CN112927580A - 电动教练车模拟燃油车控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：包括模拟控制模块，所述模拟控制模块分别通讯连接有模式选择模块和信号采集模块，所述模拟控制模块具有正常驾驶控制模式和驾考控制模式；在驾考控制模式中，电机模拟转速不低于怠速，当挡位为N挡或P挡时，当前电机模拟转速由油门踏板开度和上一控制周期的电机模拟转速确定，并限制电机模拟转速变化率和最大车速。本发明的控制系统提供正常驾驶控制模式和驾考控制模式，且在驾考控制模式中可以模拟燃油车的工作特性，设置怠速工况，在N挡和P挡时电机模拟转速跟随油门踏板开度而变化，使其满足驾考的评判标准。

Description

电动教练车模拟燃油车控制系统
技术领域
本发明涉及教练车控制技术领域，具体地指一种电动教练车模拟燃油车控制系统。
背景技术
电动汽车越来越多的用于驾考教练车中，但当前的驾考评分标准仍然是以燃油车的工作特性制定的。而电动汽车与燃油车在工作特性存在着诸多区别，这样便导致了电动教练车无法符合驾考评分标准。
一方面，传统自动挡燃油车的发动机有转速死区，需要保持在不低于怠速运转状态下，才能保持不熄火。而电动自动档汽车由于驱动装置为电机，因此不存在转速死区，且为了提高传动效率，一般选择通过减速器将电机扭矩输出给车轮，所以在传动链上也不需要离合。因此电动汽车在D挡或R挡时，不需要电机保持不低于怠速的转速进行工作。在P档或者N档时，如果驾驶员踩踏板，电动汽车可不响应加速踏板请求扭矩，电机模拟转速也无须提升。
另一方面，当传统燃油自动档汽车处于P挡或者N挡时，如果此时驾驶员踩油门，虽然不会驱动车辆，但会引起发动机转速过高，从而导致扣分。而电动自动挡汽车没有离合，在P或N挡下，驾驶员踩油门时，电机不响应加速请求，所以电机模拟转速不会提升，从而空挡踩油门的不良操作不能被考评系统采集和评判。
此外，教练车有其特殊性，其驾乘人员大多情况下为操作技能不够熟练的学员，其有较高概率发生误操作，经常会危及人车安全。比如科目二考试训练项目中，依据考试操作规则，全程车速无须超过15Km/h，但有学员误将油门作为刹车踩时有发生，从而发生事故，在部分考场及驾校中，可以看到有油门垫块，以防学员误踩油门。在科目三的训练中，学员可能不系安全带，不关车门，就可能加速起步，也可能手刹未松开即加速起步，伤害驻车系统；同时科目三的路考中还可能过度加速。车辆在生产下线、维修时，也有一些特殊使用需求。
为了使电动教练车操作更加符合燃油教练车的工作特性，需要改进电动教练车的控制逻辑，既能使其符合驾考系统评分规则，又满足非驾考状态下的正常驾驶需求。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种电动教练车模拟燃油车控制系统，该控制系统可以提供多种驾驶模式，且在驾考控制模式中可以模拟燃油车的工作特性，使其满足驾考的评判标准。
为实现上述目的，本发明提供一种电动教练车模拟燃油车控制系统，包括模拟控制模块，所述模拟控制模块分别通讯连接有模式选择模块和信号采集模块，所述模拟控制模块具有正常驾驶控制模式和驾考控制模式；
在驾考控制模式中，模拟控制模块用于输出电机模拟转速至驾考评判系统，并限制电机模拟转速不低于怠速，当挡位为N挡或P挡时，当前电机模拟转速由油门踏板开度和上一控制周期的电机模拟转速确定，并限制电机模拟转速变化率和最大车速。
进一步地，在驾考控制模式中，当挡位为N挡或P挡时，电机模拟转速为电机目标模拟转速与电机限制模拟转速的最小值。
进一步地，所述电机目标模拟转速根据油门踏板开度标定得到。
进一步地，所述电机限制模拟转速Nll由如下公式得到
Nll＝Nt+ts·rll
其中，Nt为上一控制周期的电机模拟转速，rll为电机模拟转速变化率，ts为控制周期。
进一步地，所述电机模拟转速变化率根据油门踏板开度和上一控制周期的电机模拟转速标定得到。
进一步地，当电机模拟转速增大时，电机模拟转速变化率与电机模拟转速呈负相关性；当电机模拟转速减小时，电机模拟转速变化率与电机模拟转速呈负相关性
进一步地，所述模式选择模块包括正常驾驶控制模式开关、科目二模式开关和科目三模式开关。
进一步地，所述信号采集模块采集的信号包括当前电机模拟转速、油门踏板开度、挡位和车速。
进一步地，还包括声音模拟模块和显示模块，所述声音模拟模块输出的分贝值与电机模拟转速正相关，所述显示模块的显示参数包括电机模拟转速和车速。
进一步地，在驾考控制模式中，当档位为D挡或R挡时，在油门踏板开度小于或等于怠速油门临界开度时，电机模拟转速为怠速，在油门踏板开度大于怠速油门临界开度时，电机模拟转速为电机实际转速。
本发明的有益效果：本发明的控制系统提供正常驾驶控制模式和驾考控制模式，且在驾考控制模式中可以模拟燃油车的工作特性，设置怠速工况，在N挡和P挡时电机模拟转速跟随油门踏板开度而变化，使其满足驾考的评判标准；限制电机模拟转速变化率和最大车速可以提高学员驾驶的安全性。
附图说明
图1为本发明的模拟燃油车控制系统结构示意图。
具体实施方式
下面具体实施方式用于对本发明的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
如图1所示，一种电动教练车模拟燃油车控制系统，包括模拟控制模块，模拟控制模块分别通讯连接有模式选择模块和信号采集模块，模拟控制模块具有正常驾驶控制模式和驾考控制模式；模式选择模块包括正常驾驶控制模式开关、科目二模式开关和科目三模式开关，正常驾驶控制模式开关开启时，进入正常驾驶控制模式，科目二模式开关和科目三模式开关开启时均进入驾考控制模式；信号采集模块采集的信号包括当前电机模拟转速、油门踏板开度、挡位和车速。
本实施例中，还包括与模拟控制模块通讯连接的声音模拟模块和驱动电机，声音模拟模块的声音分贝值与电机模拟转速正相关。这样是为了让学员可以直观地感知到电机模拟转速的高低和变化趋势，与燃油车的发动机工作特性保持一致，提高学员的驾驶操控性。驱动电机接收模拟控制模块的控制指令，从而控制电机的转速以及电机模拟转速变化率。
在正常驾驶控制模式中，不设置怠速工况，即在D挡或R挡时，当油门踏板开度不超过怠速油门临界开度时，电机模拟转速低于怠速或者为0，本实施例中怠速油门临界开度为5％，怠速为800rpm；在N挡或P挡时，当油门踏板开度大于0时，电机模拟转速仍为0；且在此模式下不对最大车速进行限制。因为电动教练车虽然用于驾考学员练习，但是在非学习时段需要驾考教练驾驶，因此无需对电动教练车进行转速和最大车速的限制，需要保持正常驾驶模式。
在驾考控制模式中，电机模拟转速不低于怠速，当挡位为N挡或P挡时，当前电机模拟转速由油门踏板开度和上一控制周期的电机模拟转速确定，并限制电机模拟转速变化率和最大车速。
在驾考控制模式中，怠速控制方法为，当挡位为D挡或R挡时，若油门踏板开度不超过怠速油门临界开度5％时，电机模拟转速为怠速800rpm，若油门踏板开度大于怠速油门临界开度5％时，电机模拟转速大于怠速800rpm；当挡位为N挡或P挡时，若油门踏板开度为0时，电机模拟转速为怠速800rpm，若油门踏板开度大于0，电机模拟转速大于怠速800rpm。
本实施例中，在驾考控制模式中，当挡位为N挡或P挡时，电机模拟转速的确定方法如下：
首先根据油门踏板开度标定得到电机目标模拟转速，详见表1。
表1电机目标模拟转速标定表
Figure BDA0002942072510000051
然后根据如下公式计算得到电机限制模拟转速Nll
Nll＝Nt+ts·rll
其中，Nt为上一控制周期的电机模拟转速，rll为电机模拟转速变化率，ts为控制周期。
上式中，电机模拟转速变化率根据油门踏板开度和上一控制周期的电机模拟转速标定得到，电机模拟转速变化率包括电机模拟转速增大变化率和电机模拟转速减小变化率，电机模拟转速增大变化率见表2，电机模拟转速减小变化率见表3。
表2电机模拟转速增大变化率标定表
Figure BDA0002942072510000052
Figure BDA0002942072510000061
表3电机模拟转速减小变化率标定表
Figure BDA0002942072510000062
本实施例中，由表2可知，当电机模拟转速增大时，电机模拟转速越大，电机模拟转速增大变化率越小，这样有利于在加速过程中快速的提高电机模拟转速，满足动力性要求；由表3可知，当电机模拟转速减小时，电机模拟转速越小，电机模拟转速减小变化率的绝对值越小，这样在油门开度为0的减速过程中，有利于电机模拟转速快速回落到低转速范围。
最终，当电机模拟转速增大时，当前电机模拟转速为电机目标模拟转速与电机限制模拟转速的最小值；当电机模拟转速减小时，当前电机模拟转速为电机目标模拟转速与电机限制模拟转速的最大值。这样是为了避免学员操作不当时导致电机模拟转速波动过大，保证了驾驶安全性。
在驾考控制模式中，限制最大车速的方法为，当开启科目二模式开关时，模拟控制模块控制最大车速为科目二最大限值车速，取15km/h；当开启科目三模式开关时，模拟控制模块控制最大车速为科目三最大限值车速，取65km/h，当车辆不满足安全启动条件时，例如安全带未系、车门未关闭或手刹未松开时，车速不超过最大安全车速，取25km/h，最大安全车速大于此时的驾考不合格临界车速，取5km/h。这样，一方面可以避免学员操作不当导致的车速过高，提高驾驶安全性，另一方面又不影响驾考评分系统的评分。

Claims (10)

1.一种电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：包括模拟控制模块，所述模拟控制模块分别通讯连接有模式选择模块和信号采集模块，所述模拟控制模块具有正常驾驶控制模式和驾考控制模式；
在驾考控制模式中，模拟控制模块用于输出电机模拟转速至驾考评判系统，并限制电机模拟转速不低于怠速，当挡位为N挡或P挡时，当前电机模拟转速由油门踏板开度和上一控制周期的电机模拟转速确定，并限制电机模拟转速变化率和最大车速。
2.根据权利要求1所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：在驾考控制模式中，当挡位为N挡或P挡时，电机模拟转速为电机目标模拟转速与电机限制模拟转速的最小值。
3.根据权利要求2所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：所述电机目标模拟转速根据油门踏板开度标定得到。
4.根据权利要求2所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：所述电机限制模拟转速Nll由如下公式得到
Nll＝Nt+ts·rll
其中，Nt为上一控制周期的电机模拟转速，rll为电机模拟转速变化率，ts为控制周期。
5.根据权利要求1或4所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：所述电机模拟转速变化率根据油门踏板开度和上一控制周期的电机模拟转速标定得到。
6.根据权利要求5所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：当电机模拟转速增大时，电机模拟转速变化率与电机模拟转速呈负相关性；当电机模拟转速减小时，电机模拟转速变化率与电机模拟转速呈负相关性。
7.根据权利要求1所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：所述模式选择模块包括正常驾驶控制模式开关、科目二模式开关和科目三模式开关。
8.根据权利要求1所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：所述信号采集模块采集的信号包括当前电机模拟转速、油门踏板开度、挡位和车速。
9.根据权利要求1所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：还包括声音模拟模块和显示模块，所述声音模拟模块输出的分贝值与电机模拟转速正相关，所述显示模块的显示参数包括电机模拟转速和车速。
10.根据权利要求1所述的电动教练车模拟燃油车控制系统，其特征在于：在驾考控制模式中，当档位为D挡或R挡时，在油门踏板开度小于或等于怠速油门临界开度时，电机模拟转速为怠速，在油门踏板开度大于怠速油门临界开度时，电机模拟转速为电机实际转速。
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