[发明专利]电动汽车的不对等式变周期动态调节网络化控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，尤其涉及一种电动汽车的不对等式变周期动态调节网络化控制装置。

背景技术

随着节能、环保以及技术转型的需要，电动汽车近年来迎来很大发展。作为电动汽车核心部件的电机驱动系统，相比传统内燃机系统，具有控制精度高、响应速度快的优势，因此近年来，通过主动控制驱动电机实现无离合式换挡、车轮防滑转、车辆直接横摆力矩控制等强实时性动力和底盘控制相关技术被相继提出。此类新的控制技术在车辆上的集成应用必将会给电动汽车技术水平的提升带来很大潜力，同时也意味着将会有更多的电子控制部件需要实现互连集成。

另一方面随着智能传感器技术、智能执行器技术、车载网络技术、汽车电子技术和汽车集成控制理论的发展，汽车控制系统的网络化时代已经到来。为了提升汽车的技术水平和产品性能，当前高端汽车中采用的ECU-Electronic Control Unit个数越来越多，某些汽车上已经高达70多个，这些ECU通过共享不同的传感器信号来实现不同的控制功能；同时由于在开放性、模块化、互换性方面的巨大优势，采用智能化的传感器和执行器，实现传感器-车辆控制器、车辆控制器-执行器之间即反馈通道和前向通道均通过车载网络互连成为汽车网络化控制系统的趋势。J.YONG等在文献(Heuristic resource allocation and scheduling method for distributed automotive control systems,International Journal of Automotive Technology,2013)中提出了一种针对这种传感器与执行器均通过网络和控制器交换数据实现汽车控制功能的系统级设计方法，极大地推进汽车控制系统的双通道式的网络化。随着CAN总线技术的推广，采用CAN车载网络实现反馈通道和前向通道互连成为汽车网络化控制系统的主流型式。

鉴于诸多电子控制部件的互连集成需要以及CAN网络在汽车网络化控制中的成功，采用CAN网络实现电动汽车动力和底盘控制系统的双通道互连集成成为常态。X.ZHU等在文献(Robust contro l of i ntegrated motor-transmission power-train system over controller area network for automotive applications,Mechanical Systems and Signal Processing,2015)中提出了一种采用CAN实现了双通道互连的电机-变速器集成控制技术。但是，该文献也同时指出：双通道网络的使用会带来额外的问题，如由于网络带宽受限、网络数据传输量大导致的网络诱导延时给车辆控制性能的监测实时性、系统响应的快速性带来了很大影响、严重降低了系统控制性能、甚至可能造成系统失稳。该文献提出了一种鲁棒控制方法，通过将网络诱导延时的影响转换为扰动，采用鲁棒方法处理扰动对系统的影响，一定程度上保证了系统的稳定性，但鲁棒方法具有保守性，对系统控制性能监测的实时性、系统响应的快速性等动态特性不提供保证。同时该方法对网络数据传输量降低问题不关注，故对网络诱导延时的抑制问题改善有限，且不利于网络化系统扩展。因此，该方法不能满足电动汽车网络化控制发展的实际需要。

目前可查的基于CAN的电动汽车网络化控制系统文献中，为了确保系统控制性能监测的实时性、提高系统响应的快速性还有变优先级法。Z.Shui等人在文献("Lateral motion control for four-wheel-independent-drive electric vehicles using optimal torque allocation and dynamic message priority scheduling",Control Engineering Practice,2014)中提出了一种基于模型决策的优先级动态调整方法，通过优先级动态调节一定程度上改善了网络诱导延时对系统控制响应快速性的影响，但该方法对网络数据传输量过大问题不关注，故对网络诱导延时抑制问题的改善有限，同时也不利于网络化系统的扩展。此外该方法具体面向的是仅在前向通道采用CAN网络而反馈通道采用专线直接连接的单通道式车辆网络化控制系统，其相比双通道式复杂程度相对较低。