一种基于动态坡道估算的陡坡缓降方法与流程

16.其中，a(x)表示当前时刻的加速度，an,a
n-1
(n-1),
…
,a1,a0表示拟合微分后的多项式系数，x
n-1
,x
n-2
,...,x表示拟合微分后多项式的自变量。
17.再进一步地，所述坡道参数的表达式如下：
[0018][0019]
其中，θ表示坡道参数，tm表示电机的实时扭矩，f表示车辆滑行阻力，μ表示车速减速比，η表示传动系效率，r表示车辆轮胎半径，m表示车辆空载时的重量，a表示车辆实时加速度，g表示重力加速度。
[0020]
本发明的有益效果是：
[0021]
(1)本发明通过车速滤波和坡度滤波解算加速度和坡度，有效的抑制了因差分产生的噪声，并对估算的坡度进行滤波，以滤波后一段时间坡道的稳定值作为陡坡缓降的输入，建立了陡坡缓降车速与坡度的二维表格，以实现针对不同坡度动态调节下坡车速的目的，提高了坡度估算的准确度。
[0022]
(2)本发明将一段时间坡度波动的范围作为陡坡缓降进入的条件，有效规避了颠簸路或偶然不平路导致的陡坡缓降模式的反复进出导致的驾驶不适。
[0023]
(3)本发明建立了陡坡缓降车速-坡度二维表格，可以根据实时坡度动态调节车速，规避了恒定车速陡坡缓降的不灵活性，提升了驾驶的舒适度。
[0024]
(4)本发明通过车速滤波和坡度滤波解算加速度和坡度参数，有效地抑制了差分产生的噪声，提高了坡度估算的准确度。
附图说明
[0025]
图1为本发明的方法流程图。
[0026]
图2为本实施例中滑行阻力曲线图。
具体实施方式
[0027]
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
[0028]
实施例
[0029]
如图1所示，本发明提供了一种基于动态坡道估算的陡坡缓降方法，其实现方法如下：
[0030]
s1、通过最小二乘法对预设时间内的车速进行多项式拟合；
[0031]
s2、对多项式拟合结果进行微分处理，并带入当前时刻车速得到当前时刻的加速度；
[0032]
本实施例中，首先计算实时加速度，通过对一段时间的车速最小二乘多项式拟合，若设定一段时间为当前时刻的前n个时刻，则对n个时刻的车速值进行最小二乘拟合，拟合
公式如下：
[0033]
v(x)＝anxn+a
n-1
x
n-1
+,
…
,+a1x+a0[0034]
则加速度可以通过对上式求导获得，具体如下：
[0035]
a(x)＝annx
n-1
+a
n-1
(n-1)x
n-2
+,
…
,+a1[0036]
其中，v(x)表示车速值，a(x)表示当前时刻的加速度，an,a
n-1
(n-1),
…
,a1,a0表示拟合微分后的多项式系数，x
n-1
,x
n-2
,...,x表示拟合微分后多项式的自变量。
[0037]
s3、根据当前时刻的加速度，利用力学原理得到当前时刻的坡道参数；
[0038]
本实施例中，根据力学方程，若车辆在坡道上，坡度是θ，电机的实时扭矩是tm，减速比为μ，传动系效率为η，轮胎半径为r，滑行阻力为f(通过滑行试验获得)，整备质量m，重力加速度为g，实时加速度为a，则估算实时坡道参数的公式如下：
[0039][0040]
其中，θ表示坡道参数，tm表示电机的实时扭矩，f表示车辆滑行阻力，μ表示车速减速比，η表示传动系效率，r表示车辆轮胎半径，m表示车辆空载时的重量，a表示车辆实时加速度，g表示重力加速度。
[0041]
s4、对预设时间内的坡道参数进行滤波处理；
[0042]
本实施例中，对一段时间的坡度参数θ滤波，可以采用最小二乘或其他滤波算法，这个时间不宜过长，一般控制在1秒以内，以确保参数的实时性。
[0043]
s5、判断滤波后的坡道参数波动是否小于等于10％，若是，则计算得到坡度的均值，并进入步骤s6，否则，返回步骤s4；
[0044]
本实施例中，若在一段时间内(一般可取3～5秒)，坡度参数波动小于
±
10％，则求取坡度的均值。
[0045]
s6、判断坡度均值是否大于等于预设的陡坡缓降阈值，若是，则满足陡坡缓降条件，并进入步骤s7，否则，返回步骤s5；
[0046]
s7、利用该坡度均值查表，并根据查表得到对应的陡坡缓降车速，完成基于动态坡道估算的陡坡缓降。
[0047]
本实施例中，判断坡度均值是否大于等于设定陡坡缓降阈值，若满足陡坡缓降条件，则用该坡度值查表，根据查表获得对应的陡坡缓降车速。
[0048]
下面对本发明作进一步的说明。
[0049]
设某电动车型主减速比为9.98，传动系效率95％，轮胎动态滚动半径为277mm，整备质量为975kg，滑行阻力曲线如图2所示，图中，y表示滑行阻力，x表示滑行车速，r表示拟合均方差。
[0050]
车速与陡坡缓降坡度的二维表格如表1所示：
[0051]
表1
[0052]
坡度10％15％20％25％30％》30％车速3020151088
[0053]
假定某时刻车速为30km/h，电机驱动扭矩为-26.9nm，则陡坡缓降方法如下：
[0054]
首先，计算实时加速度，车速采样周期为10ms，采样7个点，采用二阶多项式进行最小二乘法拟合，拟合公式如下：
[0055]
v(x)＝-38.02x2+9.53x+58.79
[0056]
则加速度可以通过对上式求导获得，具体如下：
[0057]
a(x)＝-38.02x+9.53
[0058]
带入当前时刻得到此时的加速度为5.728km/h2。
[0059]
求取坡度参数的公式如下：
[0060][0061]
坡度数据以100ms间隔采用，对该坡道参数θ滤波，采样5个点，仍采用2阶滤波，滤波结果为14.62％。设定判断坡度稳定门限为3s，在3s内坡度最大值为14.8％，最小值为14.2％，满足坡度波动小于
±
10％，求取平均坡度值为14.5％。因为坡度均14.5％≥10％，因此作为查表输入值，经查表，表中间数值采用线性插值方式，由此解算陡坡缓降控制的目标车速为19km/h。

技术特征：

1.一种基于动态坡道估算的陡坡缓降方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、通过最小二乘法对预设时间内的车速进行多项式拟合；s2、对多项式拟合结果进行微分处理，并带入当前时刻车速得到当前时刻的加速度；s3、根据当前时刻的加速度，利用力学原理得到当前时刻的坡道参数；s4、对预设时间内的坡道参数进行滤波处理；s5、判断滤波后的坡道参数波动是否小于等于10％，若是，则计算得到坡度的均值，并进入步骤s6，否则，返回步骤s4；s6、判断坡度均值是否大于等于预设的陡坡缓降阈值，若是，则满足陡坡缓降条件，并进入步骤s7，否则，返回步骤s5；s7、利用该坡度均值查表，并根据查表得到对应的陡坡缓降车速，完成基于动态坡道估算的陡坡缓降。2.根据权利要求1所述的基于动态坡道估算的陡坡缓降方法，其特征在于，所述当前时刻的加速度的表达式如下：a(x)＝a
n
nx
n-1
+a
n-1
(n-1)x
n-2
+,
…
,+a1其中，a(x)表示当前时刻的加速度，a
n
,a
n-1
(n-1),
…
,a1,a0表示拟合微分后的多项式系数，x
n-1
,x
n-2
,...,x表示拟合微分后多项式的自变量。3.根据权利要求2所述的基于动态坡道估算的陡坡缓降方法，其特征在于，所述坡道参数的表达式如下：其中，θ表示坡道参数，t
m
表示电机的实时扭矩，f表示车辆滑行阻力，μ表示车速减速比，η表示传动系效率，r表示车辆轮胎半径，m表示车辆空载时的重量，a表示车辆实时加速度，g表示重力加速度。

技术总结

本发明提供了一种基于动态坡道估算的陡坡缓降方法，属于电动汽车控制技术领域，该方法通过车速滤波解算实时加速度，有效的抑制了车速差分导致的噪声，并对估算的坡度进行滤波，以滤波后一段时间坡道的稳定值作为陡坡缓降的输入，建立了陡坡缓降车速与坡度的二维表格，以实现针对不同坡度动态调节下坡车速的目的。的。的。

技术研发人员：

杨辉 舒欣 杨安志 赵双

受保护的技术使用者：

四川野马汽车股份有限公司

技术研发日：

2022.09.30

技术公布日：

2022/11/29