CN106335363B

CN106335363B - 汽车重量自适应油门系统的控制方法

Info

Publication number: CN106335363B
Application number: CN201610761939.9A
Authority: CN
Inventors: 于宙; 王祖光; 陈雷
Original assignee: Hangzhou Hengyuan Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Hengyuan Automobile Technology Co Ltd
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2036-08-30
Also published as: CN106335363A

Abstract

本发明涉及一种汽车重量自适应油门系统的控制方法，解决了现有技术的不足，技术方案为：适用于电动汽车或混动汽车，其特征在于：针对汽车总重量建立油门开度对照表和/或油门开度对照公式，获得当前汽车总重量，根据当前汽车总重量查询油门开度对照表或油门开度对照公式得出当前的响应修正值，根据油门实际开度和响应修正值设置油门响应。本发明中采用了油门开度对照表或对照公式的方式来对应当前汽车总重量，解决了当汽车的载重不同时，油门响应会发生变化的问题；达到了根据当前载重信息来设置车辆的油门响应，油门响应能够在不同载重下保持不变或相似的效果。

Description

汽车重量自适应油门系统的控制方法

技术领域

本发明涉及一种油门系统的控制方法，特别涉及一种汽车重量自适应油门系统的控制方法。

背景技术

一般汽车油门控制节气门的开度达到控制车辆速度的目的，但是现在电动汽车或混动汽车作为新兴车辆开始在市场上崭露头角，传统的汽车油门的控制方法不再适用，电动汽车或混动汽车的汽车油门虽然是叫做油门但是他主要是要控制电动机的输出功率来达到控制输出的目的，一般情况下，是以检测油门开度换算成为输出数值，然后发出驱动命令使得电动机输出相应功率。

申请号：CN201510148074.4，公开日2015年3月31日，公开了一种油门响应方法及装置，属于汽车领域。所述方法包括：获取车辆的当前载重信息；根据所述当前载重信息设置所述车辆的油门响应。本公开通过获取车辆的当前载重信息，根据当前载重信息设置车辆的油门响应；解决了当汽车的载重不同时，油门响应会发生变化的问题；达到了根据当前载重信息来设置车辆的油门响应，油门响应能够在不同载重下保持不变或相似的效果。但是，此技术方案依然存在有问题，主要是其技术方案中公开的汽车重量测量方式存在有较大的误差，容易出现计算失误，对乘客的体验度比较差，同时，他对于油门踩踏之后的响应修正只是简单的给出公式：T1/W2=T2/(W1+W2)，对于车辆在不同情况下加速的各种情况均未有明确的涉及，存在较大技术问题，很难达到所描述的油门输出与载重相适应的技术效果，且其权利要求1中仅表述了“根据当前载重信息设置油门响应”的技术方案，明显权利要求过大。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术方案中公开的汽车重量测量方式存在有较大的误差，容易出现计算失误，对乘客的体验度比较差，同时，他对于油门踩踏之后的响应修正只是简单的给出公式：T1/W1=T2/(W1+W2)，对于车辆在不同情况下加速的各种情况均未有明确的涉及，存在较大技术问题，提供了一种汽车重量自适应油门系统的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车重量自适应油门系统的控制方法，适用于电动汽车或混动汽车，

针对汽车总重量建立油门开度对照表和/或油门开度对照公式，获得当前汽车总重量，

根据当前汽车总重量查询油门开度对照表或油门开度对照公式得出当前的响应修正值，根据油门实际开度和响应修正值设置油门响应。

本发明中采用了油门开度对照表或对照公式的方式来对应当前汽车总重量，解决了当汽车的载重不同时，油门响应会发生变化的问题；达到了根据当前载重信息来设置车辆的油门响应，油门响应能够在不同载重下保持不变或相似的效果。使用的时候可以根据需求自行调整油门开度对照表的适用范围，例如在微动范围和接近开度最大的极限范围时采用油门开度对照表的形式来获得响应修正值，而在油门开度达到中程的时候采用对照公式的方式来获得响应修正值，这样做的目的主要是为了提高使用者的使用体验和安全性，例如，在大重量的情况下接近开度最大的极限范围时采用油门开度对照表的形式来获得响应修正值，可以限定提高响应修正值的最大值，防止了长时间满负荷输出的情况，同时更可以抵消风阻等原有忽略因素的增长，达到较高的准确性，在满足油门响应恒定的情况下保证了安全性，当然本申请中并不限定必须使用两种方式，事实上只采用油门开度对照表或只采用油门开度对照公式都是可行，例如，采用经过多次重复校正的油门开度对照表也有可能获得更为舒适的驾驶体验，使得油门开度变化与普通汽油车更为接近。本发明中，油门开度对照公式可以由T1/W1=T2/(W1+W2)基础上进行推演，根据现有T1为初始的空载输出扭矩，W1为空载重量，T2为实时输出扭矩，W2为载重量，本发明采用的最简单的油门开度对照公式：响应修正值=实时重量/初始设定重量。当然，本发明中油门开度对照公式可由使用者结合实际情况就写修改，包括初始设定重量的设定，温度参数、风阻的引入，均可实时进行设定。

作为优选，包括以下步骤：

步骤一：读取标准配置参数和预设的油门开度汽车电输出功率对照式，获取汽车标定重量值；

步骤二：获取当前实时汽车总重量；

步骤三：若当前实时汽车总重量小于等于所述汽车标定重量值，执行步骤四，否则执行步骤五；

步骤四：汽车根据实时油门开度算出标准电输出功率，汽车每个轮胎按照功率分配比以标准电输出功率进行输出，然后重复执行步骤二；

步骤五：汽车根据汽车标定重量值和当前实时汽车总重量的数值比获取响应修正值，汽车根据实时油门开度算出标准电输出功率，汽车每个轮胎按照功率分配比以标准电输出功率，然后乘以响应修正值作为最终汽车电输出功率进行输出，然后重新执行步骤二。

作为优选，在所述步骤二中，通过车轮自带的重量计计算得出当前实时汽车总重量。

作为优选，在所述步骤二中，汽车启动后的每间隔一个预定时间T就进行一次汽车状况检测，检测数据包括车速测量V_t和由每个驱动马达的电驱动功率叠加得出的输出到马达的总的电驱动功率P_t、车头车尾纵向连线与水平面的俯仰夹角Theta_t和为预定值的电输出功到机械功的转换效率C；汽车根据总的电驱动功率和变化车速推算得出当前汽车重量。

作为优选，若车的俯仰角为零，t时刻与t+1时刻之间的实时车质量为

M_{（t+t+1）/2}根据以下算式进行计算：

M_{（t+t+1）/2}= 2×P_{（t+t+1）/2}×T×C/(V_t+1 ²-V_t ²)。

作为优选，若车的俯仰角不为零，t时刻与t+1时刻之间的实时车质量为

M_{（t+t+1）/2}根据以下算式进行计算：

M_{（t+t+1）/2}= 2×P_{（t+t+1）/2}×T× C/(V_t+1 ²-V_t ²)×(1-Sin(Theta_{（t+t+1）/2)})。

作为优选，在所述步骤一中，汽车标定重量值，在车出厂时就已被输入到控制系统之中，标准车重通过无线云推送进行更改。

作为优选，在所述步骤一中，汽车标定重量值为驾驶员的标准体重值+空车重量值+预设油箱携带燃油重量值。

作为优选，所述汽车每个轮胎的功率分配比为标准配置参数，通过车轮自带的重量计计算得出当前实时汽车总重量和重心位置，提取实时重心位置与预设的重心位置的偏移矢量，若偏移矢量在预定时间内保持，则获取当前偏移矢量作为计算值，以汽车横轴为X轴汽车纵轴为Y轴分解当前偏移矢量，根据当前偏移矢量分解值修正每个车轮的轮胎功率分配比。本发明中采用了合理分配功率符合中心偏移的实际情况，能够在重心位置发生变化的时候做出合理的变动，提高油门响应的准确性。

作为优选，所有车轮的轮胎功率分配比中98%为分配定值，所有车轮的轮胎功率分配比中2%为分配调节值，在默认设置中分配调节值根据分配定值的分配比例进行分配，根据当前偏移矢量分解值修正每个车轮的轮胎功率分配比进行分配时只对分配调节值进行分配。本发明中分配调节值为2%，以为重心偏移过度的调节输出功率容易造成车辆安全事故，尽量控制在一个小的数值内，可以达到相应技术效果，同时还有较好的安全性。

本发明的实质性效果是：本发明中采用了油门开度对照表或对照公式的方式来对应当前汽车总重量，解决了当汽车的载重不同时，油门响应会发生变化的问题；达到了根据当前载重信息来设置车辆的油门响应，油门响应能够在不同载重下保持不变或相似的效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种汽车重量自适应油门系统的控制方法，适用于电动汽车或混动汽车，针对汽车总重量建立油门开度对照表和/或油门开度对照公式，获得当前汽车总重量，

包括以下步骤：

步骤二：获取当前实时汽车总重量；

在所述步骤二中，通过车轮自带的重量计计算得出当前实时汽车总重量。

在所述步骤二中，汽车启动后的每间隔一个预定时间T就进行一次汽车状况检测，检测数据包括车速测量V_t和由每个驱动马达的电驱动功率叠加得出的输出到马达的总的电驱动功率P_t、车头车尾纵向连线与水平面的俯仰夹角Theta_t和为预定值的电输出功到机械功的转换效率C；汽车根据总的电驱动功率和变化车速推算得出当前汽车重量。

若车的俯仰角为零，t时刻与t+1时刻之间的实时车质量为M_{（t+t+1）/2}根据以下算式进行计算：

M_{（t+t+1）/2}= 2×P_{（t+t+1）/2}×T×C/(V_t+1 ²-V_t ²)。

若车的俯仰角不为零，t时刻与t+1时刻之间的实时车质量为M_{（t+t+1）/2}根据以下算式进行计算：

在所述步骤一中，汽车标定重量值，在车出厂时就已被输入到控制系统之中，标准车重通过无线云推送进行更改。

在所述步骤一中，汽车标定重量值为驾驶员的标准体重值+空车重量值+预设油箱携带燃油重量值。

拍摄汽车轮胎的摩擦面，依次进行灰度化处理和除畸变处理，具体方式为：建立摩擦力对照表，摩擦力对照表中每个汽车轮胎的型号和查询值均对应有一个摩擦力值，初次拍摄汽车轮胎的摩擦面，进行灰度化处理和除畸变处理后，记录当前汽车轮胎摩擦面上若干个点的颜色差异值作为差异基准值，在汽车启动后，拍摄汽车轮胎的摩擦面，进行灰度化处理和除畸变处理后，记录当前汽车轮胎摩擦面上若干个点的颜色差异值作为差异比较值，根据差异比较值与差异基准值的对比值作为查询值查询摩擦力对照表，获得当前汽车轮胎的摩擦面的摩擦力值。

根据汽车轮胎的摩擦面的花纹深浅确定当前汽车轮胎的摩擦系数平均值，对汽车轮胎的摩擦系数平均值进行分段，每段汽车轮胎的摩擦系数平均值均对应有一个摩擦系数修正值，在步骤五中，若汽车为转弯操作且摩擦系数平均值小于设定的阈值，则在汽车按照标准电输出功率后乘以摩擦系数修正值后再乘以响应修正值作为最终汽车电输出功率进行输出，然后重复执行步骤二。

所述油门开度对照表包括若干个当前重量设定值，每个当前重量设定值均对应有一个响应修正值，所述当前重量设定值的数量由人工设定，若当前重量位于两个当前重量设定值之间，则根据当前重量在两个当前重量设定值之间比例计算当前重量对应的响应修正值。

例如当前重量为T2，需要获得响应修正值X2，而油门开度对照表中记录了重量T1对应响应修正值X1以及重量T3对应响应修正值X3，若T1<T2<T3，则X2=(T2/(T1+T3) ) ×（X1+X3）。

在执行所述步骤五中，汽车中的加速度传感器获取当前加速度变化值作为加速反馈值，标准配置参数中预设的加速度变化标准值作为加速标准值，将加速反馈值与加速标准值进行对比，若加速反馈值大于加速标准值则在下次计算响应修正值时降低响应修正值；若加速反馈值小于加速标准值则在下次计算响应修正值时降低响应修正值。所述加速标准值上对应有一个标准响应时间，若加速反馈值等于加速标准值，且加速反馈值的反馈响应时间小于标准响应时间则在下次计算响应修正值时采用动态响应修正值，即先降低计算得出的响应修正值在给定时间后恢复到计算得出的响应修正值。所述给定时间为1秒，降低当前响应修正值的幅度等于反馈响应时间与标准响应时间的比值的四分之一。

所述汽车每个轮胎的功率分配比为标准配置参数，通过车轮自带的重量计计算得出当前实时汽车总重量和重心位置，提取实时重心位置与预设的重心位置的偏移矢量，若偏移矢量在预定时间内保持，则获取当前偏移矢量作为计算值，以汽车横轴为X轴汽车纵轴为Y轴分解当前偏移矢量，根据当前偏移矢量分解值修正每个车轮的轮胎功率分配比。

所有车轮的轮胎功率分配比中98%为分配定值，所有车轮的轮胎功率分配比中2%为分配调节值，在默认设置中分配调节值根据分配定值的分配比例进行分配，根据当前偏移矢量分解值修正每个车轮的轮胎功率分配比进行分配时只对分配调节值进行分配。

所述汽车每个轮胎的功率分配比为标准配置参数，通过车轮自带的重量计计算得出当前实时汽车总重量和重心位置，提取实时重心位置与预设的重心位置的偏移矢量，若偏移矢量在预定时间内保持，则获取当前偏移矢量作为计算值，以汽车横轴为X轴，汽车纵轴为Y轴分解当前偏移矢量，根据当前偏移矢量分解值修正每个车轮的轮胎功率分配比。

X轴和Y轴为固定轴，计算在当前偏移矢量在X轴上分量在X轴上的X轴占比，计算在当前偏移矢量在Y轴上分量在Y轴上的Y轴占比，

汽车左右两侧中朝向重心位置侧的前后车轮的实时分配调节值之和等于：

（X轴占比+0.5）×分配调节值；

汽车左右两侧中未朝向重心位置侧前后车轮的实时分配调节值之和等于：

分配调节值-（X轴占比+0.5）×分配调节值；

汽车前后两侧中朝向重心位置侧的左右车轮的实时分配调节值之和等于：

（Y轴占比+0.5）×分配调节值；

汽车前后两侧中未朝向重心位置侧左右车轮的实时分配调节值之和等于：

分配调节值-（Y轴占比+0.5）×分配调节值）；

汽车每个车轮的实时功率分配比等于实时分配调节值与分配定值的和。

具体举例如下：元点即X轴和Y轴的中心设定在汽车的中心位置，左前、右前、左后和右后四个轮胎记录为LA、LB、LC和LD，假设载重后变重心位于汽车总体的右前部，减去空载时本身具有的偏移量后具体通过计算得出，重心位置的X位置在X轴正向的50%处，而重心位置的Y位置在Y轴正向的50%处，那么可以知道X轴占比为0.5/2=0.25，而Y轴占比也为0.5/2=0.25，分配调节值为2（%），那么LA+LB=1.5，LC+LD=0.5，LB+LD=1.5，LA+LC=0.5且，重心位于汽车总体的右前部所以左后部得到的分配调节值为0，据此可以得出，分配调节值的分配方案为：LA：0.5，LB：1，LC：0，LD：0.5。

在步骤一中设定有踩踏极限速度，若在踩踏油门时，油门动作速度大于踩踏极限速度，则停止向每个轮胎输出功率，并向汽车ECU发出控制信号。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，实施例2中的汽车在油门踏板下方配设有一个L形空气管，L形空气管内配设有活塞杆，所述空气管的上端朝向油门踏板，所述活塞杆的上端与所述油门踏板下表面固定连接，所述L形空气管的下端开设有两个通气孔，两个通气孔的孔径之和小于空气管的上端的直径，其中一个所述通气孔上配设有安全冗余电磁阀，所述安全冗余电磁阀与汽车ECU连接，在步骤一中，设定的踩踏极限速度存在有调整范围，踩踏极限速度在调整范围内大小与所述安全冗余电磁阀的开度呈正比例相关，安全冗余电磁阀根据设定好踩踏极限速度变换为对应的开度。

在步骤一中，若油门动作速度大于踩踏极限速度，则停止向每个轮胎输出功率，并向汽车ECU发出控制信号后，安全冗余电磁阀完全关闭，当汽车ECU检测到汽车完全停止运动后，安全冗余电磁阀完全重新开启。

实施例3：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：所述汽车前轮的两个轮胎的功率分配比为标准配置参数，通过车轮自带的重量计计算得出当前实时汽车总重量和重心位置，提取实时重心位置与预设的重心位置的偏移矢量，若偏移矢量在预定时间内保持，则获取当前偏移矢量作为计算值，以汽车横轴为X轴汽车纵轴为Y轴分解当前偏移矢量，根据当前X轴偏移矢量分解值正比例修正前轮两个车轮的轮胎功率分配比。所有车轮的轮胎功率分配比中94%为分配定值，所有车轮的轮胎功率分配比中6%为分配调节值，在默认设置中分配调节值根据分配定值的分配比例进行分配，根据当前偏移矢量分解值修正每个车轮的轮胎功率分配比进行分配时只对分配调节值进行分配。若在汽车转弯时，根据当前X轴偏移矢量分解值反比例修正后轮两个车轮的轮胎功率分配比。

实施例4：

与实施例1基本相同，不同之处在于：在步骤五中，若油门开度在设定范围内，获取当前的油门踩踏速度，若油门踩踏速度大于设定值则采用对照公式的方式来获得响应修正值，若油门踩踏速度小于等于设定值则采用对照油门开度对照表的方式来获得响应修正值。

实施例5：

与实施例1基本相同，不同之处在于：汽车记录设定数量的油门开度数据，计算油门开度平均值，在记录的油门开度数据中选取所有低于计算油门开度平均值80%的数据计算平均值作为微动范围值，在记录的油门开度数据中选取所有高于计算油门开度平均值80%的数据计算平均值作为极限范围值，当油门开度值小于等于微动范围值或当油门开度值大于等于极限范围值采用油门开度对照表的方式来获得响应修正值，当油门开度值大于微动范围值且当油门开度值小于极限范围值采用对照公式的方式来获得响应修正值。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1.一种汽车重量自适应油门系统的控制方法，适用于电动汽车或混动汽车，其特征在于：

根据当前汽车总重量查询油门开度对照表或油门开度对照公式得出当前的响应修正值，根据油门实际开度和响应修正值设置油门响应；

包括以下步骤：

步骤二：获取当前实时汽车总重量；

步骤五：汽车根据汽车标定重量值和当前实时汽车总重量的数值比获取响应修正值，汽车根据实时油门开度算出标准电输出功率，汽车每个轮胎按照功率分配比以标准电输出功率，然后乘以响应修正值作为最终汽车电输出功率进行输出，然后重新执行步骤二；在执行所述步骤五中，汽车中的加速度传感器获取当前加速度变化值作为加速反馈值，标准配置参数中预设的加速度变化标准值作为加速标准值，将加速反馈值与加速标准值进行对比，若加速反馈值大于加速标准值则在下次计算响应修正值时降低响应修正值；若加速反馈值小于加速标准值则在下次计算响应修正值时降低响应修正值；所述加速标准值上对应有一个标准响应时间，若加速反馈值等于加速标准值，且加速反馈值的反馈响应时间小于标准响应时间则在下次计算响应修正值时采用动态响应修正值，即先降低计算得出的响应修正值在给定时间后恢复到计算得出的响应修正值；所述给定时间为1秒，降低当前响应修正值的幅度等于反馈响应时间与标准响应时间的比值的四分之一；

汽车在油门踏板下方配设有一个L形空气管，L形空气管内配设有活塞杆，所述空气管的上端朝向油门踏板，所述活塞杆的上端与所述油门踏板下表面固定连接，所述L形空气管的下端开设有两个通气孔，两个通气孔的孔径之和小于空气管的上端的直径，其中一个所述通气孔上配设有安全冗余电磁阀，所述安全冗余电磁阀与汽车ECU连接，在步骤一中，设定的踩踏极限速度存在有调整范围，踩踏极限速度在调整范围内大小与所述安全冗余电磁阀的开度呈正比例相关，安全冗余电磁阀根据设定好踩踏极限速度变换为对应的开度。

2.根据权利要求1所述的汽车重量自适应油门系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤二中，通过车轮自带的重量计计算得出当前实时汽车总重量。

3.根据权利要求1所述的汽车重量自适应油门系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤二中，汽车启动后的每间隔一个预定时间T就进行一次汽车状况检测，检测数据包括车速测量V_t和由每个驱动马达的电驱动功率叠加得出的输出到马达的总的电驱动功率P_t、车头车尾纵向连线与水平面的俯仰夹角Thetat和为预定值的电输出功到机械功的转换效率C；汽车根据总的电驱动功率和变化车速推算得出当前汽车重量。

4.根据权利要求3所述的汽车重量自适应油门系统的控制方法，其特征在于：若车的俯仰角为零，t时刻与t+1时刻之间的实时车质量为M_{（t+t+1）/2}根据以下算式进行计算：

M_{（t+t+1）/2}= 2×P_{（t+t+1）/2}×T×C/(V_t+1 ²-V_t ²)。

5.根据权利要求3所述的汽车重量自适应油门系统的控制方法，其特征在于：若车的俯仰角不为零，t时刻与t+1时刻之间的实时车质量为M_{（t+t+1）/2}根据以下算式进行计算：

6.根据权利要求1所述的汽车重量自适应油门系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤一中，汽车标定重量值，在车出厂时就已被输入到控制系统之中，标准车重通过无线云推送进行更改。

7.根据权利要求6所述的汽车重量自适应油门系统的控制方法，其特征在于：在所述步骤一中，汽车标定重量值为驾驶员的标准体重值+空车重量值+预设油箱携带燃油重量值。

8.根据权利要求7所述的汽车重量自适应油门系统的控制方法，其特征在于：所述汽车每个轮胎的功率分配比为标准配置参数，通过车轮自带的重量计计算得出当前实时汽车总重量和重心位置，提取实时重心位置与预设的重心位置的偏移矢量，若偏移矢量在预定时间内保持，则获取当前偏移矢量作为计算值，以汽车横轴为X轴汽车纵轴为Y轴分解当前偏移矢量，根据当前偏移矢量分解值修正每个车轮的轮胎功率分配比。

9.根据权利要求8所述的汽车重量自适应油门系统的控制方法，其特征在于：所有车轮的轮胎功率分配比中98%为分配定值，所有车轮的轮胎功率分配比中2%为分配调节值，在默认设置中分配调节值根据分配定值的分配比例进行分配，根据当前偏移矢量分解值修正每个车轮的轮胎功率分配比进行分配时只对分配调节值进行分配。