CN102639356A - 电动汽车及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动汽车及其控制方法，更具体地涉及车辆在坡路借助制动器的启动而停止且车辆停止状态维持设定时间的情况下进入防滑模式，在制动传感器的值满足设定条件的情况下计算出防滑扭矩来施加给马达，从而在坡路停车后出发的情况下，在进行从制动踏板到加速踏板的操作转换时向与滑行方向相反的方向施加马达扭矩，而能够在转换踏板时防止车辆滑行的电动汽车及其控制方法。

Description

电动汽车及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车及其控制方法，更具体地涉及在坡路停车后出发的情况下能够防止车辆滑行的电动汽车及其控制方法。
背景技术
电动汽车是能够解决将来的汽车公害及能源问题的可能性最高的对策，鉴于这一点正活跃地进行着关于电动汽车的研究。
电动汽车(Electric vehicle，EV)作为主要利用电池的电源来驱动AC(交流)马达或DC(直流)马达而获得动力的汽车，大分为电池专用电动汽车和混合动力电动汽车，电池专用电动汽车利用电池的电源来驱动马达，如果电源消耗殆尽则进行充电，混合动力电动汽车启动发动机来发电，从而给电池充电，并利用该电来驱动电机，从而能够使车辆移动。
并且，混合动力电动汽车可以分为直列方式和并列方式，就直列方式而言，在发动机输出的机械能源通过发电机转换成电能，该电能供给到电池或马达，车辆作为时常由马达驱动的汽车，为了增大行驶距离在现有的电动汽车追加发动机和发电机，就并列方式而言，仅由电池电源也能够使汽车移动，并使用仅由发动机(汽油或柴油)驱动车辆的两种动力源，并列方式可以根据行驶条件由发动机和马达同时驱动车辆。
并且，由于近来马达/控制技术也逐渐发达，因此正开发着高输出、小型且效率高的系统。随着将DC马达变换为AC马达，输出和EV的动力性能(加速性能，最高速度)也大幅度地提高，已达到了与汽油车相比毫不逊色的水准。随着推进高输出化的同时进行高旋转化，马达成了轻量小型化，从而也大幅度地减少了装载重量或体积。
另一方面，在坡路停车后出发的情况下，由于进行从制动踏板到加速踏板的操作转换时车辆有可能向后滑行，因此需要通过扭矩控制来弥补该问题。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供一种在坡路停车后出发的情况下，在进行从制动踏板到加速踏板的操作转换时向与滑行方向相反的方向施加马达扭矩，从而能够在转换踏板时防止车辆滑行的电动汽车及其控制方法。
解决问题的手段
用于达成上述目的的本发明的电动汽车的控制方法，包括如下步骤：在坡路借助制动器的启动而停止时，如果停止状态维持设定时间以上，则进入防滑模式的步骤；在上述防滑模式下，如果制动传感器的值为预定值以下，则计算出用于向与使车辆滑行的作用力的方向相反的方向施加驱动力的防滑扭矩的步骤；以及施加给马达上述防滑扭矩，以防止上述车辆滑行的步骤。
并且，还包括如下步骤：在上述防滑模式下，如果感测到加速传感器值，则将根据上述加速传感器值计算出的行驶扭矩与上述防滑扭矩进行比较，而在上述行驶扭矩大于上述防滑扭矩情况下，解除上述防滑模式的步骤。
并且，还包括如下步骤：将上述防滑扭矩与已设定的设定值进行比较，而在上述防滑扭矩大于上述设定值的情况下，解除上述防滑模式的步骤。
并且，还包括如下步骤：在向上述马达施加了上述防滑扭矩的状态下，与感测到的车轮传感器值对应地增加或减少上述防滑扭矩的步骤。
并且，本发明的电动汽车包括：倾斜角传感器，其用于感测倾斜角；制动传感器，其用于感测制动踏板的操作程度；马达，其通过旋转动作来使车辆行驶；以及控制部，其借助上述倾斜角传感器来判断是否为坡路，并且在车辆在坡路上维持停止状态预定时间以上时进入防滑模式，如果上述制动传感器的值为预定值以下，则计算出用于向与使车辆滑行的作用力的方向相反的方向施加驱动力的防滑扭矩并施加给上述马达。
发明的效果
本发明的电动汽车及其控制方法，在坡路停车后出发的情况下，在进行从制动踏板到加速踏板的操作转换时向与滑行方向相反的方向施加马达扭矩，从而能够在转换踏板时防止车辆滑行。
并且，本发明由于能够减少不必要的驻车锁爪(parking pawl)的发生，因此具有使由此导致的车辆内部的损伤最小化，并提高停车后出发时的行驶感及乘车感。
附图说明
图1是简要表示本发明实施例的电动汽车的内部结构的图。
图2是表示本发明实施例的用于计算出防滑扭矩的结构的图。
图3是表示本发明实施例的位于坡路的车辆的图。
图4是表示本发明实施例的电动汽车的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面，通过参照附图对本发明的优选实施例进行说明。
图1是简要表示本发明实施例的电动汽车的内部结构的附图。
参照图1，本发明的电动汽车包括：主电源部104，其用于从外部电源102接收电源并充电来给马达116及电气设备等的负荷供给电源；接通/关闭开关部106，其用于对根据控制部108的动作信号从主电源部104向逆变器部110输入的电源进行控制；控制部108，其控制逆变器部110的转换动作，并根据由用户输入的信号来控制接通/关闭开关部106；逆变器部110，其将用于将从主电源部104供给的电源供给到与驱动部(未图示)相连接的马达116的主电源部104的DC电源变换为AC电源；转换器部112，其与逆变器部110并联，为了将通过接通/关闭开关部106的接通(ON)动作从主电源部104供给的电源变换为高压及恒定电源而执行DC/DC变换；辅助电源部114，其用于蓄积从转换器部112供给的电源来给汽车内的电气设备即室内灯、方向指示灯及收音机等供给电源；以及马达116。
当车辆在坡路借助制动器的启动而停止且上述车辆的停止状态维持设定时间期间的情况下，控制部108进入防滑模式。在防滑模式下，在制动传感器的值满足设定条件的情况下，控制部108计算出防滑扭矩来施加给马达。
此时，控制部108能够基于由倾斜角传感器感测到的倾斜角来判断坡路。
在此，设定条件是制动传感器的值为预定值以下的情况，为了停止车辆，在驾驶员踩下制动器之后重新出发时为了踩下加速踏板而从制动踏板松脚的瞬间，制动踏板被松开预定部分的情况下，控制部便判断为满足了设定条件。
即，如果在驾驶员从制动踏板松脚的瞬间，由制动传感器感测到的传感器值为预定值以下时，则控制部108判断为满足了设定条件，并计算出防滑扭矩来施加给马达。
控制部108计算出用于向与使车辆滑行的作用力的方向相反的方向施加驱动力的防滑扭矩，此时，在由倾斜角传感器感测到的倾斜角为θ的情况下，防滑扭矩可以由如下方式计算出：与sinθ成正比地计算出，与车辆的重量成正比地计算出，与已设定的推进力加权值成正比地计算出。
并且，控制部108在进入防滑模式而将计算出的防滑扭矩施加给马达的状态下，如果根据加速传感器值感测到行驶扭矩，则将根据加速传感器值计算出的行驶扭矩和防滑扭矩进行比较，而在行驶扭矩大于防滑扭矩的情况下，解除防滑模式。由此车辆开始行驶。
并且，控制部108于在坡路进入防滑模式的状态下，如上所述地在制动传感器的值满足设定条件的情况下，计算出防滑扭矩来施加给马达，并将计算出的防滑扭矩与已设定的设定值进行比较，在防滑扭矩大于设定值的情况下，可以解除防滑模式。
图2是表示本发明实施例的用于计算出防滑扭矩的结构的图，图3是表示本发明实施例的位于坡路的车辆的图。
如图2所示，电动汽车除了包括图1的结构以外，还包括车速传感器210、制动传感器220、加速传感器230、车轮传感器240、倾斜角传感器250以及计时器260。
电动汽车的控制部108基于由倾斜角传感器250感测到的倾斜角来判断坡路。特别是，停止车辆时根据倾斜角传感器的测定值来判断是否为坡路。
由此，当车辆在坡路借助制动器的启动而停止且车辆停止状态维持设定时间的情况下，控制部108可进入防滑模式。
此时，控制部108通过车速传感器210来判断车辆是否停止，并利用计时器260来测定停止时间。
由制动传感器220感测到的传感器值为预定值以下而满足设定条件的情况下，控制部108计算出防滑扭矩来施加给马达116。当制动传感器220的传感器值为图3的(a)部分所示的A-B区间时，控制部108判断为满足了设定条件而将防滑扭矩施加给马达。
此时，制动踏板被松开预定值松的情况下，将由制动传感器220测定的值与预定值进行比较，但成为基准的预定值可以根据防滑的程度而变更。例如，坡度大的情况下，即使稍微松开制动踏板，也能够立即计算出防滑扭矩。
即，从车辆停止后出发时，驾驶员在踩下制动踏板的状态下移脚踩下加速踏板来出发并加速，从车辆停止经过预定时间之后，车辆进入防滑模式，在驾驶员停车后为了出发而从制动踏板松脚并踩下加速踏板的期间，如果制动踏板被松开预定值，则根据由制动传感器感测到的感器值立即将防滑扭矩施加给马达116来防止车辆滑行。
在此，如图3的(b)部分所示，控制部108计算出用于向与使车辆滑行的作用力的方向相反的方向施加驱动力的防滑扭矩，由倾斜角传感器230感测到的倾斜角为θ的情况下，防滑扭矩可以由如下方式计算出：与sinθ成正比地计算出，与车辆的重量成成正比地计算出，与已设定的推进力加权值成正比地计算得出。
即，可以向与车辆在坡路要滑行的作用力Fr的方向相反的方向施加防滑驱动力Ff，Ff可以由下面数学公式计算出，
Ff＝αmgsinθ
在此，α为已设定的推进力加权值，m为车辆的重量，θ为由倾斜角传感器感测到的倾斜角。
就控制部108而言，根据由加速传感器230感测到的传感器值施加行驶扭矩的情况下，将所施加的行驶扭矩和计算出的防滑扭矩进行比较，在行驶扭矩大于防滑扭矩的情况下，可以解除防滑模式。
即，当驾驶员为了停车后出发而踩下加速踏板时，借助加速传感器测定出其值来施加给控制部108，控制部108与加速传感器值对应地计算出行驶扭矩，从而如上所述地解除防滑模式来使车辆行驶。
并且，控制部108可以根据由用于感测车轮的细微移动的车轮传感器240感测到的传感器值来增加或减少防滑扭矩的量。
例如，由于车辆不仅受到倾斜角的影响，还可能受到乘员或路面状态的影响，因此控制部108可以与车轮传感器值对应地增加或减少滑行扭矩。即，如果在倾斜角大的情况下发生车轮的移动，则可以相应地增加或减少滑行扭矩。
即，与倾斜角成正比地计算出防滑扭矩，在随着对马达116施加防滑扭矩来防止车辆的滑行时，如果车轮传感器240的传感器值为预定值以上，则判断为由于如上所述的原因而导致滑行防止不顺利，从而变更防滑扭矩。
图4是表示本发明实施例的电动汽车的控制方法的流程图。
参照附图，当车辆在坡路借助制动器的启动而停止且车辆停止状态维持设定时间的情况，即经过了设定时间的情况下，电动汽车的控制部可以进入防滑模式(步骤S402)。此时，电动汽车的控制部可以基于由倾斜角传感器感测到的倾斜角来判断坡路。
并且，在由制动传感器感测到的传感器值满足设定条件的情况下，电动汽车的控制部可以计算出防滑扭矩(步骤S404)来施加给马达(步骤S406)。此时，设定条件可以是制动踏板被松开的值为设定值以下的情况。
在此，电动汽车的控制部计算出用于向与使车辆滑行的作用力的方向相反的方向施加驱动力的防滑扭矩，并在由倾斜角传感器感测到的倾斜角为θ的情况下，防滑扭矩可以由如下方式计算出：与sinθ成正比地计算出，与车辆的重量成正比地计算出，与已设定的推进力加权值成正比地计算出。
并且，在由加速传感器感测行驶扭矩的情况下(步骤S408)，电动汽车的控制部将所感测到的行驶扭矩和计算出的防滑扭矩进行比较(步骤S410)。
比较结果，如果行驶扭矩大于防滑扭矩，电动汽车的控制部可以解除防滑模式(步骤S412)，并进入正常行驶模式。
由此，在坡路停车后出发的情况下，在进行从制动踏板到加速踏板的操作转换时向与滑行方向相反的方向施加马达扭矩，从而能够在转换踏板时防止车辆滑行。
以上对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明不局限于上述的特定的实施例，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，当然可以在不脱离权利要求书中要求保护的本发明的主旨的情况下进行各种变形实施，这些变形实施不能脱离本发明的技术思想或前景而个别地去理解。

Claims (14)

1.一种电动汽车的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
在坡路借助制动器的启动而停止时，如果停止状态维持设定时间以上，则进入防滑模式的步骤；
在上述防滑模式下，如果制动传感器的值为预定值以下，则计算出用于向与使车辆滑行的作用力的方向相反的方向施加驱动力的防滑扭矩的步骤；以及
给马达施加上述防滑扭矩，以防止上述车辆滑行的步骤。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：在上述防滑模式下，如果感测到加速传感器值，则将根据上述加速传感器值计算出的行驶扭矩与上述防滑扭矩进行比较，在上述行驶扭矩大于上述防滑扭矩的情况下，解除上述防滑模式的步骤。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：将上述防滑扭矩与已设定的设定值进行比较，在上述防滑扭矩大于上述设定值的情况下，解除上述防滑模式的步骤。
4.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：在上述车辆停止时，基于由倾斜角传感器感测到的倾斜角来判断是否为坡路的步骤。
5.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：在向上述马达施加了上述防滑扭矩的状态下，与感测到的车轮传感器值对应地增加或减少上述防滑扭矩的步骤。
6.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，上述制动传感器的值是根据踩下制动踏板的程度及松开上述制动踏板的程度来感测的值。
7.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，由倾斜角传感器感测到的倾斜角为θ的情况下，与sinθ成正比地计算出上述防滑扭矩。
8.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，与车辆的重量成正比地计算出上述防滑扭矩。
9.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，与已设定的推进力加权值成正比地计算出上述防滑扭矩。
10.根据权利要求1所述的电动汽车的控制方法，其特征在于，以根据由用于感测车轮的移动的车轮传感器感测到的传感器值而增减的方式计算出上述防滑扭矩。
11.一种电动汽车，其特征在于，包括：
倾斜角传感器，其用于感测倾斜角；
制动传感器，其用于感测制动踏板的操作程度；
马达，其通过旋转动作来使车辆行驶；以及
控制部，其借助上述倾斜角传感器来判断是否为坡路，并且在车辆在坡路上维持停止状态预定时间以上时进入防滑模式，如果上述制动传感器的值为预定值以下，则计算出用于向与使车辆滑行的作用力的方向相反的方向施加驱动力的防滑扭矩并施加给上述马达。
12.根据权利要求11所述的电动汽车，其特征在于，
上述控制部根据下面的数学公式计算出上述防滑扭矩并施加给上述马达，
Ff＝αmgsinθ
其中，α为推进力加权值，m为车辆的重量，θ为由倾斜角传感器感测到的倾斜角。
13.根据权利要求11所述的电动汽车，其特征在于，
还包括用于感测加速踏板的操作程度的加速传感器；
在上述防滑模式下感测到上述加速传感器值的情况下，如果根据上述加速传感器值计算出的行驶扭矩大于上述防滑扭矩，则上述控制部解除上述防滑模式，使上述车辆行驶。
14.根据权利要求11所述的电动汽车，其特征在于，
还包括用于感测车轮的移动的车轮传感器；
在向上述马达施加上述防滑扭矩的状态下，上述控制部与上述车轮传感器的值对应地增加或减少上述防滑扭矩。
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