电动汽车控制器的控制方法、控制装置及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车控制器的控制方法、控制装置及电动汽车。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，根据动力来源的种类，电动汽车简单地可以划分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车三种类型。

目前的电动汽车采用蓄电池储存的电能作为动力能源，其在实际应用中，最突显的问题就是续驶里程短，为了增加电动汽车的续驶里程，有效的办法之一就是减轻车辆的自身重量，减轻车辆的自重后，为保证驾驶时的舒适性，车辆的避震强度也要相应地减弱，车辆转弯时，车轮在驾驶员强行扭转下产生偏转，车轮与地面间的摩擦力迫使车辆转向，而车辆由于惯性作用会产生维持车辆向原方向行驶的力。

一方面，该力相对于摩擦力的支点产生的力矩，会转换成很大的偏位重量压向外侧，这个偏位重量会传递给外侧避震器，使减弱后的避震器大幅压缩，使车身向转向的外侧倾斜；另一方面，该力还会产生使车辆向原方向移动的侧推力，由于轮胎与地面间的摩擦力强行车辆转向，使内侧的避震器由于车辆重心向外侧移动而借势向上顶起，助推了车辆的倾斜程度，甚至使车辆侧翻，出现事故。所以，从一定程度上讲，减弱后的避震器增大了车辆发生侧翻的几率。

电动汽车在转向行驶过程中，会受到路面、传动轴等多种因素的限制，导致整车或者是车身局部的振动问题、车身不稳或造成翻车的问题，若振动频率超过一定标准，会严重影响到驾驶员的驾驶舒适感，若车身不稳定或转向速度过快而导致翻车现象，则会危机驾驶员的生命财产安全。

如何有效的解决电动汽车转弯时出现的车轮偏转问题，提升用户的体验感，在降低震动感的同时，保持稳定的转向工作，需要解决的。总之，目前电动汽车存在下述问题：

1)电动汽车转弯时容易出现车轮偏转，导致翻转；

2)使用避震器降低震动感，提升舒适度，容易造成车身不稳定；

3)不能有效控制高速行驶的电动汽车转向工作。

发明内容

本发明提供了一种电动汽车控制器的控制方法、控制装置及电动汽车，保障电动汽车行驶时的平顺舒适性，降低影响因素带来的转向不稳定的问题。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：电动汽车控制器的控制方法，方法包括：

采集电动汽车行驶时的感应控制器的动态参数和影响转向性能的影响因素；

预处理动态参数和影响因素，构建新的数据集，导入构建的处理模型进行参数分析；

在处理模型内设定关键特征参数和约束条件，分析关键特征的转向性能影响因子；

利用模糊控制策略对转向性能影响因子进行求解，输出的结果导入感应控制器中进行转向控制。

作为本发明的优化方案，采集具体包括：

在三维软件中构建电动汽车模型并输入至仿真模拟平台进行模拟行驶；

添加感应控制器的动态参数，输入至仿真模拟平台中，观测运行状态；

仿真模拟平台运行结束，输出感应控制器运行中的动态参数；

获取电动汽车行驶时的感应控制器影响转向性能的影响因素。

作为本发明的优化方案，感应控制器的动态参数包括：电机转速、驱动轴的驱动力、变速器和差速器的大小、感应控制器的转速频率、驱动轮和路面的作用牵引力、整车质量与地面的反作用力和整车转向稳控力。

作为本发明的优化方案，转向性能的影响因素包括天气因素、路况因素、感应控制器自身因素、车体振动因素、电动汽车使用年限因素、电动汽车架构材质因素、冲击磨损因素、环境腐蚀因素中的一种或几种组合。

作为本发明的优化方案，预处理动态参数和影响因素包括：

清洗采集的数据：对数据进行校验，剔除重复数据，删除缺失值数据；

对清洗后的采集的数据进行标准化处理，按照种类划分为动态参数集合和影响因素集合，x＝(X-min)/(max-min)

其中，x是标准化后的数据，X是清洗处理后的数据，min是X的最小值，max是X的最大值；

定义动态参数集合和影响因素集合为新的数据集。

作为本发明的优化方案，关键特征参数包括感应控制器的转速频率、驱动轮和路面的作用牵引力、整车质量与地面的反作用力和整车转向稳控力。

作为本发明的优化方案，将电动汽车的转向刚度、转向扭曲刚度和车轮承载变形量作为约束条件。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种电动汽车控制器的控制方法的控制装置，包括：

采集模块，采集电动汽车行驶时的感应控制器的动态参数和影响转向性能的影响因素；

数据处理中心，包括计算单元、检测单元和数据库，

计算单元：用于处理电动汽车行驶时的最大转向极限值和车轮最小附着系数；

检测单元：用于检测、对比所述计算单元获取的最大极限值和最小附着系数是否超出电动汽车转向标准的相关数值，并判断与影响因子参数公差范围大小的关系；

数据库：用于标识所述采集模块内的所述数据信息，并将进行分类存储。

作为本发明的优化方案，控制装置还包括输入输出管理模块和控制模块，所述的输入输出管理模块与计算单元相连，所述的控制模块用于接收所述输入输出管理模块传输的计算结果，对计算结果进行命令执行判断，控制车轮转向。

为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种电动汽车，电动汽车包括所述的电动汽车控制器的控制装置。

本发明具有积极的效果：1)本发明方法所对应的稳定程度远远高于传统方法的稳定程度，本发明方法是针对于感应控制器动态转向行驶参数的精准调控而进行车辆转向控制，在调整可能影响动态性能的参数上进行重新定义，保障电动汽车行驶时的平顺舒适性，降低影响因素带来的转向不稳定，避免车轮的偏转；

2)本发明有效的解决电动汽车转弯时出现的车轮偏转问题，提升用户的体验感，在降低震动感的同时，保持稳定的转向工作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明方法的流程图；

图2是模糊控制策略的流程框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种电动汽车控制器的控制方法，方法包括：

采集电动汽车行驶时的感应控制器的动态参数和影响转向性能的影响因素；

预处理动态参数和影响因素，构建新的数据集，导入构建的处理模型进行参数分析；由计算机构建处理模型，处理模型用于对新的数据集进行相关计算处理，相关计算处理包括在处理模型内设定关键特征参数和约束条件。

在处理模型内设定关键特征参数和约束条件，分析关键特征的转向性能影响因子；根据计算机处理生成的结果得到判断，若某一参数过高，则在生成的结果中进行警示。

利用模糊控制策略对转向性能影响因子进行求解，输出的结果导入感应控制器中进行转向控制。其中：如图2所示，模糊控制策略是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法，它是从行为上模仿人的模糊推理和决策过程的一种智能控制方法。模糊控制策略将操作人员或专家经验编成模糊规则，然后将来自传感器的实时信号模糊化，将模糊化后的信号作为模糊规则的输入，完成模糊推理，将推理后得到的输出量加到执行器上。

采集具体包括：

在三维软件中构建电动汽车模型并输入至仿真模拟平台进行模拟行驶；

添加感应控制器的动态参数，输入至仿真模拟平台中，观测电动汽车运行状态；仿真模拟平台为MATLAB仿真平台，电动汽车模型是在三维软件中画的汽车模型。

仿真模拟平台运行结束，输出感应控制器运行中的动态参数；

获取电动汽车行驶时的感应控制器影响转向性能的影响因素。即利用串口协议技术获取网络数据库内全部的感应控制器行驶时可能影响转向性能的影响因素。

感应控制器的动态参数包括：电机转速、驱动轴的驱动力、变速器和差速器的大小、感应控制器的转速频率、驱动轮和路面的作用牵引力、整车质量与地面的反作用力和整车转向稳控力。通过利用智能检测工具获取感应控制器的各个动态参数。

转向性能的影响因素包括天气因素、路况因素、感应控制器自身因素、车体振动因素、电动汽车使用年限因素、电动汽车架构材质因素、冲击磨损因素、环境腐蚀因素中的一种或几种组合。天气因素包括雨雪、霜冻、暴雨......，路况因素包括凹凸不平、泥泞、山路.....，感应控制器自身因素包括参数不准确、命令执行延迟、实时性不高、转速过高等；

预处理动态参数和影响因素包括：

清洗采集的数据：对数据进行校验，剔除重复数据，删除缺失值数据；

对清洗后的采集的数据进行标准化处理，按照种类划分为动态参数集合和影响因素集合，x＝(X-min)/(max-min)

其中，x是标准化后的数据，X是清洗处理后的数据，min是X的最小值，max是X的最大值；

定义动态参数集合和影响因素集合为新的数据集。

关键特征参数包括感应控制器的转速频率、驱动轮和路面的作用牵引力、整车质量与地面的反作用力和整车转向稳控力。

将电动汽车的转向刚度、转向扭曲刚度和车轮承载变形量作为约束条件。

采用电动汽车控制器的控制方法的控制装置，包括：

采集模块，采集电动汽车行驶时的感应控制器的动态参数和影响转向性能的影响因素；

数据处理中心，包括计算单元、检测单元和数据库，数据处理中心模块连接于采集模块，用于接收采集的数据以存储至数据库内。

计算单元：用于处理电动汽车行驶时的最大转向极限值和车轮最小附着系数；

检测单元：用于检测、对比所述计算单元获取的最大极限值和最小附着系数是否超出电动汽车转向标准的相关数值，并判断与影响因子参数公差范围大小的关系；

数据库：用于标识所述采集模块内的所述数据信息，并将进行分类存储。

控制装置还包括输入输出管理模块和控制模块，输入输出管理模块与计算单元相连，控制模块用于接收所述输入输出管理模块传输的计算结果，对计算结果进行命令执行判断，控制车轮转向。输入输出管理模块与计算单元相连接，用于传输数据流及参数信息，管理系统内部运行参数和数据，分别输出计算单元处理后的数据。

一种电动汽车，包括电动汽车控制器的控制装置。

为了对本发明方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择以传统的电动汽车控制方法与本发明方法进行测试对比，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本发明方法所具有的真实效果。

传统的电动汽车控制方法适用范围小，仅对车辆制动进行优化而不考虑动能参数和可能产生影响转向性能的影响因素，不能提高电动汽车转向行驶时的车身稳定性能，为验证本发明方法相对于传统方法具有较低车体传动振动性、较高的舒适性和较高的转向稳定性，本实施例中将采用传统方法和本发明方法分别对某一型号的电动汽车进行实时测量对比，获取不同速度下车辆的转向稳定程度，其中，1～3级为稳定，4～6级为略微不稳定，7～10级为不稳定，测试数据如下表所示：

表1：测试结果对比表。

参照表1，传统的电动汽车控制方法对于测试车辆的稳定度并未起到很好地优化作用，在相同的速度行驶下，本发明方法所对应的稳定程度远远高于传统方法的稳定程度，其主要原因是本发明方法是针对于感应控制器动态转向行驶参数的精准调控而进行车辆转向控制，在调整可能影响动态性能的参数上进行重新定义，保障电动汽车行驶时的平顺舒适性，降低影响因素带来的转向不稳定，如表1所示，验证了本发明方法所具有的较高舒适性和稳定性。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。