新能源商用車駕駛模式的控制研究

張曉　楊凌云　楊志超　張妮

【摘? 要】為滿足市場新能源商用車動力性、經濟性、舒適性的需求，保證整車在不同載荷和路況的運行情況及駕駛感受能夠得到市場客戶的認可，研究整車開發駕駛模式切換功能、駕駛模式切換條件及控制方法，提升整車產品市場認可度和競爭力。

【關鍵詞】新能源商用車；駕駛模式；動力性；經濟性；舒適性

中圖分類號：U469.72? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）06-0040-03

Research on Driving Mode Control of New Energy Commercial Vehicles

ZHANG Xiao，YANG Ling-yun，YANG Zhi-chao，ZHANG Ni

（Dayun Automobile Co.，Ltd.，Yuncheng 044000，China）

【Abstract】In order to meet the needs of the dynamic property，economy and comfort of new energy commercial vehicles in the market，and to ensure that the operation and driving experience of the vehicle under different loads and road conditions can be recognized by market customers，the driving mode switching function is developed，and the driving mode switching conditions and control methods is studied to improve the market recognition and competitiveness of the product.

【Key words】new energy commercial vehicle；driving mode；dynamic property；cconomy；comfort

一般駕駛市場上較高端的乘用車駕駛員能夠根據車輛的行駛路況調整車輛動力輸出，進而選擇合適的動力性和舒適性的駕駛模式。那么，新能源商用車在保證整車動力需求的情況下，怎么滿足駕駛員在不同載重及工況下的經濟性和舒適性需求呢？這是本文要研究的方向。

1? 新能源商用車的應用場景

近幾年在國家對新能源汽車的大力支持和推廣下，新能源商用車市場需求也逐步增長起來，由于受自身續駛里程及充電基礎設施建設不完善的影響，新能源商用車還無法滿足干線物流的應用場景需求，但憑借既環保又節能的優勢，短途運輸場景（如礦區、鋼廠、物流園區貨物倒轉）深受市場客戶的青睞。

短途場景中多為倒轉運輸，整車“空去滿回”或“滿去空回”，在封閉的廠區、礦區內還可能出現超載的現象。

2? 駕駛模式簡介

隨著新能源商用車市場需求量急劇上升，行業競爭也隨之激烈，要使產品在激烈的競爭中脫穎而出，必須從客戶核心需求出發來提升產品，在保證整車動力的前提下，提高駕駛舒適性，降低行駛能耗，節約客戶的運營成本，提高經濟效益。結合整車運行的不同工況和負載，在新能源商用車上實現駕駛模式切換功能，保證整車的動力性，優化整車能耗，提升駕駛舒適性。

整車駕駛模式分為：ECO、NORMAL、SPORT這3種模式。其中，EOC為經濟模式，一般適用于整車空載或整備質量較輕，工況平坦，不需要較大的動力輸出；NORMAL為普通模式，一般適用于整車標載，工況平坦，動力需求在電機的額定功率附近；SPORT為動力模式。駕駛員根據整車運行工況，選擇不同的駕駛模式，不同的駕駛模式下，相同的油門踏板開度對應的電機輸出扭矩不同。

3? 駕駛模式控制方案

3.1? 整車控制需求

保證整車動力性、經濟性、舒適性是駕駛模式控制的關鍵，所以在各駕駛模式下，動力系統的動力輸出需滿足當前載荷的需求。扭矩輸出時，需進行精確的濾波和平滑處理，模式切換過程中，當前扭矩輸出不會存在波動的現象，且在動力電池當前電量不足的情況下，要進行適應性調整駕駛模式的切換，不能影響車輛的正常運營。整車控制需求闡述如下。

1）不同運行工況下，對應不同的需求驅動扭矩，需保證整車動力，提升用戶的駕駛體驗。

2）需減少軟件處理過程中的數據查詢，提高運算速率，并保證扭矩輸出的平滑性。

3）防止數據輸出發生突變，解決在不同模式切換過程中的扭矩突變問題，保證扭矩輸出平穩。

4）結合動力電池剩余電量，適應性調整最大輸出的驅動扭矩，保證整車的經濟性。

3.2? 控制架構

整車控制器VCU的駕駛模式識別模塊采集KEY信號識別車輛當前的點火狀態、駕駛模式切換開關輸入駕駛模式請求信息、動力電池的BMS發送的當前SOC值，最終確定當前的駕駛模式，并輸出相應的驅動扭矩給電機控制器MCU，組合儀表IC進行駕駛模式顯示。駕駛模式識別功能框圖見圖1。

3.3? 控制方案

3.3.1? 駕駛模式切換策略

設定整車初始狀態默認為NORMAL模式，整車處于電源ON模式。

1）NORMAL模式至ECO模式的轉換條件為：ECO按鍵被按下或電池SOC電量≤某一定值（一般為18%～20%）。

2）ECO模式至NORMAL模式的轉換：①當電池SOC電量≤某一定值（一般為18%～20%）進入ECO模式；②當電池SOC電量≥某一定值（21%～25%）時，恢復到NORMAL模式；③ NORMAL按鍵被按下，會變成NORMAL模式。

3）NORMAL模式至SPORT模式的轉換：SPORT按鍵被按下；SPORT模式至NORMAL模式的轉換：NORMAL按鍵被按下。

4）SPORT模式至ECO模式的轉換：ECO按鍵被按下或SOC≤某一定值。而ECO模式至SPORT模式的轉換：①當SOC≤某一定值進入ECO模式，當SOC≥某一定值時，重新恢復到SPORT模式；②SPORT按鍵被按下，則變成SPORT模式。

駕駛模式切換邏輯圖見圖2。

3.3.2? 駕駛模式切換驅動控制

在實施方式中，設定加速踏板開度百分比（用x表示）與驅動力矩系數百分比（用y表示）之間的關系可通過如下函數來表示：①ECO模式一般選用y=ax²；②NORMAL模式一般選用y=ax；③SPORT模式一般選用y=log10（ax）。

說明：式中的系數a基準值為1，a的取值越大，曲線斜率越大，具體取值需根據實際標定的路況進行調整，最大取值不超過3。

1）在實施方式中 ECO模式下，采用單獨的加速踏板MAP。濾波算法：

2）在本實施方式NORMAL模式下，采用單獨的油門踏板MAP。濾波算法同公式（1）。

駕駛模式切換開關未按下，VCU默認駕駛模式狀態為NORMAL。NORMAL模式下驅動力矩系數MAP見電動輕卡NORMAL模式驅動系數表（表3）和電動重卡NORMAL模式驅動系數表（表4）。

3）在本實施方式中SPORT模式下，采用單獨的油門踏板MAP。濾波算法同公式（1）。SPORT模式力矩系數MAP見電動輕卡SPORT模式驅動系數表（表5）和電動重卡SPORT模式驅動系數表（表6）。

以上方案中，在不同駕駛模式下的驅動系數表中未體現的區間采用線性差值法進行計算。

4? 結束語

動力性、經濟性是整車的重要指標，只有不斷創新、優化每種駕駛模式的算法、技術參數和切換邏輯，才能達到預期目標。經過不斷試驗驗證，最終形成了駕駛模式劃分及具體切換邏輯，具備以下優勢。

1）根據不同的行駛路況合理選擇相應的駕駛模式，提升舒適的駕駛感受。

2）駕駛模式的切換充分考慮動力電池電量，實現最大化的環保節能。

3）體現駕駛模式記憶功能，能夠存儲駕駛員下電前最后一次使用的駕駛模式。

4）不同駕駛模式擁有不同的驅動力矩系數MAP，未覆蓋的參數范圍采用線性差值計算，減少控制器處理的負擔，提升運算速率，使數據采集既高效又平順。

5）不同駕駛模式下結合特定的扭矩輸出濾波時間和濾波算法，在扭矩輸出控制時，進行濾波控制和平滑控制，提升駕乘的舒適感，亦能保證傳動系統的壽命。

參考文獻：

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（編輯? 凌? 波）