CN101987622B - 用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法 - Google Patents

用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法，其中，当行驶的车辆停止时，执行用于即使当松开制动踏板时也将车辆维持在停止位置的电动机位置控制，随后执行爬行扭矩控制，以便当车辆在斜坡上停止之后重新启动时防止车辆向后滚动和突然启动。

Description

用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C§119(a)，本申请要求于2009年7月30日提交的韩国专利申请第10-2009-0069756号、韩国专利申请第10-2009-0069758号和韩国专利申请第10-2009-0069759号的优选权，这些申请的全部内容并入本文作为参考。
技术领域
本发明公开概括来讲涉及用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法。
背景技术
在典型的汽油发动机车辆中，在车辆行驶时，即使当没有压下加速器踏板和制动踏板时，发动机的怠速扭矩也被传输给扭矩转换器和变速器，因此车辆以爬行模式行驶(爬行行驶)，这允许车辆以低速缓慢移动。
例如，如图11所示，在斜坡上行驶的车辆遇到了斜坡阻力mgsinθ以及滚动阻力。由于该斜坡阻力，车辆通过由驾驶员的制动踏板操作产生的摩擦制动力而停止在斜坡上，那么，一旦松开制动踏板，车辆可能向后滚动。
为了避免这种情况，驾驶员尝试通过再次压下制动踏板或压下加速器踏板来防止车辆向后滚动。
为了消除不得不试图防止车辆在斜坡上向后滚动的不便，已经引入了爬行控制技术，其通过即使在没有压下加速器踏板和制动踏板时也保持预定量的摩擦制动来防止车辆滚动，然后，当驾驶员再次压下加速器踏板时释放该摩擦制动以切换到普通驾驶条件。
相反地，装配有燃料电池的电动车辆仅通过电动机驱动系统(电动机、减速器和车轮)而不用发动机来行驶。因此，当车辆停止时不会由电动机自动产生怠速扭矩，并且不发生爬行，这与汽油发动机车辆是不同的。
因此，有必要通过控制电动机扭矩来实现爬行功能，以便于向电动车辆提供汽油发动机车辆的爬行功能。
优选地，诸如燃料电池车的由电动机驱动的纯电动车辆，需要用于产生类似于发动机怠速扭矩的扭矩的爬行控制算法，以便于提供与典型的批量生产的汽油车辆相同的驾驶感。连同用于改善爬行行驶过程中的驾驶感的爬行控制算法的开发，还已经研究了用于防止车辆在停止之后重新启动时在斜坡上向后滚动的技术。
在诸如燃料电池车辆和电动车辆的仅由电动机驱动的车辆的实例中，可以只通过控制电动机驱动力(例如，通过在检测到斜坡时增加电动机驱动扭矩的方法)而不引入任何附加系统来实现防止斜坡上的向后滚动。
例如，如图10所示，通过向燃料电池车辆和电动车辆应用斜坡角度传感器或滚动确定算法，有可能实现检测斜坡并基于检测结果增加电动机扭矩的方法。因为控制电动机驱动力很容易，该方法能够易于实现。
然而，有必要计算另外所需的电动机扭矩的量，并且计算的量应当是随着诸如斜坡角度、乘客数目等若干变量而变化的。因此，需要很多公差(allowance)和测试。
特别地，在保持常规爬行扭矩控制逻辑时检测到斜坡的情况下，增加爬行扭矩命令的方法可能难以计算要适当增加的附加电动机扭矩的正确量，并且难以将车辆保持在正确的位置。另外，如果诸如乘客数目、斜坡角度等给定条件发生改变，则不得不重新计算电动机扭矩的量，以便于维持车辆的位置。否则，车辆可能向后滚动或向前冲过多。
在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，因此其可以包含不形成本国家的本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法，其中，在行驶的车辆停止之后，不论车辆在平地或斜坡上，车辆都进入电动机位置控制模式以执行后冲(backlash)补偿，执行用于在松开制动踏板时将车辆维持在停止位置的电动机位置控制以及电动机位置稳定性检查，然后执行爬行扭矩控制，使得即使在没有操作制动踏板或加速器踏板的情况下车辆也不会在斜坡上向后滚动，同时，车辆可以适当地维持当前位置而不受斜坡角度和乘客数目等变化的影响。
在另外的优选实施方式中，本发明提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法，其中，当在车辆停止时适当地松开制动踏板时，首先基于斜坡角度测量信息执行用于将车辆维持在停止位置的电动机位置控制或爬行扭矩控制，在电动机位置控制的过程中适当地执行车辆在停止位置时的电动机位置稳定性检查，然后适当地执行爬行扭矩控制，使得即使在没有操作制动踏板或加速器踏板的情况下车辆也不会在斜坡上向后滚动，车辆可以适当地维持当前位置而不受斜坡角度和乘客数目等变化的影响，并且随后车辆自然地切换到爬行扭矩模式。
在另外的优选实施方式中，本发明提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法，其中，当在车辆于斜坡上停止时适当地松开制动踏板时，适当地执行滚动确定逻辑以执行用于将车辆维持在停止位置的电动机位置控制或爬行扭矩控制，在电动机位置控制的过程中适当地执行车辆在停止位置时的电动机位置稳定性检查，然后适当地执行爬行扭矩控制，使得即使在没有操作制动踏板或加速器踏板的情况下车辆也不会在斜坡上向后滚动，车辆可以维持当前位置而不受斜坡角度和乘客数目等的任何改变的影响，并且车辆自然地切换到爬行扭矩模式。
在一优选的实施方式中，本发明提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，该设备优选包括：电动机位置确定器，其用于适当地确定从车辆停止到松开制动踏板之后的预定时刻的电动机位置控制的持续时间；电动机位置控制器，其用于通过计算用于适当地维持电动机位置的电动机扭矩来适当地维持电动机的位置；以及爬行扭矩控制器，其用于在一定的时延之后适当地产生电动机的爬行扭矩并且将电动机速度控制在一恒定水平。
在另一优选的实施方式中，本发明优选提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，该方法优选包括：电动机位置控制步骤，当在行驶过程中适当地压下制动踏板时控制后冲补偿以消除后冲，然后当松开制动踏板时施加电动机扭矩以维持电动机位置；电动机位置稳定性检查步骤，检查在预定的时间之后是否继续维持电动机位置或进入爬行扭矩控制步骤；以及爬行扭矩控制步骤，将电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩恒定地增加到最大爬行扭矩。
在再一优选的实施方式中，本发明优选提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，该设备优选包括：斜坡确定器(slopedeterminer)，其用于当在车辆停止之后松开制动踏板时，基于检测行驶道路的斜坡角度的斜坡角度传感器的检测信息，适当地确定是否进入电动机位置控制模式或爬行扭矩控制模式；电动机位置控制器，其用于通过计算电动机扭矩来适当地维持电动机的位置；以及爬行扭矩控制器，其用于在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩并且将电动机速度控制在一恒定水平。
在又一优选的实施方式中，本发明优选提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，该方法优选包括：斜坡确定步骤，通过测量行驶道路的斜坡角度并确定斜坡角度是否足以使车辆在松开制动踏板时向后滚动，确定是否进入电动机位置控制步骤或爬行扭矩控制步骤；电动机位置控制步骤，如果斜坡角度小于用于斜坡确定的参考斜坡角度则进入爬行扭矩控制步骤，然后，如果斜坡角度大于用于斜坡确定的参考斜坡角度则适当地增加电动机扭矩以维持电动机位置；电动机位置稳定性检查步骤，在经过预定时间之后检查是否继续维持电动机位置或进入爬行扭矩控制步骤；以及爬行扭矩控制步骤，将电动机扭矩从用于适当地维持电动机位置的稳定性扭矩恒定地增加到最大爬行扭矩。
在再一优选的实施方式中，本发明提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，该设备优选包括：滚动确定器，其用于适当地确定当在车辆停止之后松开制动踏板时车辆是否在向后滚动；电动机位置控制器，其用于通过计算电动机扭矩来适当地维持电动机的位置；以及爬行扭矩控制器，其用于在一定的时延之后适当地产生电动机的爬行扭矩并且将电动机速度控制在一恒定水平。
在另外优选的实施方式中，本发明提供一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，该方法优选包括：滚动确定步骤，确定当松开制动踏板时车辆是否在向后滚动；电动机位置控制步骤，如果确定车辆没有在向后滚动则进入爬行扭矩控制步骤，并且如果确定车辆在向后滚动则适当地施加用于维持电动机位置的扭矩；电动机位置稳定性检查步骤，在经过预定的时间之后确定是否继续维持电动机位置或进入爬行扭矩控制步骤；以及爬行扭矩控制步骤，将电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩恒定地增加到最大爬行扭矩。
以下讨论本发明的其它方面和优选实施方式。
本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语应理解成包括通常的机动车辆，例如载客车辆，包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种艇和船舶的水运工具，航空器，和类似物，并包括混合动力车辆、电动车辆、插入式(plug-in)混合电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，源自石油以外的资源的燃料)。
如本文所述，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动力车辆。
本发明的上述特征和优点通过合并于本文并构成本说明书一部分的附图和下面的具体实施方式将变得显而易见或更为详细地阐述，附图和具体实施方式共同用于通过实施例解释本发明的原理。
附图说明
现在将参考附图中图示说明的某些示例性的实施方式对本发明的上述和其他特征进行详细说明，以下仅仅为了举例说明，因此不是对本发明的限制，其中：
图1是示出根据本发明第一实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备的示范性控制框图；
图2A和2B是示出根据本发明第一实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法的流程图；
图3是示出根据本发明第一实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法关于控制模式的示范性控制框图；
图4是示出根据本发明第二实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备的示范性控制框图；
图5是示出根据本发明第二实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法的流程图；
图6是示出根据本发明第二实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法关于控制模式的示范性控制框图；
图7是示出根据本发明第三实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备的示范性控制框图；
图8A和8B是示出根据本发明第三实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法的流程图；
图9是示出根据本发明第三实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法关于控制模式的示范性控制框图；
图10是示出在传统电动车辆中使用斜坡角度传感器或滚动确定算法的实例的示意图；
图11是示出当车辆在一斜坡上行驶时遇到斜坡阻力的状态的示意图。
附图中列出的附图标记包括对下面将进一步讨论的以下元件的参考：
10：用于控制电动机位置和爬行的设备
20：电动机位置控制器
30：爬行扭矩控制器
32：扭矩转换器液压形成建模单元
34：扭矩转换器普通状态建模单元
36：滤波器
40：斜坡确定器
50：斜坡角度传感器
60：滚动确定器
应当理解，所附的附图并非必然是按比例的，而只是在一定程度上表示用于说明本发明的基本原理的各种优选特征的简化表示。本文所公开的本发明的具体设计特征包括，例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分取决于具体的既定用途和使用环境。
在附图中，附图标记在几张附图中通篇指代本发明的相同或等同的部件。
具体实施方式
如本文所述，本发明包括一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，该设备包括：电动机位置确定器，其用于确定从车辆停止到松开制动踏板之后某一时刻的电动机位置控制的持续时间；电动机位置控制器，其用于通过计算用于维持电动机位置的电动机扭矩来维持电动机的位置；以及爬行扭矩控制器，其用于产生电动机的爬行扭矩。
在一个实施方式中，爬行扭矩控制器在一定的时延之后产生爬行扭矩并且将电动机速度控制在一恒定水平。
在另一个方面，本发明的特征在于一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，该方法包括：电动机位置控制步骤；电动机位置稳定性检查步骤；以及爬行扭矩控制步骤。
在一个实施方式中，电动机位置控制步骤包括：当在行驶过程中压下制动踏板时控制后冲补偿以消除后冲，然后，当松开制动踏板时施加电动机扭矩以维持电动机的位置。
在另一实施方式中，电动机位置稳定性检查步骤包括：在经过预定时间之后，检查是继续维持电动机位置还是进入爬行扭矩控制步骤。
在一个实施方式中，爬行扭矩控制步骤包括：将电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩恒定地增加到最大爬行扭矩。
在另一个方面，本发明的特征在于一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，该设备包括：斜坡确定器，其用于当在车辆停止之后松开制动踏板时基于检测行驶道路的斜坡角度的斜坡角度传感器的检测信息，确定是进入电动机位置控制模式还是爬行扭矩控制模式；电动机位置控制器，其用于通过计算电动机扭矩来维持电动机的位置；以及爬行扭矩控制器，其用于在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩并且将电动机速度控制在一恒定水平。
在另一个方面，本发明的特征在于一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，该方法包括：斜坡确定步骤，通过测量行驶道路的斜坡角度并确定该斜坡角度是否足以使车辆在松开制动踏板时向后滚动，确定是进入电动机位置控制步骤还是爬行扭矩控制步骤；电动机位置控制步骤，如果该斜坡角度小于用于斜坡确定的参考斜坡角度，则进入爬行扭矩控制步骤，并且如果该斜坡角度大于用于斜坡确定的参考斜坡角度，则增加电动机扭矩以维持电动机位置；电动机位置稳定性检查步骤，在经过预定时间之后检查是继续维持电动机位置还是进入爬行扭矩控制步骤；以及爬行扭矩控制步骤，将电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩恒定地增加到最大爬行扭矩。
在另一个方面，本发明的特征在于一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，该方法包括：滚动确定步骤；电动机位置控制步骤；电动机位置稳定性检查步骤；以及爬行扭矩控制步骤。
在一个实施方式中，滚动确定步骤包括：确定当松开制动踏板时车辆是否在向后滚动。
在另一实施方式中，电动机位置控制步骤包括：如果确定车辆没有向后滚动则进入爬行扭矩控制步骤，并且如果确定车辆在向后滚动则施加用于维持电动机位置的扭矩。
在一个实施方式中，电动机位置稳定性检查步骤包括：在经过预定的时间之后检查是继续维持电动机位置还是进入爬行扭矩控制步骤。
在另一实施方式中，爬行扭矩控制步骤包括：将电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩恒定地增加到最大爬行扭矩。
现在将详细参考本发明的各个实施方式，其实施例在下文的附图和描述中进行举例说明。尽管本发明将结合示例性的实施方式进行说明，要理解到本说明并不是要将本发明限定到这些示例性的实施方式。相反，本发明不仅要涵盖示例性的实施方式，还要涵盖各种替代方式、变形方式、等同方式和其它实施方式，它们可以包括在所附权利要求所定义的本发明的精神和范围之内。
在优选的实施方式中，根据本发明的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法如下文所述。
图1是示出根据本发明优选实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备的控制框图。
优选地，本发明提供一种电动机位置闭环控制，以便当车辆在斜坡上行驶时适当地维持电动机(电动机转子)的位置，同时弥补常规电动机扭矩开环控制的缺陷。优选地，在电动机位置闭环控制中，当车辆在压下制动踏板之后停止时，车辆自动切换到位置控制模式，其中，基于电动机的当前位置自动计算通过诸如PID控制、PD控制等的适当控制来维持当前位置的电动机扭矩，并且该电动机扭矩被用于适当地维持车辆的位置。
根据某些优选的实施方式，根据本发明的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备10优选包括电动机位置控制确定器、电动机位置控制器20和爬行扭矩控制器30。
优选地，电动机位置确定器确定从车辆停止到松开制动踏板之后预定时刻的电动机位置控制的持续时间。
在另外优选的实施方式中，电动机位置控制器20通过如下方式适当地控制电动机位置(电动机转子位置)：通过将进入位置控制模式时的时间点处的电动机位置角度与车辆停止时的后冲补偿角度相加，设定目标输入角度，并且通过将进入位置控制模式时的该时间点处的电动机位置角度与目标输入角度之间的差值输入到PD控制器中，自动计算用于适当地维持车辆位置(即电动机位置)的电动机扭矩。
在某些优选的实施方式中，爬行扭矩控制器30优选包括：用于形成与实际扭矩转换器相同的液压的扭矩转换器液压形成建模单元32；以及扭矩转换器普通状态建模单元34。优选地，在通过压下制动踏板来适当地停止车辆时，当驾驶员从制动踏板上移开他或她的脚时，扭矩转换器液压形成建模单元32在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩。
因此，在扭矩转换器液压形成建模单元32进行的扭矩转换器液压形成处理过程中，在一定的时延之后出现电动机的爬行扭矩。
根据另外优选的实施方式，扭矩转换器普通状态建模单元34优选提供如下特征：电动机扭矩传动力随着扭矩转换器液压形成建模单元32的输入端与输出端的速度之间的差值的增加而适当地增加。优选地，扭矩转换器普通状态建模单元34用于根据速度的增加适当地减少扭矩，以便于将电动机的速度维持在恒定水平，因此，将电动机爬行扭矩调节到使电动机速度恒定的水平。
在某些优选的实施方式中，用于调节爬行扭矩以避免引起突变的滤波器36附加地连接于爬行扭矩控制器30的最终扭矩输出端。
优选地，基于上述配置的根据本发明优选实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法如下所述。
图2A和2B是示出根据本发明优选实施方式的用于控制电动车辆的爬行行驶的方法的流程图，而图3是示出根据本发明第一实施方式的用于控制电动车辆的爬行行驶的方法关于控制模式的控制框图，其中示出了控制模式根据时间推移的改变、以及电动机驱动扭矩根据控制模式改变的变化。
优选地，通过爬行扭矩控制器和电动机位置控制器执行的以下爬行行驶控制的逻辑意在作为实例，并且可以适当地实现各种控制逻辑，只要它们具有爬行扭矩生成模式和电动机位置维持模式。
根据另一示范性的实施方式，本发明致力于：即使在仅由电动机驱动的电动车辆中，通过执行在车辆停止时无条件地进入电动机位置控制模式的步骤、用于消除后冲的后冲补偿控制步骤、在松开制动踏板时增加电动机扭矩以维持电动机位置的电动机位置控制步骤、电动机位置稳定性检查步骤、以及爬行扭矩控制步骤，防止在没有操作制动踏板和加速器踏板的情况下车辆在斜坡上向后滚动或突然启动，从而控制车辆的电动机位置和爬行。
在优选的实施方式中，不论车辆在平地或斜坡上行驶，如果在行驶过程中适当地压下制动踏板，在车辆停止的同时车辆进入电动机位置控制模式。
优选地，电动机位置控制模式中的第一控制是用于消除后冲的后冲补偿控制步骤，在其中执行用于防止由后冲带来的冲击的控制。
优选地，如果当在电动机与减速器之间或者减速器与驱动轮之间有后冲时突然施加电动机扭矩，会向减速器施加强烈的冲击，这将使车身摇晃，从而降低驾驶舒适度。因此，在停止车辆时提前适当地执行电动机位置控制以补偿后冲。
相应地，为了补偿由电动机转子与减速器之间的后冲导致的电动机当前角度与普通状态角度之间的误差，电动机位置控制器20通过将进入位置控制模式时的时间点处的电动机位置角度与后冲补偿角度相加来设定目标输入角度，并且通过将进入位置控制模式时的该时间点处的电动机位置角度与目标输入角度之间的差值输入到PD控制器中，自动计算用于维持车辆位置(即电动机位置)的电动机扭矩。
相应地，在另外优选的实施方式中，适当地计算用于维持电动机位置的电动机扭矩，更具体地，通过考虑后冲来计算电动机扭矩以防止施加计算的扭矩时的冲击。
优选地，适当地需要少量的用于消除后冲以补偿电动机位置误差的电动机扭矩，即电动机驱动力(图3中的F1)，以便消除后冲，所述电动机位置误差由在压下制动踏板时发生的后冲所导致。
在另外优选的实施方式中，在已经执行了用于防止由后冲导致的冲击的上述控制时，当驾驶员从制动踏板上移开他或她的脚时，如果车辆在斜坡上，会突然产生斜坡载荷。因此，不论该斜坡载荷如何，用于适当地维持车辆的停止位置(即电动机的当前位置)的电动机位置控制被执行以施加维持电动机的当前位置所需要的扭矩，即以上述方式计算的扭矩。
相应地，当松开制动踏板时，用计算的电动机扭矩(用于消除后冲)适当地执行电动机位置控制步骤，以维持电动机位置。
优选地，当斜坡载荷在松开制动踏板时突然施加于车辆时，用于在电动机位置控制模式中维持电动机位置的电动机扭矩，即电动机驱动力(图3中的F2)增加，从而允许车辆即使在斜坡上也持续保持在停止状态。
在另外优选的实施方式中，电动机位置确定器适当地确定电动机位置控制的持续时间，并且，如果电动机位置控制的持续时间大于预定的时间段，则确定应当持续地执行电动机位置控制。
相应地，在经过预定的时间段之后，以如下方式执行电动机位置稳定性检查步骤。
在某些示范性的实施方式中，优选执行电动机位置稳定性检查步骤以检查电动机扭矩和位置是否有任何改变，并确定是否持续地维持车辆的当前位置，即电动机的当前位置，或切换到爬行扭矩控制模式。
优选地，对于电动机位置稳定性检查，首先，如果电动机扭矩的改变小于电动机扭矩稳定性参考值(图2中的A)，或者如果电动机位置的改变小于电动机位置稳定性参考值(图2中的B)，稳定性确定计数适当地增加。如果稳定性确定计数大于稳定性确定参考计数值(图2中的C)，确定电动机位置被稳定地维持。
相应地，在松开制动踏板之后适当地开始电动机位置稳定性检查步骤，并且如果其检查到电动机位置被稳定地维持，则确定是否切换到爬行扭矩控制模式。
在某些示范性的实施方式中，对于确定电动机位置被适当地稳定的情况，如果用于维持电动机位置的稳定性扭矩小于最大爬行扭矩，则车辆适当地切换到爬行扭矩控制模式，在其中，随着电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩缓慢地增加到最大爬行扭矩，执行爬行扭矩控制。
在特别优选的实施方式中，如果用于维持电动机位置的稳定性扭矩小于爬行扭矩，则车辆切换到爬行扭矩控制步骤，在其中，当电动机扭矩(图3中的F3)从用于维持电动机位置的稳定性扭矩增加到最大爬行扭矩时，车辆缓慢地移动。在其它优选的实施方式中，对于用于维持电动机位置的稳定性扭矩大于爬行扭矩的情况，电动机位置不改变而是被持续地维持。
相应地，当适当地压下加速器踏板或制动踏板时，用于维持电动机位置的控制和爬行扭矩控制被取消。
优选地，当仅由电动机驱动的电动车辆在斜坡上行驶时，不论乘客数目或斜坡角度如何，车辆的当前位置，即电动机的位置都被正确地维持，然后车辆切换到爬行扭矩控制模式。因此，即使当车辆在斜坡上停止之后重新启动时，其可以行驶而不会向后滚动或突然启动，从而大大地改善驾驶性能。
尽管当车辆在平地上行驶时无条件地执行以上电动机位置控制，由于在平地上没有车辆载荷，电动机位置稳定时间缩短，因此车辆直接切换到爬行扭矩控制模式。因此，在控制过程中不会发生任何特殊的问题。
本文对根据本发明第二实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法进行描述。
图4是示出根据本发明优选实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备的控制框图。
在某些优选的实施方式中，本发明致力于提供一种电动机位置闭环控制方法，以便当车辆在斜坡上行驶时维持电动机(电动机转子)的位置，同时弥补常规电动机扭矩开环控制的缺陷。优选地，在电动机位置闭环控制中，当车辆在压下制动踏板之后停止时，执行冲击防止模式以防止由施加后冲补偿扭矩带来的冲击，同时执行斜坡确定逻辑。优选地，当松开制动踏板时，车辆自动切换到位置控制模式，其中基于电动机的当前位置自动计算用于通过诸如PID控制、PD控制等的适当控制来维持当前位置的电动机扭矩，并且该电动机扭矩被用于维持车辆的位置。
根据某些优选的实施方式，根据本发明优选实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备10包括：斜坡确定器40，其用于基于斜坡角度传感器50的检测值来计算行驶道路的斜坡角度，并用于确定是进入电动机位置控制模式还是爬行扭矩控制模式；电动机位置控制器20；以及爬行扭矩控制器30。
优选地，当在车辆停止之后松开制动踏板时，斜坡确定器40根据车辆在其上行驶的行驶道路的斜坡角度，适当地确定是进入电动机位置控制模式还是爬行扭矩控制模式。
优选地，当在车辆停止之后松开制动踏板时，斜坡确定器40基于斜坡角度传感器的检测信息确定是进入电动机位置控制模式还是爬行扭矩控制模式。根据某些优选的实施方式，如果测量的行驶道路的斜坡角度小于用于斜坡确定的参考斜坡角度，则斜坡确定器40适当地确定进入爬行扭矩控制模式，并且如果测量的行驶道路的斜坡角度大于用于斜坡确定的参考斜坡角度，则适当地确定进入电动机位置控制模式。
优选地，电动机位置控制器20通过以下方式控制电动机(电动机转子)位置：通过将进入电动机位置控制模式时的时间点处的电动机当前角度与用于补偿普通状态下的角度误差的偏移角度相加来设定目标输入角度，并且通过将当前角度与目标输入角度之间的差值输入到PD控制器中，自动计算用于维持车辆的位置(即电动机的位置)的电动机扭矩。
根据本发明另外优选的实施方式，爬行扭矩控制器30包括：用于形成与实际扭矩转换器相同的液压的扭矩转换器液压形成建模单元32；以及扭矩转换器普通状态建模单元34。优选地，在通过压下制动踏板来停止车辆时，当驾驶员从制动踏板上移开他或她的脚时，扭矩转换器液压形成建模单元32在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩。
相应地，在扭矩转换器液压形成建模单元32进行的扭矩转换器液压形成处理过程中，在一定的时延之后出现电动机的爬行扭矩。
优选地，扭矩转换器普通状态建模单元34提供如下特征：电动机扭矩传动力随着扭矩转换器液压形成建模单元32的输入端与输出端的速度之间的差值的增加而增加。根据另外优选的实施方式，扭矩转换器普通状态建模单元34用于根据速度的增加而减少扭矩，以便于将电动机的速度维持在恒定水平，因此，将电动机爬行扭矩调节到使电动机速度恒定的水平。
优选地，用于调节爬行扭矩以避免引起突变的滤波器36附加地连接于爬行扭矩控制器30的最终扭矩输出端。
本文对根据本发明的某些优选实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法进行描述。
图5是示出根据本发明优选实施方式的用于控制电动车辆的爬行行驶的方法的流程图，而图6是示出根据本发明优选实施方式的用于控制电动车辆的爬行行驶的方法关于控制模式的控制框图，其中示出了控制模式根据时间推移的改变、以及电动机驱动扭矩根据控制模式改变的变化。
根据某些优选的实施方式，本发明致力于即使在仅由电动机驱动的电动车辆中，通过适当地执行以下步骤防止在没有操作制动踏板和加速器踏板的情况下车辆在斜坡上向后滚动或突然启动：当在压下制动踏板时停止车辆时为消除后冲以防止由后冲带来的冲击的后冲补偿控制步骤、当松开制动踏板时通过测量行驶道路的斜坡角度来适当地确定是进入电动机位置控制模式还是爬行扭矩控制模式的斜坡确定步骤、如果斜坡角度大于斜坡确定参考角度则在松开制动踏板时增加电动机扭矩以维持电动机位置的电动机位置控制步骤、电动机位置稳定性检查步骤、以及爬行扭矩控制步骤。
在优选的实施方式中，在用于当在斜坡上行驶时压下制动踏板时无条件地消除车辆停止时的后冲的后冲补偿控制步骤中，适当地执行用于防止由后冲带来的冲击的控制。
优选地，如果当在电动机与减速器之间或者减速器与驱动轮之间有后冲时突然施加电动机扭矩，则会向减速器施加强烈的冲击，这会使车身摇晃，从而降低驾驶舒适度。因此，当停止车辆时提前执行电动机位置控制以补偿后冲。
相应地，为了补偿由电动机转子与减速器之间的后冲导致的电动机当前角度与普通状态角度之间的误差，即，为了当在行驶过程中压下制动踏板时消除车辆停止时的后冲，优选执行后冲补偿控制步骤，其包括通过考虑后冲来计算电动机扭矩以防止冲击并向电动机施加足以消除后冲的扭矩。
优选地，此时，适当地需要少量的用于消除后冲以补偿电动机位置误差的电动机扭矩，即电动机驱动力(图6中的F1)，以便消除该后冲，该电动机位置误差由在压下制动踏板时发生的后冲所导致。
在另外优选的实施方式中，在已经执行了用于防止由后冲导致的冲击的控制时，当驾驶员从制动踏板上移开他或她的脚时，如果车辆在斜坡上会突然产生斜坡载荷。因此，执行斜坡确定步骤，作为用于防止车辆向后滚动的在前步骤。
在另外优选的实施方式中，在松开制动踏板时基于斜坡角度传感器的检测信息来确定是进入电动机位置控制模式还是爬行扭矩控制模式。优选地，如果斜坡角度小于用于斜坡确定的参考斜坡角度，则车辆进入爬行扭矩控制模式，而如果斜坡角度大于用于斜坡确定的参考斜坡角度，则车辆进入电动机位置控制模式。
优选地，当适当地松开制动踏板时，从斜坡确定器适当地接收斜坡角度传感器的斜坡信息。另外，如果斜坡角度大于预定的参考斜坡角度，则车辆在其向后滚动之前预先进入爬行扭矩控制模式，并且如果斜坡角度小于预定的参考斜坡角度，则不论外部载荷干扰(noise)如何都适当地执行用于维持电动机位置的电动机位置控制，以产生维持电动机位置所需要的扭矩，并且以下述方式加上与斜坡角度载荷相对应的扭矩，从而在短时间内稳定电动机位置。
相应地，电动机位置控制模式包括：通过将进入电动机位置控制模式时的时间点处的电动机当前角度与用于补偿普通状态下的角度误差的偏移角度相加来设定目标输入角度的处理；通过将当前角度与目标输入角度之间的差值输入到PD控制器中来计算用于维持电动机位置的电动机扭矩的处理；以及施加最终电动机扭矩的处理，该最终电动机扭矩通过将计算的电动机扭矩加上与由斜坡角度传感器检测的斜坡载荷值(mgsinθ)对应的扭矩而获得并被设置为输入到电动机的前馈。
因此，不论导致车辆在斜坡上向后滚动的斜坡载荷如何，车辆的停止位置，即电动机的当前位置，都被适当地维持。
优选地，当在松开制动踏板时突然施加斜坡载荷时，在电动机位置控制模式中计算以维持电动机位置的最终电动机扭矩，即电动机驱动力(图6中的F2)，适当地增加，从而允许车辆即使在斜坡上也持续保持在停止状态。
在特别优选的实施方式中，斜坡角度，即由斜坡角度检测器检测到的斜坡载荷值(mgsinθ)，被设置为用于控制电动机位置的输入到电动机位置控制器的前馈，使得用于维持电动机位置的在控制过程中施加于电动机的电动机扭矩和与斜坡载荷值对应的扭矩相加，从而在短时间内稳定电动机位置。
根据另一优选的实施方式，基于斜坡角度和车辆重量适当地计算作为前馈值输入的斜坡载荷值(mgsinθ)。尽管斜坡角度被持续地测量而重量的改变没有被适当地检测，可以通过电动机位置反馈控制充分地补偿重量的改变，诸如乘客数目的改变。
在另一实施方式中，在经过预定时间之后，以下述方式执行电动机位置稳定性检查步骤。
优选地，电动机位置稳定性检查步骤被执行以检查电动机扭矩和位置是否有任何改变，并且适当地确定是否恒定地维持车辆的当前位置，即电动机的当前位置，或是切换到爬行扭矩控制模式。
优选地，对于电动机位置稳定性检查，首先，如果电动机扭矩的改变小于电动机扭矩稳定性参考值，或者如果电动机位置的改变小于电动机位置稳定性参考值，则稳定性确定计数增加。在另外优选的实施方式中，如果稳定性确定计数大于稳定性确定参考计数值，则适当地确定电动机位置被稳定地维持。
相应地，在松开制动踏板之后开始电动机位置稳定性检查步骤，并且如果其检查到电动机位置被稳定地维持，则适当地确定是否切换到爬行扭矩控制模式。
相应地，对于适当地确定电动机位置被稳定的情况，如果用于维持电动机位置的稳定性扭矩小于最大爬行扭矩，则车辆适当地切换到爬行扭矩控制模式，在其中，当电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩缓慢地增加到最大爬行扭矩时，执行爬行扭矩控制。
在另外优选的实施方式中，如果用于维持电动机位置的稳定性扭矩适当地小于爬行扭矩，则车辆切换到爬行扭矩控制步骤，在其中，当电动机扭矩(图6中的F3)从用于维持电动机位置的稳定性扭矩增加到最大爬行扭矩时，车辆缓慢地移动。在其它特定的实施方式中，对于用于维持电动机位置的稳定性扭矩大于爬行扭矩的情况，电动机位置不改变而是被恒定地维持。
在另外的相关实施方式中，当加速器踏板或制动踏板被压下时适当地取消用于维持电动机位置的控制和爬行扭矩控制。
相应地，当仅由电动机驱动的电动车辆在斜坡上行驶时，在停止时适当地执行后冲消除，并且在松开制动踏板时根据斜坡确定来执行电动机位置控制或爬行扭矩控制。特别地，不论乘客数目或斜坡角度如何，车辆的当前位置，即电动机的位置都被正确地维持，然后，车辆切换到爬行扭矩控制模式。相应地，在本发明的优选实施方式中，即使当车辆在斜坡上停止之后重新启动时，其可以行驶而不会向后滚动或突然启动，从而大大地改善了驾驶性能。
本文对根据本发明另外的优选实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备和方法进行描述。
图7是示出根据本发明优选实施方式的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备的控制框图。
在特别优选的实施方式中，本发明致力于提供一种电动机位置闭环控制方法，以便当车辆在斜坡上行驶时维持电动机(电动机转子)的位置，同时弥补常规电动机扭矩开环控制的缺陷。优选地，在电动机位置闭环控制中，当车辆在使用制动踏板之后适当地停止时，适当地执行冲击防止模式，以防止由施加后冲补偿扭矩带来的冲击，同时执行斜坡确定逻辑。优选地，当松开制动踏板时，车辆自动切换到位置控制模式，在其中，基于电动机的当前位置自动计算用于通过诸如PID控制、PD控制等的适当控制来维持当前位置的电动机扭矩，并且该电动机扭矩被用于维持车辆的位置。
在某些优选的实施方式中，根据本发明的用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备10包括滚动确定器60、电动机位置控制器20和爬行扭矩控制器30。
在另外的优选实施方式中，滚动确定器60确定当在车辆停止之后松开制动踏板时车辆是否在向后滚动，并且优选地包括：用于适当地检测处于向前位置中的排档的换档检测器；以及用于检测向后旋转的车轮的车轮旋转方向检测器。
优选地，电动机位置控制器20通过以下方式控制电动机(电动机转子)位置：通过将进入电动机位置控制模式时的时间点处的电动机的当前角度与用于补偿普通状态下的角度误差的偏移角度相加来设定目标输入角度，并通过将当前角度与目标输入角度之间的差值输入到PD控制器中来自动计算用于维持车辆位置，即电动机位置的电动机扭矩。
根据另一优选的实施方式，爬行扭矩控制器30包括：用于形成与实际扭矩转换器相同的液压的扭矩转换器液压形成建模单元32；以及扭矩转换器普通状态建模单元34。优选地，在通过压下制动踏板来停止车辆时，当驾驶员从制动踏板上移开他或她的脚时，扭矩转换器液压形成建模单元32在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩。
相应地，在扭矩转换器液压形成建模单元32进行的扭矩转换器液压形成处理过程中，在一定的时延之后出现电动机的爬行扭矩。
在某些优选的实施方式中，扭矩转换器普通状态建模单元34优选提供如下特征：电动机扭矩传动力随着扭矩转换器液压形成建模单元32的输入端与输出端的速度之间的差值的增加而适当地增加。优选地，扭矩转换器普通状态建模单元34用于根据速度的增加适当地减少扭矩，以便于将电动机的速度维持在恒定水平，由此，将电动机爬行扭矩调节到使电动机速度恒定的水平。
优选地，用于调节爬行扭矩以避免引起突变的滤波器36附加地连接于爬行扭矩控制器30的最终扭矩输出端。
图8A和8B是示出根据本发明某些优选的实施方式的用于控制电动车辆的爬行行驶的方法的流程图，而图9是示出根据本发明另外的优选实施方式的用于控制电动车辆的爬行行驶的方法关于控制模式的控制框图，其中示出了控制模式根据时间推移的改变，以及电动机驱动扭矩根据控制模式改变的变化。
根据某些优选的实施方式，用于由爬行扭矩控制器和电动机位置控制器执行的以下爬行行驶控制的逻辑意在作为实例，并且可以实现各种控制逻辑，只要它们具有爬行扭矩生成模式和电动机位置维持模式。
本发明致力于即使在仅由电动机驱动的电动车辆中，通过执行以下步骤，防止在没有操作制动踏板和加速器踏板的情况下车辆在斜坡上向后滚动或突然启动：后冲补偿控制步骤，用于在通过压下制动踏板来停止车辆时消除后冲以防止由后冲带来的冲击；适当地确定在松开制动踏板时车辆是否向后滚动的滚动确定步骤；电动机位置控制步骤，其中如果确定车辆不向后滚动，则车辆进入爬行扭矩控制模式，并且如果适当地确定车辆在向后滚动，则电动机扭矩适当地增加以维持电动机位置；电动机位置稳定性检查步骤；以及爬行扭矩控制步骤。
根据优选的实施方式，在当在斜坡上行驶时适当地压下制动踏板时用于无条件地消除车辆停止时的后冲的后冲补偿控制步骤中，优选执行用于防止由后冲带来的冲击的控制。
优选地，如果当在电动机与减速器之间或者减速器与驱动轮之间有后冲时突然施加电动机扭矩，则会向减速器施加强烈的冲击，这会使车身摇晃，从而降低驾驶舒适度。优选地，在停止车辆时提前适当地执行电动机位置控制以补偿后冲。
相应地，为了补偿由电动机转子与减速器之间的后冲导致的电动机当前角度与普通状态角度之间的误差，即，为了当在行驶过程中压下制动踏板时消除车辆停止时的后冲，执行后冲补偿控制步骤，其包括通过考虑后冲来计算电动机扭矩以防止冲击，并向电动机施加足以消除后冲的扭矩。
根据另外的优选实施方式，需要少量的用于消除后冲以补偿电动机位置误差的电动机扭矩，即电动机驱动力(图9中的F1)，以便消除该后冲，该电动机位置误差由在压下制动踏板时发生的后冲所导致。
在另外的优选实施方式中，在已经执行了用于防止由后冲导致的冲击的控制时，当驾驶员从制动踏板上移开他或她的脚时，如果车辆在斜坡上会突然产生斜坡载荷。优选地，执行斜坡确定步骤以适当地确定车辆是否在向后滚动。
优选地，当松开踏板时确定车辆是在斜坡还是平地上。在另外的优选实施方式中，基于排档位置和电动机旋转方向，可以通过执行滚动确定逻辑来确定车辆是否在向后滚动。此外，基于车辆是否在向后滚动，车辆切换至两种不同操作模式之一，并且如果确定车辆在向后滚动(即，如果确定车辆在斜坡上)，则不论外部载荷干扰如何，都执行用于维持电动机位置的电动机位置控制，以产生维持电动机位置所需的扭矩。
相应地，如果确定车辆不向后滚动，则车辆进入爬行扭矩控制模式，并且如果确定车辆在向后滚动，则执行用于增加电动机扭矩的电动机位置控制步骤以适当地维持电动机位置。
在特别优选的实施方式中，在滚动确定步骤中，如果换档检测器适当地检测到向前位置(D位置)中的换档杆并且车轮旋转方向检测器检测到向后旋转的车轮，则滚动确定计数增加。如果滚动确定计数大于滚动确定参考计数值，则最终确定车辆在向后滚动。优选地，一旦确定车辆在向后滚动，就执行用于将电动机扭矩增加到计算水平的电动机位置控制模式以维持电动机位置。
在另外的某些实施方式中，用于维持电动机位置的电动机扭矩是通过以下处理来计算的：通过将进入电动机位置控制模式时的时间点处的电动机的当前角度与用于补偿普通状态下的角度误差的偏移角度相加来设定目标输入角度的处理；以及通过将当前角度与目标输入角度之间的差值输入到PD控制器中来计算用于维持电动机位置的电动机扭矩的处理。向电动机施加计算的维持电动机位置的水平的扭矩，从而执行电动机位置控制。
在另外的某些实施方式中，如果确定车辆不在向后滚动，则执行以下的爬行扭矩控制。
相应地，不论导致车辆在斜坡上向后滚动的斜坡载荷如何，都执行用于维持车辆的停止位置(即电动机的当前位置)的电动机位置控制，从而发出扭矩命令以将电动机扭矩增加到维持电动机当前位置的水平。
相应地，当斜坡载荷在松开制动踏板时突然施加于车辆时，用于在电动机位置控制模式过程中维持电动机位置的电动机扭矩，即电动机驱动力(图9中的F2)增加，从而允许车辆即使在斜坡上也持续保持在停止状态。
在另外的优选实施方式中，在经过预定时间之后，以下述方式执行电动机位置稳定性检查步骤。
优选地，执行电动机位置稳定性检查步骤以检查电动机扭矩和位置是否有任何改变，并确定是持续维持车辆的当前位置，即电动机的当前位置，还是切换到爬行扭矩控制模式。
根据本发明的优选实施方式，对于电动机位置稳定性检查，首先，如果电动机扭矩的改变适当地小于电动机扭矩稳定性参考值，或者如果电动机位置的改变小于电动机位置稳定性参考值，则稳定性确定计数增加。优选地，如果稳定性确定计数大于稳定性确定参考计数值，则确定电动机位置被稳定地维持。
相应地，在松开制动踏板之后适当地开始电动机位置稳定性检查步骤，并且如果检查到电动机位置被稳定地维持，则确定是否切换到爬行扭矩控制模式。
优选地，对于确定电动机位置被稳定的情况，如果用于维持电动机位置的稳定性扭矩小于最大爬行扭矩，则车辆适当地切换到爬行扭矩控制模式，在其中，当电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩缓慢地增加到最大爬行扭矩时，执行爬行扭矩控制。
在另外的优选实施方式中，如果用于维持电动机位置的稳定性扭矩小于爬行扭矩，则车辆适当地切换到爬行扭矩控制步骤，在其中，当电动机扭矩(图9中的F3)从用于维持电动机位置的稳定性扭矩增加到最大爬行扭矩时，车辆缓慢地移动。在另外的优选实施方式中，对于用于维持电动机位置的稳定性扭矩大于爬行扭矩的情况，电动机位置不改变而是被持续地维持。
相应地，当压下加速器踏板或制动踏板时，取消用于维持电动机位置的控制和爬行扭矩控制。
相应地，当仅由电动机驱动的电动车辆在斜坡上行驶时，不论乘客数目或斜坡角度如何，车辆的当前位置(即电动机的位置)都被正确地维持，然后，车辆切换到爬行扭矩控制模式。优选地，即使当车辆在斜坡上停止之后重新启动时，其可以行驶而不会向后滚动或突然启动，从而大大地改善了驾驶性能。
如本文所述，当在仅由电动机驱动的电动车辆停止之后适当地松开制动踏板时，执行用于将车辆维持在停止位置的电动机位置控制，当车辆在停止位置中时检查电动机位置稳定性，然后执行爬行扭矩控制，使得在不操作制动踏板或加速器踏板的情况下并且不论斜坡角度、乘客数目等的改变如何，都维持车辆在斜坡上的当前位置，并且防止车辆向后滚动或突然启动，从而适当地改善驾驶安全性。
在另外的优选实施方式中，当仅由电动机驱动的电动车辆停止时，执行冲击防止模式以防止由施加后冲补偿扭矩带来的冲击，并且同时执行斜坡确定逻辑。优选地，当松开制动踏板时，执行用于将车辆维持在停止位置的电动机位置控制或爬行扭矩控制。另外，即使在松开制动踏板之后，也在车辆的停止位置中检查电动机位置稳定性以执行爬行扭矩控制，使得在不操作制动踏板或加速器踏板的情况下并且不论斜坡角度、乘客数目等的改变如何，都维持车辆在斜坡上的当前位置，并且防止车辆向后滚动或突然启动，从而改善驾驶安全性。
在另外的优选实施方式中，通过斜坡角度传感器的检测以及利用该检测结果的斜坡确定逻辑，在车辆向后滚动之前，通过施加用于维持电动机位置的电动机扭矩来适当地执行电动机位置控制。优选地，还向电动机扭矩施加与基于斜坡角度而计算的斜坡载荷相对应的扭矩，从而在短时间内稳定电动机位置。
在另外的相关实施方式中，当仅由电动机驱动的电动车辆适当地停止时，适当地执行冲击防止模式以防止由施加后冲补偿扭矩带来的冲击，并且同时执行滚动确定逻辑。优选地，在松开制动踏板时，执行用于将车辆维持在停止位置的电动机位置控制或爬行扭矩控制。另外，即使在松开制动踏板之后，也在车辆的停止位置中检查电动机位置稳定性以执行爬行扭矩控制，使得在不操作制动踏板或加速器踏板的情况下并且不论斜坡角度、乘客数目等的改变如何，都维持车辆在斜坡上的当前位置，并且防止车辆向后滚动或突然启动，从而改善驾驶安全性。
已经参考本发明的优选实施方法详细描述了本发明。然而，本领域技术人员应当理解，可以在不背离本发明的原理和精神的条件下对这些实施方式进行改变，本发明的范围由所附的权利要求及其等价形式所限定。

Claims (34)

1.一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，所述设备包括：
电动机位置确定器，其用于确定从车辆停止到松开制动踏板之后的预定时刻的电动机位置控制的持续时间；
电动机位置控制器，其用于通过计算用于维持电动机的位置的电动机扭矩来维持电动机的位置；以及
爬行扭矩控制器，其用于在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩，并且将电动机速度控制在恒定水平。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述电动机位置控制器通过将进入位置控制模式时的时间点处的电动机位置角度与后冲补偿角度相加来设定目标输入角度，并通过将进入所述位置控制模式时的所述时间点处的电动机位置角度与所述目标输入角度之间的差值输入到PD控制器中来自动计算用于维持电动机位置的扭矩。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述爬行扭矩控制器包括：
扭矩转换器液压形成建模单元，其用于在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩；以及
扭矩转换器普通状态建模单元，其用于将电动机的爬行扭矩控制到维持电动机速度恒定的水平。
4.如权利要求1所述的设备，其中用于调节爬行扭矩从而不引起突变的滤波器连接于所述爬行扭矩控制器的最终扭矩输出端。
5.一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，所述方法包括：
电动机位置控制步骤，当在行驶过程中压下制动踏板时控制后冲补偿以消除后冲，然后当松开制动踏板时施加电动机扭矩以维持电动机位置；
电动机位置稳定性检查步骤，检查在预定的时间之后是继续维持电动机位置还是进入爬行扭矩控制步骤；以及
爬行扭矩控制步骤，将电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩持续地增加到最大爬行扭矩。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述电动机位置控制步骤包括：
通过将进入所述位置控制步骤时的时间点处的电动机位置角度与后冲补偿角度相加，设定目标输入角度；
通过将进入所述位置控制步骤时的所述时间点处的所述电动机位置角度与所述目标输入角度之间的差值输入到PD控制器中，计算用于维持电动机位置的电动机扭矩；以及
向电动机施加计算为维持电动机位置的水平的所述扭矩。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述电动机位置稳定性检查步骤包括：
如果电动机扭矩的变化小于电动机扭矩稳定性参考值或者如果电动机位置的变化小于电动机位置稳定性参考值，则通过增加稳定性确定计数，确定电动机位置被稳定地维持；以及
确定是否切换到所述爬行扭矩控制步骤。
8.如权利要求7所述的方法，其中，如果用于维持电动机位置的所述稳定性扭矩小于所述最大爬行扭矩，则将车辆切换到爬行扭矩控制模式，并且如果用于维持电动机位置的所述稳定性扭矩大于所述爬行扭矩，则电动机位置被维持。
9.如权利要求5所述的方法，其中当压下加速器踏板或制动踏板时，立即取消电动机位置控制和爬行扭矩控制。
10.一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，所述设备包括：
斜坡确定器，其用于当车辆停止之后松开制动踏板时，基于检测行驶道路的斜坡角度的斜坡角度传感器的检测信息，确定是进入电动机位置控制模式还是爬行扭矩控制模式；
电动机位置控制器，其用于通过计算电动机扭矩，维持电动机的位置；以及
爬行扭矩控制器，其用于在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩并且将电动机速度控制在恒定水平。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述电动机位置控制器通过将进入所述电动机位置控制模式时的时间点处的电动机的当前角度与用于补偿普通状态下的角度误差的偏移角度相加来设定目标输入角度，并且通过将所述当前角度与所述目标输入角度之间的差值输入PD控制器来自动计算用于维持车辆位置即电动机位置的电动机扭矩。
12.如权利要求10所述的设备，其中所述爬行扭矩控制器包括：
扭矩转换器液压形成建模单元，其用于在一定时延之后产生电动机的爬行扭矩；以及
扭矩转换器普通状态建模单元，其用于将电动机的爬行扭矩控制到维持电动机速度恒定的水平。
13.如权利要求10所述的设备，其中用于调节爬行扭矩以避免引起突变的滤波器连接于所述爬行扭矩控制器的最终扭矩输出端。
14.一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，所述方法包括：
斜坡确定步骤，通过测量行驶道路的斜坡角度并确定所述斜坡角度是否足以使车辆在松开制动踏板时向后滚动，确定是进入电动机位置控制步骤还是爬行扭矩控制步骤；
电动机位置控制步骤，如果所述斜坡角度小于用于斜坡确定的参考斜坡角度，则进入爬行扭矩控制步骤，并且如果所述斜坡角度大于用于斜坡确定的所述参考斜坡角度，则增加电动机扭矩以维持电动机位置；
电动机位置稳定性检查步骤，在经过预定时间之后检查是继续维持电动机位置还是进入爬行扭矩控制步骤；以及
爬行扭矩控制步骤，将电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩恒定地增加到最大爬行扭矩。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括后冲补偿控制步骤，所述后冲补偿控制步骤包括：当在行驶过程中压下制动踏板时，通过考虑后冲来计算电动机扭矩以在停止车辆时防止由后冲带来的冲击并消除所述后冲；以及向电动机施加足以消除所述后冲的扭矩。
16.如权利要求14所述的方法，其中，在所述斜坡确定步骤中，由斜坡角度传感器确定斜坡角度的水平。
17.如权利要求14所述的方法，其中所述电动机位置控制步骤包括：
通过将进入所述电动机位置控制步骤时的时间点处的电动机的当前角度与用于补偿普通状态下的角度误差的偏移角度相加，设定目标输入角度；
通过将所述当前角度与所述目标输入角度之间的差值输入PD控制器，计算用于维持电动机位置的电动机扭矩；以及
施加最终电动机扭矩，所述最终电动机扭矩通过将计算的电动机扭矩加上与斜坡角度传感器所检测的斜坡载荷值(mgsinθ)相对应的扭矩而获得并且被设置为输入到电动机的前馈。
18.如权利要求14所述的方法，其中所述电动机位置稳定性检查步骤包括：
如果电动机扭矩的变化小于电动机扭矩稳定性参考值或者如果电动机位置的变化小于电动机位置稳定性参考值，则通过增加稳定性确定计数来确定电动机位置被稳定地维持；以及
确定是否切换到所述爬行扭矩控制步骤。
19.如权利要求18所述的方法，其中，如果用于维持电动机位置的所述稳定性扭矩小于所述最大爬行扭矩，则将车辆切换到爬行扭矩控制模式，并且如果用于维持电动机位置的所述稳定性扭矩大于所述爬行扭矩，则电动机位置被维持。
20.如权利要求14所述的方法，其中当压下加速器踏板或制动踏板时，立即取消电动机位置控制和爬行扭矩控制。
21.一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，所述设备包括：
滚动确定器，其用于确定当车辆停止之后松开制动踏板时车辆是否在向后滚动；
电动机位置控制器，其用于通过计算电动机扭矩来维持电动机的位置；以及
爬行扭矩控制器，其用于在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩，并且将电动机速度控制在恒定水平。
22.如权利要求21所述的设备，其中所述滚动确定器包括：
换档检测器，其用于检测处于向前位置中的排档；以及
车轮旋转方向检测器，其用于检测向后旋转的车轮。
23.如权利要求21所述的设备，其中所述电动机位置控制器通过将进入电动机位置控制模式时的时间点处的电动机当前角度与用于补偿普通状态下的角度误差的偏移角度相加来设定目标输入角度，并通过将所述当前角度与所述目标输入角度之间的差值输入PD控制器来自动计算用于维持车辆位置即电动机位置的电动机扭矩。
24.如权利要求21所述的设备，其中所述爬行扭矩控制器包括：
扭矩转换器液压形成建模单元，其用于在一定的时延之后产生电动机的爬行扭矩；以及
扭矩转换器普通状态建模单元，其用于将电动机的爬行扭矩控制到维持电动机速度恒定的水平。
25.如权利要求21所述的设备，其中用于调节爬行扭矩以避免引起突变的滤波器连接于所述爬行扭矩控制器的最终扭矩输出端。
26.一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的方法，所述方法包括：
滚动确定步骤，确定当松开制动踏板时车辆是否在向后滚动；
电动机位置控制步骤，如果确定车辆没有向后滚动则进入爬行扭矩控制步骤，并且如果确定车辆在向后滚动则施加用于维持电动机位置的扭矩；
电动机位置稳定性检查步骤，在经过预定的时间之后检查是继续维持电动机位置还是进入爬行扭矩控制步骤；以及
爬行扭矩控制步骤，将电动机扭矩从用于维持电动机位置的稳定性扭矩恒定地增加到最大爬行扭矩。
27.如权利要求26所述的方法，进一步包括后冲补偿控制步骤，所述后冲补偿控制步骤包括：当在行驶过程中压下制动踏板时，通过考虑后冲来计算电动机扭矩以在停止车辆时防止后冲带来的冲击并消除所述后冲；以及向电动机施加足以消除所述后冲的扭矩。
28.如权利要求26所述的方法，其中所述滚动确定步骤包括：
当换档杆在向前(D)位置中时检测向后旋转的车轮；以及
增加滚动确定计数，并且如果所述滚动确定计数大于滚动确定参考计数值则确定车辆在向后滚动。
29.如权利要求26所述的方法，其中所述电动机位置控制步骤包括：
通过将进入电动机位置控制步骤时的时间点处的电动机的当前角度与用于补偿普通状态下的角度误差的偏移角度相加，设定目标输入角度；
通过将所述当前角度与所述目标输入角度之间的差值输入PD控制器，计算用于维持电动机位置的电动机扭矩；以及
向电动机施加增加到维持电动机位置的水平的扭矩。
30.如权利要求26所述的方法，其中所述电动机位置稳定性检查步骤包括：
如果电动机扭矩的变化小于电动机扭矩稳定性参考值或者如果电动机位置的变化小于电动机位置稳定性参考值，则通过增加稳定性确定计数来确定电动机位置被稳定地维持；以及
确定是否切换到所述爬行扭矩控制步骤。
31.如权利要求30所述的方法，其中，如果用于维持电动机位置的所述稳定性扭矩小于所述最大爬行扭矩，则将车辆切换到爬行扭矩控制模式，并且如果用于维持电动机位置的所述稳定性扭矩大于所述爬行扭矩，则电动机位置被维持。
32.如权利要求26所述的方法，其中当压下加速器踏板或制动踏板时，立即取消电动机位置控制和爬行扭矩控制。
33.一种用于控制电动车辆的电动机位置和爬行的设备，所述设备包括：
电动机位置确定器，其用于确定从车辆停止到松开制动踏板之后的一时刻的电动机位置控制的持续时间；
电动机位置控制器，其用于通过计算用于维持电动机位置的电动机扭矩来维持电动机的位置；以及
爬行扭矩控制器，其用于产生电动机的爬行扭矩。
34.如权利要求33所述的设备，其中所述爬行扭矩控制器在一定的时延之后产生爬行扭矩，并且将电动机速度控制在恒定水平。
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