基于底盘测功机的减速工况车速控制方法及系统与流程

本发明涉及电动汽车测试领域，尤其涉及一种基于底盘测功机的减速工况车速控制方法及系统。

背景技术

目前车电动车续行里程试验时在工况试验中需要车辆减速时都是靠踩下制动踏板使车辆的制动系统起作用，让车辆根据需要减速。一般是两种方式：人工驾驶由驾驶员踩下制动踏板，自动驾驶由机器人的制动腿踩下制动踏板。

但是人工驾驶的试验周期长，驾驶员劳动强度大，当长时间驾驶易产生疲劳，出错概率增加；在试验过程中驾驶员的不同驾驶风格以及同一驾驶员多次试验中的操作差异，也会导致试验结果的误差，降低试验的可信度；而机器人驾驶则是依靠执行机构(类似于人的腿和脚)去踩下制动踏板，但每次安装机器人时均需要对该执行机构的位置进行学习、调试，过程繁琐且在驾驶车辆过程中由于车辆的晃动可能会导致机器人移位，使学习的参数发生偏移，导致控制精度降低严重影响实验结果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无执行结构实体的基于底盘测功机的减速工况车速控制方法及系统，以实现减速工况下的主动减速制动的操作，在无需人工操纵的前提下提供稳定可靠的控制精度。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于底盘测功机的减速工况车速控制方法，包括：

步骤s1、确定进入减速段控制工况；

步骤s2、判断测试车辆的剩余电量是否到达能量回收电量阈值；

若否，则执行步骤s3、按照转毂辅助制动策略进行减速控制；

若是，则执行步骤s4、按照能量回收制动策略进行减速控制；

步骤s5、判断实际减速度是否大于等于目标减速度，且实际车速小于等于目标车速；

若是，则执行步骤s6、结束减速段控制工况。

可选地，步骤s3具体包括：

步骤s31、获取底盘测功机控制权；

步骤s32、将底盘测功机设置为恒速模式；

步骤s33、根据预设的减速预瞄参数，向转毂电机发送恒速指令以模拟制动踏板的制动效果。

可选地，步骤s4具体包括：

步骤s41、启动能量回收减速功能；

步骤s42、在减速过程中实时计算控制误差；

步骤s43、判断控制误差是否大于等于预设的误差边界值；

若是，则执行步骤s44、启动转毂辅助制动策略，并使转毂辅助制动策略及能量回收制动策略共同进行减速控制；

若否，则执行步骤s45、继续按照能量回收制动策略独立进行减速控制。

可选地，步骤s4还包括：

步骤s46、判断实际车速是否小于能量回收速度下限值；

若是，则执行步骤s47、关闭能量回收减速功能；

步骤s48、切换到转毂辅助制动策略进行减速控制。

可选地，在步骤s2之前，所述方法还包括：

步骤s11、断开测试车辆的动力传动，使车辆进入自由滑行工况。

一种基于底盘测功机的减速工况车速控制系统，包括：

控制工况确定模块，用于确定进入减速段控制工况；

剩余电量监测模块，用于判断测试车辆的剩余电量是否到达能量回收电量阈值；

转毂辅助制动模块，用于当剩余电量监测模块输出为否时，按照转毂辅助制动策略进行减速控制；

能量回收制动模块，用于当剩余电量监测模块输出为是时，按照能量回收制动策略进行减速控制；

工况比对模块，用于判断实际减速度是否大于等于目标减速度，且实际车速小于等于目标车速；

测试终止模块，用于当工况比对模块输出为是时，结束减速段控制工况。

可选地，所述转毂辅助制动模块具体包括：

控制权获取单元，用于获取底盘测功机控制权；

模式设置单元，用于将底盘测功机设置为恒速模式；

转毂控制单元，用于根据预设的减速预瞄参数，向转毂电机发送恒速指令以模拟制动踏板的制动效果。

可选地，所述能量回收制动模块具体包括：

能量回收启动单元，用于启动能量回收减速功能；

计算单元，用于在减速过程中实时计算控制误差；

误差比对单元，用于判断控制误差是否大于等于预设的误差边界值；

联合控制单元，用于当误差比对单元输出为是时，启动转毂辅助制动策略，并使转毂辅助制动策略及能量回收制动策略共同进行减速控制；

能量回收维持单元，用于当误差比对单元输出为否时，继续按照能量回收制动策略独立进行减速控制。

可选地，所述能量回收制动模块还包括：

车速比对单元，用于判断实际车速是否小于能量回收速度下限值；

能量回收退出单元，用于当车速比对单元输出为是时，关闭能量回收减速功能；

制动策略切换单元，用于切换到转毂辅助制动策略进行减速控制。

可选地，所述系统还包括分别与控制工况确定模块和剩余电量监测模块连接的动力中断模块，用于断开测试车辆的动力传动，使车辆进入自由滑行工况。

本发明通过底盘测功机(转毂)辅助介入，一方面解决了单纯使用电压控制信号无法实现踏板控制电动车辆减速的问题，另一方面二者的有效结合能够最大限度地利用车辆自身的能量回收功能。本发明实现了减速工况下的主动减速制动操作，在无需人工操纵的前提下提供稳定可靠的控制精度。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的基于底盘测功机的减速工况车速控制方法的实施例的流程图；

图2为本发明提供的转毂辅助制动策略的实施例的流程图；

图3为本发明提供的能量回收制动策略的实施例的流程图；

图4为本发明提供的基于底盘测功机的减速工况车速控制系统的实施例的方框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

需提前指明，本发明属于汽车试验领域，虽然针对电动汽车续航里程试验，但本发明也可以在传动燃油车at、amt、cvt、dct等驱动形式车辆的自动驾驶应用中进行拓展。

本发明的构思是电动车续驶里程试验中可以将电动车固定于底盘测功机上，底盘测功机模拟该车的道路行驶阻力及车辆的实验质量，车辆在底盘测功机按照一定的工况行驶，直到将车辆电能耗尽。由于本发明为了克服现有技术的缺陷，因此是基于无执行机构实体的电信号控制方式，这样，车辆在底盘测功机上进行测试时，车辆的轮胎与底盘测功机的轮毂毂面相切，车辆的速度与底盘测功机转毂的线速度相等，虽然车辆没有制动踏板执行制动动作，但只要控制底盘测功机转毂的速度，并按照车辆需要的速度减速，使两者速度不一致则在轮胎表面产生摩擦力，就等同踩下制动踏板实现制动功能。

底盘测功机具备恒速、恒力、道路模拟三种控制模式，举例来说，可以采用恒速模式控制转毂，如以10hz的频率向底盘测功机发送工况参数，其中初始车速为36km/h、目标减速度为5m/s²，这样第一时刻向底盘测功机发送恒速36km/h，下一时刻时向底盘测功机发送恒速34.2km/h车速，这样就实现了转毂在36km/h按照5m/s²的减速度进行减速的功能。在实际测试中，测试设备可以通过网线和转毂相连，并基于tcp/ip协议向转毂发送ak指令，以完成转毂辅助制动。

具体地，本发明提供了一种基于底盘测功机的减速工况车速控制方法，如图1所示，具体可以包括如下步骤：

步骤s1、确定进入减速段控制工况；

减速段控制工况可预先根据测试目的进行划分和确定，并且在确定确定需要进行减速时，还可以先一步执行滑行工况，以模拟真实工况。具体而言，此处还可以进一步包括步骤s11、断开测试车辆的动力传动，使车辆进入自由滑行工况。在自由滑行工况下车辆将由自身重力以及空气和地面阻力等共同作用是实现减速。

步骤s2、判断测试车辆的剩余电量是否到达能量回收电量阈值；

该步骤是考虑到只有当剩余电量低于一定阈值时，能量回收才会启动，进而为车辆提供额外的制动力。

若否，则执行步骤s3、按照转毂辅助制动策略进行减速控制；

若是，则执行步骤s4、按照能量回收制动策略进行减速控制；

步骤s5、判断实际减速度是否大于等于目标减速度，且实际车速小于等于目标车速；

在其他实施例中该步骤从滑行工况起就可以按一定时间进行循环执行，如果滑行阶段即满足目标需求，则无需进一步执行步骤s3或步骤s4。

若是，则执行步骤s6、结束减速段控制工况。

本发明通过底盘测功机(转毂)辅助介入，一方面解决了单纯使用电压控制信号无法实现踏板控制电动车辆减速的问题，另一方面二者的有效结合能够最大限度地利用车辆自身的能量回收功能。本发明实现了减速工况下的主动减速制动操作，在无需人工操纵的前提下提供稳定可靠的控制精度。

关于上述步骤s3的实施方式，在图2实施例中具体可以包括：

步骤s31、获取底盘测功机控制权；

步骤s32、将底盘测功机设置为恒速模式；

步骤s33、根据预设的减速预瞄参数，向转毂电机发送恒速指令以模拟制动踏板的制动效果。

在本实施例中，设计减速预瞄的目的是为了抵消转毂的指令响应延时，以此能够进一步提升控制精度。

关于上述步骤s4的实施方式，在图3实施例中具体可以包括：

步骤s41、启动能量回收减速功能；

步骤s42、在减速过程中实时计算控制误差；

步骤s43、判断控制误差是否大于等于预设的误差边界值；

这是考虑到当完全使用能量回收进行减速制动时，可能会存在能量回收所产生的减速度不足，导致实际车速的控制误差较大的问题；因此，在本实施例中设计了一种由误差控制边界确定后续策略的方案，其中误差边界值可以是但不限于工况速度+80％×允许的速度误差，具体地，如果误差较大则认为能量回收能力不足，此时则执行步骤s44、启动转毂辅助制动策略，并使转毂辅助制动策略及能量回收制动策略共同进行减速控制；也即是由双重减速控制共同实现降速需求。如果误差低于边界，则认为能量回收可以提供足够的减速度，因此执行步骤s45、继续按照能量回收制动策略独立进行减速控制。

在此基础上，图3实施例还进一步考虑到当车速小于一定的阈值(能量回收所要求的速度下限)时，电动车辆的能量回收功能会自动关闭，因此进一步提出，本实施例后续还可以包括如下步骤以实现控制策略的切换：

步骤s46、判断实际车速是否小于能量回收速度下限值；

若是，则执行步骤s47、关闭能量回收减速功能；

步骤s48、切换到转毂辅助制动策略进行减速控制。

该优选方案还从一定程度上解决了由于能量回收功能会自动关闭所导致的实际车速超过前述误差边界的问题。

综上所述，本发明通过底盘测功机(转毂)辅助介入，一方面解决了单纯使用电压控制信号无法实现踏板控制电动车辆减速的问题，另一方面二者的有效结合能够最大限度地利用车辆自身的能量回收功能。本发明实现了减速工况下的主动减速制动操作，在无需人工操纵的前提下提供稳定可靠的控制精度。

相应于上述方法，本发明还提供了一种基于底盘测功机的减速工况车速控制系统，如图4所示，该系统具体可以包括：

控制工况确定模块，用于确定进入减速段控制工况；

剩余电量监测模块，用于判断测试车辆的剩余电量是否到达能量回收电量阈值；

需说明的是，图4实施例中还可以包括分别与控制工况确定模块和剩余电量监测模块连接的动力中断模块，其用于断开测试车辆的动力传动，使车辆进入自由滑行工况。

转毂辅助制动模块，用于当剩余电量监测模块输出为否时，按照转毂辅助制动策略进行减速控制；

能量回收制动模块，用于当剩余电量监测模块输出为是时，按照能量回收制动策略进行减速控制；

工况比对模块，用于判断实际减速度是否大于等于目标减速度，且实际车速小于等于目标车速；

测试终止模块，用于当工况比对模块输出为是时，结束减速段控制工况。

其中，所述转毂辅助制动模块具体可以包括：

控制权获取单元，用于获取底盘测功机控制权；

模式设置单元，用于将底盘测功机设置为恒速模式；

转毂控制单元，用于根据预设的减速预瞄参数，向转毂电机发送恒速指令以模拟制动踏板的制动效果。

并且，所述能量回收制动模块具体可以包括：

能量回收启动单元，用于启动能量回收减速功能；

计算单元，用于在减速过程中实时计算控制误差；

误差比对单元，用于判断控制误差是否大于等于预设的误差边界值；

联合控制单元，用于当误差比对单元输出为是时，启动转毂辅助制动策略，并使转毂辅助制动策略及能量回收制动策略共同进行减速控制；

能量回收维持单元，用于当误差比对单元输出为否时，继续按照能量回收制动策略独立进行减速控制。

在一个优选方案中，所述能量回收制动模块还可以包括：

车速比对单元，用于判断实际车速是否小于能量回收速度下限值；

能量回收退出单元，用于当车速比对单元输出为是时，关闭能量回收减速功能；

制动策略切换单元，用于切换到转毂辅助制动策略进行减速控制。

上述系统实施例及优选方案的工作方式及技术原理参见前文所述，此处不再赘述；但需要指出的是，本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现；还可以把实施例中的模块或单元组合成一个模块或单元，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上所述仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。