CN101966822A - 纯电动车辆怠速防倒溜控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，其中包括整车控制器根据制动踏板、手刹装置和油门踏板确定车辆的当前状态是否需要防倒溜控制、若需要进行防倒溜控制则判断动力电池、电机控制器和电机的当前状态是否满足进行防倒溜控制的工作条件、不满足，则电机停止扭矩输出、满足，则电机进行防倒溜控制扭矩输出操作。采用该种纯电动车辆，怠速防倒溜控制方法能够适用于纯电动车辆，采用电机单独驱动车辆，这样在扭矩的控制及转速调节与传统汽车有很大的不同，从而能够适用于电动车辆怠速启动，有效防止了位于斜坡上的电动车辆倒溜，处理过程简单快捷，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为电动车技术进一步发展和推广应用奠定了坚实的基础。

Description

纯电动车辆怠速防倒溜控制方法
技术领域
本发明涉及纯电动车领域，特别涉及纯电动车怠速动力控制技术领域，具体是指一种纯电动车辆怠速防倒溜控制方法。
背景技术
纯电动汽车是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源的汽车。纯电动汽车的优点：
1、无污染、噪声小；
2、结构简单，使用维修方便；
3、能量转换效率高；同时可回收制动、下坡时的能量，提高能量的利用效率；
4、可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的作用。
电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用于更重要的方面。蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。对于传统车的防倒溜控制，具有自动变速器的现有车辆包括即使车辆在斜坡上停止或开动也允许变速器保持挂挡的变矩器。在具有无变矩器变速器，如动力换挡变速器或手动变速器的车辆中，当车辆在斜坡上停止或开动时离合器必须滑动或分离以避免车辆失速，因此变速器不能将扭矩立即传递到车轮。
当不带有变矩器的车辆从停止在正斜坡上转换为爬上该斜坡时，向车轮提供加速车辆所需的扭矩时的延迟会造成不期望的车辆倒溜。在驾驶员下压加速器踏板，称为“踩加速器踏板(tipiri)”并期望爬上斜坡时，需要倒溜控制。如果用发动机向车轮提供扭矩以开动车辆，则由于可燃烧的空燃混合气对进气歧管和发动机汽缸充气时的延迟，及产生变速器输入离合器最大扭矩时的延迟，在扭矩传递到车轮之前会发生延迟。
本领域中需要消除当车辆在上坡坡度上，驾驶员已松开制动踏板，拉下手刹，还未踩油门踏板，未及时向车辆的车轮提供扭矩时的不期望的倒溜的方法。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够适用于电动车辆怠速启动、有效防止位于斜坡上的电动车辆倒溜、处理过程简单快捷、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法。
为了实现上述的目的，本发明的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法如下：
该纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，所述的纯电动车辆中具有整车控制器、电机控制器、电机、制动踏板、手刹装置、油门踏板、动力电池，所述的整车控制器与所述的电机控制器、制动踏板、手刹装置、油门踏板、动力电池均相连接，所述的动力电池通过所述的电机控制器与所述的电机相连接，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的整车控制器根据所述的制动踏板、手刹装置和油门踏板确定车辆的当前状态是否需要防倒溜控制；
(2)如果需要进行防倒溜控制，则所述的整车控制器判断动力电池、电机控制器和电机的当前状态是否满足进行防倒溜控制的工作条件；
(3)如果不满足，则所述的整车控制器控制所述的电机控制器驱动所述的电机停止扭矩输出；
(4)如果满足，则所述的整车控制器控制所述的电机控制器驱动所述的电机进行防倒溜控制扭矩输出操作。
该纯电动车辆怠速防倒溜控制方法中的根据制动踏板、手刹装置和油门踏板确定车辆的当前状态是否需要防倒溜控制，包括以下步骤：
(11)所述的整车控制器判断电动车辆是否位于斜坡上；
(12)如果否，则终止整个处理；如果是，则所述的整车控制器判断是否所述的手刹装置已拉下且制动踏板已松开；
(13)如果否，则进行车辆制动，并终止整个处理；如果是，则所述的整车控制器判断是否所述的油门踏板的位置大于预设的基准位置；
(14)如果是，则进行车辆正常行驶，并终止整个处理；如果否，则返回需要进行防倒溜控制的结果。
该纯电动车辆怠速防倒溜控制方法中的整车控制器判断动力电池、电机控制器和电机的当前状态是否满足进行防倒溜控制的工作条件，包括以下步骤：
(21)所述的整车控制器侦测所述的动力电池的电量状态是否高于预设的基准电量状态；
(22)如果否，则返回不满足进行防倒溜控制的工作条件的结果；
(23)如果是，则所述的整车控制器侦测所述的电机及电机控制器的温度是否低于预设的基准温度；
(24)如果否，则返回不满足进行防倒溜控制的工作条件的结果；
(25)如果是，则返回满足进行防倒溜控制的工作条件的结果。
该纯电动车辆怠速防倒溜控制方法中的动力电池为单体电池，所述的步骤(23)中的整车控制器侦测所述的电机及电机控制器的温度是否低于预设的基准温度之前，还包括以下步骤：
(231)所述的整车控制器侦测所述的单体电池的电压是否高于预设的基准电压；
(232)如果否，则直接返回步骤(24)；
(233)如果是，则继续步骤(23)中的后续处理。
该纯电动车辆怠速防倒溜控制方法中的整车控制器控制电机控制器驱动电机进行防倒溜控制扭矩输出操作，包括以下步骤：
(41)所述的电机控制器驱动所述的电机逐步产生防倒溜所需的扭矩量；
(42)所述的电机继续增加电机扭矩量，从而驱动车辆缓慢前行；
(43)所述的整车控制器逐步协调扭矩量，从而维持车辆的怠速车速。
采用了该发明的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，由于该纯电动车辆中包括整车控制器、电机、电机控制器、油门踏板、制动踏板、手刹、动力电池，本发明的方法巧妙利用了纯电动车辆与传统汽车不同之处，通过整车控制器采集整车各器件的状态，根据各控制器件的状态信息来控制电机的扭矩输出，使车辆位于斜坡时不倒溜，并能怠速前进，从而能够适用于纯电动车辆，相对于传统汽车，纯电动车辆采用电机单独驱动车辆，这样在扭矩的控制及转速调节与传统汽车有很大的不同，从而能够适用于电动车辆怠速启动，有效防止了位于斜坡上的电动车辆倒溜，处理过程简单快捷，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为电动车技术的进一步发展和推广应用奠定了坚实的基础。
附图说明
图1为本发明的纯电动车辆的功能模块构成示意图。
图2为本发明的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1和图2所示，该纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，所述的纯电动车辆中具有整车控制器、电机控制器、电机、制动踏板、手刹装置、油门踏板、动力电池，所述的整车控制器与所述的电机控制器、制动踏板、手刹装置、油门踏板、动力电池均相连接，所述的动力电池通过所述的电机控制器与所述的电机相连接，其中，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的整车控制器根据所述的制动踏板、手刹装置和油门踏板确定车辆的当前状态是否需要防倒溜控制，包括以下步骤：
(a)所述的整车控制器判断电动车辆是否位于斜坡上；
(b)如果否，则终止整个处理；如果是，则所述的整车控制器判断是否所述的手刹装置已拉下且制动踏板已松开；
(c)如果否，则进行车辆制动，并终止整个处理；如果是，则所述的整车控制器判断是否所述的油门踏板的位置大于预设的基准位置；
(d)如果是，则进行车辆正常行驶，并终止整个处理；如果否，则返回需要进行防倒溜控制的结果；
(2)如果需要进行防倒溜控制，则所述的整车控制器判断动力电池、电机控制器和电机的当前状态是否满足进行防倒溜控制的工作条件，包括以下步骤：
(a)所述的整车控制器侦测所述的动力电池的电量状态是否高于预设的基准电量状态；
(b)如果否，则返回不满足进行防倒溜控制的工作条件的结果；
(c)如果是，则所述的整车控制器侦测所述的电机及电机控制器的温度是否低于预设的基准温度；其中，在整车控制器侦测所述的电机及电机控制器的温度是否低于预设的基准温度之前，还包括以下步骤：
(i)所述的整车控制器侦测所述的单体电池的电压是否高于预设的基准电压；
(ii)如果否，则直接返回步骤(d)；
(iii)如果是，则继续步骤(c)中的后续处理；
(d)如果否，则返回不满足进行防倒溜控制的工作条件的结果；
(e)如果是，则返回满足进行防倒溜控制的工作条件的结果；
(3)如果不满足，则所述的整车控制器控制所述的电机控制器驱动所述的电机停止扭矩输出；
(4)如果满足，则所述的整车控制器控制所述的电机控制器驱动所述的电机进行防倒溜控制扭矩输出操作，包括以下步骤：
(a)所述的电机控制器驱动所述的电机逐步产生防倒溜所需的扭矩量；
(b)所述的电机继续增加电机扭矩量，从而驱动车辆缓慢前行；
(c)所述的整车控制器逐步协调扭矩量，从而维持车辆的怠速车速；
在实际使用当中，本发明的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，其中的纯电动车包括整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)、电机、制动踏板、手刹、油门踏板、动力电池的联合控制，所述方法包括下述步骤：
a、使用所述整车控制器确定车辆的当前状态，是否有刹车或手刹拉起状态；
b、使用所述电机逐步产生防倒溜所需的扭矩量；及
c、继续增加电机扭矩量，使车辆能缓慢前行；及
d、使用所述整车控制器逐步协调扭矩量，以维持怠速车速。
其中，步骤a还包括使用制动踏板和手刹位置来确定当前车辆的状态。
步骤a还包括确定加速器踏板位置，确定驾驶员意图。
(1)所述整车控制器负责车辆扭矩的调节控制，所述车辆还包括用于向所述电机提供电力的电池，所述方法还包括下述步骤：
确定所述动力电池的电量状态是否高于基准电量状态；
如果所述电池的电量状态高于所述基准电量状态，则使用所述电机产生所需扭矩，防止倒溜，并怠速前进；而
如果所述电池的电量状态低于所述基准电量状态，则停止扭矩输出。
(2)所述车辆还包括用于向所述电机提供电力的单体电池，所述方法还包括下述步骤：
确定所述单体电池的电量状态是否高于基准电量状态；
如果所述单体电池的电量状态高于所述基准电量状态，则使用所述电机产生所需扭矩，防止倒溜，并怠速前进；而
如果所述单体电池的电量状态低于所述基准电量状态，则停止扭矩输出。
(3)还包括下述步骤：
确定所述电机及电机控制器的温度是否高于基准温度；
如果所述电机的温度低于所述基准温度，则使用所述电机产生所需扭矩，防止倒溜，并怠速前进；而
如果所述电机的温度高于所述基准温度则停止扭矩输出。
所述整车控制器负责电池、电机、控制器状态信息的采集。
请参阅图1所示，车辆动力系统整车控制器、电机控制器、电机、油门踏板、制动踏板、手刹、动力电池。整车控制器负责收集各个控制器件的工作状态，并根据各个器件的工作状态确定电机的工作模式，并调节电机输出扭矩，使车辆在陡坡上时不溜坡，并能怠速前进。
再请参阅图2所示，为防止位于陡坡上的电动车辆倒溜的控制流程。当电动车辆位于斜坡上时，整车控制器首先判断驾驶员的意图，是否需要启动车辆，即判断手刹是否拉下及制动踏板是否松开，当手刹仍然处于拉起状态或制动踏板处于制动状态时，整车控制器停止扭矩输出，维持当前状态，如手刹处于拉下状态及制动踏板处于松开状态，则整车控制器判断电池的电量状态和电机及控制器的温度情况，当电池的电量高于基准电量，单体电压高于基准电压，并电机及控制器温度低于基准温度，则调节电机输出扭矩，防止车辆倒溜，并怠速前进。否则停止扭矩输出，并发出蜂鸣，提醒驾驶员制动车辆，以保护电机及控制器，动力电池；
在整车控制器对电机输出扭矩的调节阶段，当油门踏板超过基准值，及油门踏板起作用时，则控制器退出防倒溜怠速模式，进入正常运行模式。
采用了上述的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，由于该纯电动车辆中包括整车控制器、电机、电机控制器、油门踏板、制动踏板、手刹、动力电池，本发明的方法巧妙利用了纯电动车辆与传统汽车不同之处，通过整车控制器采集整车各器件的状态，根据各控制器件的状态信息来控制电机的扭矩输出，使车辆位于斜坡时不倒溜，并能怠速前进，从而能够适用于纯电动车辆，相对于传统汽车，纯电动车辆采用电机单独驱动车辆，这样在扭矩的控制及转速调节与传统汽车有很大的不同，从而能够适用于电动车辆怠速启动，有效防止了位于斜坡上的电动车辆倒溜，处理过程简单快捷，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为电动车技术的进一步发展和推广应用奠定了坚实的基础。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，所述的纯电动车辆中具有整车控制器、电机控制器、电机、制动踏板、手刹装置、油门踏板、动力电池，所述的整车控制器与所述的电机控制器、制动踏板、手刹装置、油门踏板、动力电池均相连接，所述的动力电池通过所述的电机控制器与所述的电机相连接，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的整车控制器根据所述的制动踏板、手刹装置和油门踏板确定车辆的当前状态是否需要防倒溜控制；
(2)如果需要进行防倒溜控制，则所述的整车控制器判断动力电池、电机控制器和电机的当前状态是否满足进行防倒溜控制的工作条件；
(3)如果不满足，则所述的整车控制器控制所述的电机控制器驱动所述的电机停止扭矩输出；
(4)如果满足，则所述的整车控制器控制所述的电机控制器驱动所述的电机进行防倒溜控制扭矩输出操作。
2.根据权利要求1所述的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，其特征在于，所述的根据制动踏板、手刹装置和油门踏板确定车辆的当前状态是否需要防倒溜控制，包括以下步骤：
(11)所述的整车控制器判断电动车辆是否位于斜坡上；
(12)如果否，则终止整个处理；如果是，则所述的整车控制器判断是否所述的手刹装置已拉下且制动踏板已松开；
(13)如果否，则进行车辆制动，并终止整个处理；如果是，则所述的整车控制器判断是否所述的油门踏板的位置大于预设的基准位置；
(14)如果是，则进行车辆正常行驶，并终止整个处理；如果否，则返回需要进行防倒溜控制的结果。
3.根据权利要求1所述的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，其特征在于，所述的整车控制器判断动力电池、电机控制器和电机的当前状态是否满足进行防倒溜控制的工作条件，包括以下步骤：
(21)所述的整车控制器侦测所述的动力电池的电量状态是否高于预设的基准电量状态；
(22)如果否，则返回不满足进行防倒溜控制的工作条件的结果；
(23)如果是，则所述的整车控制器侦测所述的电机及电机控制器的温度是否低于预设的基准温度；
(24)如果否，则返回不满足进行防倒溜控制的工作条件的结果；
(25)如果是，则返回满足进行防倒溜控制的工作条件的结果。
4.根据权利要求3所述的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，其特征在于，所述的动力电池为单体电池，所述的步骤(23)中的整车控制器侦测所述的电机及电机控制器的温度是否低于预设的基准温度之前，还包括以下步骤：
(231)所述的整车控制器侦测所述的单体电池的电压是否高于预设的基准电压；
(232)如果否，则直接返回步骤(24)；
(233)如果是，则继续步骤(23)中的后续处理。
5.根据权利要求1所述的纯电动车辆怠速防倒溜控制方法，其特征在于，所述的整车控制器控制电机控制器驱动电机进行防倒溜控制扭矩输出操作，包括以下步骤：
(41)所述的电机控制器驱动所述的电机逐步产生防倒溜所需的扭矩量；
(42)所述的电机继续增加电机扭矩量，从而驱动车辆缓慢前行；
(43)所述的整车控制器逐步协调扭矩量，从而维持车辆的怠速车速。
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