【摘" 要】隨著汽車科技發(fā)展，汽車智能化、互聯(lián)化成為趨勢(shì)，駕駛模式通過(guò)調(diào)整車輛懸掛、動(dòng)力和轉(zhuǎn)向滿足用戶特殊需求，其控制方法影響用戶體驗(yàn)和汽車性能，研究汽車駕駛控制方法意義重大。文中提出一種整車駕駛模式管理系統(tǒng)，在駕駛模式允許切換時(shí)，用戶可操作模式開關(guān)切換整車駕駛模式，包括正常、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)動(dòng)和山地模式。功能實(shí)現(xiàn)上，開關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接車身控制器，模式切換仲裁在變速器控制器，車身、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器控制器及儀表、車機(jī)模塊相互配合實(shí)現(xiàn)功能。文章對(duì)各控制器的功能設(shè)計(jì)需求和駕駛模式切換策略進(jìn)行詳細(xì)闡述，包括功能開啟邏輯、功能判斷邏輯和功能執(zhí)行邏輯，最后得出所提駕駛模式切換控制方法具有穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高、閉環(huán)控制等優(yōu)勢(shì)的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】駕駛模式；行駛需求；個(gè)性化場(chǎng)景；控制方法

中圖分類號(hào)：U463.6" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（2025）01-0001-03

Research on the Control Method of Vehicle Driving Mode Switch*

ZHANG Xiaobo，LIU Qin，XIA Yongqiang，XIA Ziqiang，ZHAO Nengqing，LUO Wei

（Jiangling Motor Co.，Ltd.，Nanchang 330200，China）

【Abstract】With the development of automobile science and technology，automobile intelligence and interconnection have become a trend. The driving mode can meet the special needs of users by adjusting vehicle suspension，power and steering，and its control method affects user experience and vehicle performance，so it is of great significance to study the control method of automobile driving. In this paper，a vehicle driving mode management system is proposed. When the driving mode is allowed to change，the user can operate the mode switch to switch the vehicle driving mode，including normal，economic，sports and mountain modes. In terms of function realization，the switch actuator is connected to the body controller，mode switching is arbitrated in the transmission controller，and the body，engine and transmission controller，instrument and vehicle module cooperate with each other to achieve the function. In this paper，the functional design requirements and driving mode switching strategy of each controller are described in detail，including function opening logic，function judgment logic and function execution logic. Finally，it is concluded that the proposed driving mode switching control method has advantages of strong stability，high reliability and closed-loop control.

【Key words】driving mode；driving demand；personalized scene；control method

0" 引言

駕駛模式指通過(guò)對(duì)車輛的懸掛、動(dòng)力、轉(zhuǎn)向進(jìn)行調(diào)整，以滿足用戶特殊的駕駛需求。隨著汽車科技的不斷發(fā)展，汽車智能化、互聯(lián)化已經(jīng)成為趨勢(shì)[1]。汽車智能控制系統(tǒng)為駕駛者提供了多種駕駛模式，用來(lái)滿足不同個(gè)性化需求[2]。駕駛模式的控制方法與邏輯會(huì)極大地影響用戶體驗(yàn)和汽車性能[3]。因此，研究汽車駕駛的控制方法對(duì)汽車的研究具有重要意義[4-5]。

1" 總體功能實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)

在駕駛模式允許切換的條件下，用戶通過(guò)操作模式開關(guān)來(lái)切換整車駕駛模式，從而滿足用戶對(duì)駕駛經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和平順性的要求[6]。在不同駕駛模式之下，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的工作邏輯是不同的，所需要達(dá)到的目的也是不同的。駕駛模式主要有正常模式Normal、經(jīng)濟(jì)模式ECO、運(yùn)動(dòng)模式Sport和山地模式Mountain。駕駛模式功能實(shí)現(xiàn)需要先對(duì)功能進(jìn)行部署，對(duì)每個(gè)模塊系統(tǒng)進(jìn)行功能執(zhí)行的分配。開關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接在車身控制器BCM上，同時(shí)通過(guò)車身控制器對(duì)用戶開關(guān)請(qǐng)求進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，并采集仲裁控制器機(jī)構(gòu)的狀態(tài)來(lái)驅(qū)動(dòng)指示燈亮起。模式切換的仲裁部署在變速器控制器上，判斷所有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)是否一致，若一致，則將仲裁狀態(tài)提供給儀表和車機(jī)進(jìn)行顯示；若無(wú)法切換成功，則變速器控制切換目標(biāo)狀態(tài)為上一時(shí)刻的模式，并請(qǐng)求車身控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的模式狀態(tài)切換回到上一時(shí)刻的模式。駕駛控制邏輯原理如圖1所示。

2" 控制器的功能設(shè)計(jì)需求

2.1" 車身控制器功能設(shè)計(jì)要求

車身控制器BCM作為開關(guān)請(qǐng)求的傳遞者以及開關(guān)指示燈的驅(qū)動(dòng)者，其主要功能設(shè)計(jì)要求包含以下兩點(diǎn)。

1）能夠判斷整車是否滿足駕駛模式切換條件。當(dāng)整車處于允許切換駕駛模式的狀態(tài)時(shí)，采集模式開關(guān)信號(hào)，并將對(duì)應(yīng)的駕駛模式請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到總線上。

2）根據(jù)變速器控制器TCU發(fā)送的模式切換仲裁結(jié)果，同步自身的模式請(qǐng)求信號(hào)，同時(shí)點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的模式開關(guān)工作指示燈。

2.2" 發(fā)動(dòng)機(jī)控制器功能設(shè)計(jì)要求

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS根據(jù)車身控制器BCM發(fā)送的駕駛模式請(qǐng)求信號(hào)切換對(duì)應(yīng)的駕駛模式。如果存在故障導(dǎo)致無(wú)法切換時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS會(huì)報(bào)出錯(cuò)誤標(biāo)志位，并發(fā)送EMS模式切換狀態(tài)信號(hào)。

2.3" 變速器控制器的功能設(shè)計(jì)要求

變速器控制器TCU根據(jù)BCM發(fā)送的駕駛模式請(qǐng)求信號(hào)和EMS發(fā)送的模式狀態(tài)切換信號(hào)來(lái)進(jìn)行仲裁，并進(jìn)入對(duì)應(yīng)的駕駛模式，同時(shí)發(fā)出仲裁結(jié)果信號(hào)。另外，如果變速器存在故障導(dǎo)致無(wú)法切換，變速器控制器TCU會(huì)報(bào)出錯(cuò)誤標(biāo)志位。

2.4" 顯示功能設(shè)計(jì)要求

在駕駛模式切換過(guò)程中，儀表模塊IC和車機(jī)模塊IVI共同承擔(dān)顯示功能。IC模塊和車機(jī)IVI模塊接收來(lái)自變速器控制器TCU的仲裁結(jié)果信號(hào)后，分別顯示不同的內(nèi)容。儀表接收變速器控制器的仲裁結(jié)果后，會(huì)顯示對(duì)應(yīng)模式的功能圖標(biāo)，并且依據(jù)變速器仲裁結(jié)果信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的顯示。儀表顯示信息詳見表1。

車機(jī)IVI顯示屏上顯示內(nèi)容和儀表IC不同。車機(jī)在監(jiān)控到變速器控制器采集的仲裁結(jié)果后進(jìn)行文字彈框顯示，文字彈框顯示3s，主要用于提醒用戶駕駛模式已經(jīng)切換到預(yù)定的模式狀態(tài)，為用戶提供更舒適的駕駛體驗(yàn)。車機(jī)顯示信息見表2。

3" 駕駛模式切換策略

3.1" 功能開啟邏輯

開關(guān)選型為撥桿復(fù)位式開關(guān)，該撥桿復(fù)位式開關(guān)硬線連接在車身控制器上，通過(guò)車身控制器采集開關(guān)的切換狀態(tài)。開關(guān)開啟條件是整車處于D擋且電源模式為ON擋電。根據(jù)開關(guān)的上撥、下?lián)軇?dòng)作，通過(guò)硬線信號(hào)發(fā)送給車身控制器，車身控制器再通過(guò)總線信號(hào)發(fā)送給仲裁控制器進(jìn)行功能執(zhí)行判斷。

BCM需要基于當(dāng)前BCM_Driving_mode_req的值，按照駕駛模式切換順序（正常模式Normal、經(jīng)濟(jì)模式ECO、運(yùn)動(dòng)模式Sport、山地模式Mountain、可循環(huán)切換，默認(rèn)為Normal模式，每次電源切斷后，下次上電都發(fā)送默認(rèn)值Normal）和開關(guān)撥動(dòng)方向及次數(shù)發(fā)送對(duì)應(yīng)的駕駛模式。車身控制器BCM需要等待執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS和變速器控制器TCU的駕駛切換完成后，再根據(jù)變速器控制器TCU發(fā)送的模式切換控制執(zhí)行結(jié)果TCU_StGearMode來(lái)同步自己的模式請(qǐng)求信號(hào)BCM_Driving_mode_req。比如，當(dāng)前整車處于ECO模式，上撥發(fā)送Normal模式，下?lián)軇t發(fā)送Sport模式。

另外，模式開關(guān)工作指示燈根據(jù)車身控制器的總線信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。上電后，車身控制器BCM根據(jù)變速器控制器TCU發(fā)送的駕駛模式狀態(tài)點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的模式指示燈。當(dāng)開關(guān)按照目標(biāo)要求切換時(shí)，工作指示燈閃爍。在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，如果變速器仲裁結(jié)果和車身控制器發(fā)送的請(qǐng)求一致，則立即常亮目標(biāo)模式工作指示燈；若仲裁結(jié)果和請(qǐng)求不一致時(shí)，則指示燈閃爍一段時(shí)間后，車身控制器BCM依據(jù)TCU_StGearMode仲裁結(jié)果狀態(tài)點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的工作指示燈。開關(guān)切換邏輯原理如圖2所示。

3.2" 功能判斷邏輯

駕駛模式切換判斷執(zhí)行控制器為變速器控制器TCU。變速器控制器TCU在接收到車身控制器BCM采集的開關(guān)請(qǐng)求后，通過(guò)總線信號(hào)BCM_Driving_mode_req發(fā)送到總線上。同時(shí)，變速器控制器監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和車身控制器的模式狀態(tài)信號(hào)是否一致。若狀態(tài)一致，變速器控制器進(jìn)入對(duì)應(yīng)的駕駛模式，并將駕駛模式狀態(tài)信號(hào)TCU_StGearMode發(fā)送到總線上。若切換不成功，則存在以下3種情況，對(duì)應(yīng)的處理邏輯如下。

1）若發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS未能切換到目標(biāo)模式，而變速器控制器TCU切換到目標(biāo)模式，為了保持系統(tǒng)的一致性，變速器控制器仍然切換回上一時(shí)刻的駕駛模式。同時(shí)，確保仲裁模式狀態(tài)TCU_StGearMode和實(shí)際狀態(tài)TCU_Driving_mode_req保持一致。

2）當(dāng)變速器控制器TCU和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS接收到開關(guān)請(qǐng)求信號(hào)BCM_Driving_mode_req后，若在一定時(shí)間內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS切換成目標(biāo)駕駛模式EMS_ATSDrivingModeStatu，而變速器控制器TCU沒有切換成目標(biāo)駕駛模式，則變速器控制器TCU會(huì)將TCU_Driving_mode_req更新成上一個(gè)時(shí)刻的駕駛模式。同時(shí)，仲裁結(jié)果TCU_StGearMode與實(shí)際狀態(tài)信號(hào)TCU_Driving_mode_req值同步。車身控制器BCM接收到仲裁結(jié)果狀態(tài)TCU_StGearMode后，同步更新開關(guān)請(qǐng)求BCM_Driving_mode_req回到上一個(gè)時(shí)刻駕駛模式，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS響應(yīng)開關(guān)請(qǐng)求信號(hào)BCM_Driving_mode_req，并切換回上一時(shí)刻的駕駛模式。

3）如果開關(guān)切換過(guò)程中，變速器控制器TCU或者發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS發(fā)生系統(tǒng)故障，即TCU_Driving ModeChange_Fault_flag==0x1：Fault或EMS_DrivingModeChange_Fault_flag == 0x1：Fault時(shí)，無(wú)法完成駕駛模式的切換。此時(shí)，TCU會(huì)重新置位于Normal模式。BCM接收到TCU_StGearMode為Normal后，會(huì)發(fā)送BCM_Driving_mode_req_BCM為Normal給EMS，EMS此時(shí)將會(huì)置位于Normal模式。表3為控制器駕駛模式映射關(guān)系，有助于清晰地了解各個(gè)模塊之間的模式切換映射關(guān)系。圖3為TCU的模式切換流程圖，可以直觀地呈現(xiàn)變速器控制器TCU在不同情況下的模式切換邏輯和決策過(guò)程。

3.3" 功能執(zhí)行邏輯

發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊EMS作為駕駛功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一，僅接收來(lái)自車身控制器轉(zhuǎn)發(fā)的開關(guān)請(qǐng)求。當(dāng)監(jiān)控到開關(guān)請(qǐng)求命令BCM_Driving_mode_req后，EMS切換對(duì)應(yīng)的駕駛模式，同時(shí)同步更新發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的駕駛執(zhí)行狀態(tài)EMS_ATSDrivingModeStatus。當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS只支持正常Normal模式、經(jīng)濟(jì)模式ECO、運(yùn)動(dòng)模式Sport這3種模式，車身控制器采集的開關(guān)請(qǐng)求和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器映射關(guān)系見表4。

在接收到開關(guān)請(qǐng)求命令BCM_Driving_mode_req后，如果發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS無(wú)法支持切換到目標(biāo)駕駛模式，比如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤標(biāo)志位信息，即EMS_ DrivingModeChange_Fault_flag=0x1：Fault的信號(hào)。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器EMS仍然保持當(dāng)前駕駛模式不變。變速器控制器TCU接收到來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的錯(cuò)誤信息后，將仲裁結(jié)果TCU_StGearMode置位于Normal模式。車身控制器BCM根據(jù)仲裁結(jié)果并執(zhí)行Normal駕駛模式請(qǐng)求，開關(guān)更新請(qǐng)求為正常模式，此時(shí)EMS會(huì)根據(jù)BCM_Driving_mode_req請(qǐng)求將駕駛模式置位于Normal模式。發(fā)動(dòng)機(jī)控制駕駛模式切換流程如圖4所示。

4" 結(jié)論

針對(duì)用戶的個(gè)性化駕駛模式的功能需求，提出一種整車駕駛模式管理系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行駕駛模式的切換控制。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)并定義了駕駛模式的功能開啟、功能執(zhí)行、功能仲裁等切換控制策略，同時(shí)對(duì)各控制器在實(shí)現(xiàn)駕駛模式方面的功能需求進(jìn)行了分配。所提出的駕駛模式切換控制方法具有穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高以及閉環(huán)控制等優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張曉，楊凌云，楊志超，等.新能源商用車駕駛模式的控制研究[J].汽車電器，2023（6）：40-42.

[2] 劉欽，張小波，趙能卿.關(guān)于跨平臺(tái)的整車電子電氣架構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)研究[J].汽車知識(shí)，2023，23（2）：25-27.

[3] 李天景，王琨，陸從相，等.四輪驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力汽車模式切換協(xié)調(diào)控制[J].車用發(fā)動(dòng)機(jī)，2023（1）：78-83.

[4] 高明，康永升，尹樂軍，等.多種駕駛模式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向力矩控制策略研究[J].汽車零部件，2011（11）：50-55.

[5] 李衛(wèi)兵，吳瓊，陳東峰，等.經(jīng)濟(jì)性駕駛模式控制策略與應(yīng)用技術(shù)研究[J].車用發(fā)動(dòng)機(jī)，2018（3）：87-92.

[6] 楊小波.一種車輛經(jīng)濟(jì)性駕駛模式的研究[J].汽車科技，2018（2）：36-40.

（編輯" 凌" 波）