一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法技术

本发明专利技术具体涉及一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法，包括如下步骤：步骤1‑采用ACC目标加速度控制算法，根据前车距离、相对速度、目标车速、当前车速、跟车距离计算目标整车加速度；步骤2‑采用的ACC目标加速度控制算法在跟车状态下或前方出现车辆目标时，采用ACC自适应巡航制算法；步骤3‑采用驱动力控制算法为根据目标加速度值求得的电机输出扭矩；步骤4‑计算的整车驱动力Ft；步骤5‑根据测得的加速度进行区间划分，当加速度大于设定值时采用制动力制动，当加速度小于设定值时采用电机负扭矩制动；同时开启能量回收，保证最大限度的利用的整车能量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法
本专利技术属于巡航系统
，具体涉及一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法。
技术介绍
伴随着整车智能化的不断发展，越来越多的驾驶辅助功能被应用于实车，对于降低驾驶疲劳，提高行驶安全有着极大帮助。作为快速发展的纯电动车辆，开发驾驶辅助功能不但能够提高整车智能化水平，而且通过优化整车能量管理，包括驱动和能量回收，实现更低的系统能耗。当前自适应巡航系统大多采用雷达测距方案，其系统成本高昂，对于控制系统的市场化应用有着很大的阻碍。另一方面，伴随着图像处理技术的不断成熟，基于摄像头的视觉传感器已能够正确感知周围物体的位置及相对运动，采用视觉传感器替代雷达测距成为一种低成本的测距方案。根据上述问题，急需找到一种结构简单，低成本的纯电动车自适应巡航控制系统方案及控制方法，在实现整车巡航控制的基础上，降低系统成本，提高产品的竞争力。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供了一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法。本专利技术的技术方案是：一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法，自适应巡航控制方法基于纯电动汽车的自适应巡航系统，其中，自适应巡航系统包括视觉传感器、ACC(AdaptiveCruiseControl，自适应巡航控制)控制面板、整车控制器、驱动电机、制动执行机构，整车控制器分别与视觉传感器、ACC控制面板、驱动电机和制动执行机构通过导线连接，驱动电机和制动执行机构分别与外部的行驶系统通过齿轮啮合连接；视觉传感器为含有图像识别及图像处理的功能部件，视觉传感器通过摄像头采集周围环境信息，通过图像识别算法将前方车辆的距离、相对速度通过外部的CAN网络发送给整车控制器；ACC控制面板为驾驶员的指令输入界面，驾驶员通过ACC控制面板能够实现选择ACC的开启与关闭、ACC目标车速设定和ACC跟车距离级别设定的功能；驱动电机为整车的驱动单元，驱动电机按照整车控制器的指令进行电机扭矩输出，从而驱动车辆行驶；制动执行机构包括制动压力控制器和执行器，制动压力控制器通过响应整车控制器的制动压力请求，控制制动执行机构建立制动压力，从而实现在无驾驶员干预下的整车制动。自适应巡航控制方法基于自适应巡航系统，包括以下步骤：步骤1采用ACC目标加速度控制算法，根据前车距离、相对速度、目标车速、当前车速、跟车距离计算目标整车加速度，在无前车时采用CC定速巡航模式，其计算公式(1)如下：ax，CC＝kv(vset-vx)......(1)式中符号含义：ax，CC：为计算的CC定速巡航模式下的整车目标加速度；kv：控制器速度增益系数；vset：为设定的目标车速；vx：当前整车车速；步骤2采用的ACC目标加速度控制算法在跟车状态下或前方出现车辆目标时，采用ACC自适应巡航制算法，其计算公式(2)如下：ax，ACC＝kACC(kdx*(dx-dxdesired)+kdv*dv)......(2)式中符号含义：ax，ACC：为计算的整车ACC自适应巡航模式下的目标加速度；kdx：为位置控制的增益系数；kdv：为速度控制的增益系数；dx：为相对前车距离；dxdesired：为设定的跟车距离，即前车车速减去当前车速；dv：前车相对车速差；kACC：ACC控制的整体增益系数；步骤3采用驱动力控制算法为根据目标加速度值求得的电机输出扭矩，根据整车动力学公式计算平路状态下，满足整车加速度要求的整车驱动力，其计算公式(3)如下：Ft＝Ff+Fw+ax*δm......(3)式中符号含义：ax：整车纵向加速度；δ：整车的旋转质量换算系数；m：整车质量；Ft：整车驱动力；Ff：滚动阻力；Fw：空气阻力；步骤4计算的整车驱动力Ft与电机输出扭矩、变速器档位的传动比状态有关，其计算公式(4)如下：式中符号含义：Ttq：电机输出扭矩；ig：当前变速器档位的传动比；i0：主减速比；ηt：传动系传动效率；r：轮胎滚动半径；由此，根据目标加速度进行电机扭矩请求，其中电机扭矩请求在电机最高扭矩峰值和电机扭矩变化斜率的限制下进行输出；步骤5根据测得的加速度进行区间划分，当加速度大于设定值时采用制动力制动，当加速度小于设定值时采用电机负扭矩制动；同时开启能量回收，保证最大限度的利用的整车能量。本专利技术所述巡航系统及控制方法的有益效果是：(1)本专利技术提供的ACC自适应巡航控制算法能够适用于各类车型，通过标定ACC控制算法中的增益系数，快速完成对不同车型的应用。(2)本专利技术的控制方法充分利用电机的驱动和制动能力，以最大效率的提升整车续航里程。附图说明图1是本专利技术所述巡航系统的连接关系示意图。图2是本专利技术所述巡航系统的ACC控制系统算法流程图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术所述巡航系统及控制方法的具体实施方式做进一步详细说明。如图1所示，一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法，自适应巡航控制方法基于纯电动汽车的自适应巡航系统，其中，自适应巡航系统包括视觉传感器、ACC控制面板、整车控制器、驱动电机、制动执行机构，整车控制器分别与视觉传感器、ACC控制面板、驱动电机和制动执行机构通过导线连接，驱动电机和制动执行机构分别与外部的行驶系统通过齿轮啮合连接；视觉传感器为含有图像识别及图像处理的功能部件，视觉传感器通过摄像头采集周围环境信息，通过图像识别算法将前方车辆的距离、相对速度通过外部的CAN网络发送给整车控制器；ACC控制面板为驾驶员的指令输入界面，驾驶员通过ACC控制面板能够实现选择ACC的开启与关闭、ACC目标车速设定和ACC跟车距离级别设定的功能；驱动电机为整车的驱动单元，驱动电机按照整车控制器的指令进行电机扭矩输出，从而驱动车辆行驶；制动执行机构包括制动压力控制器和执行器，制动压力控制器通过响应整车控制器的制动压力请求，控制制动执行机构建立制动压力，从而实现在无驾驶员干预下的整车制动。如图2所示，自适应巡航控制方法基于自适应巡航系统，具体包括以下步骤：步骤1采用ACC目标加速度控制算法，根据前车距离、相对速度、目标车速、当前车速、跟车距离计算目标整车加速度，在无前车时采用CC定速巡航模式，其计算公式(1)如下：ax，CC＝kv(vset-vx)......(1)式中符号含义：ax，CC：为计算的CC定速巡航模式下的整车目标加速度；kv：控制器速度增益系数；vset：为设定的目标车速；vx：当前整车车速；步骤2采用的ACC目标加速度控制算法在跟车状态下或前方出现车辆目标时，采用ACC自适应巡航制算法，其计算公式(2)如下：ax，ACC＝kACC(kdx*(dx-dxdesired)+kdv*dv)......(2)式中符号含义：ax，ACC：为计算的整车ACC自适应巡航模式下的目标加速度；kdx：为位置控制的增益系数；kdv：为速度控制的增益系数；dx：为相对前车距离；dxdesired：为设定的跟车距离，即前车车速减去当前车速；dv：前车相对车速差；kACC：ACC控制的整体增益系数；步骤3采用驱动力控制算法为根据目标加速度值求得的电机输出扭矩，根据整车动力学公式计算平路状态下，满足整车加速度要求的驱动力，其计算公式(3)如下：Ft＝Ff+Fw+ax*δm......(3)式中符号含义：ax：整车纵向加速度；δ：整车的旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法，包括基于纯电动汽车的自适应巡航系统，所述自适应巡航系统包括视觉传感器、ACC控制面板、整车控制器、驱动电机、制动执行机构；整车控制器分别与视觉传感器、ACC控制面板、驱动电机和制动执行机构通过导线连接，驱动电机和制动执行机构分别与外部的行驶系统通过齿轮啮合连接；视觉传感器通过摄像头采集周围环境信息，通过图像识别算法将前方车辆的距离、相对速度通过外部的CAN网络发送给整车控制器；ACC控制面板用于选择ACC的开启与关闭、ACC目标车速设定与ACC跟车距离级别设定；驱动电机按照整车控制器的指令进行电机扭矩输出；制动执行机构包括制动压力控制器和执行器，制动压力控制器通过响应整车控制器的制动压力请求，控制制动执行机构的制动压力；所述方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1 采用ACC目标加速度控制算法，根据前车距离、相对速度、目标车速、当前车速、跟车距离计算目标整车加速度，在无前车时采用CC定速巡航模式，其计算公式如下：ax，CC＝kv(vset‑vx)步骤2 采用的ACC目标加速度控制算法在跟车状态下或前方出现车辆目标时，采用ACC自适应巡航制算法，其计算方法如下：ax，ACC＝kACC(kdx*(dx‑dxdesired)+kdv*dv)步骤3 采用驱动力控制算法为根据目标加速度值求得的电机输出扭矩，根据整车动力学公式计算平路状态下，满足整车加速度要求的驱动力，其计算公式如下：Ft＝Ff+Fw+ax*δm步骤4 计算的整车驱动力Ft与电机扭矩、变速器档位状态有关，其计算公式如下：...

【技术特征摘要】
1.一种基于纯电动汽车的自适应巡航控制方法，包括基于纯电动汽车的自适应巡航系统，所述自适应巡航系统包括视觉传感器、ACC控制面板、整车控制器、驱动电机、制动执行机构；整车控制器分别与视觉传感器、ACC控制面板、驱动电机和制动执行机构通过导线连接，驱动电机和制动执行机构分别与外部的行驶系统通过齿轮啮合连接；视觉传感器通过摄像头采集周围环境信息，通过图像识别算法将前方车辆的距离、相对速度通过外部的CAN网络发送给整车控制器；ACC控制面板用于选择ACC的开启与关闭、ACC目标车速设定与ACC跟车距离级别设定；驱动电机按照整车控制器的指令进行电机扭矩输出；制动执行机构包括制动压力控制器和执行器，制动压力控制器通过响应整车控制器的制动压力请求，控制制动执行机构的制动压力；所述方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1采用ACC目标加速度控制算法，根据前车距离、相对速度、目标车速、当前车速、跟车...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占江，高超，蒋元广，李麟，郝晓阳，
申请(专利权)人：南京越博动力系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32