CN112124224A - 电动车辆控制系统及其控制方法、存储介质及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动车辆控制系统及其控制方法、存储介质及电动车辆，所述控制系统采用分层控制，包括：识别层，用于采集所述电动车辆的运行数据，以提供给决策层用于进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别；决策层，用于根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别，根据预先设定的控制策略确定相应的决策结果；协调层，用于根据所述决策层确定的所述决策结果，通过相应控制模块向执行层发送相应的控制指令，以实现对所述电动车辆各个控制模块的协调控制；执行层，用于根据协调层发送的控制指令对相应部件进行控制。本发明提供的方案能够实现控制系统高度集成化，各个控制单元之间协调工作。

Description

电动车辆控制系统及其控制方法、存储介质及电动车辆

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种电动车辆控制系统及其控制方法、存储介质及电动车辆。

背景技术

随着汽车电子及其智能化的发展，一辆汽车上加装的车载电子控制器(ECU,Electronic Control Unit)可多达上百个，而一般ECU功能也相对单一，基本上每个ECU实现一个控制功能。面对如此多的车载ECU，错综复杂，线束设计及控制逻辑也十分复杂，开发效率低。目前，为了解决这方面的问题，提出“域控制器”概念，即DCU(Domain ControlUnit)。根据车辆电子部件功能，将传统的分布式汽车电子电气架构可分为动力总成、车辆安全、车身电子、智能座舱以及智能驾驶等几个域，采用多核高性能CPU/GPU处理器对各个域进行集中控制。然而，传统开发模式基于单一功能对象将资源整合于一体，不便于不同功能对象间的数据交叉调用，控制思路不清晰。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种电动车辆控制系统及其控制方法、存储介质及电动车辆，以解决现有技术中分布式汽车电子电气架构基于单一功能对象将资源整合于一体，不便于不同功能对象间的数据交叉调用的问题。

本发明一方面提供了一种电动车辆控制系统，所述控制系统采用分层控制，包括：识别层，用于采集所述电动车辆的运行数据，以提供给决策层用于进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别；决策层，用于根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别，根据预先设定的控制策略确定相应的决策结果；协调层，用于根据所述决策层确定的所述决策结果，通过相应控制模块向执行层发送相应的控制指令，以实现对所述电动车辆各个控制模块的协调控制；执行层，用于根据协调层发送的控制指令对相应部件进行控制。

可选地，所述识别层，包括：车身传感器；所述车身传感器，包括：轮速传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘转角传感器、挡位传感器、电池荷电状态传感器中的至少之一；所述决策层，包括：集成至少两个动力系统控制单元的动力域控制器；所述动力系统控制单元，包括：VCU、BMS、TCU、MCU和BCU控制单元中的至少两个；所述协调层，包括：BMS模块、MCU模块、TCU模块、BCU模块中的至少两个。

可选地，所述识别层，采集的所述电动车辆的运行数据，包括：加速踏板信号、制动踏板信号和车速信号；所述驾驶意图，包括：制动意图、加速意图和/或巡航意图；所述决策层，根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶意图的识别，包括：根据所述制动踏板信号，判断所述制动踏板的开度是否为0；若判断所述制动踏板的开度不为0，则确定当前为制动意图；若判断所述制动踏板的开度为0，则根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图。

可选地，所述决策层，根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图，包括：根据所述加速踏板信号，判断所述加速踏板的开度是否为0；若判断所述加速踏板的开度不为0，则根据所述车辆的加速度和/或车速确定当前为加速意图或巡航意图；其中，若所述车辆的加速度为0且车速不为0，则确定当前为巡航意图；若所述车辆的加速度不为0，则确定当前为加速意图。

可选地，所述识别层，采集的所述电动车辆的运行数据，包括：加速踏板信号、制动踏板信号和蓄电池荷电状态；所述驾驶风格，包括：动力模式驱动和经济模式驱动；所述决策层，根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶风格的识别，包括：根据所述加速踏板信号判断是否存在加速信号：若存在加速信号，则根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动。

可选地，所述决策层，根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行，包括：若所述电池荷电状态小于预设阈值，则以经济模式驱动运行；若所述电池荷电状态不小于预设阈值，则根据所述车辆的加速度均值确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行；其中，根据所述车辆的加速度均值确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行，包括：若所述加速度均值小于第一预设阈值，则以经济模式驱动；若所述加速度均值大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则以动力模式驱动；若所述加速度均值大于等于第二预设阈值，则根据加速度的均方差确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动；其中，若所述均方差大于第三预设阈值，则以动力模式驱动，若所述均方差小于等于第三预设阈值，则以经济模式驱动。

本发明另一方面提供了一种如前述任一所述的电动车辆控制系统的控制方法，包括：通过所述识别层采集所述电动车辆的运行数据；根据所述运行数据进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别，根据预先设定的控制策略确定相应的决策结果；根据所述决策结果通过所述协调层的相应控制模块向执行层发送相应的控制指令，由所述执行层执行所述控制指令。

可选地，所述运行数据，包括：加速踏板信号、制动踏板信号和车速信号；所述驾驶意图，包括：制动意图、加速意图和/或巡航意图；根据所述运行数据进行驾驶意图的识别，包括：根据所述制动踏板信号，判断所述制动踏板的开度是否为0；若判断所述制动踏板的开度不为0，则确定当前为制动意图；若判断所述制动踏板的开度为0，则根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图。

可选地，根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图，包括：根据所述加速踏板信号，判断所述加速踏板的开度是否为0；若判断所述加速踏板的开度不为0，则根据所述车辆的加速度和/或车速确定当前为加速意图或巡航意图；其中，若所述车辆的加速度为0且车速不为0，则确定当前为巡航意图；若所述车辆的加速度不为0，则确定当前为加速意图。

可选地，所述运行数据，包括：加速踏板信号、制动踏板信号和蓄电池荷电状态；所述驾驶风格，包括：动力模式驱动和经济模式驱动；根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶风格的识别，包括：根据所述加速踏板信号判断是否存在加速信号：若存在加速信号，则根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动。

可选地，所述决策层，根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行，包括：若所述电池荷电状态小于预设阈值，则以经济模式驱动运行；若所述电池荷电状态不小于预设阈值，则根据所述车辆的加速度均值确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行；其中，根据所述车辆的加速度均值确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行，包括：若所述加速度均值小于第一预设阈值，则以经济模式驱动；若所述加速度均值大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则以动力模式驱动；若所述加速度均值大于等于第二预设阈值，则根据加速度的均方差确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动；其中，若所述均方差大于第三预设阈值，则以动力模式驱动，若所述均方差小于等于第三预设阈值，则以经济模式驱动。

本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

本发明再一方面提供了一种电动车辆，包括前述任一所述的电动车辆控制系统。

根据本发明的技术方案，采用分层控制架构实现电动汽车动力系统各个控制单元的协调控制，基于驾驶意图识别的动力域控制器控制策略，实现各个控制单元之间的协调工作。在软件架构上实现分层及模块化控制，使得控制思路及结构更加清晰，便于算法程序的开发和调试，各个控制模块部件更好地协调工作。

采用分层控制架构实现电动汽车动力系统各个控制单元的协调控制，提升系统资源响应速度，分层式架构拥有较强的总体控制性能和可靠的模块控制能力，对层级软件资源进行整合，方便软件程序接口合理调用。分层式的控制架构中，各个控制层级均具有明确的输入输出量以及控制对象，便于模块化开发，整体的控制思路更加清晰。

通过将传统的整车控制器(VCU,Vehicle Control Unit)、电池管理系统(BMS,Battery Management System)、电机控制器(MCU,Motor Control Unit)、变速箱控制器(TCU,Transmission Control Unit)、制动控制器(BCU,Brake Control Unit)等控制单元集成为一个动力域控制器(PDCU，Powertrain Domain Control Unit)，实现控制系统高度集成化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明一具体实施例的电动车辆控制系统的分层控制架构示意图；

图2是根据本发明一个具体实施方式的进行驾驶意图的识别的流程示意图；

图3是根据本发明一个具体实施方式的进行驾驶风格的识别的流程示意图；

图4是本发明提供的电动车辆控制系统的控制方法的一实施例的方法示意图。

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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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做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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明提供一种电动车辆控制系统。图1是根据本发明一具体实施例的电动车辆控制系统的分层控制架构示意图。如图1所示，所述电动车辆控制系统采用分层控制架构，包括识别层、决策层、协调层和执行层。

识别层(即识别单元)，用于对所述电动车辆的运行数据进行采集识别，以提供给决策层用于进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别。决策层(即决策单元)，用于根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别，根据预先设定的控制策略确定相应的决策结果；协调层(即协调单元)，用于根据所述决策层下发的所述决策结果，通过相应控制模块向执行层发送相应的控制指令，以实现对所述电动车辆各个控制模块的协调控制；执行层(即执行单元)，用于执行所述协调层发送的控制指令。

具体地，如图1所示，电动车辆控制系统采用分层控制架构，包括识别层、决策层、协调层和执行层。其中，识别层通过车辆的加速踏板传感器、制踏板动传感器、轮速传感器、挡位传感器、方向盘转角传感器等车身传感器进行数据采集识别；决策层根据识别层采集的相关数据以及预先设定的驾驶意图控制策略，进行驾驶意图判断；协调层通过集成VCU、BMS、MCU、TCU、BCU动力系统控制单元于一体的动力域控制器(PDCU)，实现在不同驾驶意图及驾驶风格下进行BMS、MCU、TCU、BCU等控制模块的协调控制；执行层中的相关部件则执行协调层发送的相关指令，例如协调层发送对执行层的电池组、电机、变速箱、制动器等相关部件的控制指令，由各相应部件执行，同时通过传感器实时检测各部件运行状态并反馈相关数据。

识别层(即识别单元)主要完成电动车辆的运行数据的采集识别，根据整车控制所需的数据信号及对应的车身传感器，进行实时监控与采集相应的数据信息，供决策层计算处理。所述识别层主要包括车身传感器，例如包括：轮速传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘转角传感器、挡位传感器、电池荷电状态传感器等。采集的运行数据具体可以包括车速、加速踏板信号、制动踏板信号、方向盘转角、挡位信号、钥匙信号、电池荷电状态SOC等。例如，根据车辆的轮速传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘转角传感器、挡位传感器、电池荷电状态传感器等车载传感器进行数据采集识别。

决策层(即决策单元)为整个控制系统的核心，物理实现为集成至少两个动力系统控制单元(的功能)于一体的动力域控制器(PDCU，Powertrain Domain Control Unit)；所集成的动力系统控制单元例如包括整车控制器(VCU,Vehicle Control Unit)、电池管理系统(BMS,Battery Management System)、电机控制器(MCU,Motor Control Unit)、变速箱控制器(TCU,Transmission Control Unit)、制动控制器(BCU,Brake Control Unit)中的至少两个，能够实现VCU、BMS、TCU、MCU和BCU控制单元的功能；决策层根据识别层采集到的运行数据，经过计算处理，并执行整车控制算法策略，实现驾驶意图和/或驾驶风格的识别与控制决策，即根据识别的驾驶意图和/或驾驶风格生成对VCU、BMS、TCU、MCU和BCU模块等功能模块的决策指令(决策结果)，实现对各功能模块的控制。

例如，根据域控制器各功能模块进行相应的数据处理，如TCU换挡功能，需根据当前车速及油门开度信号进行准确挡位识别与切换。相对于传统分布式架构的独立ECU，动力域控制器PDCU将VCU、BMS、MCU、TCU、BCU等多个独立控制单元ECU通过多核高性能CPU或GPU处理器集成为一个控制器ECU(例如通过多核高性能CPU或GPU处理器集成为一个控制器)，实体结构上减少了ECU数量。

在一种具体实施方式中，驾驶意图包括制动意图、加速意图、巡航意图。

具体地，根据所述制动踏板信号，判断所述制动踏板的开度是否为0；若判断所述制动踏板的开度不为0，则确定当前为制动意图；若判断所述制动踏板的开度为0，则根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图，其中，根据所述加速踏板信号，判断所述加速踏板的开度是否为0；若判断所述加速踏板的开度不为0，则根据所述车辆的加速度和/或车速确定当前为加速意图或巡航意图；若所述车辆的加速度为0且车速不为0，则确定当前为巡航意图；若所述车辆的加速度不为0，则确定当前为加速意图。

优选地，根据制动踏板开度及其变化率将制动意图分为平缓制动和紧急制动；根据加速踏板开度及其变化率将加速意图分为平缓加速、一般加速和紧急加速；根据车速快慢将巡航意图分为高速巡航和低速巡航。进一步地，若确定为制动意图，则进一步根据所述制动踏板的开度和开度变化率，确定当前的制动类型；若确定为加速意图，则进一步根据所述加速踏板的开度和开度变化率，确定当前的加速类型；若确定为巡航意图，则进一步根据所述车辆的加速度和车速确定当前的巡航类型。

图2是根据本发明一个具体实施方式的进行驾驶意图的识别的流程示意图。如图2所示，以加速踏板开度及其变化率、制动踏板开度及其变化率、车速等变量作为信号输入，首先，判断制动踏板开度是否为0，若判断制动踏板开度不为0，则车辆处于制动状态(即制动意图)，若确定为制动意图，则进一步根据所述制动踏板的开度和开度变化率，确定当前的制动类型，即根据制动踏板开度及其变化率作为输入识别参数建立模糊推理控制模块进行平缓制动或紧急制动的识别；若制动踏板开度为0，则进一步判断加速踏板开度是否为0，当判断加速踏板开度为0时，若车速为0，说明车辆处于无油门无制动的静止状态，则结束返回，即返回循环执行判断下一时刻的加速踏板、制动踏板、车速等状态条件，若车速不为0，则车辆处于滑行状态。当加速踏板开度不为0时，若车辆加速度也不为0，则车辆处于加速状态(加速意图)，进一步以加速踏板开度及其变化率作为输入识别参数建立加速意图识别模糊控制模块进行平缓加速、一般加速、紧急加速判断；若车辆加速度为0且车速不为0，则车辆处于巡航模式，进一步以车辆加速度及车速作为输入识别参数建立巡航意图识别模糊控制模块进行低速巡航和高速巡航判断。若车辆加速度为0且车速为0，则结束返回。此种情况虽然有加速踏板信号，但当车辆载重较大或处于上坡路段时，由于加速踏板开度较小，不足以驱动车辆运动，因此车辆还是处于静止状态，结束返回是指返回循环执行判断下一时刻的加速踏板、制动踏板、车速等状态条件。

决策层识别出相应驾驶意图后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令(决策结果)，协调层驱动执行层各执行对象(相关部件)实现所识别的驾驶意图控制。协调层各功能模块(VCU、BMS、TCU、MCU和BCU模块等功能模块)根据决策层下发的决策指令，控制执行层的相应控制对象，例如，决策层向MCU模块发送电机目标转速指令，则MCU模块通过调整PWM输出信号控制电机达到要求转速。

在一种具体实施方式中，驾驶风格包括动力模式和经济模式。具体地，根据所述加速踏板信号判断是否存在加速信号：若存在加速信号，则根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动。若所述电池荷电状态小于预设阈值，则以经济模式驱动；若所述电池荷电状态不小于预设阈值，则根据所述车辆的加速度均值确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动，其中，若所述加速度均值小于第一预设阈值，则以经济模式驱动；若所述加速度均值大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则以动力模式驱动；若所述加速度均值大于等于第二预设阈值，则根据加速度的均方差确定以经济模式驱动或者以动力模式，其中，若所述均方差大于第三预设阈值，则以动力模式驱动运行，若所述均方差小于等于第三预设阈值，则以经济模式驱动。

图3是根据本发明一个具体实施方式的进行驾驶风格的识别的流程示意图。如图3所示，以车速、加速踏板信号、制动踏板开度及其变化率、SOC、加速度均值作为整车驱动控制策略的输入变量。首先判断是否存在加速信号，若无加速信号且制动踏板开度为0，则根据当前车速判断车辆处于滑行状态或停车静止状态(车速为0，为停车静止状态，车速不为0，则为滑行状态)，若制动踏板开度不为0，则进行制动意图类型识别，识别过程与驾驶意图识别相同。当存在加速信号，车辆处于驱动状态，若当前电池SOC小于设置的最小SOCmin值时，采用经济模式驱动方式，否则，根据加速度均值大小进一步判断，若加速度均值较小(小于第一预设阈值)，则采用经济模式驱动，否则，判断均值是否适中(大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值)，若不满足均值适中，则采用动力模式驱动，若均值适中，则还需根据加速度均方差大小进行判断决策采用动力模式驱动或经济模式驱动。

对于动力模式驱动保证车辆行驶的动力性能，根据加速踏板开度、驱动电机输出转矩以及车速的关系制定对应的动力型换挡规律。对于经济模式驱动，以降低整车能耗为目标，以整车能量消耗最低的换挡规律进行驱动，根据驱动电机的电机系统效率MAP图，进一步由车速、加速踏板开度和驱动电机效率的关系制定经济型换挡规律。

决策层识别出相应驾驶风格后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令(决策结果)，协调层驱动执行层各执行对象实现所识别的驾驶风格控制。决策层识别出相应驾驶风格后，采用与驾驶风格(经济模式或动力模式)匹配的换挡规律(经济型换挡规律或动力型换挡规律)，并根据所获得的换挡规律对协调层TCU功能模块下发对应决策指令，从而协调层TCU模块驱动执行层AMT变速箱实现换挡控制。

协调层(即协调单元)具体可以包括：BMS模块、MCU模块、TCU模块和BCU模块中的至少两个；协调层实现在不同驾驶意图和/或驾驶风格下进行BMS模块、MCU模块、TCU模块和BCU模块的协调控制，获取决策层的决策数据(识别层识别出相应驾驶意图和/或驾驶风格后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令)进行处理并传输给执行层。具体地，根据车辆行驶工况，BMS、TCU、MCU、BCU模块根据自身功能需求，获取决策层计算处理的决策指令并执行。例如，决策层识别出相应驾驶意图后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令，协调层驱动执行层各执行对象(相关部件)实现所识别的驾驶意图控制。协调层各功能模块(VCU、BMS、TCU、MCU和BCU模块等功能模块)根据决策层下发的决策指令，控制执行层的相应控制对象，例如，决策层向MCU模块发送电机目标转速指令，则MCU模块通过调整PWM输出信号控制电机达到要求转速。决策层识别出相应驾驶风格后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令，协调层驱动执行层各执行对象实现所识别的驾驶风格控制。例如MCU根据挡位信息、油门开度信号等对驱动电机进行输出扭矩和转速控制，TCU获取根据当前车速和油门开度信号进行挡位决策等。

执行层(即执行单元)，用于执行所述协调层发送的控制指令。

例如，执行层执行协调层通过BMS模块、MCU模块、TCU模块和BCU模块发送的控制指令，例如电池、电机、变速箱、制动器等相关部件执行协调层发送的相应控制指令。优选地，执行层还用于实时检测各个部件运行状态，向决策层反馈相关控制结果数据，例如通过传感器实时检测各部件运行状态，并向决策层反馈相关控制结果数据。

本发明还提供一种用于上述电动汽车控制系统的控制方法。该方法可以用于上述电动车辆控制系统的决策层(即决策单元)。具体而言，可以用于决策层的动力域控制器中。图4是本发明提供的电动车辆控制系统的控制方法的一实施例的方法示意图。

如图4所示，根据本发明的一个实施例，所述控制方法至少包括步骤S110、步骤S120和步骤S130。

步骤S110，通过所述识别层采集所述电动车辆的运行数据。

例如，根据车辆的轮速传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘转角传感器、挡位传感器、电池荷电状态传感器等车载传感器进行数据采集识别。采集的运行数据具体可以包括车速、加速踏板信号、制动踏板信号、方向盘转角、挡位信号、钥匙信号、电池荷电状态SOC等。

步骤S120，根据所述运行数据进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别，根据预先设定的控制策略确定相应的决策结果。

在一种具体实施方式中，驾驶意图包括制动意图、加速意图、巡航意图。

具体地，根据所述制动踏板信号，判断所述制动踏板的开度是否为0；若判断所述制动踏板的开度不为0，则确定当前为制动意图；若判断所述制动踏板的开度为0，则根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图，其中，根据所述加速踏板信号，判断所述加速踏板的开度是否为0；若判断所述加速踏板的开度不为0，则根据所述车辆的加速度和/或车速确定当前为加速意图或巡航意图；若所述车辆的加速度为0且车速不为0，则确定当前为巡航意图；若所述车辆的加速度不为0，则确定当前为加速意图。

优选地，根据制动踏板开度及其变化率将制动意图分为平缓制动和紧急制动；根据加速踏板开度及其变化率将加速意图分为平缓加速、一般加速和紧急加速；根据车速快慢将巡航意图分为高速巡航和低速巡航。进一步地，若确定为制动意图，则进一步根据所述制动踏板的开度和开度变化率，确定当前的制动类型；若确定为加速意图，则进一步根据所述加速踏板的开度和开度变化率，确定当前的加速类型；若确定为巡航意图，则进一步根据所述车辆的加速度和车速确定当前的巡航类型。

图2是根据本发明一个具体实施方式的进行驾驶意图的识别的流程示意图。如图2所示，以加速踏板开度及其变化率、制动踏板开度及其变化率、车速等变量作为信号输入，首先，判断制动踏板开度是否为0，若判断制动踏板开度不为0，则车辆处于制动状态(即制动意图)，若确定为制动意图，则进一步根据所述制动踏板的开度和开度变化率，确定当前的制动类型，即根据制动踏板开度及其变化率作为输入识别参数建立模糊推理控制模块进行平缓制动或紧急制动的识别；若制动踏板开度为0，则进一步判断加速踏板开度是否为0，当判断加速踏板开度为0时，若车速为0，说明车辆处于无油门无制动的静止状态，则结束返回，即返回循环执行判断下一时刻的加速踏板、制动踏板、车速等状态条件，若车速不为0，则车辆处于滑行状态。当加速踏板开度不为0时，若车辆加速度也不为0，则车辆处于加速状态(加速意图)，进一步以加速踏板开度及其变化率作为输入识别参数建立加速意图识别模糊控制模块进行平缓加速、一般加速、紧急加速判断；若车辆加速度为0且车速不为0，则车辆处于巡航模式，进一步以车辆加速度及车速作为输入识别参数建立巡航意图识别模糊控制模块进行低速巡航和高速巡航判断。若车辆加速度为0且车速为0，则结束返回。此种情况虽然有加速踏板信号，但当车辆载重较大或处于上坡路段时，由于加速踏板开度较小，不足以驱动车辆运动，因此车辆还是处于静止状态，结束返回是指返回循环执行判断下一时刻的加速踏板、制动踏板、车速等状态条件。

通过决策层(即决策单元)识别出相应驾驶意图后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令(决策结果)，通过协调层驱动执行层各执行对象(相关部件)实现所识别的驾驶意图控制。通过协调层各功能模块(VCU、BMS、TCU、MCU和BCU模块等功能模块)根据决策层下发的决策指令，控制执行层的相应控制对象，例如，决策层向MCU模块发送电机目标转速指令，则MCU模块通过调整PWM输出信号控制电机达到要求转速。

在一种具体实施方式中，驾驶风格包括动力模式和经济模式。具体地，根据所述加速踏板信号判断是否存在加速信号：若存在加速信号，则根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动。若所述电池荷电状态小于预设阈值，则以经济模式驱动；若所述电池荷电状态不小于预设阈值，则根据所述车辆的加速度均值确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动，其中，若所述加速度均值小于第一预设阈值，则以经济模式驱动；若所述加速度均值大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则以动力模式驱动；若所述加速度均值大于等于第二预设阈值，则根据加速度的均方差确定以经济模式驱动或者以动力模式，其中，若所述均方差大于第三预设阈值，则以动力模式驱动运行，若所述均方差小于等于第三预设阈值，则以经济模式驱动。

图3是根据本发明一个具体实施方式的进行驾驶风格的识别的流程示意图。如图3所示，以车速、加速踏板信号、制动踏板开度及其变化率、SOC、加速度均值作为整车驱动控制策略的输入变量。首先判断是否存在加速信号，若无加速信号且制动踏板开度为0，则根据当前车速判断车辆处于滑行状态或停车静止状态(车速为0，为停车静止状态，车速不为0，则为滑行状态)，若制动踏板开度不为0，则进行制动意图类型识别，识别过程与驾驶意图识别相同。当存在加速信号，车辆处于驱动状态，若当前电池SOC小于设置的最小SOCmin值时，采用经济模式驱动方式，否则，根据加速度均值大小进一步判断，若加速度均值较小(小于第一预设阈值)，则采用经济模式驱动，否则，判断均值是否适中(大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值)，若不满足均值适中，则采用动力模式驱动，若均值适中，则还需根据加速度均方差大小进行判断决策采用动力模式驱动或经济模式驱动。

通过决策层识别出相应驾驶风格后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令(决策结果)，通过协调层驱动执行层各执行对象实现所识别的驾驶风格控制。通过决策层识别出相应驾驶风格后，采用与驾驶风格(经济模式或动力模式)匹配的换挡规律(经济型换挡规律或动力型换挡规律)，并根据所获得的换挡规律对协调层TCU功能模块下发对应决策指令，从而通过协调层TCU模块驱动执行层AMT变速箱实现换挡控制。

步骤S130，根据所述决策结果通过所述协调层的相应控制模块向执行层发送相应的控制指令，由所述执行层执行所述控制指令。

协调层(即协调单元)实现在不同驾驶意图和/或驾驶风格下进行BMS模块、MCU模块、TCU模块和BCU模块的协调控制，获取决策层(即决策单元)的决策数据(识别层识别出相应驾驶意图和/或驾驶风格后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令)进行处理并传输给执行层。具体地，根据车辆行驶工况，BMS、TCU、MCU、BCU模块根据自身功能需求，获取决策层计算处理的决策指令并执行。例如，决策层识别出相应驾驶意图后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令，协调层驱动执行层各执行对象(相关部件)实现所识别的驾驶意图控制。协调层各功能模块(VCU、BMS、TCU、MCU和BCU模块等功能模块)根据决策层下发的决策指令，控制执行层的相应控制对象，例如，决策层向MCU模块发送电机目标转速指令，则MCU模块通过调整PWM输出信号控制电机达到要求转速。决策层识别出相应驾驶风格后，对协调层各功能模块下发相应的决策指令，协调层驱动执行层各执行对象实现所识别的驾驶风格控制。例如MCU根据挡位信息、油门开度信号等对驱动电机进行输出扭矩和转速控制，TCU获取根据当前车速和油门开度信号进行挡位决策等。执行层则执行协调层通过BMS模块、MCU模块、TCU模块和BCU模块发送的控制指令，例如电池、电机、变速箱、制动器等相关部件执行协调层发送的相应控制指令。优选地，执行层还用于实时检测各个部件运行状态，向决策层反馈相关控制结果数据，例如通过传感器实时检测各部件运行状态，并向决策层反馈相关控制结果数据。

本发明还提供对应于所述控制方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

本发明还提供对应于所述控制方法的一种电动车辆，包括前述任一所述的电动车辆控制系统。

据此，本发明提供的方案，采用分层控制架构实现电动汽车动力系统各个控制单元的协调控制，基于驾驶意图识别的动力域控制器控制策略，实现各个控制单元之间的协调工作。在软件架构上实现分层及模块化控制，使得控制思路及结构更加清晰，便于算法程序的开发和调试，各个控制模块部件更好地协调工作。

采用分层控制架构实现电动汽车动力系统各个控制单元的协调控制，提升系统资源响应速度，分层式架构拥有较强的总体控制性能和可靠的模块控制能力，对层级软件资源进行整合，方便软件程序接口合理调用。分层式的控制架构中，各个控制层级均具有明确的输入输出量以及控制对象，便于模块化开发，整体的控制思路更加清晰。

通过将传统的整车控制器(VCU,Vehicle Control Unit)、电池管理系统(BMS,Battery Management System)、电机控制器(MCU,Motor Control Unit)、变速箱控制器(TCU,Transmission Control Unit)、制动控制器(BCU,Brake Control Unit)等控制单元集成为一个动力域控制器(PDCU，Powertrain Domain Control Unit)，实现控制系统高度集成化，实体结构上减少了ECU数量，车身各信号传感器接口统一集中化管理，域控制器具有高度集成化、抗干扰能力强、硬件设计体积及成本大幅减小等优点。

本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

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，作为控制装置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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种电动车辆控制系统，其特征在于，所述控制系统采用分层控制，包括：

识别层，用于采集所述电动车辆的运行数据，以提供给决策层用于进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别；

决策层，用于根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别，根据预先设定的控制策略确定相应的决策结果；

协调层，用于根据所述决策层确定的所述决策结果，通过相应控制模块向执行层发送相应的控制指令，以实现对所述电动车辆各个控制模块的协调控制；

执行层，用于执行所述协调层发送的控制指令。

2.根据权利要求1所述的电动车辆控制系统，其特征在于，

所述识别层，包括：车身传感器；所述车身传感器，包括：轮速传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘转角传感器、挡位传感器、电池荷电状态传感器中的至少之一；

所述决策层，包括：集成至少两个动力系统控制单元的动力域控制器；所述动力系统控制单元，包括：VCU、BMS、TCU、MCU和BCU控制单元中的至少两个；

所述协调层，包括：BMS模块、MCU模块、TCU模块、BCU模块中的至少两个。

3.根据权利要求1或2所述的电动车辆控制系统，其特征在于，所述识别层，采集的所述电动车辆的运行数据，包括：加速踏板信号、制动踏板信号和车速信号；

所述驾驶意图，包括：制动意图、加速意图和/或巡航意图；

所述决策层，根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶意图的识别，包括：

根据所述制动踏板信号，判断所述制动踏板的开度是否为0；

若判断所述制动踏板的开度不为0，则确定当前为制动意图；

若判断所述制动踏板的开度为0，则根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图。

4.根据权利要求3所述的电动车辆控制系统，所述决策层，根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图，包括：

根据所述加速踏板信号，判断所述加速踏板的开度是否为0；

若判断所述加速踏板的开度不为0，则根据所述车辆的加速度和/或车速确定当前为加速意图或巡航意图；

其中，若所述车辆的加速度为0且车速不为0，则确定当前为巡航意图；若所述车辆的加速度不为0，则确定当前为加速意图。

5.根据权利要求1或2所述的电动车辆控制系统，其特征在于，所述识别层，采集的所述电动车辆的运行数据，包括：加速踏板信号、制动踏板信号和蓄电池荷电状态；

所述驾驶风格，包括：动力模式驱动和经济模式驱动；

所述决策层，根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶风格的识别，包括：

根据所述加速踏板信号判断是否存在加速信号：

若存在加速信号，则根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动。

6.根据权利要求5所述的电动车辆控制系统，其特征在于，所述决策层，根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行，包括：

若所述电池荷电状态小于预设阈值，则以经济模式驱动运行；

若所述电池荷电状态不小于预设阈值，则根据所述车辆的加速度均值确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行；

其中，根据所述车辆的加速度均值确定以经济模式驱动运行或者以动力模式驱动运行，包括：

若所述加速度均值小于第一预设阈值，则以经济模式驱动；

若所述加速度均值大于等于第一预设阈值且小于第二预设阈值，则以动力模式驱动；

若所述加速度均值大于等于第二预设阈值，则根据加速度的均方差确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动；其中，若所述均方差大于第三预设阈值，则以动力模式驱动，若所述均方差小于等于第三预设阈值，则以经济模式驱动。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的电动车辆控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

通过所述识别层采集所述电动车辆的运行数据；

根据所述运行数据进行驾驶意图和/或驾驶风格的识别，根据预先设定的控制策略确定相应的决策结果；

根据所述决策结果通过所述协调层的相应控制模块向执行层发送相应的控制指令，由所述执行层执行所述控制指令。

8.根据权利要求7所述的方法，所述运行数据，包括：加速踏板信号、制动踏板信号和车速信号；

所述驾驶意图，包括：制动意图、加速意图和/或巡航意图；

根据所述运行数据进行驾驶意图的识别，包括：

根据所述制动踏板信号，判断所述制动踏板的开度是否为0；

若判断所述制动踏板的开度不为0，则确定当前为制动意图；

若判断所述制动踏板的开度为0，则根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图。

9.根据权利要求8所述的方法，根据所述加速踏板信号和所述车辆的加速度判断当前为加速意图或巡航意图，包括：

根据所述加速踏板信号，判断所述加速踏板的开度是否为0；

若判断所述加速踏板的开度不为0，则根据所述车辆的加速度和/或车速确定当前为加速意图或巡航意图；

其中，若所述车辆的加速度为0且车速不为0，则确定当前为巡航意图；若所述车辆的加速度不为0，则确定当前为加速意图。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述运行数据，包括：加速踏板信号、制动踏板信号和蓄电池荷电状态；所述驾驶风格，包括：动力模式驱动和经济模式驱动；

根据所述识别层采集的运行数据进行驾驶风格的识别，包括：

根据所述加速踏板信号判断是否存在加速信号：

若存在加速信号，则根据所述蓄电池荷电状态和/或所述车辆的加速度确定以经济模式驱动或者以动力模式驱动。

11.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求7-10任一所述方法的步骤。

12.一种电动车辆，其特征在于，包括：如权利要求1-6任一所述的电动车辆控制系统。

Images