CN105150879A - 一种电动车驻坡控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车驻坡控制系统，包括驱动模块、驻坡模块，所述驱动模块与所述驻坡模块连接，所述驻坡模块为输入转速为零的转速闭环控制模块，所述驱动模块的输出转速为所述驱动模块的输出下限，所述油门转矩为所述驻坡模块的输出下限，利用所述控制系统的控制方法为驻坡模块与驱动模块同时生效，省去转速控制与转矩控制的切换过渡，驻坡响应迅速且平稳。

Description

一种电动车驻坡控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及电动车控制系统，具体涉及电动车驻坡控制系统和控制方法。

背景技术

电动汽车噪声小、零排放，是新能源汽车发展的方向，也是代替燃油汽车的最理想、最有可能的绿色交通工具，然而汽车在上坡行驶时，由于其重力的作用，汽车会存在下滑的趋势，普通燃油汽车在换挡时会出现汽车动力丧失、溜坡的现象，可能造成行驶安全事故且对车辆上的乘客也造成心理惊吓，即使是自动挡的车在前进挡D挡时，如果坡道的角度过大，也会由于动力不足而造成溜坡，因而辅助驻坡功能对于安全行驶是很重要的。

中国专利201110446718.X公开了一种电动汽车电子驻坡控制系统，采用一个与车辆驱动转矩控制系统相对独立的转速控制系统，当车辆处于坡道上且需要坡道停车时将车辆控制模式由转矩驱动模式切换至驻坡的转速控制模式，当车辆起步时由驻坡的转速控制模式切换至转矩驱动模式。

发明内容

现有的电动车驻坡控制系统多是采用一个转速控制系统，而该转速控制系统一般会检测采集电机转速或者车速等信息，根据采集的信息来判断驻坡控制系统是否启动，而启动驻坡控制系统时，车辆控制系统由驱动转矩模式切换为驻坡转速模式，控制模式的切换响应速度较慢，造成车辆溜坡的距离远，而且控制模式的切换不平稳，有明显的顿挫感，影响驾驶舒适性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种电动车驻坡控制系统，包括驱动模块、驻坡模块，所述驱动模块与所述驻坡模块连接，所述驱动模块包括油门踏板信号模块、电机驱动模块，所述油门踏板信号模块与所述电机驱动模块连接，所述驻坡模块为转速闭环控制模块。

所述驻坡模式为给定恒定的输入转速n0＝0rmp的转速闭环，包括PI调节模块、驻坡限幅模块、电机转速信号模块，所述输入转速和所述电机转速信号模块叠加后与所述PI调节模块连接，所述驻坡限幅模块与所述PI调节模块连接。

所述电机转速信号模块为负反馈。

所述驻坡限幅模块与所述油门踏板信号模块连接，所述驻坡限幅模块的下限为所述油门踏板信号。

所述驱动模块还包括油门限幅模块，所述油门限幅模块与所述油门踏板信号模块、电机驱动模块连接。

所述油门限幅模块与所述驻坡模块输出端连接，所述油门限幅模块的下限为所述驻坡模块的输出值。

一种电动车驻坡控制方法，应用上述的任何一种电动车驻坡控制系统，还包括挡位信号模块、刹车信号模块，其控制方法包括以下步骤：

(1)通过所述挡位信号模块与所述刹车信号模块采集挡位信号及刹车信号。

(2)根据所述挡位信号与刹车信号判断驻坡模块是否生效；

若所述挡位信号表明前进挡、所述刹车信号表明未刹车时，所述驻坡模块与所述驱动模块同时生效；

否则，所述驻坡模块不生效。

相比现有的电动车驻坡控制系统和控制方法，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1、使用本发明的电动车驻坡控制系统和控制方法，驻坡模块与驱动模块同时生效，省去了转速控制模式与转矩控制模式之间的切换，驻坡过渡平稳；

2、使用本发明的电动车驻坡控制系统和控制方法，油门踏板信号设置为驻坡模块中PI调节模块的输出限幅下限，驻坡调节速度快。

附图说明

图1为本发明电动车驻坡控制系统的结构示意图；

图2为本发明电动车驻坡控制系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

现有的电动车驻坡控制系统多是采用一个转速控制系统，而该转速控制系统一般会检测采集电机转速或者车速等信息，根据采集的信息来判断驻坡控制系统是否启动，而启动驻坡控制系统时，车辆控制系统由驱动转矩模式切换为驻坡转速模式，控制模式的切换响应速度较慢，造成车辆溜坡的距离远，而且控制模式的切换不平稳，有明显的顿挫感，影响驾驶舒适性。

为了解决上述问题，本发明提出一种电动车驻坡控制系统，包括驱动模块、驻坡模块，所述驱动模块与所述驻坡模块连接，所述驻坡模块为输入转速为零的转速闭环控制模块，所述驱动模块的输出转速为所述驱动模块的输出下限，所述油门转矩为所述驻坡模块的输出下限，利用所述控制系统的控制方法为驻坡模块与驱动模块同时生效，省去转速控制与转矩控制的切换过渡，驻坡响应迅速且平稳。

下面结合附图具体说明本发明电动车驻坡控制系统和控制方法：

如图1所示为本发明电动车驻坡控制系统的结构示意图，该实施例中包括驻坡模块和驱动模块，所述驻坡模块与所述驱动模块电连接，所述驱动模块包括油门踏板信号模块、油门限幅模块、电机驱动模块，所述油门踏板信号模块与所述油门限幅模块、电机驱动模块依次连接，所述油门踏板信号经过油门限幅模块的限幅操作后传送给所述电机驱动模块，由电机驱动模块来驱动电机运转；所述驻坡模块包括输入转速n0、PI调节模块、驻坡限幅模块、电机转速信号模块，所述输入转速n0与所述电机转速信号模块连接，所述输入转速n0与所述电机转速信号叠加后与所述PI调节模块连接，所述PI调节模块与所述驻坡限幅模块连接，所述输入转速n0与反馈信号电机转速信号叠加后经过PI调节模块的比例-积分调节，然后经由驻坡限幅模块的限幅处理后输出。

所述驱动模块为转矩控制系统，所述驻坡模块为给定恒定转速n0＝0的转速闭环控制系统，所述油门踏板信号模块的油门踏板信号设置为所述驻坡限幅模块的限幅下限，所述驻坡模块的输出转矩设置为所述油门限幅模块的限幅下限，当车辆处于前进挡且无刹车信号时，所述驻坡模块与所述驱动模块同时启动：

当车辆前进时，即电机转速大于零时，车辆由所述驱动模块驱动，所述油门踏板信号模块通过输出油门转矩来控制电机的转动继而控制车辆的行驶，因输入转速n0＝0，此时输入转速n0减去电机转速后为负值，经过PI调节模块调节后仍为负值，而驻坡限幅模块的下限为所述油门踏板信号，此时的油门踏板信号为正值，则PI调节模块后的负值信号经过所述驻坡限幅模块的下限(油门踏板信号)限制后的输出信号为油门踏板信号，且该输出信号作为油门限幅模块的下限，因而油门踏板信号经过油门限幅模块的限幅处理后仍为油门踏板的信号输出值，即车辆由油门踏板信号模块控制；

当车辆后退(溜坡)时，即电机转速为负值，油门踏板信号为零或者较小，不足以让车辆停止或前进，此时输入转速n0减去电机转速后为正值，经过PI调节模块调节后仍为正值，而驻坡限幅模块的下限为所述油门踏板信号，此时的油门踏板信号为较小正值或者零，则PI调节模块后的正值信号经过所述驻坡限幅模块的下限(油门踏板信号)限制后的输出信号仍为驻坡模块的输出信号，且该输出信号作为油门限幅模块的下限，即油门踏板信号经过油门限幅模块的限幅处理后的输出信号为该下限信号(驻坡模块输出信号)，控制电机驱动模块来驱动电机的输出转矩，继而达到增加电机输出转矩的目的，通过电机转速信号的负反馈信号时时闭环调整，及时的实现驻坡。

如图2所示为本发明电动车驻坡控制系统的控制方法的流程示意图，电动车驻坡控制方法流程如下：

开始时，首先判断挡位信号是否为驱动挡位，若不是则驱动模块不启动，此时驻坡模块也不启动，结束，若是则启动驱动模块；然后判断挡位信号是否为前进挡D挡，若不是则不启动驻坡模块，结束，若是则判断刹车信号是否无效，若不是则不启动驻坡模块，结束，若是则启动驻坡模块，结束。

当挡位位置为前进挡、未刹车时，所述驱动模块与所述驻坡模块同时启动，车辆不论处于坡道路段或平稳路段时，所述驱动模块与所述驻坡模块均启动，车辆向前行驶时，所述驱动模块与所述驻坡模块同时启动但驻坡模块不影响、驱动模块单独驱动车辆行驶，当车辆到达坡道路段时且车辆出现溜坡时，所述驻坡模块根据电机转速反馈信号，通过针对油门踏板信号模块的下限调整来实现驱动模块的输出转矩，最终实现车辆的驻坡停车，实现车辆的快速、平稳驻坡。

本发明的电动车驻坡控制系统及控制方法同时启动驱动模块，车辆在进入驻坡模式和退出驻坡模式时无需在驱动模式与驻坡模式之间切换，进入驻坡模式和退出驻坡模式过程平稳，无明显切换顿挫感，提高了乘车舒适性，而且油门踏板信号作为驻坡模块的PI调节模块的输出下限，驻坡调节速度快、车辆溜坡距离短，而且所述驻坡控制方法在车辆前进时不影响车辆再生制动性能。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (7)

1.一种电动车驻坡控制系统，包括驱动模块、驻坡模块，其特征在于，所述驱动模块与所述驻坡模块连接，所述驱动模块包括油门踏板信号模块、电机驱动模块，所述油门踏板信号模块与所述电机驱动模块连接，所述驻坡模块为转速闭环控制模块。

2.根据权利要求1所述的电动车驻坡控制系统，其特征在于，所述驻坡模式为给定恒定的输入转速n0＝0rmp的转速闭环，包括PI调节模块、驻坡限幅模块、电机转速信号模块，所述输入转速和所述电机转速信号模块叠加后与所述PI调节模块连接，所述驻坡限幅模块与所述PI调节模块连接。

3.根据权利要求2所述的电动车驻坡控制系统，其特征在于，所述电机转速信号模块为负反馈信号。

4.根据权利要求2所述的电动车驻坡控制系统，其特征在于，所述驻坡限幅模块与所述油门踏板信号模块连接，所述驻坡限幅模块的下限为所述油门踏板信号。

5.根据权利要求1所述的电动车驻坡控制系统，其特征在于，所述驱动模块还包括油门限幅模块，所述油门限幅模块与所述油门踏板信号模块、电机驱动模块连接。

6.根据权利要求5所述的电动车驻坡控制系统，其特征在于，所述油门限幅模块与所述驻坡模块输出端连接，所述油门限幅模块的下限为所述驻坡模块的输出值。

7.一种电动车驻坡控制方法，其特征在于，应用权利要求1-6中所述的任何一种电动车驻坡控制系统，还包括挡位信号模块、刹车信号模块，其控制方法包括以下步骤：

(1)通过所述挡位信号模块与所述刹车信号模块采集挡位信号及刹车信号。

(2)根据所述挡位信号与刹车信号判断驻坡模块是否生效；

若所述挡位信号表明前进挡、所述刹车信号表明未刹车时，所述驻坡模块与所述驱动模块同时生效；

否则，所述驻坡模块不生效。