CN112277947B - 一种转弯工况识别方法、控制系统及车辆 - Google Patents

一种转弯工况识别方法、控制系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明属于车辆系统技术领域，具体涉及一种转弯工况识别方法、控制系统及车辆。本发明中的转弯工况识别方法包括获取车辆的轮速组和基础参数，根据所述轮速组判断所述车辆是否处于转弯状态，根据所述车辆处于转弯状态，计算所述车辆的质心旋转角度，根据所述质心旋转角度，对所述车辆进行换挡修正处理。通过使用本技术方案中的转弯工况识别方法，通过获取轮速组值和车辆控制方法的比较，可以判断出车辆的转弯状态，同时再根据车辆基础参数可以推算出整车的质心旋转角度，进而对换挡策略做出对应的修正，本技术方案无需借助方向盘传感器等部件对车辆的转弯角度进行测量，缩减了整车成本。

Description

一种转弯工况识别方法、控制系统及车辆
技术领域
本发明属于车辆系统技术领域，具体涉及一种转弯工况识别方法、控制系统及车辆。
背景技术
当车辆配有自动变速箱系统时，自动变速箱系统需对转弯工况进行识别，并针对该工况进行换挡逻辑的特殊处理，以避免在车辆转弯时因阻力过大导致换挡失败的发生。重型商用车因整车结构特殊性，转弯阻力尤为明显，而匹配自动变速箱(如AMT系统)是未来主流的发展趋势，因此转弯工况识别需重点关注和解决。
现有技术中，通过方向盘转角传感器获得方向盘的转角情况，或利用加速度传感器信号计算获得。若整车未加装相关传感器，则无法获取到车辆转弯信息及车辆转角情况，进而无法针对工况进行换挡逻辑细化处理，以规避整车转弯时因换挡失败而导致的问题。
发明内容
本发明的目的是至少解决车辆无转角相关传感器无法获得转弯工况转角情况的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提出了一种转弯工况识别方法，包括：
获取车辆的轮速组和基础参数；
根据所述轮速组判断所述车辆是否处于转弯状态；
根据所述车辆处于转弯状态，计算所述车辆的质心旋转角度；
根据所述质心旋转角度，对所述车辆进行换挡修正处理。
通过使用本技术方案中的转弯工况识别方法，通过获取轮速组值和车辆控制方法的比较，可以判断出车辆的转弯状态，同时再根据车辆基础参数可以推算出整车的质心旋转角度，进而对换挡策略做出对应的修正，本技术方案无需借助方向盘传感器等部件对车辆的转弯角度进行测量，缩减了整车成本，通过整车的控制方法即可完成对质心旋转角度的获取，提升了智能化。
另外，根据本发明的转弯工况识别方法，还可具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施方式中，所述获取所述轮速组包括获取左前轮速度、左后轮速度、右前轮速度和右后轮速度。
在本发明的一些实施方式中，所述根据所述轮速组获取所述车辆是否处于转弯状态包括：
获取车速预设值；
根据所述左前轮速度、所述左后轮速度、所述右前轮速度和所述右后轮速度均大于所述车速预设值，确定所述轮速组的速度合理有效；
获取速差预设值；
获取所述左前轮速度和所述右前轮速度的第一差值，获取所述右前轮速度和所述右后轮速度的第二差值；
根据所述第一差值的绝对值和/或所述第二差值的绝对值大于所述速差预设值，确定所述轮速组的速差合理有效；
获取时间预设值；
根据所述第一差值所运行的时间T1大于所述时间预设值和/或所述第二差值所运行的时间T2大于所述时间预设值，确定所述车辆为转弯状态。
在本发明的一些实施方式中，所述获取所述轮速组之后还包括对所述轮速组进行滤波处理。
在本发明的一些实施方式中，所述基础参数包括车辆质心距后轴的垂直长度和两后轮间的长度。
在本发明的一些实施方式中，所述根据所述车辆处于转弯状态，计算所述车辆的质心旋转角度包括：
根据所述左后轮速度、所述右后轮速度和所述两后轮间的长度计算车辆旋转角速度；
根据所述左后轮速度和所述右后轮速度计算质心速度；
根据所述车辆旋转角速度和所述质心速度计算质心旋转半径；
根据所述质心旋转半径和所述车辆质心距后轴的垂直长度计算所述质心旋转角度。
在本发明的一些实施方式中，在计算所述车辆旋转角速度和所述质心速度之前还包括：对所述左后轮速度和所述右后轮速度进行滤波处理。
在本发明的一些实施方式中，根据下述公式计算所述质心速度：
Vm＝(Vlr+Vrr)/2，其中，Vm为质心速度，Vlr为左后轮速度，Vrr为右后轮速度。
在本发明还提出了一种车辆转弯的控制系统，该控制系统包括：
上获取模块，用于获取车辆的轮速组和基础参数；
判断模块，用于根据所述轮速组判断车辆是否处于转弯状态；
转弯角度计算模块，用于所述车辆处于转弯状态时，根据所述轮速组和所述基础参数计算车辆的质心旋转角度；
修正模块，用于根据所述质心旋转角度对车辆挡位进行修正。
在本发明还提出了一种车辆，该车辆包括上述实施方式中的车辆转弯的控制系统。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的转弯工况识别方法的整体流程示意图；
图2示意性地示出了根据本发明实施方式的转弯工况识别方法的判断转弯状态的流程示意图；
图3示意性地示出了根据本发明实施方式的转弯工况识别方法的计算质心旋转角度的流程示意图；
图4示意性地示出了根据本发明实施方式的车辆转弯控制系统的模块控制图；
图5示意性地示出了根据本发明实施方式的转弯工况识别方法的车辆基础参数的位置示意图；
图6示意性地示出了根据本发明实施方式的转弯工况识别方法的判断转弯状态的控制逻辑示意图；
图7示意性地示出了根据本发明实施方式的转弯工况识别方法的计算质心旋转角度的控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
图1示意性地示出了根据本发明实施方式的转弯工况识别方法的整体流程示意图。如图1所示，本发明提出了一种转弯工况识别方法、控制系统及车辆。本发明中的转弯工况识别方法包括获取车辆的轮速组和基础参数，根据轮速组判断车辆是否处于转弯状态，根据车辆处于转弯状态，计算车辆的质心旋转角度，根据质心旋转角度，对车辆进行换挡修正处理。
通过使用本技术方案中的转弯工况识别方法，通过获取轮速组值和车辆控制方法的比较，可以判断出车辆的转弯状态，同时再根据车辆基础参数可以推算出整车的质心旋转角度，进而对换挡策略做出对应的修正，本技术方案无需借助方向盘传感器等部件对车辆的转弯角度进行测量，缩减了整车成本，通过整车的控制方法即可完成对质心旋转角度的获取，提升了智能化。
进一步地，在本实施方式中，获取轮速组包括获取左前轮速度、左后轮速度、右前轮速度和右后轮速度。如图5所示，A点代表左前轮，B点代表右前轮，C点代表左后轮，D点代表右后轮，A,B,C和D分别对应速度Vlf、Vrf、Vlr、Vrr，转弯半径分别为OA、OB、OC、OD。由图5可知，A、B、C、D四点同绕O点进行旋转，即这4点具有相同的角速度ω。其中，A、B、C、D、M各点的速度均垂直于各自的半径，朝向车辆行驶的方向。其中，α为右前轮速度的方向角度。
进一步地，在本实施方式中，如图2和6所示，根据轮速组获取车辆是否处于转弯状态包括：
获取车速预设值；
根据左前轮速度、左后轮速度、右前轮速度和右后轮速度均大于车速预设值，确定轮速组的速度合理有效，其中，车速预设值可以为0，当车轮组速度均大于0时，即可判断车辆为非静止状态，为行驶状态；
获取速差预设值；
获取左前轮速度和右前轮速度的第一差值，获取右前轮速度和右后轮速度的第二差值，由于车辆转弯过程中差速器的作用，相对应的车轮存在相对轮速差，所以计算差值的作用为判断车辆是否为转弯状态或者直行状态；
根据第一差值的绝对值和/或第二差值的绝对值大于速差预设值，确定轮速组的速差合理有效。在本实施方式中，分别计算两前轮和两后轮的差值并分别与速差预设值相比较，其中，两个差值均大于速差预设值判定符合速差条件，只有一个差值大于速差预设值同样判定符合速差条件，即存在一个轮速差符合条件，则控制逻辑输出为1，确定轮速组的速差合理有效，进入下一步判定；
获取时间预设值；
根据第一差值所运行的时间T1大于时间预设值和/或第二差值所运行的时间T2大于时间预设值，确定车辆为转弯状态，其中，本步骤的第一差值和/或第二差值分别对应上步判定操作中的符合速差条件的数值。在本实施方式中，如果存在一定的轮速差，要通过一定时间的计算，再对其进行处理，防止因车辆工况突变引起的轮速差导致判断错误的情况。其中，分别计算两前轮和两后轮的运行时间并分别与时间预设值相比较，如果存在一个运行时间符合条件，则控制逻辑输出为1，即判定为转弯状态；
转弯判断模块的主要作用为对转弯工况进行粗识别，在确认整车确实处于转弯工况且各信号均在合理范围内时，才会触发转弯角度计算模块的工作。这样可以大大降低控制器计算负荷，提高系统处理速度，避免一些无效的计算处理。
具体地，在本实施方式中，在获取轮速组之后还包括对轮速组进行滤波处理，用于滤除杂波，提升识别方法的准确性和精确度。
进一步地，基础参数包括车辆质心距后轴的垂直长度和两后轮间的长度。如图5所示，M为车辆质心，M点距后轴长度为l，对应的转弯半径为R，对应车速为Vm。两个前轮或后轮之间的距离为d。
当转弯识别判断模块值为1，即当前车辆处于转弯过程中，需要对转弯角度进行计算获取，转弯角度计算模块将被触发输出计算。
进一步地，如图3和7所示，根据车辆处于转弯状态，计算车辆的质心旋转角度包括：
根据左后轮速度、右后轮速度和两后轮间的长度计算车辆旋转角速度，采用的计算公式为：
ω＝(Vlr+Vrr)/d；
根据左后轮速度和右后轮速度计算质心速度，采用的计算公式为：
Vm＝(Vlr+Vrr)/2，
另外，在其他的实施方式中，计算质心速度的方法还可通过ABS系统中的车速信号或由输出轴转速传感器计算所得到的车速信号代替；
根据车辆旋转角速度和质心速度计算质心旋转半径，采用的公式为：
R＝Vm/ω；
根据质心旋转半径和车辆质心距后轴的垂直长度计算质心旋转角度，采用的公式为：
θ＝sin-1(l/R)，其中，θ为质心旋转角度，L为前后轴间的距离，l＝L/2，质心到后轴的距离可先用轴距的一半，即L/2代替进行初步计算，一般地，AMT系统中一般都会有车重计算模块，随着车重估算值的获得，可对质心到后轴的距离l通过一个Curve进行修正。
具体地，在本实施方式中，在计算车辆旋转角速度和质心速度之前还包括对左后轮速度和右后轮速度进行滤波处理。用于滤除杂波，提升识别方法的准确性和精确度。
本发明还提出了一种车辆转弯的控制系统，如图4所示，包括：
获取模块，用于获取车辆的轮速组和基础参数；
判断模块，用于根据所述轮速组判断车辆是否处于转弯状态；
转弯角度计算模块，用于所述车辆处于转弯状态时，根据所述轮速组和所述基础参数计算车辆的质心旋转角度；
修正模块，用于根据所述质心旋转角度对车辆挡位进行修正。
通过使用本技术方案中的车辆转弯的控制系统，通过获取模块、判断模块、转弯角度计算模块和修正模块对车辆挡位进行修正，本技术方案无需借助方向盘传感器等部件对车辆的转弯角度进行测量，缩减了整车成本，通过整车的控制方法即可完成对质心旋转角度的获取，提升了智能化。
本发明还提出了一种车辆，包括以上的车辆转弯的控制系统。
通过使用本技术方案中的车辆，通过获取模块、判断模块、转弯角度计算模块和修正模块对车辆挡位进行修正，本技术方案无需借助方向盘传感器等部件对车辆的转弯角度进行测量，缩减了整车成本，通过整车的控制方法即可完成对质心旋转角度的获取，提升了智能化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种转弯工况识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取车辆的轮速组和基础参数；
根据所述轮速组判断所述车辆是否处于转弯状态；
根据所述车辆处于转弯状态，计算所述车辆的质心旋转角度；
根据所述质心旋转角度，对所述车辆进行换挡修正处理；
所述获取所述轮速组包括获取左前轮速度、左后轮速度、右前轮速度和右后轮速度；
所述根据所述轮速组判断所述车辆是否处于转弯状态包括：
获取车速预设值；
根据所述左前轮速度、所述左后轮速度、所述右前轮速度和所述右后轮速度均大于所述车速预设值，确定所述轮速组的速度合理有效；
获取速差预设值；
获取所述左前轮速度和所述右前轮速度的第一差值，获取所述右前轮速度和所述右后轮速度的第二差值；
根据所述第一差值的绝对值和/或所述第二差值的绝对值大于所述速差预设值，确定所述轮速组的速差合理有效；
获取时间预设值；
根据所述第一差值所运行的时间T1大于所述时间预设值和/或所述第二差值所运行的时间T2大于所述时间预设值，确定所述车辆为转弯状态。
2.根据权利要求1所述的转弯工况识别方法，其特征在于，所述获取所述轮速组之后还包括对所述轮速组进行滤波处理。
3.根据权利要求1所述的转弯工况识别方法，其特征在于，所述基础参数包括车辆质心距后轴的垂直长度和两后轮间的长度。
4.根据权利要求3所述的转弯工况识别方法，其特征在于，所述根据所述车辆处于转弯状态，计算所述车辆的质心旋转角度包括：
根据所述左后轮速度、所述右后轮速度和所述两后轮间的长度计算车辆旋转角速度；
根据所述左后轮速度和所述右后轮速度计算质心速度；
根据所述车辆旋转角速度和所述质心速度计算质心旋转半径；
根据所述质心旋转半径和所述车辆质心距后轴的垂直长度计算所述质心旋转角度。
5.根据权利要求4所述的转弯工况识别方法，其特征在于，所述计算所述车辆旋转角速度和所述质心速度之前还包括对所述左后轮速度和所述右后轮速度进行滤波处理。
6.根据权利要求4所述的转弯工况识别方法，其特征在于，根据下述公式计算所述质心速度：
Vm＝(Vlr+Vrr)/2，其中，Vm为质心速度，Vlr为左后轮速度，Vrr为右后轮速度。
7.一种车辆转弯的控制系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取车辆的轮速组和基础参数；
判断模块，用于根据所述轮速组判断车辆是否处于转弯状态；
转弯角度计算模块，用于所述车辆处于转弯状态时，根据所述轮速组和所述基础参数计算车辆的质心旋转角度；
修正模块，用于根据所述质心旋转角度对车辆挡位进行修正；
所述获取所述轮速组包括获取左前轮速度、左后轮速度、右前轮速度和右后轮速度；
所述根据所述轮速组判断所述车辆是否处于转弯状态包括：
获取车速预设值；
根据所述左前轮速度、所述左后轮速度、所述右前轮速度和所述右后轮速度均大于所述车速预设值，确定所述轮速组的速度合理有效；
获取速差预设值；
获取所述左前轮速度和所述右前轮速度的第一差值，获取所述右前轮速度和所述右后轮速度的第二差值；
根据所述第一差值的绝对值和/或所述第二差值的绝对值大于所述速差预设值，确定所述轮速组的速差合理有效；
获取时间预设值；
根据所述第一差值所运行的时间T1大于所述时间预设值和/或所述第二差值所运行的时间T2大于所述时间预设值，确定所述车辆为转弯状态。
8.一种车辆，其特征在于，具有根据权利要求7所述的车辆转弯的控制系统。
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