两路电压采集：
整车控制器基于加速踏板传感器位置分别采集两路加速踏板的电压值U1、U2；
步骤二：两路电压有效性判断：
基于加速踏板特性曲线限值
Figure GDA0002822203160000021
对两路采集电压进行有效性判断，若所采集电压在对应电压范围内且持续Δn时间内有效，则认定为该路电压采集有效，否则认定为无效；
其中Δn表示该电压有效所持续的时间，
Figure GDA0002822203160000022
表示加速踏板信号1初始位置电压的下限，
Figure GDA0002822203160000023
表示加速踏板信号1满载位置电压的上限，
Figure GDA0002822203160000024
表示加速踏板信号2初始位置电压的下限，
Figure GDA0002822203160000025
表示加速踏板信号2满载位置电压的上限；
步骤三：0踏板开度识别：
基于加速踏板特性曲线限值
Figure GDA0002822203160000026
对两路采集电压进行0开度判断，若所采集电压在对应电压范围内且持续Δt时间内有效，则认定为该路电压采集为0开度，当两路均为0开度时，则认定系统踏板开度为0开度，否则依据步骤五计算相应开度；
其中Δt表示0开度持续时间，
Figure GDA0002822203160000027
表示加速踏板信号1初始位置电压的上限，
Figure GDA0002822203160000028
表示加速踏板信号2初始位置电压的上限；
步骤四：两路电压开度计算：
通过开度换算公式
APP＝(U-Uidle)×100/(Ufull-Uidle),进行开度计算，
其中APP为加速踏板计算开度，Uidle为加速踏板初始位置的电压值，Ufull为加速踏板满载位置的电压值,U为实测加速踏板电压值；
步骤五：两路踏板线性度判断：
基于开度～理论电压曲线及步骤四的踏板开度获取当前踏板开度下的两路理论电压值Utarget1、Utarget2,基于两路实际电压及参考电压进行线性度判断，若|(Utarget1-U1)/Utarget1|≤kline且持续Δtline时间内有效,则认定为该路线性相关，否则认定为线性无关；
若|(Utarget2-U2)/Utarget2|≤kline且持续Δtline时间内有效,则认定为该路线性相关，否则认定为线性无关；当上述两者均满足时，认定为加速踏板线性度有效；
步骤六：两路踏板同步度判断：
基于两路加速踏板电压进行同步度判断，若|U1/2-U2|≤USync且持续ΔtSync时间内有效，则认定为两路踏板同步，否则认定为不同步；
基于两路加速踏板开度进行同步度判断，若|APP1-APP2|≤APPSync且持续ΔtSync时间内有效，则认定为两路踏板同步，否则认定为不同步；
当上述两者均满足时，认定为加速踏板同步度有效；
步骤七：踏板开度输出处理：
当两路踏板中仅一路信号有效时，系统使用有效信号；
当两路信号都无效时，系统进入跛行模式，整车进行限车速处理，且输出踏板开度为零开度；
当两路信号均有效时，若同步度及线性度均有效，则系统按照第一路踏板开度值进行输出；若同步度或线性度无效，则系统基于两路踏板开度值进行仲裁输出，若最小值≥50，则输出两路加速踏板开度平均值；如果最小值<50，采用按以下公式输出开度值：
Figure GDA0002822203160000031
其中，APP1、APP2分别为两路踏板开度值；
步骤八：虚拟踏板开度计算：
当巡航、蠕行及车速限制功能开启时，系统计算虚拟踏板开度用于与ESC功能交互，虚拟踏板初始值为真实踏板开度上一时刻的锁存值，系统基于不同的功能进行相应的处理；在巡航及蠕行功能开启后，系统基于电机转速及对应需求扭矩查表获得虚拟踏板开度；当驾驶需求扭矩大于巡航输出扭矩时，系统以真实踏板开度进行输出，反之，以虚拟踏板开度输出，当巡航扭矩小于零时，系统输出虚拟踏板开度为0开度；退出巡航功能后虚拟踏板开度归零，系统基于真实踏板开度输出加速踏板信号；当车速限制功能开启后，系统基于电机转速及对应需求扭矩查表获得虚拟踏板开度，且一直以虚拟踏板开度输出；Kline是线性度参数；ync是同步电压差值；APPSync是同步开度差值。
优选的，对上述的步骤八所得的踏板开度进行防抖处理和梯度处理，如下所述：
步骤九：踏板开度防抖处理：
系统对最终输出开度进行防抖处理，当踏板开度增加时，踏板开度上升且与上一时刻踏板开度之差大于一定值时，则输出当前开度值，否则维持上一时刻踏板开度值；当踏板开度减小时，直接输出当前开度值；
步骤十：踏板开度梯度限制：
当踏板开度在较小范围内波动时，对其精度进行限制，以避免在其发生震颤，具体限幅处理如下：
Figure GDA0002822203160000041
其中APPlast为上一周期踏板开度值，k1为限幅阀值参数1、k2为限幅阀值参数2。
优选的，在步骤四中，将计算出的加速踏板开度进行一阶惯性滤波处理：
yn＝(xn-yn-1)k+yn-1
其中xn为输入信号；yn为输出信号；k为低通滤波系数；yn-1是上个计算周期滤波输出值。
本发明能够较为准确的对加速踏板开度进行计算及处理，尽可能满足驾驶员的驾驶需求，为车辆的动力性及舒适性等性能提供安全保障。
附图说明
图1为本发明的步骤框图。
具体实施方式
现在我们结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
一、两路电压采集：
整车控制器基于加速踏板传感器位置分别采集两路加速踏板的电压值U1、U2；
二、两路电压有效性判断：
基于加速踏板特性曲线限值
Figure GDA0002822203160000051
对两路采集电压进行有效性判断，若所采集电压在对应电压范围内且持续Δn时间内有效，则认定为该路电压采集有效，否则认定为无效。其中Δn表示该电压有效所持续的时间，
Figure GDA0002822203160000052
表示加速踏板信号1初始位置电压的下限，
Figure GDA0002822203160000053
表示加速踏板信号1满载位置电压的上限，
Figure GDA0002822203160000054
表示加速踏板信号2初始位置电压的下限，
Figure GDA0002822203160000055
表示加速踏板信号2满载位置电压的上限。
三、0踏板开度识别：
基于加速踏板特性曲线限值
Figure GDA0002822203160000056
对两路采集电压进行0开度判断，若所采集电压在对应电压范围内且持续Δt时间内有效，则认定为该路电压采集为0开度，当两路均为0开度时，则认定系统踏板开度为0开度，否则依据步骤五计算相应开度。其中Δt表示0开度持续时间，
Figure GDA0002822203160000061
表示加速踏板信号1初始位置电压的上限，
Figure GDA0002822203160000062
表示加速踏板信号2初始位置电压的上限。
四、两路电压开度计算：
通过开度换算公式进行开度计算APP＝(U-Uidle)×100/(Ufull-Uidle)，,其中APP为加速踏板计算开度，Uidle为加速踏板初始位置的电压值，Ufull为加速踏板满载位置的电压值,U为实测加速踏板电压值。
计算出加速踏板开度进行一阶惯性滤波处理yn＝(xn-yn-1)k+yn-1其中xn为输入信号；yn为输出信号；k为低通滤波系数，yn-1是上个计算周期滤波输出值。五、两路踏板线性度判断：
基于步骤四的踏板开度及开度～理论电压曲线获取当前踏板开度下的两路理论电压值Utarget1、Utarget2,基于两路实际电压及参考电压进行线性度判断：若|(Utarget1-U1)/Utarget1|≤kline且持续Δtline时间内有效,则认定为该路线性相关，否则认定为线性无关；若|(Utarget2-U2)/Utarget2|≤kline且持续Δtline时间内有效,则认定为该路线性相关，否则认定为线性无关；当上述两者均满足时，认定为加速踏板线性度有效。
六、两路踏板同步度判断：
基于两路加速踏板电压进行同步度判断，若|U1/2-U2|≤USync且持续ΔtSync时间内有效，则认定为两路踏板同步，否则认定为不同步。
基于两路加速踏板开度进行同步度判断，若|APP1-APP2|≤APPSync且持续ΔtSync时间内有效，则认定为两路踏板同步，否则认定为不同步。
当上述两者均满足时，认定为加速踏板同步度有效。
七、踏板开度输出处理：
当两路踏板中仅一路信号有效时，系统使用有效信号；
当两路信号都无效时，系统进入跛行模式，整车进行限车速处理，且输出开度为零开度；
当两路信号均有效时，若同步度及线性度均有效，则系统按照第一路踏板开度值进行输出；若同步度或线性度无效，则系统基于两路踏板开度值进行仲裁输出，若最小值≥50，则输出两路加速踏板开度平均值；如果最小值<50，采用按以下公式输出开度值：
Figure GDA0002822203160000071
其中，APP1、APP2分别为两路踏板开度值。
八、虚拟踏板开度计算：
当巡航、蠕行及车速限制功能开启时，系统计算虚拟踏板开度用于与ESC功能交互，虚拟踏板初始值为真实踏板开度上一时刻的锁存值，系统基于不同的功能进行相应的处理；在巡航及蠕行功能开启后，系统基于电机转速及对应需求扭矩查表获得虚拟踏板开度；当驾驶需求扭矩大于巡航输出扭矩时，系统以真实踏板开度进行输出，反之，以虚拟踏板开度输出，当巡航扭矩小于零时，系统输出虚拟踏板开度为0开度；退出巡航功能后虚拟踏板开度归零，系统基于真实踏板开度输出加速踏板信号；当车速限制功能开启后，系统基于电机转速及对应需求扭矩查表获得虚拟踏板开度，且一直以虚拟踏板开度输出。
九、踏板开度防抖处理：
系统对最终输出开度进行防抖处理，当踏板开度增加时，踏板开度上升且与上一时刻踏板开度之差大于一定值时，则输出当前开度值，否则维持上一时刻踏板开度值；当踏板开度减小时，直接输出当前开度值。
十、踏板开度梯度限制：
当踏板开度在较小范围内波动时，对其精度进行限制，以避免在其发生震颤，具体限幅处理如下：
Figure GDA0002822203160000081
其中APPlast为上一周期踏板开度值，k1为限幅阀值参数1、k2为限幅阀值参数2；其中Kline是线性度参数；ync是同步电压差值；APPSync是同步开度差值。
本发明能够较为准确的对加速踏板开度进行计算及处理，尽可能满足驾驶员的驾驶需求，为车辆的动力性及舒适性等性能提供安全保障。

Claims (3)

1.一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤一：两路电压采集：
整车控制器基于加速踏板传感器位置分别采集两路加速踏板的电压值U1、U2；
步骤二：两路电压有效性判断：
基于加速踏板特性曲线限值
Figure FDA0002822203150000011
Figure FDA0002822203150000012
对两路采集电压进行有效性判断，若所采集电压在对应电压范围内且持续Δn时间内有效，则认定为该路电压采集有效，否则认定为无效；
其中Δn表示该电压有效所持续的时间，
Figure FDA0002822203150000013
表示加速踏板信号1初始位置电压的下限，
Figure FDA0002822203150000014
表示加速踏板信号1满载位置电压的上限，
Figure FDA0002822203150000015
表示加速踏板信号2初始位置电压的下限，
Figure FDA0002822203150000016
表示加速踏板信号2满载位置电压的上限；
步骤三：0踏板开度识别：
基于加速踏板特性曲线限值
Figure FDA0002822203150000017
Figure FDA0002822203150000018
对两路采集电压进行0开度判断，若所采集电压在对应电压范围内且持续Δt时间内有效，则认定为该路电压采集为0开度，当两路均为0开度时，则认定系统踏板开度为0开度，否则依据步骤五计算相应开度；
其中Δt表示0开度持续时间，
Figure FDA0002822203150000019
表示加速踏板信号1初始位置电压的上限，
Figure FDA00028222031500000110
表示加速踏板信号2初始位置电压的上限；
步骤四：两路电压开度计算：
通过开度换算公式
APP＝(U-Uidle)×100/(Ufull-Uidle),进行开度计算，
其中APP为加速踏板计算开度，Uidle为加速踏板初始位置的电压值，Ufull为加速踏板满载位置的电压值,U为实测加速踏板电压值；
步骤五：两路踏板线性度判断：
基于开度～理论电压曲线及步骤四的踏板开度获取当前踏板开度下的两路理论电压值Utarget 1、Utarget 2,基于两路实际电压及参考电压进行线性度判断，若|(Utarget 1-U1)/Utarget 1|≤kline且持续Δtline时间内有效,则认定为该路线性相关，否则认定为线性无关；
若|(Utarget 2-U2)/Utarget 2|≤kline且持续Δtline时间内有效,则认定为该路线性相关，否则认定为线性无关；当上述两者均满足时，认定为加速踏板线性度有效；
步骤六：两路踏板同步度判断：
基于两路加速踏板电压进行同步度判断，若|U1/2-U2|≤USync且持续ΔtSync时间内有效，则认定为两路踏板同步，否则认定为不同步；
基于两路加速踏板开度进行同步度判断，若|APP1-APP2|≤APPSync且持续ΔtSync时间内有效，则认定为两路踏板同步，否则认定为不同步；
当上述两者均满足时，认定为加速踏板同步度有效；
步骤七：踏板开度输出处理：
当两路踏板中仅一路信号有效时，系统使用有效信号；
当两路信号都无效时，系统进入跛行模式，整车进行限车速处理，且输出踏板开度为零开度；
当两路信号均有效时，若同步度及线性度均有效，则系统按照第一路踏板开度值进行输出；若同步度或线性度无效，则系统基于两路踏板开度值进行仲裁输出，若最小值≥50，则输出两路加速踏板开度平均值；如果最小值<50，采用按以下公式输出开度值：
Figure FDA0002822203150000031
其中APP1,APP2分别为两路踏板开度值；
步骤八：虚拟踏板开度计算：
当巡航、蠕行及车速限制功能开启时，系统计算虚拟踏板开度用于与ESC功能交互，虚拟踏板初始值为真实踏板开度上一时刻的锁存值，系统基于不同的功能进行相应的处理；在巡航及蠕行功能开启后，系统基于电机转速及对应需求扭矩查表获得虚拟踏板开度；当驾驶需求扭矩大于巡航输出扭矩时，系统以真实踏板开度进行输出，反之，以虚拟踏板开度输出，当巡航扭矩小于零时，系统输出虚拟踏板开度为0开度；退出巡航功能后虚拟踏板开度归零，系统基于真实踏板开度输出加速踏板信号；当车速限制功能开启后，系统基于电机转速及对应需求扭矩查表获得虚拟踏板开度，且一直以虚拟踏板开度输出；
Kline是线性度参数；ync是同步电压差值；APPSync是同步开度差值。
2.根据权利要求1所述的一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法，其特征在于，对上述的步骤八所得的踏板开度进行防抖处理和梯度处理，如下所述：
步骤九：踏板开度防抖处理：
系统对最终输出开度进行防抖处理，当踏板开度增加时，踏板开度上升且与上一时刻踏板开度之差大于一定值时，则输出当前开度值，否则维持上一时刻踏板开度值；当踏板开度减小时，直接输出当前开度值；
步骤十：踏板开度梯度限制：
当踏板开度在较小范围内波动时，对其精度进行限制，以避免在其发生震颤，具体限幅处理如下：
Figure FDA0002822203150000041
其中APPlast为上一周期踏板开度值，k1为限幅阀值参数1、k2为限幅阀值参数2。
3.根据权利要求1或2所述的一种纯电动车加速踏板开度的计算及处理方法，其特征在于，在步骤四中，将计算出的加速踏板开度进行一阶惯性滤波处理：
yn＝(xn-yn-1)k+yn-1
其中xn为输入信号；yn为输出信号；k为低通滤波系数；yn-1是上个计算周期滤波输出值。
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