CN111409450A - 一种车辆的单踏板模式控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆的单踏板模式控制方法。包括以车辆在各个车速段的平衡驱动力为Z轴，以油门踏板开度为Y轴，以当前车速为X轴，构建单踏板模式控制Map；设定单踏板模式控制Map关联油门踏板开度的退出阈值K％；若油门踏板开度小于K％，则以单踏板模式控制Map的力矩值作为单踏板模式的控制力矩；若油门踏板开度大于等于K％，则退出单踏板模式，并依据电机外特性曲线利用正常驱动算法计算出当前油门踏板开度对应的最大输出力矩，将最大输出力矩作为车辆的控制力矩。本方法能保证检测到驾驶员的急加速请求时平稳且迅速地退出单踏板模式，并提供相应的驱动力以实现加速超越或紧急规避等驾驶动作，保障车辆的操控性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆的单踏板模式控制方法。
背景技术
再生制动能量回收是新能源汽车的显著优点，是提高续航里程的重要方式。新能源汽车的能量回收方式有两种，一是在行驶过程中松开油门踏板让车辆滑行，进行滑行能量回收；二是在行驶过程中踩下制动踏板，进入制动能量回收。单踏板模式(OPM)顾名思义就是使用一个踏板(油门踏板)来控制车辆的正常行驶。踩下油门踏板控制车辆进行加速，松开油门踏板借助滑行能量回收提供的制动力使车辆减速。通过这种方式能够让车辆在行驶的过程中进行充分的能量回收提高续航里程，也减少了制动的触发次数和力度，减轻了液压制动负担，在一定程度上延长了摩擦片的使用寿命。
目前新能源汽车对单踏板模式还没有一个明确的规定。主要的技术方向还是在普通的滑行回收的基础上提高回收力度或放宽回收介入条件来达到目的。此类方法的缺点：能量回收介入条件与车辆实时状态不相关和回收力矩偏大，导致车辆进入能量回收很突兀，且加减速感波动较大，带来眩晕等不舒适的驾驶体验。并且部分控制方式一味追求更大的能量回收力度，会导致驾驶员需要紧急超越加速或加速规避等动作时无法快速提供最大驱动力，可能带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种在保证精准实现驾驶员意图的情况下，尽可能多地实现能量回收，且能在驾驶员需要时提供最大驱动力的车辆的单踏板模式控制方法。
本发明技术方案为：包括
以车辆在各个车速段的平衡驱动力为Z轴，以油门踏板开度为Y轴，以当前车速为X轴，构建单踏板模式控制Map；
设定单踏板模式控制Map关联油门踏板开度的退出阈值K％；
若油门踏板开度小于K％，则以单踏板模式控制Map的力矩值作为单踏板模式的控制力矩；
若油门踏板开度大于等于K％，则退出单踏板模式，并依据电机外特性曲线利用正常驱动算法计算出当前油门踏板开度对应的最大输出力矩，将所述最大输出力矩作为车辆的控制力矩。
较为优选的，所述构建单踏板模式控制Map包括计算初始力矩：
根据动力学方程构建动力学模型，得到电机力矩Ttq与车速的对应关系式；
按每m km/h车速为间隔取点，依据电机力矩Ttq与车速的对应关系式计算出维持各个目标车速所需的电机力矩Ttq，并将求取的各个电机力矩Ttq作为单踏板模式控制Map的初始力矩。
较为优选的，所述构建单踏板模式控制Map还包括在所述初始力矩值的基础上对单踏板模式控制Map进行初步标定，所述初步标定过程为：
油门踏板开度从0开始，以X％为步长逐渐增加，直至油门踏板开度为K％；在此过程中，每增加X％的开度，则记录车辆在当前开度下的稳定车速和对应的驱动力矩；
油门踏板开度从K％开始，当车速在油门开度K％值下保持稳定后，以X％为步长逐渐减小油门踏板开度，直至油门踏板开度为0；在此过程中，每减小X％的开度，则记录车辆在当前开度下的稳定车速和对应的回收力矩。
较为优选的，所述构建单踏板模式控制Map还包括对所述初步标定值进行修正：
判断初步标定值是否满足以下条件：
a、在同一车速条件下，油门踏板开度越大，输出的回收力矩越小，驱动力矩越大；
b、在相同油门踏板开度下，车速越大，输出的驱动力矩越大，回收力矩越小；
若初步标定值全部满足上述条件，则将所述初步标定值作为单踏板模式控制Map的最终标定值；
若初步标定值部分或全部不满足上述条件，则对不满足上述条件的部分或全部初步标定值进行微调，直至微调后的所有初步标定值均满足以上条件，则将其作为单踏板模式控制Map的最终标定值。
较为优选的，所述K％为60％。
较为优选的，对单踏板模式控制Map进行标定时，车辆载况为半载，车辆行驶路面为干燥水泥路面。
较为优选的，所述记录车辆在当前开度下稳定车速的方法为：
车辆保持油门踏板为当前开度行驶，在行驶过程中，对车速进行实时监测；
若监测到车速持续一段时间不变，则将该车速记录为车辆在当前开度下的稳定车速。
较为优选的，所述单踏板模式控制Map标定结束后，根据车辆的实际驾驶性和舒适性对单踏板模式控制Map数据进行微调。
本发明的有益效果为：
1、设定单踏板模式控制Map关联油门踏板开度的退出阈值，能保证检测到驾驶员的急加速请求时平稳且迅速地退出该模式并提供相应的驱动力以实现加速超越或紧急规避等驾驶动作，保障车辆的操控性和安全性。
2、在油门踏板开度小于退出阈值的阶段，通过标定单踏板Map各区间的力矩值来实现针对不同车速和油门踏板开度下的输出力矩，可以实现针对不同的油门踏板力矩和车速，来跟随地改变能量回收进入的条件和力度，从而可以仅依靠油门踏板来控制车辆的驱动和能量回收，具有优质的驾驶感受和更低的电耗水平。
3、以固定的油门踏板开度变化值为步长增加或减小油门踏板开度，实现多点取样，实现对驱动力矩和回收力矩分别标定。利用参数变化趋势对标定值进行修正，使单踏板模式控制Map数据更合理，从而保证单踏板模式下的优质驾驶体验。
附图说明
图1为本发明一种车辆的单踏板模式控制方法的流程示意图；
图2为车辆动力学模型示意图；
图3为本发明单踏板模式控制Map趋势图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，本发明一种车辆的单踏板模式控制方法流程如下：
以车辆在各个车速段的平衡驱动力为Z轴，以油门踏板开度为Y轴，以当前车速为X轴，构建单踏板模式控制Map；
设定单踏板模式控制Map关联油门踏板开度的退出阈值K％；
若油门踏板开度小于K％，则以单踏板模式控制Map的力矩值作为单踏板模式的控制力矩；
若油门踏板开度大于等于K％，则退出单踏板模式，并依据电机外特性曲线利用正常驱动算法计算出当前油门踏板开度对应的最大输出力矩，将所述最大输出力矩作为车辆的控制力矩。
其中，构建单踏板模式控制Map包括：设定初始力矩、在初始力矩值的基础上对单踏板模式控制Map进行初步标定、对初步标定值进行修正。
本实施例设定初始力矩的过程如下：
根据动力学方程构建动力学模型，得到电机力矩Ttq与车速的对应关系式。其中，动力学方程包括：
Fg＝m·g (1.1)
Froll＝cos(α)·m·g·u (1.3)
Fslope＝sin(α)·m·g (1.4)
根据公式(1.6)，得到电机力矩Ttq与车速的对应关系式(1.7)：
Ft＝Fair+Froll+Fslope+Fj (1.6)
式中：Fg为作用在汽车上的重力，m为汽车质量，g为重力加速度；Fair为空气阻力，p为空气密度，Cw为空气阻力系数，A为迎风面积，v为行驶速度；Froll为滚动阻力，α为坡道角，u为滚动阻力系数；Fslop为坡道阻力；Fj为加速阻力，δ为汽车旋转质量换算系数，
为行驶加速度，Ft为克服所有阻力的驱动力，Ttq为电机力矩，ig为变速箱传动比，io为主减速器传动比，ηT为传动系的机械效率，r为车轮半径。
按每m km/h车速为间隔取点，依据电机力矩Ttq与车速的对应关系式计算出维持各个目标车速所需的电机力矩Ttq，并将求取的各个电机力矩Ttq作为单踏板模式控制Map的初始力矩，本实施例中m km/h为5km/h。
在初始力矩值的基础上对单踏板模式控制Map进行初步标定的过程如下：
车辆载况为半载，道路条件为干燥水泥路面的情况下进行标定；
油门踏板开度从0开始，以n％为步长逐渐增加，直至油门踏板开度为K％；在此过程中，每增加n％的开度，则记录车辆在当前开度下的稳定车速和对应的驱动力矩(该过程不包含油门踏板开度为K％的点)；
油门踏板开度从K％开始，当车速在油门开度K％值下保持稳定后，以n％为步长逐渐减小油门踏板开度，直至油门踏板开度为0；在此过程中，每减小n％的开度，则记录车辆在当前开度下的稳定车速和对应的回收力矩。本实施例中，K％为60％，n％为1％。
其中，记录车辆在当前开度下稳定车速的方法为：
车辆保持油门踏板为当前开度行驶，在行驶过程中，对车速进行实时监测；
若监测到车速持续一段时间不变，则将该车速记录为车辆在当前开度下的稳定车速。
对初步标定值进行修正的过程包括：
判断初步标定值是否满足以下条件：
a、在同一车速条件下，油门踏板开度越大，输出的回收力矩越小，驱动力矩越大；
b、在相同油门踏板开度下，车速越大，输出的驱动力矩越大，回收力矩越小；
若初步标定值全部满足上述条件，则将所述初步标定值作为单踏板模式控制Map的最终标定值；
若初步标定值部分或全部不满足上述条件，则对不满足上述条件的部分或全部初步标定值进行微调，直至微调后的所有初步标定值均满足以上条件，则将其作为单踏板模式控制Map的最终标定值。
以上，则实现了单踏板模式控制Map构建。为使该标定的参数能够更好的满足驾驶员的实际驾驶和舒适性要求，还可以参考车辆的实际驾驶性和舒适性对最终标定值进行微调。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种车辆的单踏板模式控制方法，其特征在于，包括
以车辆在各个车速段的平衡驱动力为Z轴，以油门踏板开度为Y轴，以当前车速为X轴，构建单踏板模式控制Map；
设定单踏板模式控制Map关联油门踏板开度的退出阈值K％；
若油门踏板开度小于K％，则以单踏板模式控制Map的力矩值作为单踏板模式的控制力矩；
若油门踏板开度大于等于K％，则退出单踏板模式，并依据电机外特性曲线利用正常驱动算法计算出当前油门踏板开度对应的最大输出力矩，将所述最大输出力矩作为车辆的控制力矩。
2.根据权利要求1所述的车辆的单踏板模式控制方法，其特征在于，所述构建单踏板模式控制Map包括计算初始力矩：
根据动力学方程构建动力学模型，得到电机力矩Ttq与车速的对应关系式；
按每m km/h车速为间隔取点，依据电机力矩Ttq与车速的对应关系式计算出维持各个目标车速所需的电机力矩Ttq，并将求取的各个电机力矩Ttq作为单踏板模式控制Map的初始力矩。
3.根据权利要求2所述的车辆的单踏板模式控制方法，其特征在于，所述构建单踏板模式控制Map还包括在所述初始力矩值的基础上对单踏板模式控制Map进行初步标定，所述初步标定过程为：
油门踏板开度从0开始，以n％为步长逐渐增加，直至油门踏板开度为K％；在此过程中，每增加n％的开度，则记录车辆在当前开度下的稳定车速和对应的驱动力矩；
油门踏板开度从K％开始，当车速在油门开度K％值下保持稳定后，以n％为步长逐渐减小油门踏板开度，直至油门踏板开度为0；在此过程中，每减小n％的开度，则记录车辆在当前开度下的稳定车速和对应的回收力矩。
4.根据权利要求3所述的车辆的单踏板模式控制方法，其特征在于，所述构建单踏板模式控制Map还包括对所述初步标定值进行修正：
判断初步标定值是否满足以下条件：
a、在同一车速条件下，油门踏板开度越大，输出的回收力矩越小，驱动力矩越大；
b、在相同油门踏板开度下，车速越大，输出的驱动力矩越大，回收力矩越小；
若初步标定值全部满足上述条件，则将所述初步标定值作为单踏板模式控制Map的最终标定值；
若初步标定值部分或全部不满足上述条件，则对不满足上述条件的部分或全部初步标定值进行微调，直至微调后的所有初步标定值均满足以上条件，则将其作为单踏板模式控制Map的最终标定值。
5.根据权利要求1所述的车辆的单踏板模式控制方法，其特征在于，所述K％为60％。
6.根据权利要求3所述的车辆的单踏板模式控制方法，其特征在于，对单踏板模式控制Map进行标定时，车辆载况为半载，车辆行驶路面为干燥水泥路面。
7.根据权利要求3所述的车辆的单踏板模式控制方法，其特征在于，所述记录车辆在当前开度下稳定车速的方法为：
车辆保持油门踏板为当前开度行驶，在行驶过程中，对车速进行实时监测；
若监测到车速持续一段时间不变，则将该车速记录为车辆在当前开度下的稳定车速。
8.根据权利要求3所述的车辆的单踏板模式控制方法，其特征在于，所述单踏板模式控制Map标定结束后，根据车辆的实际驾驶性和舒适性对单踏板模式控制Map数据进行微调。
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