电动汽车及其弯道车速控制方法、系统与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车及其弯道车速控制方法、系统。

背景技术：

车辆在高速公路或城市环路上行驶时，由于车速比较高，驾驶员在进行车辆转向操作时，会发生转向过度或转向不足，导致侧滑或侧翻，带来安全隐患。

目前，弯道车速控制一般是根据车身传感器及道路信息进行综合计算，以判断车辆是否处于侧翻临界区域。

相关技术中，采用车载自动控制系统对车辆进行控制，首先获取弯道曲率信息，并将其转化为数字信号输入车载微处理器，安全车速计算模块计算弯道临界安全车速，并运用车载传感器测得当前车速，然后安全状态判断模块对当前车速和临界安全车速进行判断，最后利用系统自动控制模块控制车辆顺利通过弯道。该控制策略虽然避免了只利用车辆运动学控制器实现轨迹跟踪的局限性，保证了直道自动减速和弯道车道保持的可实行性和实时性。

但是，当天气状况不同时，即使相同的车辆，其附着系数也是不同的，尤其是雨天或者下雪天，该控制策略将无法满足实际需求。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的弯道车速控制方法，通过前方道路信息、天气状态信息以及车辆转弯时的转向角来获取车辆转弯时的弯道限驶车速，从而使得车辆的弯道限驶车速更加符合实际情况，有助于驾驶的安全性。

本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车的弯道车速控制系统。

本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电动汽车的弯道车速控制方法，包括以下步骤：获取所述电动汽车的前方道路信息，并获取所述天气状况信息；当所述电动汽车转弯时，获取所述电动汽车的转向角度，并根据所述转向角度、所述前方道路信息和所述天气状况信息获取所述电动汽车转弯时的弯道限驶车速，以及判断所述弯道限驶车速是否小于所述电动汽车的当前行驶车速；如果所述弯道限驶车速小于所述电动汽车的当前行驶车速，则对所述电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制所述电动汽车的行驶车速。

根据本发明实施例的电动汽车的弯道车速控制方法，获取电动汽车的前方道路信息，并获取天气状况信息，然后，当电动汽车转弯时，获取电动汽车的转向角度，并根据转向角度、前方道路信息和天气状况信息获取电动汽车转弯时的弯道限驶车速，并判断弯道限驶车速是否小于电动汽车的当前行驶车速。如果弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速，则对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速，从而使得车辆的弯道限驶车速更加符合实际情况，有助于驾驶的安全性。

根据本发明的一个实施例，所述前方道路信息包括：道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构中的一种或多种。

根据本发明的一个实施例，通过GPS(Global Positioning System，全球定位系统)定位的方式获取所述前方道路信息。

根据本发明的一个实施例，在对所述电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制时，根据所述弯道限驶车速和所述当前行驶车速通过PID(Proportional Integral Derivative，比例积分微分)闭环调节获得回馈扭矩值。

根据本发明的一个实施例，在对所述电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制时，还通过所述电动汽车的显示装置显示所述电动汽车的当前行驶状态，并禁止所述电动汽车进行加速动作。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出的一种电动汽车的弯道车速控制系统，包括：第一获取模块，用于获取所述电动汽车的前方道路信息，并获取所述天气状况信息；第二获取模块，用于在所述电动汽车转弯时，获取所述电动汽车的转向角度；控制模块，所述控制模块分别与所述第一获取模块和所述第二获取模块相连，用于根据所述转向角度、所述前方道路信息和所述天气状况信息获取所述电动汽车转弯时的弯道限驶车速，并判断所述弯道限驶车速是否小于所述电动汽车的当前行驶车速，以及在所述弯道限驶车速小于所述电动汽车的当前行驶车速时，对所述电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制所述电动汽车的行驶车速。

根据本发明实施例的电动汽车的弯道车速控制系统，通过第一获取模块获取电动汽车的前方道路信息，并获取天气状况信息，然后，当电动汽车转弯时，通过第二获取模块获取电动汽车的转向角度。控制模块根据转向角度、前方道路信息和天气状况信息获取电动汽车转弯时的弯道限驶车速，并判断弯道限驶车速是否小于电动汽车的当前行驶车速，如果弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速，则对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速，从而使得车辆的弯道限驶车速更加符合实际情况，有助于驾驶的安全性。

根据本发明的一个实施例，所述前方道路信息包括：道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构中的一种或多种。

根据本发明的一个实施例，所述第一获取模块通过GPS定位的方式获取所述前方道路信息。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于：在对所述电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制时，根据所述弯道限驶车速和所述当前行驶车速通过PID闭环调节获得回馈扭矩值。

根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的弯道车速控制系统，还包括：显示装置，所述显示装置与所述控制模块相连，其中，所述控制模块在对所述电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制时，还通过所述显示装置显示所述电动汽车的当前行驶状态，并禁止所述电动汽车进行加速动作。

此外，本发明的实施例还提出了一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的弯道车速控制系统。

本发明实施例的电动汽车，通过上述的弯道车速控制系统，能够通过前方道路信息、天气状态信息以及车辆转弯时的转向角来获取车辆转弯时的弯道限驶车速，从而使得车辆的弯道限驶车速更加符合实际情况，有助于驾驶的安全性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电动汽车的弯道车速控制方法的流程图；以及

图2是根据本发明实施例的电动汽车的弯道车速控制系统的方框示意图。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例的电动汽车及其弯道车速控制方法、系统。

图1是根据本发明实施例的电动汽车的弯道车速控制方法的流程图。如图1所示，该电动汽车的弯道车速控制方法包括以下步骤：

S1，获取电动汽车的前方道路信息，并获取天气状况信息。

根据本发明的一个实施例，可以通过GPS定位的方式获取前方道路信息。其中，前方道路信息包括：道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构中的一种或多种。

具体而言，在车辆行驶过程中，可以通过高精度地图以及GPS定位的方式获取前方道路信息，包括道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构等信息，同时可以通过车联网与互联网进行通信以获取气象局发布的天气状况信息。

S2，当电动汽车转弯时，获取电动汽车的转向角度，并根据转向角度、前方道路信息和天气状况信息获取电动汽车转弯时的弯道限驶车速，以及判断弯道限驶车速是否小于电动汽车的当前行驶车速。

其中，弯道限驶车速可以根据道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度、路面结构、天气状况以及转向角度等测试标定获得。

具体而言，针对某一应用车型，在某一弯道道路下进行测试标定，标定车辆在不同转向角度(转向角度为弯道角度附近，偏差范围及标定精度根据实际情况确定)、不同天气状况(干燥、湿滑及冰雪)下车辆发生偏移、侧翻等危险情况下的极限车速，将该车速设定为该弯道下，某一车型、某一转向角度在某种天气状况下的弯道限驶车速。

在测试完成后，将弯道限驶车速汇总成数据库，并标注该弯道的道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构等信息，而其他未标注弯道的信息可以与已标注弯道的信息进行比对，如果参数近似，则未标注的弯道可以使用已标注弯道的弯道限驶车速。

也就是说，在实际应用中，在获取到前方弯道的道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构后，与预存在数据库中的弯道信息进行一一比对，如果参数近似，则在车辆行驶至前方弯道并进行转弯时，根据转向角度和天气状况信息进一步获取相应的弯道限驶车速，并将该弯道限驶车速与获取的电动汽车的当前行驶车速进行比较。

S3，如果弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速，则对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速。

根据本发明的一个实施例，在对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制时，根据弯道限驶车速和当前行驶车速通过PID闭环调节获得回馈扭矩值。

具体而言，如果弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速，则对电机控制器发送发电指令，并发送回馈扭矩值(也称回收扭矩值)，该回馈扭矩值以当前行驶车速和弯道限驶车速作为输入参数进行PID闭环处理获得。然后，电机控制器根据回馈扭矩值对驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速，避免车辆出现侧滑或侧翻等危险事故发生，从而提高车辆的安全性，并且采用制动能量回收方式实现车辆的限速，提高了整车行驶的经济性。

因此，本发明实施例的弯道车速控制方法，能够很好的结合不同车辆类型、不同天气状况以及不同道路结构下的不同附着系数等因数来获取弯道限驶车速，并根据弯道限驶车速对车辆进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速，不仅有利于提高行车的安全性，而且可以提高行驶的经济性。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制时，还通过电动汽车的显示装置显示电动汽车的当前行驶状态，并禁止电动汽车进行加速动作。其中，显示装置可以为设置在中控台处的显示屏、仪表或指示灯等。

也就是说，当弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速时，对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，同时通过显示装置对驾驶员进行提醒，例如显示车辆当前为限速状态，并且加速踏板处于失效状态，以防止驾驶员继续加速行驶。

综上所述，根据本发明实施例的电动汽车的弯道车速控制方法，获取电动汽车的前方道路信息，并获取天气状况信息，然后，当电动汽车转弯时，获取电动汽车的转向角度，并根据转向角度、前方道路信息和天气状况信息获取电动汽车转弯时的弯道限驶车速，并判断弯道限驶车速是否小于电动汽车的当前行驶车速。如果弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速，则对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速，从而使得车辆的弯道限驶车速更加符合实际情况，有助于驾驶的安全性。

图2是根据本发明实施例的电动汽车的弯道车速控制系统的方框示意图。如图2所示，该电动汽车的弯道车速控制系统包括：第一获取模块10、第二获取模块20和控制模块30。

其中，第一获取模块10用于获取电动汽车的前方道路信息，并获取天气状况信息。

根据本发明的一个实施例，第一获取模块10可以通过GPS定位的方式获取前方道路信息。其中，前方道路信息包括：道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构中的一种或多种。

具体而言，在车辆行驶过程中，第一获取模块10可以通过高精度地图以及GPS定位的方式获取前方道路信息，包括道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构等信息，同时可以通过车联网与互联网进行通信以获取气象局发布的天气状况信息。

第二获取模块20用于在电动汽车转弯时，获取电动汽车的转向角度。第二获取模块20可以为传感器，通过传感器获取车轮的转向角度。

控制模块30分别与第一获取模块10和第二获取模块20相连，用于根据转向角度、前方道路信息和天气状况信息获取电动汽车转弯时的弯道限驶车速，并判断弯道限驶车速是否小于电动汽车的当前行驶车速，以及在弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速时，对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速。

其中，弯道限驶车速可以根据道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度、路面结构、天气状况以及转向角度等测试标定获得。

具体而言，针对某一应用车型，在某一弯道道路下进行测试标定，标定车辆在不同转向角度(转向角度为弯道角度附近，偏差范围及标定精度根据实际情况确定)、不同天气状况(干燥、湿滑及冰雪)下车辆发生偏移、侧翻等危险情况下的极限车速，将该车速设定为该弯道下，某一车型、某一转向角度在某种天气状况下的弯道限驶车速。

在测试完成后，将弯道限驶车速汇总成数据库，并标注该弯道的道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构等信息，而其他未标注弯道的信息可以与已标注弯道的信息进行比对，如果参数近似，则未标注的弯道可以使用已标注弯道的弯道限驶车速。

也就是说，在实际应用中，在第一获取模块10获取到前方弯道的道路弯度曲率、道路横向坡度、道路纵向坡度和路面结构后，控制模块30与预存在数据库中的弯道信息进行一一比对，如果参数近似，控制模块30则在车辆行驶至前方弯道并进行转弯时，根据转向角度和天气状况信息进一步获取相应的弯道限驶车速，并将该弯道限驶车速与获取的电动汽车的当前行驶车速进行比较。

如果弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速，控制模块30则对电机控制器发送发电指令，并发送回馈扭矩值(也称回收扭矩值)，该回馈扭矩值以当前行驶车速和弯道限驶车速作为输入参数进行PID闭环处理获得。即言，控制模块30还用于在对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制时，根据弯道限驶车速和当前行驶车速通过PID闭环调节获得回馈扭矩值。

然后，电机控制器根据回馈扭矩值对驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速，避免车辆出现侧滑或侧翻等危险事故发生，从而提高车辆的安全性，并且采用制动能量回收方式实现车辆的限速，提高了整车行驶的经济性。

因此，本发明实施例的弯道车速控制系统，能够很好的结合不同车辆类型、不同天气状况以及不同道路结构下的不同附着系数等因数来获取弯道限驶车速，并根据弯道限驶车速对车辆进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速，不仅有利于提高行车的安全性，而且可以提高行驶的经济性。

进一步地，在本发明的一个实施例中，上述的电动汽车的弯道车速控制系统还包括：显示装置40，显示装置40与控制模块30相连，控制模块30在对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制时，还通过显示装置40显示电动汽车的当前行驶状态，并禁止电动汽车进行加速动作。其中，显示装置40可以为设置在中控台处的显示屏、仪表或指示灯等。

也就是说，当弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速时，控制模块30对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，同时控制模块30通过显示装置40对驾驶员进行提醒，例如通过显示装置40显示车辆当前为限速状态，并且控制模块30控制加速踏板处于失效状态，以防止驾驶员继续加速行驶。

根据本发明实施例的电动汽车的弯道车速控制系统，通过第一获取模块获取电动汽车的前方道路信息，并获取天气状况信息，然后，当电动汽车转弯时，通过第二获取模块获取电动汽车的转向角度。控制模块根据转向角度、前方道路信息和天气状况信息获取电动汽车转弯时的弯道限驶车速，并判断弯道限驶车速是否小于电动汽车的当前行驶车速，如果弯道限驶车速小于电动汽车的当前行驶车速，则对电动汽车的驱动电机进行扭矩回馈控制，以限制电动汽车的行驶车速，从而使得车辆的弯道限驶车速更加符合实际情况，有助于驾驶的安全性。

此外，本发明的实施例还提出了一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的弯道车速控制系统。

本发明实施例的电动汽车，通过上述的弯道车速控制系统，能够通过前方道路信息、天气状态信息以及车辆转弯时的转向角来获取车辆转弯时的弯道限驶车速，从而使得车辆的弯道限驶车速更加符合实际情况，有助于驾驶的安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。