[发明专利]电动汽车的双门限事件触发动态调节网络化控制装置

说明书

本发明涉及一种汽车控制装置，具体为电动汽车的双门限事件触发动态调节网络化控制装置，包括与车辆的传感器连接的事件触发模块1、位于车辆控制器端的比较模块、事件触发模块2、调度器模块、控制器模块和综合模块；事件触发模块1通过CAN网络与比较模块连接，比较模块分别与事件触发模块2和控制器模块连接，事件触发模块2再与调度器模块连接，控制器模块和调度器模块分别与综合模块连接；综合模块通过CAN网络与车辆的执行器连接。该控制装置实现对系统状态变化和系统控制性能变化的快速响应，同时达到降低网络数据传输量的目的。

技术领域

本发明涉及一种汽车控制装置，具体为电动汽车的双门限事件触发动态调节网络化控制装置。

背景技术

随着节能、环保以及资源可持续发展需求的日益提高，电动汽车获得了快速发展。相比于传统内燃机汽车，电动汽车通过采用电机取代内燃机作为动力源解除了汽车与石化能源的直接联系，建立了汽车与电能的联系，从而实现了汽车用能源获取的多元化及可持续性。除能源多元化优势之外，就车辆本身的控制来说，由于电机系统相比内燃机和液压系统具有更快的响应能力和更精确的控制优势，从而为车辆动力和底盘系统的集成控制提供了很大潜力。诸如驱动电机-自动变速器集成控制、驱动电机-主动转向系统集成控制、驱动电机--防滑控制系统-电子制动系统集成控制以及更加综合的驱动电机-电控制动-电控转向-电控悬架集成控制等相关技术被相继被提出。特别地，随着高功率密度紧凑型电机技术的发展，采用轮毂或轮边电机分别独立驱动各个车轮的4轮独立驱动电动汽车，则可以实现4个驱动电机与电控转向系统、电控制动系统以及电控悬架系统等的较大规模集成控制。较大规模的集成控制可以为电动汽车综合性能技术水平的提升带来诸多优势，同时也意味更多的电子控制部件包括传感器、控制器和执行器需要实现互连以及更多的实时交互数据需要传输。

为了实现众多电子控制部件的集成，车载网络如CAN(控制器局域网)被采用作为数据传输、模块互连的手段。Z.Shuai等在文献(Combined AFS and DYC control of four-wheel- independent-drive electric vehicles over CAN network with time-varyingdelays,IEEE transactions on vehicular technology,2014.)中提出了采用CAN实现4轮独立驱动电机系统与前轮主动转向系统的集成技术方案，但同时也指出车载网络CAN的应用额外地带来了新的问题，如由于网络带宽受制、数据传输量大以及资源竞争激烈导致的网络诱导延时将影响车辆的控制性能、甚至使车辆失稳。该文献提出了采用鲁棒控制方法来抑制网路延时对系统控制稳定性的影响，一定程度上保证了控制系统的稳定性，但鲁棒控制方法比较保守，不能保证系统控制的动态特性。同时该方法仅关注网络延时对系统稳定性的影响问题，对网络传输量较大问题不关注，因此其对系统控制性能改善的程度有限，同时也不适用于较大规模的网络化集成。解决较大规模网络化集成问题的有效方法在电动汽车控制领域尚未见有报道。

针对网络单元节点多、数据传输流量较大的实时性网络化控制系统，一种基于门限事件触发的方法在自动控制领域被提出。D.Yue等在文献(A delay system method fordesigning event-triggered controllers of networked control systems,IEEEtransactions on automatic control, 2013)中提出了一种基于系统状态变化的门限事件触发发送方法，该方法在传感器端增加一个门限事件触发模块，只有当系统状态的变化超出设定的门限值时，传感器采样数据才被允许向网络发送，控制器与执行器则通过接收中断完成一次控制，当系统状态变化不满足门限要求时，传感器则只采样但不发送。如此既可以保证控制器对系统状态变化的快速响应，同时也有效的降低了网络数据传输量。但该方法的缺陷是仅关注传感器端系统状态改变的快速响应问题，而不关注控制器端控制性能状态改变的快速响应问题，因此不能满足对控制性能要求严格的电动汽车需求。