CN104149788A - 一种电动汽车防止驾驶员误操作的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车防止驾驶员误操作的方法，其是在整车控制策略中，对点火钥匙、换挡信号采取有条件的识别，电动汽车首次上电之后依次进行初始化，故障检测，点火检测及高压上电；随后进行档位检测，并进入各档位子程序。在各个档位子模块运行下，程序发送电机控制命令正常控制电机，并屏蔽档位与钥匙信号。只有当驾驶员踩下制动踏板，使得电机扭矩为0Nm时，才跳出子程序，返回主程序进行钥匙与档位的检测。本发明的技术方案克服了在电动汽车的行车过程中，因驾驶员操作点火钥匙/换挡机构不当，而控制系统未加以识别，导致电机状态变化，进而整车状态的急剧变化，危及乘员安全的技术问题。

Description

一种电动汽车防止驾驶员误操作的方法
发明领域
本申请涉及一种电动汽车的控制操作方法，尤其涉及一种在电动汽车使用过程中防止驾驶员误操作的方法。
背景技术
出于对驾驶员驾驶习惯的考虑，纯电动汽车操纵机构一般仍沿用传统内燃机的外在形式，如点火钥匙、换挡机构等，其操作方式仍与传统汽车类似。但实际上，电动车档位并不是采用机械式换挡，而是通过整车控制器采集换挡动作产生的电信号，进而控制电机运转情况，实现换挡操作。与发动机不同的是，电机的实时响应迅速。若高速行车状态下，驾驶员对点火钥匙/换挡机构进行了不适当的操作，整车控制器采集到相应的电信号而不加以识别，而给电机发送了不当的命令，就会导致整车状态突然变化，危及到整车安全。
目前，一些专利公开了一些防止电动车误操作的方法和技术。例如：公开号为CN101907167A的专利公开了一种定速比电动车档位识别装置及方法，该方法是通过采集当前档位信号，比较当前档位数值是否与故障档位数值相等，若相等则将当前档位更改确定为空挡，并切断MCU的动力输出。即该发明是通过判断档位开关输出信号是部分或者全部无效的情况下采取的一种措施，并非是误操作带来的问题，并且没有针对乘员或驾驶员在开车或停车时的档位操作进行区分识别。公开号为CN102678909A的专利公开了一种在电动汽车上防止误操作的档位识别系统及其方法，该发明是通过档位信号识别装置识别档位切换装置发出的信号是属于哪种档位并根据当前车速判断该档位是否生效从而控制电机的运转情况。该方法虽然在开车和停车时都能防止驾驶员的换挡误操作，但却缺少对点火钥匙是否存在误操作的判断，因此依然存在一定安全隐患。
发明内容
为解决现有技术的不足，降低电动汽车驾驶员点火钥匙及换挡机构误操作带来的安全隐患，本发明提出了一种检测点火钥匙及换挡机构误操作情况并处理相应故障的方法，以达到防止驾驶员误操作的目的。该方法立足于整车控制，考虑了驾驶员可能出现的全部误操作，并在整车控制流程中加以逻辑控制，避免误操作带来的安全隐患。
本发明克服了在电动汽车的行车过程中，因驾驶员操作点火钥匙/换挡机构不当，而控制系统未加以识别，可能导致电机状态变化，进而整车状态的急剧变化，危及乘员安全的技术问题，本发明的技术方案是在整车控制策略中，对点火钥匙、换挡信号采取有条件的识别。电动汽车首次上电之后依次进行初始化，故障检测，点火检测及高压上电；随后进行档位检测，并进入各档位子程序。在各个档位子程序下，程序发送电机控制命令正常控制电机，并屏蔽档位与钥匙信号。只有当驾驶员踩下制动踏板，使得电机扭矩为0Nm时，才跳出子程序，返回主程序进行钥匙与档位的检测。
具体而言，本发明的采用的技术方案为：一种电动汽车防止驾驶员误操作的方法，其中所述方法是基于操作控制模块实现的，其主要包括上电初始化子模块、高压上电子模块、前进挡子模块、空挡驻车子模块、倒车挡子模块，所述方法包括以下具体步骤：
第一步：硬件上电后，首先进行上电初始化工作，上电初始化需要依次对整车控制器、仪表、电池管理系统、电机控制器及其它控制器进行上电初始化，并返回初始化完成/故障；随后进行故障判断，若有故障，则进行故障处理，若无故障，则进入下一步；
第二步：点火信号START的检测，若未检测到点火，则延时，并继续进行点火信号的循环检测，直至检测到点火信号，则进入下一步；
第三步：高压上电，首先由整车控制器向电池管理系统发送高压上电命令，电池管理系统需结合当前状态判定是否允许上高压电，不允许则禁止上高压电，允许则闭合高压上电继电器，并检测上电状态，回发给整车控制器，若有故障，则进行故障处理，若无故障，则进入下一步。
第四步；档位判断，并依据档位信号D/N/R，进入相应的档位子模块，对电机进行驱动，进而控制整车相应的动作，且屏蔽档位与钥匙信号；
各挡位下的子模块程序如下：
1)前进挡子模块：首先根据制动踏板行程BRAKE_pedal及加速踏板行程ACC_pedal计算目标扭矩Torque，并发送至电机控制器；随后，延时100ms后比较电机实际扭矩Treal与目标扭矩Torque，二者差值在5Nm范围内，则电机驱动正常，否则则电机故障；最后，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机扭矩不为0Nm，则继续根据踏板行程发送电机控制命令；若当前电机扭矩为0Nm，表示驾驶员踩下制动踏板，则结束前进挡子模块的运行，返回主模块；
2)空挡驻车子模块：首先，发送目标扭矩Torque＝0Nm；随后，延时100ms，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机实际扭矩不为0Nm，则继续发送电机控制命令，若当前电机扭矩为0Nm，则驻车完成，结束空挡驻车子模块的运行，返回主模块；
3)倒车挡子模块程序：首根据加速踏板行程ACC_pedal计算驾驶员需求扭矩，并将倒车目标扭矩Torque控制为Tmin及需求扭矩的较小值，其中Tmin倒车最高扭矩，作用在于将倒车车速控制在一定范围内，避免倒车车速过高可能带来的危险；随后，延时100ms，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机实际扭矩不为0Nm，则继续发送电机控制命令，若当前电机扭矩为0Nm，则倒车完成，结束倒挡子模块的运行，返回主模块；
第五步：从档位子模块返回之后，在钥匙位置检测子模块进行点火钥匙位置的判断，若为ON档，则跳至第三步，进行档位判断，并按流程依次进行；若为ACC档，则跳至第二步，进行点火信号START检测，并按流程依次进行；若为OFF位置，则进行下电操作，切断整车高压电。
本发明的有益效果是：结合电机状态对驾驶员操纵信号进行有取舍的采集，避免电机高速下点火钥匙及档位信号带来的电机状态突变，且限制倒挡车速，可以大大降低行车风险。
附图说明
图1为基于驾驶员操纵信号检测的整车控制主程序流程图；
图2为上电初始化子程序流程图；
图3为高压上电子程序流程图；
图4为前进挡子程序流程图；
图5为空挡驻车子程序流程图；
图6为倒车档子程序流程图。
具体实施方式
以下将结合附图1-6对本发明的具体实施方式进行详细说明，其中D/N/R分别表示换挡机构的前进挡/空挡/倒挡，OFF/ACC/ON/START表示点火开关的各个位置，Y/N表示菱形框内的判断条件成立/不成立。
本发明的操作控制模块主要包括上电初始化子模块、高压上电子模块、前进挡子模块、空挡驻车子模块、倒车挡子模块。
图1所示为基于驾驶员操纵信号检测的整车控制主程序模块流程图，具体步骤说明如下：
第一步：硬件上电后，首先进行上电初始化工作，见图2，上电初始化需要依次对整车控制器、仪表、电池管理系统、电机控制器及其它控制器进行上电初始化，并返回初始化完成/故障；随后进行故障判断，若有故障，则进行故障处理，若无故障，则进入下一步；
第二步：点火信号START的检测，若未检测到点火，则延时，并继续进行点火信号的循环检测，直至检测到点火信号，则进入下一步；
第三步：高压上电，见图3，首先由整车控制器向电池管理系统发送高压上电命令，电池管理系统需结合当前状态判定是否允许上高压电，不允许则禁止上高压电，允许则闭合高压上电继电器，并检测上电状态，回发给整车控制器，若有故障，则进行故障处理，若无故障，则进入下一步。
第四步；档位判断，并依据档位信号D/N/R，进入相应的档位子模块，对电机进行驱动，进而控制整车相应的动作，且屏蔽档位与钥匙信号。
各挡位下的子程序如下：
1)前进挡子模块程序见图4，首先根据制动踏板行程BRAKE_pedal及加速踏板行程ACC_pedal计算目标扭矩Torque，并发送至电机控制器；随后，延时100ms后比较电机实际扭矩Treal与目标扭矩Torque，二者差值在5Nm范围内，则电机驱动正常，否则则电机故障；最后，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机扭矩不为0Nm，则继续根据踏板行程发送电机控制命令；若当前电机扭矩为0Nm，表示驾驶员踩下制动踏板，则结束前进挡子程序，返回主模块。
2)空挡驻车子模块程序见图5，首先，发送目标扭矩Torque＝0Nm；随后，延时100ms，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机实际扭矩不为0Nm，则继续发送电机控制命令，若当前电机扭矩为0Nm，则驻车完成，结束空挡驻车子程序，返回主模块。
3)倒车挡子模块程序见图6，首根据加速踏板行程ACC_pedal计算驾驶员需求扭矩，并将倒车目标扭矩Torque控制为Tmin及需求扭矩的较小值，其中Tmin倒车最高扭矩，作用在于将倒车车速控制在一定范围内，避免倒车车速过高可能带来的危险；随后，延时100ms，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机实际扭矩不为0Nm，则继续发送电机控制命令，若当前电机扭矩为0Nm，则倒车完成，结束倒挡子程序，返回主模块。
第五步：从档位子模块返回之后，在钥匙位置检测子模块进行点火钥匙位置的判断，若为ON档，则跳至第三步，进行档位判断，并按流程依次进行；若为ACC档，则跳至第二步，进行点火信号START检测，并按流程依次进行；若为OFF位置，则进行下电操作，切断整车高压电。
由此，以上操作过程结合电机状态对驾驶员操纵信号进行有取舍的采集，避免电机高速下点火钥匙及档位信号带来的电机状态突变，且限制倒挡车速，可以大大降低行车风险。
尽管参考附图详细地公开了本发明，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本发明保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims (2)

1.一种电动汽车防止驾驶员误操作的方法，其中所述方法是基于操作控制模块实现的，其主要包括上电初始化子模块、高压上电子模块、前进挡子模块、空挡驻车子模块、倒挡子模块等，其中D/N/R分别表示换挡机构的前进挡/空挡/倒挡，OFF/ACC/ON/START表示点火开关的各个位置，所述方法包括以下具体步骤：
第一步：硬件上电后，首先进行上电初始化工作，上电初始化需要依次对整车控制器、仪表、电池管理系统、电机控制器及其它控制器进行上电初始化，并返回初始化完成/故障；随后进行故障判断，若有故障，则进行故障处理，若无故障，则进入下一步；
第二步：点火信号START的检测，若未检测到点火，则延时，并继续进行点火信号的循环检测，直至检测到点火信号，则进入下一步；
第三步：高压上电，首先由整车控制器向电池管理系统发送高压上电命令，电池管理系统需结合当前状态判定是否允许上高压电，不允许则禁止上高压电，允许则闭合高压上电继电器，并检测上电状态，回发给整车控制器，若有故障，则进行故障处理，若无故障，则进入下一步。
第四步；档位判断，并依据档位信号D/N/R，进入相应的档位子模块，对电机进行驱动，进而控制整车相应的动作，且屏蔽档位与钥匙信号；
第五步：从档位子模块返回之后，在钥匙位置检测子模块进行点火钥匙位置的判断，若为ON档，则跳至第三步，进行档位判断，并按流程依次进行；若为ACC档，则跳至第二步，进行点火信号START检测，并按流程依次进行；若为OFF位置，则进行下电操作，切断整车高压电。
2.如权利要求1所述的电动汽车防止驾驶员误操作的方法，其特征在于，各档位子模块的具体操作步骤如下：
1)前进挡子模块：首先根据制动踏板行程BRAKE_pedal及加速踏板行程ACC_pedal计算目标扭矩Torque，并发送至电机控制器；随后，延时100ms后比较电机实际扭矩Treal与目标扭矩Torque，二者差值在5Nm范围内，则电机驱动正常，否则则电机故障；最后，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机扭矩不为0Nm，则继续根据踏板行程发送电机控制命令；若当前电机扭矩为0Nm，表示驾驶员踩下制动踏板，则结束前进挡子模块的运行，返回主模块；
2)空挡驻车子模块：首先，发送目标扭矩Torque＝0Nm；随后，延时100ms，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机实际扭矩不为0Nm，则继续发送电机控制命令，若当前电机扭矩为0Nm，则驻车完成，结束空挡驻车子模块的运行，返回主模块；
3)倒车挡子模块：首根据加速踏板行程ACC_pedal计算驾驶员需求扭矩，并将倒车目标扭矩Torque控制为Tmin及需求扭矩的较小值，其中Tmin倒车最高扭矩，作用在于将倒车车速控制在一定范围内，避免倒车车速过高可能带来的危险；随后，延时100ms，判断电机实际扭矩是否为0Nm，若当前电机实际扭矩不为0Nm，则继续发送电机控制命令，若当前电机扭矩为0Nm，则倒车完成，结束倒挡子模块的运行，返回主模块。
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