CN111267638A - 一种商用车山路工况驾驶的控制方法、系统、设备及介质 - Google Patents

一种商用车山路工况驾驶的控制方法、系统、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种商用车山路工况驾驶的控制方法、系统、设备及介质，本发明的商用车山路工况驾驶的控制方法包括以下步骤：获取车辆的当前车速、驱动力、当前加速度和车辆所在的坡道信息；根据当前车速、驱动力、当前加速度和坡道信息，计算车辆当前的整车重量；获取油门开度信息；根据车辆当前的整车重量、油门开度、当前车速和驾驶体验数据库，确定目标加速度，其中驾驶体验数据库包括整车重量、油门开度、当前车速与目标加速度的对应关系；根据当前加速度和目标加速度，判断是否需要扭矩补偿；若需要扭矩补偿，则进行扭矩补偿。本发明实现商用车在山路工况基于整车重量、当前车速及当前加速度进行扭矩补偿，提高了驾驶舒适性和驾驶安全性。

Description

一种商用车山路工况驾驶的控制方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及商用车技术领域，尤其涉及一种商用车山路工况驾驶的控制方法、系统、设备及介质。
背景技术
随着经济的快速发展，以及国内道路基建的逐步完善，各地的物流联系越来越紧密。我国是个多山的的国家，每天有相当数量的物流车辆穿行在城乡和城际之间的山路上。与多档位的传统乘用车相比，新能源电驱轻型商用车大多不区分驾驶模式，没有特定的山路模式，且重量普遍远大于乘用车，导致载货车辆进入山路工况后动力方面的驾驶体验不佳。整车在山路工况行驶时，动力性能的驾驶感受会明显的恶化，油门开度需要激烈而大范围的变化，即影响驾驶体验，也影响驾驶安全。
目前现有的新能源商用车尚未针对不同路况进行特殊的标定。提升整车动力性的方法大多是整车减重，增大电机功率，增大速比等更改硬件的措施，由于对硬件进行了改进，这些改进措施较复杂，无法有效达到优化用户在山路工况的驾驶体验的目的。
因此，有必要提出一种商用车山路工况驾驶的控制方法、系统、设备及介质，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种商用车山路工况驾驶的控制方法、系统、设备及介质，用以克服现有技术中的商用车在山路工况行驶时，影响驾驶体验和驾驶安全的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种商用车山路工况驾驶的控制方法，包括以下步骤：
获取车辆的当前车速、驱动力、当前加速度和车辆所在的坡道信息；
根据所述当前车速、所述驱动力、所述当前加速度和所述坡道信息，计算车辆当前的整车重量；
获取油门开度信息；
根据所述车辆当前的整车重量、所述油门开度、所述当前车速和驾驶体验数据库，确定目标加速度，其中所述驾驶体验数据库包括整车重量、油门开度、当前车速与目标加速度的对应关系；
根据所述当前加速度和所述目标加速度，判断是否需要扭矩补偿；
若需要扭矩补偿，则进行扭矩补偿。
进一步地，根据所述当前车速、所述驱动力、所述当前加速度和所述坡道信息，计算车辆当前的整车重量的计算过程如下：
车辆行驶方向动力学方程为：Ft＝Fw+Ff+Fi+Fj；其中，
Figure BDA0002377068020000021
Figure BDA0002377068020000022
Ff＝mgf；
Fi＝mgsinα；
Figure BDA0002377068020000023
Figure BDA0002377068020000024
在上述公式中，Ft-车辆驱动力，Fw-空气阻力，Ff-滚动阻力，Fi-坡道阻力，Fj-加速阻力，T-电机驱动扭矩，i-变速箱总传动比，η-传动系统效率，r-轮胎滚动半径，CD-风阻系数，A-迎风面积，v-当前车速，m-整车重量，g-重力加速度，f-滚动阻力系数，α-坡道角度，a-当前加速度，δ-汽车旋转质量换算系数，IW为车轮转动惯量，If为驱动电机转动惯量。
进一步地，根据所述当前加速度和所述目标加速度，判断是否需要扭矩补偿包括：
若所述当前加速度与所述目标加速度的差值在预设的范围内，则不需要扭矩补偿；
若所述当前加速度与所述目标加速度的差值不在预设的范围内，则需要扭矩补偿。
进一步地，若需要扭矩补偿，则进行扭矩补偿还包括：根据所述当前车速、所述整车重量和所述坡道信息，计算需要补偿的扭矩。
进一步地，根据所述当前车速、所述整车重量和所述坡道信息，计算需要补偿的扭矩的计算公式如下：
Figure BDA0002377068020000031
式中，ΔT-需要补偿的扭矩值，m-整车重量，at-目标加速度，a-当前加速度，r-轮胎滚动半径，i-变速箱总传动比，η-传动系统效率。
相应地，本发明还提供一种商用车山路工况驾驶的控制系统，用于实现上述的商用车山路工况驾驶的控制方法，包括坡道传感器、第一获取单元、第二获取单元和整车控制器；所述整车控制器包括第一计算单元、判断单元和控制单元；所述坡道传感器用于获取车辆所在的坡道信息；所述第一获取单元用于获取车辆的当前车速、驱动力、当前加速度和油门开度信息；所述第一计算单元配置成根据所述当前车速、所述驱动力、所述当前加速度和所述坡道信息计算整车重量；所述第二获取单元配置成通过驾驶体验数据库确定车辆的目标加速度；所述判断单元用于判断是否需要扭矩补偿；所述控制单元用于根据所述判断单元的判断结果控制扭矩补偿。
进一步地，所述判断单元配置成根据所述当前加速度与所述目标加速度的差值是否在预设的范围内判断是否需要扭矩补偿。
进一步地，所述整车控制器还包括第二计算单元，所述第二计算单元用于计算需要补偿的扭矩。
相应地，本发明还提供一种商用车山路工况驾驶的控制设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的商用车山路工况驾驶的控制方法。
相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集使计算机执行上述的商用车山路工况驾驶的控制方法。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、现有技术中的商用车没有把车辆的实时整车重量纳入性能标定因素，本发明的商用车山路工况驾驶的控制方法，基于整车重量进行扭矩补偿，优化了整车动力性驾驶体验，在山路工况中，若需要获得与平路相当的加速体验，由于进行了扭矩补偿，无需频繁地、大范围地变化油门深度，从而可使车辆获得更好的动力性和经济性，有利于提高车辆的驾驶舒适性和驾驶安全性；同时，提供的整车重量参数可以作为操稳、制动、转向等对整车重量敏感的性能优化的数据输入；
2、与现有技术相比，本发明提供的商用车山路工况驾驶的控制系统，在车上内置坡道传感器测量整车所在位置的坡道，整车运行过程中，通过整车的车速，驱动力，加速度和坡道计算出当前车辆的整车重量，在不改变其他硬件的基础上，就能够实现优化整车驾驶体验的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的的商用车山路工况驾驶的控制方法的流程示意图；
图2是本发明的商用车山路工况驾驶的动力学模型的结构示意图。
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，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅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的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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本实施例中提供了一种商用车山路工况驾驶的控制方法，参阅图1，该商用车山路工况驾驶的控制方法包括包括以下步骤：
获取车辆的当前车速、驱动力、当前加速度和车辆所在的坡道信息；
根据当前车速、驱动力、当前加速度和坡道信息，计算车辆当前的整车重量；
根据车辆当前的整车重量、油门开度、当前车速和驾驶体验数据库，确定目标加速度，其中驾驶体验数据库包括整车重量、油门开度、当前车速与目标加速度的对应关系；
根据当前加速度和目标加速度，判断是否需要扭矩补偿；
若需要扭矩补偿，则进行扭矩补偿。
现有技术中的商用车没有把车辆的实时整车重量纳入性能标定因素，本实施例中的商用车山路工况驾驶的控制方法，基于整车重量进行扭矩补偿，优化了整车动力性驾驶体验，在山路工况中，若需要获得与平路相当的加速体验，由于进行了扭矩补偿，无需频繁地、大范围地变化油门深度，从而可使车辆获得更好的动力性和经济性，有利于提高车辆的驾驶舒适性和驾驶安全性；同时，提供的整车重量参数可以作为操稳、制动、转向等对整车重量敏感的性能优化的数据输入。本实施例的商用车山路工况驾驶的控制方法，通过对车辆在山路工况行驶时进行扭矩补偿的方法，优化用户的整车动力性驾驶体验，尤其适用于有单个速比，无需换挡的新能源商用车。
作为一种具体的实施方式，驾驶体验数据库由设计人员在产品开发过程中设定，模板如表1所示。不同的整车重量m1和m2，对应不同的油门开度、车速与加速度。该表中具体数值的定义可以通过竞品测试、整车性能仿真、主观评价和产品定义等多个维度综合考虑确认。
表1驾驶体验数据库表
Figure BDA0002377068020000061
作为一种具体的实施方式，参阅图2的动力学模型，在坡道上，车辆分别受到重力、坡道对车辆的支持力N、车辆驱动力Ft、空气阻力Fw、滚动阻力Ff、坡道阻力Fi和加速阻力Fj，在车辆的行驶方向上，车辆驱动力Ft与空气阻力Fw、滚动阻力Ff、坡道阻力Fi和加速阻力Fj平衡，因此，根据当前车速、驱动力、当前加速度和坡道信息，计算车辆当前的整车重量的计算过程如下：
车辆行驶方向动力学方程为：Ft＝Fw+Ff+Fi+Fj；其中，
Figure BDA0002377068020000062
Figure BDA0002377068020000063
Ff＝mgf；
Fi＝mgsinα；
Figure BDA0002377068020000071
Figure BDA0002377068020000072
在上述公式中，Ft-车辆驱动力，Fw-空气阻力，Ff-滚动阻力，Fi-坡道阻力，Fj-加速阻力，T-电机驱动扭矩，i-变速箱总传动比，η-传动系统效率，r-轮胎滚动半径，CD-风阻系数，A-迎风面积，v-当前车速，m-整车重量，g-重力加速度，f-滚动阻力系数，α-坡道角度，a-当前加速度，δ-汽车旋转质量换算系数，IW为车轮转动惯量，If为驱动电机转动惯量。
作为一种具体的实施方式，根据当前加速度和目标加速度，判断是否需要扭矩补偿包括：
若当前加速度与目标加速度的差值在预设的范围内，则不需要扭矩补偿；
若当前加速度与目标加速度的差值不在预设的范围内，则需要扭矩补偿。
作为一种具体的实施方式，若需要扭矩补偿，则进行扭矩补偿还包括：根据当前车速、整车重量和坡道信息，计算需要补偿的扭矩。
本实施例中，可以根据需要增大或减小电机的需求扭矩，以达到调整整车加速度的目的。两者加速度的偏差要求即预设的范围，可根据不同车型项目的具体要求进行设定。
作为一种具体的实施方式，根据当前车速、整车重量和坡道信息，计算需要补偿的扭矩的计算公式如下：
Figure BDA0002377068020000073
式中，ΔT-需要补偿的扭矩值，m-整车重量，at-目标加速度，a-当前加速度，r-轮胎滚动半径，i-变速箱总传动比，η-传动系统效率。
本发明的另一实施例提供一种商用车山路工况驾驶的控制系统，用于实现上述实施例中的商用车山路工况驾驶的控制方法，本实施例中的商用车山路工况驾驶的控制系统包括坡道传感器、第一获取单元、第二获取单元和整车控制器；整车控制器包括第一计算单元、判断单元和控制单元；整车控制器分别与坡道传感器、第一获取单元和第二获取单元连接，坡道传感器用于获取车辆所在的坡道信息；第一获取单元用于获取车辆的当前车速、驱动力、当前加速度和油门开度信息；第一计算单元配置成根据当前车速、驱动力、当前加速度和坡道信息计算整车重量；第二获取单元配置成通过驾驶体验数据库确定车辆的目标加速度；判断单元用于判断是否需要扭矩补偿；控制单元用于根据判断单元的判断结果控制扭矩补偿。
作为一种具体的实施方式，判断单元配置成根据当前加速度与目标加速度的差值是否在预设的范围内判断是否需要扭矩补偿。
作为一种具体的实施方式，整车控制器还包括第二计算单元，第二计算单元用于计算需要补偿的扭矩。
本实施例中的商用车山路工况驾驶的控制系统，通过设置坡道传感器测量出整车行驶道路的坡道角度，并反馈到整车CAN网络。通过整车CAN网络把车辆的当前车速、油门深度、整车加速度和行驶道路的坡度传递到整车控制器进行整车重量的计算，不需要增加其他硬件成本，就可以实现优化整车驾驶体验的目的。
本发明的另一实施例还提供一种商用车山路工况驾驶的控制设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述实施例中的商用车山路工况驾驶的控制方法。
本发明的另一实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集使计算机执行上述实施例中的商用车山路工况驾驶的控制方法。
本发明的上述实施例，具有如下有益效果：
1、现有技术中的商用车没有把车辆的实时整车重量纳入性能标定因素，本发明的商用车山路工况驾驶的控制方法，基于整车重量进行扭矩补偿，优化了整车动力性驾驶体验，在山路工况中，若需要获得与平路相当的加速体验，由于进行了扭矩补偿，无需频繁地、大范围地变化油门深度，从而可使车辆获得更好的动力性和经济性，有利于提高车辆的驾驶舒适性和驾驶安全性；同时，提供的整车重量参数可以作为操稳、制动、转向等对整车重量敏感的性能优化的数据输入；
2、与现有技术相比，本发明提供的商用车山路工况驾驶的控制系统，在车上内置坡道传感器测量整车所在位置的坡道，整车运行过程中，通过整车的车速，驱动力，加速度和坡道计算出当前车辆的整车重量，在不改变其他硬件的基础上，就能够实现优化整车驾驶体验的目的。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种商用车山路工况驾驶的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取车辆的当前车速、驱动力、当前加速度和车辆所在的坡道信息；
根据所述当前车速、所述驱动力、所述当前加速度和所述坡道信息，计算车辆当前的整车重量；
获取油门开度信息；
根据所述车辆当前的整车重量、所述油门开度、所述当前车速和驾驶体验数据库，确定目标加速度，其中所述驾驶体验数据库包括整车重量、油门开度、当前车速与目标加速度的对应关系；
根据所述当前加速度和所述目标加速度，判断是否需要扭矩补偿；
若需要扭矩补偿，则进行扭矩补偿。
2.根据权利要求1所述的商用车山路工况驾驶的控制方法，其特征在于，根据所述当前车速、所述驱动力、所述当前加速度和所述坡道信息，计算车辆当前的整车重量的计算过程如下：
车辆行驶方向动力学方程为：Ft＝Fw+Ff+Fi+Fj；其中，
Figure FDA0002377068010000011
Figure FDA0002377068010000012
Ff＝mgf；
Fi＝mgsinα；
Fj＝δma，
Figure FDA0002377068010000013
因此，
Figure FDA0002377068010000014
在上述公式中，Ft-车辆驱动力，Fw-空气阻力，Ff-滚动阻力，Fi-坡道阻力，Fj-加速阻力，T-电机驱动扭矩，i-变速箱总传动比，η-传动系统效率，r-轮胎滚动半径，CD-风阻系数，A-迎风面积，v-当前车速，m-整车重量，g-重力加速度，f-滚动阻力系数，α-坡道角度，a-当前加速度，δ-汽车旋转质量换算系数，IW为车轮转动惯量，If为驱动电机转动惯量。
3.根据权利要求1所述的商用车在山路工况驾驶的控制方法，其特征在于，根据所述当前加速度和所述目标加速度，判断是否需要扭矩补偿包括：
若所述当前加速度与所述目标加速度的差值在预设的范围内，则不需要扭矩补偿；
若所述当前加速度与所述目标加速度的差值不在预设的范围内，则需要扭矩补偿。
4.根据权利要求3所述的商用车山路工况驾驶的控制方法，其特征在于，若需要扭矩补偿，则进行扭矩补偿还包括：
根据所述当前车速、所述整车重量和所述坡道信息，计算需要补偿的扭矩。
5.根据权利要求4所述的商用车山路工况驾驶的控制方法，其特征在于，根据所述当前车速、所述整车重量和所述坡道信息，计算需要补偿的扭矩的计算公式如下：
Figure FDA0002377068010000021
式中，ΔT-需要补偿的扭矩值，m-整车重量，at-目标加速度，a-当前加速度，r-轮胎滚动半径，i-变速箱总传动比，η-传动系统效率。
6.一种商用车山路工况驾驶的控制系统，用于实现权利要求1-5中任一项所述的商用车山路工况驾驶的控制方法，其特征在于，包括坡道传感器、第一获取单元、第二获取单元和整车控制器；所述整车控制器包括第一计算单元、判断单元和控制单元；
所述坡道传感器用于获取车辆所在的坡道信息；
所述第一获取单元用于获取车辆的当前车速、驱动力、当前加速度和油门开度信息；
所述第一计算单元配置成根据所述当前车速、所述驱动力、所述当前加速度和所述坡道信息计算整车重量；
所述第二获取单元配置成通过驾驶体验数据库确定车辆的目标加速度；
所述判断单元用于判断是否需要扭矩补偿；
所述控制单元用于根据所述判断单元的判断结果控制扭矩补偿。
7.根据权利要求6所述的商用车山路工况驾驶的控制系统，其特征在于，所述判断单元配置成根据所述当前加速度与所述目标加速度的差值是否在预设的范围内判断是否需要扭矩补偿。
8.根据权利要求7所述的商用车山路工况驾驶的控制系统，其特征在于，所述整车控制器还包括第二计算单元，所述第二计算单元用于计算需要补偿的扭矩。
9.一种商用车山路工况驾驶的控制设备，包括处理器和存储器，其特征在于，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现权利要求1-5中任一项所述的商用车山路工况驾驶的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集使计算机执行权利要求1-5中任一项所述的商用车山路工况驾驶的控制方法。
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