CN112172796A - 一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法 - Google Patents

一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法 Download PDF

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许文文
程胜民
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/06—Automatic manoeuvring for parking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，包括：驱动系统获取VCU提供的工况信息和自动泊车信息，工况信息包括路面工况和道路工况中的至少一种，自动泊车信息包括自动泊车功能使能标志和自动泊车转速中的至少一种；驱动系统获取自身工况信息；驱动系统根据获取的信息，判断泊车功能工作于普通模式还是需求模式；驱动系统利用速度环控制车速达到自动泊车功能所需的车速。在不增加硬件成本的基础上实现了电动汽车的自动泊车功能，通过电驱动系统转速来实现自动泊车所需的车辆加速、减速以及停车功能，具有响应快速平稳的特点，同时，通过电驱动系统自动保护使得汽车在紧急情况下能够快速的停止，具备更强的安全性能。

Description

一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法
技术领域
本发明属于电动汽车电驱动系统控制技术领域，涉及一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法。
背景技术
近年来，随着汽车数量的逐渐增加，停车空间日趋紧凑，将汽车驶入各种地形的狭小空间已成为驾驶人员的必备技能。自动泊车系统作为一种为驾驶人员提供便利的新型技术，已被大量汽车厂商应用于各自的车辆。
现有的自动泊车技术方案大多是VCU或第三方控制器通过直接控制电机的扭矩输出达到控制车辆自动泊车目的。由于CAN网络数据传输存在延迟，导致通过VCU或第三方控制器的控制存在迟滞现象，导致车辆在自动泊车过程中出现不够顺畅，驾驶体验不佳的现象，在特殊工况下，甚至出现车辆泊车失效的情况。
发明内容
本发明目的是：提供一种采用驱动系统本身对车辆转速进行控制，泊车控制无需经过VCU或第三方控制器进行交互，具备更好的安全性及稳定性的电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法。
本发明的技术方案是：一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，包括：
步骤1，驱动系统获取VCU提供的工况信息和自动泊车信息，所述工况信息包括路面工况和道路工况中的至少一种，所述自动泊车信息包括自动泊车功能使能标志和自动泊车转速中的至少一种；
步骤2，驱动系统获取自身工况信息；
步骤3，驱动系统根据所述步骤1和所述步骤2获取的信息，判断泊车功能工作于普通模式还是需求模式；
步骤4，驱动系统利用速度环控制车速达到自动泊车功能所需的车速。
其进一步的技术方案是：所述步骤3包括：
步骤31，泊车使能标志位为0，驱动系统退出自动泊车功能；泊车使能标志位为1，驱动系统进入自动泊车功能；
步骤32，紧急工况标志位为0，驱动系统自动泊车功能进入普通模式；紧急工况标志位为1，驱动系统自动泊车功能进入需求模式；
步骤33，驱动系统检测自身工况信息，检测是否出现影响系统扭矩输出的故障存在；
步骤34，驱动系统故障，退出自动泊车功能；驱动系统无故障，返回步骤31。
其进一步的技术方案是：所述驱动系统自动泊车功能进入普通模式，包括：
当指令转速大于当前转速时，驱动系统判定为加速工况，并对转速指令进行加速斜率处理；
当指令转速小于当前转速时，驱动系统判定为加速工况，并对转速指令进行减速斜率处理；
当指令转速等于当前转速时，驱动系统判定为匀速工况，并对转速指令进行加速斜率处理；
速度环调节参数根据具体的加减速及匀速工况以及当前转速值进行分段处理；
执行速度环调节。
其进一步的技术方案是：所述驱动系统自动泊车功能进入需求模式，包括：
当紧急制动使能标志位为0时，驱动系统退出自动泊车功能紧急行驶模式；
当紧急制动使能标志位为1时，驱动系统进入自动泊车功能紧急行驶模式；
根据当前电机转速的方向确定制动扭矩的方向，当车辆前进时，输出当前转速下的最大负扭矩，当车辆后退时，输出当前转速下的最大正扭矩；
将当前转速降低至设定转速，对已加载扭矩进行卸载处理，卸载斜率现场标定确认；
已加载扭矩卸载完成后，驱动系统进行转速指令为0rpm的速度环进行调节，使得车辆车速迅速归零；
当紧急制动使能时，车辆为静止工况，直接进入转速指令为0rpm的速度环进行调节，使得车辆车速迅速归零。
其进一步的技术方案是：所述速度环采用增量式PI进行控制，包括：
以滤波后的转速指令与当前转速的差值作为转速PI调节输入；
通过扭矩限制对每一次调节出来的扭矩增量及最终输出扭矩进行限制，避免扭矩饱和。
本发明的优点是：
本申请在不增加硬件成本的基础上实现了电动汽车的自动泊车功能，通过电驱动系统转速来实现自动泊车所需的车辆加速、减速以及停车功能，具有响应快速平稳的特点，同时，通过电驱动系统自动保护使得汽车在紧急情况下能够快速的停止，具备更强的安全性能。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1是本申请提供的一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法的原理框图；
图2是本申请提供的一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法的控制流程图；
图3是本申请提供的一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法中普通模式工况控制流程图；
图4是本申请提供的一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法中需求模式工况控制流程图；
图5是本申请提供的一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法中速度环控制自动泊车的转速控制流程图。
具体实施方式
实施例：目前在自动泊车过程中，VCU或第三方控制器输出扭矩指令，控制驱动系统运行。由于通过VCU或第三方控制器下发扭矩指令完成对泊车转速的控制，由于扭矩信息需要通过CAN总线进行传输，存在通信延迟，导致转速控制的时效性下降，在有突发情况发生时，将会导致控制不及时，容易引发安全事故，安全性能较差；由于扭矩信息需要通过CAN总线进行传输，存在通信延迟，导致转速控制精度下降，造成车速波动，稳定性下降。
为了使得自动泊车能够顺畅，驾驶体验更好，本申请提供了一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，采用驱动系统本身对车辆转速进行控制，泊车控制无需经过VCU或第三方控制器进行交互，具备更好的安全性及稳定性，结合参考图1至图5，该方法可以包括以下步骤。
步骤1，驱动系统获取VCU提供的工况信息和自动泊车信息，工况信息包括路面工况和道路工况中的至少一种，自动泊车信息包括自动泊车功能使能标志和自动泊车转速中的至少一种。
示例性的，路面工况如坡道、平底等情况，道路工况如车辆附近障碍物的情况。
步骤2，驱动系统获取自身工况信息。
示例性的，自身工况信息如是否存在扭矩限制或故障发生，用来判断是否能够执行自动泊车功能。
步骤3，驱动系统根据步骤1和步骤2获取的信息，判断泊车功能工作于普通（nomal）模式还是需求（Exigency）模式。
可选的，步骤3包括以下情况：
步骤31，泊车使能标志位为0，驱动系统退出自动泊车功能；泊车使能标志位为1，驱动系统进入自动泊车功能。
步骤32，紧急工况标志位为0，驱动系统自动泊车功能进入普通模式；紧急工况标志位为1，驱动系统自动泊车功能进入需求模式。
其中，结合参考图3，驱动系统自动泊车功能进入普通模式（nomal），包括：
当指令转速大于当前转速时，驱动系统判定为加速工况，并对转速指令进行加速斜率处理；
当指令转速小于当前转速时，驱动系统判定为加速工况，并对转速指令进行减速斜率处理；
当指令转速等于当前转速时，驱动系统判定为匀速工况，并对转速指令进行加速斜率处理；
速度环调节参数根据具体的加减速及匀速工况以及当前转速值进行分段处理；
执行速度环调节。
结合参考图4，驱动系统自动泊车功能进入需求模式（Exigency），包括：
当紧急制动使能标志位为0时，驱动系统退出自动泊车功能紧急行驶模式；
当紧急制动使能标志位为1时，驱动系统进入自动泊车功能紧急行驶模式；
根据当前电机转速的方向确定制动扭矩的方向，当车辆前进时，输出当前转速下的最大负扭矩，当车辆后退时，输出当前转速下的最大正扭矩；
将当前转速降低至设定转速，对已加载扭矩进行卸载处理，卸载斜率现场标定确认；
已加载扭矩卸载完成后，驱动系统进行转速指令为0rpm的速度环进行调节，使得车辆车速迅速归零；
当紧急制动使能时，车辆为静止工况，直接进入转速指令为0rpm的速度环进行调节，使得车辆车速迅速归零，不会因外力导致移动。
步骤33，驱动系统检测自身工况信息，检测是否出现影响系统扭矩输出的故障存在。
步骤34，驱动系统故障，退出自动泊车功能；驱动系统无故障，返回步骤31。
步骤4，驱动系统利用速度环控制车速达到自动泊车功能所需的车速。
其中，结合参考图5，速度环采用增量式PI进行控制，包括：
以滤波后的转速指令与当前转速的差值作为转速PI调节输入；
通过扭矩限制对每一次调节出来的扭矩增量及最终输出扭矩进行限制，避免扭矩饱和。
综上所述，本申请提供的电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，在不增加硬件成本的基础上实现了电动汽车的自动泊车功能，通过电驱动系统转速来实现自动泊车所需的车辆加速、减速以及停车功能，具有响应快速平稳的特点，同时，通过电驱动系统自动保护使得汽车在紧急情况下能够快速的停止，具备更强的安全性能。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或者两个以上。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，其特征在于，包括：
步骤1，驱动系统获取VCU提供的工况信息和自动泊车信息，所述工况信息包括路面工况和道路工况中的至少一种，所述自动泊车信息包括自动泊车功能使能标志和自动泊车转速中的至少一种；
步骤2，驱动系统获取自身工况信息；
步骤3，驱动系统根据所述步骤1和所述步骤2获取的信息，判断泊车功能工作于普通模式还是需求模式；
步骤4，驱动系统利用速度环控制车速达到自动泊车功能所需的车速。
2.根据权利要求1所述的电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，其特征在于，所述步骤3包括：
步骤31，泊车使能标志位为0，驱动系统退出自动泊车功能；泊车使能标志位为1，驱动系统进入自动泊车功能；
步骤32，紧急工况标志位为0，驱动系统自动泊车功能进入普通模式；紧急工况标志位为1，驱动系统自动泊车功能进入需求模式；
步骤33，驱动系统检测自身工况信息，检测是否出现影响系统扭矩输出的故障存在；
步骤34，驱动系统故障，退出自动泊车功能；驱动系统无故障，返回步骤31。
3.根据权利要求2所述的电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，其特征在于，所述驱动系统自动泊车功能进入普通模式，包括：
当指令转速大于当前转速时，驱动系统判定为加速工况，并对转速指令进行加速斜率处理；
当指令转速小于当前转速时，驱动系统判定为加速工况，并对转速指令进行减速斜率处理；
当指令转速等于当前转速时，驱动系统判定为匀速工况，并对转速指令进行加速斜率处理；
速度环调节参数根据具体的加减速及匀速工况以及当前转速值进行分段处理；
执行速度环调节。
4.根据权利要求3所述的电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，其特征在于，所述驱动系统自动泊车功能进入需求模式，包括：
当紧急制动使能标志位为0时，驱动系统退出自动泊车功能紧急行驶模式；
当紧急制动使能标志位为1时，驱动系统进入自动泊车功能紧急行驶模式；
根据当前电机转速的方向确定制动扭矩的方向，当车辆前进时，输出当前转速下的最大负扭矩，当车辆后退时，输出当前转速下的最大正扭矩；
将当前转速降低至设定转速，对已加载扭矩进行卸载处理，卸载斜率现场标定确认；
已加载扭矩卸载完成后，驱动系统进行转速指令为0rpm的速度环进行调节，使得车辆车速迅速归零；
当紧急制动使能时，车辆为静止工况，直接进入转速指令为0rpm的速度环进行调节，使得车辆车速迅速归零。
5.根据权利要求1至4任一所述的电动汽车驱动系统速度环控制自动泊车方法，其特征在于，所述速度环采用增量式PI进行控制，包括：
以滤波后的转速指令与当前转速的差值作为转速PI调节输入；
通过扭矩限制对每一次调节出来的扭矩增量及最终输出扭矩进行限制，避免扭矩饱和。
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