CN105235549B - 电动汽车坡道扭矩控制方法及整车控制器 - Google Patents

电动汽车坡道扭矩控制方法及整车控制器 Download PDF

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CN105235549B
CN105235549B CN201510730478.4A CN201510730478A CN105235549B CN 105235549 B CN105235549 B CN 105235549B CN 201510730478 A CN201510730478 A CN 201510730478A CN 105235549 B CN105235549 B CN 105235549B
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张新莹
王艳静
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Abstract

本申请公开了一种电动汽车坡道扭矩控制方法及整车控制器，该方法通过在车辆上电后且无故障可正常行驶时，先进行是否处于溜坡状态的判断，当发现处于溜坡状态时则进入防溜模式，按防溜模式扭矩控制需求扭矩，否则进入爬坡模式判断，当发现处于爬坡状态时则进入爬坡模式，按爬坡模式扭矩控制需求扭矩，最后判断车辆是否处于下坡状态，当发现处于下坡状态时则进入下坡模式，按下坡模式扭矩控制需求扭矩，当车辆不处于以上三种模式时进入正常行驶模式。通过基于进行实时更新的坡道信息对车辆扭矩控制，从而避免电动汽车在坡道运行时发生溜车；且针对爬坡和下坡的不同情况采用不同的坡道扭矩控制，同时进一步的改善驾驶员的感受。

Description

电动汽车坡道扭矩控制方法及整车控制器
技术领域
本申请属于电动汽车动力控制技术领域，尤其是，涉及一种电动汽车坡道扭矩控制方法及整车控制器。
背景技术
随着环保概念越来越多的渗透到人们的日常生活中，电动汽车作为一种新能源汽车，具有节能环保的优点，其节能和环保的特性受到广大用户的喜欢。
目前，在道路拥挤，堵车跟随时有发生的城市路况中，尤其是发生在上坡路或在过立交桥时，若人为操作不当会特别容易发生溜车事件，从而引发安全事故，对车辆行驶安全造成极大的危害。现有的传统车通常可通过坡道起步辅助控制系统(Hill-Start AssistControl System，HAS)，有效避免车辆坡道起步时驾驶员松开制动踏板到踩下加速踏板过程中的后溜。而电动汽车其具有快速扭矩响应的特点，因此，现有的电动汽车则通过对扭矩的控制来防止车辆发生溜车。
在现有技术中，目前针对电动汽车的扭矩控制方式主要是通过提高扭矩目标值防止电动汽车发生溜车，但是在现有技术中并没有具体的提高扭矩目标值的方式，即便涉及到了通过扭矩的增加来防止车辆发生溜坡，也并未考虑电动汽车行驶过程中坡道的实际情况，在控制过程中较为随意不够精确，无法确保电动汽车在上/下坡时不发生溜车的问题。
因此，当前需要一种能够结合电动汽车在实际行驶过程中所遇到的实际路况，持续对扭矩进行精确控制的控制策略，以避免电动汽车在坡道运行时发生溜车的现象。
发明内容
有鉴于此，本申请公开了一种电动汽车坡道扭矩控制方法及整车控制器，以实现电动汽车在上/下坡道运行时对扭矩进行控制，从而避免电动汽车在坡道行驶时发生溜车的目的。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种电动汽车坡道扭矩控制方法，应用于整车控制器，包括：
当车辆在坡道起步时，实时判断车辆是否处于会发生溜坡的状态；
若是，则进入防溜模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出；
若否，则实时判断所述车辆是否处于爬坡状态；
若确定为处于爬坡状态，则进入爬坡模式，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式；若否，则实时判断所述车辆是否处于下坡状态；
若确定为处于下坡状态，则进入下坡模式，利用实时获取的当前第四扭矩T4，所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式；若否，则进入正常行驶模式。
优选的，所述判断车辆是否处于溜坡状态包括：
接收当前电机转速，并判断所述当前电机转速是否小于第一预设值-A并且持续第一预设时间t1；
若是，则判断所述车辆处于会发生溜坡的状态；
若否，则判断所述车辆未处于溜坡状态；
其中，A为正值。
优选的，所述进入防溜模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出，包括：
获取当前车辆运行状态信息，并按照所述当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1；其中，所述当前车辆运行状态信息包括：车辆的加速踏板信号、挡位信号、制动踏板信号、电池温度信号、电池SOC信号、电池电压信号、整车故障信号，以及电机转速和电机的扭矩信号，车辆的当前车速V(t)，t为当前时刻；
根据所述第一需求扭矩T需1，基于进行计算，得到第一加速度α1；
依据所述当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第二加速度α2；
比较所述第一加速度α1和第二加速度α2，获取第一坡度信息并基于所述获取到的第一坡度信息θ1′和进行计算，得到第一基准扭矩T基1；
按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加，直至实时接收到当前电机转速大于第二预设值B，且按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加之后，或者，直至实时接收到的所述车辆运行状态信息中的制动踏板信号为松制动后的时间大于第二预设时间t3，退出防溜模式；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ1为当前获取到的坡度信息，t2为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，所述预设倍率S为γ+n*γ′，γ>0,γ′>0，n为整数，跟随采样周期的增加而增加，B为正值。
优选的，所述判断所述车辆是否处于爬坡状态，包括：
基于接收到的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第一扭矩T1，并根据所述当前第一扭矩T1，基于进行计算，得到第三加速度α3；
依据当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第四加速度α4；
比较所述第三加速度α3和所述第四加速度α4，若所述第三加速度α3和所述第四加速度α4的差值大于预设第三预设值C，则判断所述车辆处于爬坡状态；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ2为当前获取到的坡度信息，t4为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，C为正值。
优选的，所述进入爬坡模式，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式，包括：
接收基于第二需求扭矩T需2生成的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第二扭矩T2，并根据所述当前第二扭矩T2，基于进行计算，得到第五加速度α5；
依据当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第六加速度α6；
比较所述第五加速度α5和所述第六加速度α6，获取第二坡度信息并基于所述获取到的第二坡度信息θ2′和进行计算，得到第二基准扭矩T基2；
判断所述第二基准扭矩T基2是否小于第四预设值D；
若是，则退出爬坡模式；
若否，则基于当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下的第一正常扭矩T常1，并将所述第一正常扭矩T常1与所述第二基准扭矩T基2的和值作为所述车辆当前所需的第二需求扭矩T需2发送给电机，由所述电机生成相应的扭矩信号；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ2为当前获取到的坡度信息，t5为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，D为正值。
优选的，所述判断所述车辆是否处于下坡状态，包括：
基于接收到的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第三扭矩T3，并根据所述当前第三扭矩T3，基于进行计算，得到第七加速度α7；
依据当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第八加速度α8；
比较所述第七加速度α7和所述第八加速度α8，若所述第七加速度α7和所述第八加速度α8的差值大于预设第五预设值E，则判断所述车辆处于下坡状态；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ3为当前获取到的坡度信息，t6为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，E为正值。
优选的，所述进入下坡模式，利用实时获取的当前第四扭矩T4，所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式，包括：
接收基于第三需求扭矩T需3生成的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第四扭矩T4，并根据所述当前第四扭矩T4，基于进行计算，得到第九加速度α9；
依据当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第十加速度α10；
比较所述第九加速度α9和第十加速度α10，获取第三坡度信息并基于所述获取到的第三坡度信息进行计算，得到第三基准扭矩T基3；
判断所述第三基准扭矩T基3是否小于第六预设值F；
若是，则退出下坡模式；
若否，则基于当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下的第二正常扭矩T常2，并将所述第二正常扭矩T常2与所述第三基准扭矩T基3的差值作为所述车辆当前所需的第三需求扭矩T需3发送给电机，由所述电机生成相应的扭矩信号；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ3为当前获取到的坡度信息，t7为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，F为正值。
一种整车控制器，包括：
溜坡判断单元，用于当车辆在坡道起步时，实时判断车辆是否处于会发生溜坡的状态，若是，则执行防溜单元，若否，则执行爬坡判断单元，或下坡判断单元；
防溜单元，用于进入防溜模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出；
所述爬坡判断单元，用于实时判断所述车辆是否处于爬坡状态，若是，则执行爬坡单元，若否，则执行下坡判断单元；
所述爬坡单元，用于执行爬坡模式，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式；
所述下坡判断单元，用于实时判断所述车辆是否处于下坡状态，若是，则执行下坡单元，若否，则执行正常行驶单元；
所述下坡单元，用于执行下坡模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第三需求扭矩T3时获取的所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式；
所述正常行驶单元，用于执行正常行驶控制。
优选的，所述溜坡判断单元，包括：
判断模块，用于接收当前电机转速，并判断所述当前电机转速是否小于第一预设值-A并且持续第一预设时间t1；若是，则判断所述车辆处于会发生溜坡的状态，执行防溜单元，若否，则判断所述车辆未处于溜坡状态，执行爬坡判断单元，或下坡判断单元；
其中，A为正值。
优选的，所述防溜单元，包括：
获取模块，用于获取当前车辆运行状态信息，并按照所述当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1；其中，所述当前车辆运行状态信息包括：车辆的加速踏板信号、挡位信号、制动踏板信，以及电机转速和电机的扭矩信号，车辆的当前车速V(t)，t为当前时刻；
第一计算模块，用于根据所述第一需求扭矩T需1，基于进行计算，得到第一加速度α1；
第二计算模块，用于依据所述当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第二加速度α2；
第三计算模块，用于比较所述第一加速度α1和第二加速度α2，获取第一坡度信息并基于所述获取到的第一坡度信息θ1′和进行计算，得到第一基准扭矩T基1；
调整模块，用于按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加，直至实时接收到当前电机转速大于第二预设值B，且按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加之后，或者，直至实时接收到的所述车辆运行状态信息中的制动踏板信号为松制动后的时间大于第二预设时间t3，退出防溜模式；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ1为当前获取到的坡度信息，t2为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，所述预设倍率S为γ+n*γ′，γ>0,γ′>0，n为整数，跟随采样周期的增加而增加，B为正值。
本申请实施例公开了一种电动汽车坡道扭矩控制方法及整车控制器，该方法当车辆在坡道起步时，实时判断车辆是否处于会发生溜坡的状态；若是，则进入防溜模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出；若否，则实时判断所述车辆是否处于爬坡状态，或实时判断所述车辆是否处于下坡状态；其中，针对爬坡状态判断，若确定为处于爬坡状态，则进入爬坡模式，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式；若否，则进入正常行驶模式；针对下坡状态判读，若确定为处于下坡状态，则进入下坡模式，利用实时获取的当前第四扭矩T4，所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式；若否，则进入正常行驶模式。通过上述方法持续对坡道信息进行估算，并进行实时更新，且针对爬坡和下坡的不同情况采用不同的坡道扭矩控制，根据不同的坡道情况确定扭矩，能够避免电动汽车在坡道运行时发生溜车，同时进一步的改善驾驶员的感受。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法的流程图；
图2为本申请实施例二公开的整车控制器与各个控制器之间进行信息交互的图示；
图3为本申请实施例三公开的一种整车控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
由背景技术可知，在现有技术中未考虑电动汽车行驶过程中坡道的实际情况，在控制过程中较为随意不够精确，无法确保电动汽车在上/下坡时不发生溜车的问题。因此，本申请实施例公开了一种能够实现对坡道信息进行估算，并进行实时更新，且针对爬坡和下坡的不同情况采用不同的坡道扭矩控制，根据不同的坡道情况确定扭矩，能够避免电动汽车在坡道运行时发生溜车的电动汽车坡道扭矩控制机制。具体实现方式通过以下实施例进行详细说明。
实施例一
如图1，为本申请实施例一公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法的流程图，该方法应用于整车控制器，主要包括如下步骤：
步骤S101，当车辆在坡道起步时，实时判断车辆是否处于会发生溜坡的状态；若是，则执行步骤S102，进入防溜模式；若否，则执行步骤S103；
步骤S102，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出；
步骤S103，实时判断所述车辆是否处于爬坡状态；若确定为处于爬坡状态，则执行步骤S105，进入爬坡模式；若否，则执行步骤S105；
步骤S104，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式；
步骤S105，实时判断所述车辆是否处于下坡状态；若确定为处于下坡状态，则执行步骤S106，进入下坡模式；若否，则执行步骤S107，进入正常行驶模式。
步骤S106，利用实时获取的当前第四扭矩T4，所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式；
步骤S107，进入正常行驶模式。
本申请实施例通过上述公开的方法，车辆上电或在坡道起步后，无故障可正常行驶时，首先进行溜坡判断，当发现处于会发生溜坡状态时则进入防溜模式，按照防溜模式扭矩控制需求扭矩，否则进入爬坡模式判断，当发现处于爬坡状态时则进入爬坡模式，按照爬坡模式扭矩控制需求扭矩，最后判断车辆是否处于下坡状态，当发现处于下坡状态时则进入下坡模式，按照下坡模式扭矩控制需求扭矩，当车辆均不处于以上三种模式时，进入正常行驶模式。在上述三种模式中，本申请实施例公开的方法持续获取坡道信息并进行估算，通过进行实时更新的坡道信息进行防溜控制，同时，根据不同的坡道情况针对爬坡和下坡采用不同的坡道扭矩控制，能够避免电动汽车在坡道运行时发生溜车，同时进一步的改善驾驶员的感受。
实施例二
基于上述本申请实施例一公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法，在图1中所示的实时判断车辆是否处于溜坡状态的步骤S101，其具体过程包括：
首先，接收当前电机转速，并判断所述当前电机转速是否小于第一预设值-A并且持续第一预设时间t1；
若是，则判断所述车辆处于会发生溜坡的状态；
若否，则判断所述车辆未处于溜坡状态；
其中，在本申请实施例中公开的第一预设值-A中的A为正值，通过标定确定，优选的取值为2～5rpm(转/分钟)，但是对其取值并不仅限于此。
基于上述本申请实施例一公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法，在图1中所示的步骤S102，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出，该进入防溜模式后，所执行的防溜具体过程，包括：
步骤S201，获取当前车辆运行状态信息，并按照所述当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1；
在步骤S201中，所述车辆在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1为车辆无故障时，在平路上根据加速踏板开度、制动踏板开度、档位信号通过标定确定的；
所述当前车辆运行状态信息包括：车辆的加速踏板信号、挡位信号、制动踏板信号、电池温度信号、电池SOC信号、电池电压信号、整车故障信号，以及电机转速和电机的扭矩信号，车辆的当前车速V(t)，t为当前时刻；
在本申请实施例执行的过程中，整车控制器实时与车辆的各控制器进行信号交互，获取各种与车辆相关的信号，在本申请实施例中，按照当前车辆运行状态信息确定车辆在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩，所获取的当前车辆运行状态信息，包括但不仅限于：车辆的加速踏板信号、挡位信号、制动踏板信号、电池温度信号、电池SOC信号、电池电压信号、整车故障信号，以及电机转速和电机的扭矩信号，车辆的当前车速V(t)。需要说明的是，该当前运行状态信息中并不完全包括上述内容，可以是部分，也可以是全部，也可以是其他本申请实施例未罗列的车辆相关信号。
如图2所示，为本申请公开的整车控制器VCU与电机IPU、加速踏板S、制动踏板M、换挡器N等车辆的控制器进行信息交互的图示，图2中的剪头指信号流向。
步骤S202，根据所述第一需求扭矩T需1，基于公式(1)进行计算，得到第一加速度α1；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，可通过实际试验获取阻力系数；r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率。
步骤S203，依据公式(2)，所述当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第二加速度α2；
其中，θ1为当前获取到的坡度信息，t2为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，t为当前时刻。
步骤S204，比较所述第一加速度α1和第二加速度α2，获取第一坡度信息并基于所述获取到的第一坡度信息θ1′和公式(3)进行计算，得到第一基准扭矩T基1；
其中，M为所述车辆质量，g为重力加速度9.8m/s2，θ1为当前获取到的坡度信息，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率。
步骤S205，按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加；
在步骤S205中，所述预设倍率S为γ+n*γ′，γ>0,γ′>0；n为整数，跟随采样周期的增加而增加；
重复执行步骤S205按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加，直至实时接收到当前电机转速大于第二预设值B，且按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加之后，退出防溜模式；
其中，B为正值，通过标定确定，优选的取值为2～5rpm，但是对其取值并不仅限于此。
或者，直至实时接收到的所述车辆运行状态信息中的制动踏板信号为松制动后的时间大于第二预设时间t3，退出防溜模式；
其中，第二预设时间t3是为了防止电机过热确定的时间，优选的取值为20～40秒，但是对其取值并不仅限于此。
基于上述本申请实施例一公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法，在图1中所示的步骤S103，所述判断所述车辆是否处于爬坡状态，具体的判断过程主要包括：
步骤S301，基于接收到的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第一扭矩T1，并根据所述当前第一扭矩T1，基于公式(4)进行计算，得到第三加速度α3；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率。
步骤S302，依据公式(5)，当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第四加速度α4；
其中，θ2为当前获取到的坡度信息，t4为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2。
步骤S303，比较所述第三加速度α3和所述第四加速度α4，若所述第三加速度α3和所述第四加速度α4的差值大于预设第三预设值C，则判断所述车辆处于爬坡状态；
其中，C为正值，通过标定确定，优选的取值为0.3～0.8，但是对其取值并不仅限于此。
基于上述本申请实施例一公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法，在图1中所示的步骤S104，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式，具体的爬坡中的扭矩控制包括：
步骤S401，接收基于第二需求扭矩T需2生成的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第二扭矩T2，并根据所述当前第二扭矩T2，基于公式(6)进行计算，得到第五加速度α5；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率；
在步骤S401中，电机接收当前所需的第二需求扭矩T需2，生成当前电机的扭矩信号，并将该扭矩信号包含于当前车辆运行状态信息中由整车控制器获取。
步骤S402，依据公式(7)，当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第六加速度α6；
其中，t为当前时刻，θ2为当前获取到的坡度信息，t5为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2；
步骤S403，比较所述第五加速度α5和所述第六加速度α6，获取第二坡度信息并基于所述获取到的第二坡度信息θ2′和公式(8)进行计算，得到第二基准扭矩T基2；
其中，M为所述车辆质量，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，g为重力加速度9.8m/s2；
步骤S404，判断所述第二基准扭矩T基2是否小于第四预设值D；若是，则退出爬坡模式；若否，则执行步骤S405；
步骤S405，基于当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下的第一正常扭矩T常1，并将所述第一正常扭矩T常1与所述第二基准扭矩T基2的和值作为所述车辆当前所需的第二需求扭矩T需2发送给电机，由所述电机生成相应的扭矩信号。
执行步骤S405之后返回步骤S401，利用步骤S405中得到的扭矩信号进行下一采样周期的计算。也就是说，重复执行步骤S401至步骤S405，直至到执行步骤S404时判断得到所述第二基准扭矩T基2小于第四预设值D时，退出爬坡模式。
其中，D为正值，通过标定确定，优选的取值为5～10，但是对其取值并不仅限于此。
基于上述本申请实施例一公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法，在图1中所示的步骤S105，所述判断所述车辆是否处于下坡状态，具体的判断过程包括：
步骤S501，基于接收到的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第三扭矩T3，并根据所述当前第三扭矩T3，基于公式(9)进行计算，得到第七加速度α7；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率；
步骤S502，依据公式(10)，当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第八加速度α8；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，θ3为当前获取到的坡度信息，t6为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2。
步骤S503，比较所述第七加速度α7和所述第八加速度α8，若所述第七加速度α7和所述第八加速度α8的差值大于预设第五预设值E，则判断所述车辆处于下坡状态；
其中，E为正值，通过标定确定，优选的取值为0.3～0.8，但是其取值并不仅限于此。
基于上述本申请实施例一公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法，在图1中所示的步骤S106，利用实时获取的当前第四扭矩T4，所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式，该下坡针对扭矩的控制具体包括：
步骤S601，接收基于第三需求扭矩T需3生成的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第四扭矩T4，并根据所述当前第四扭矩T4，基于公式(11)进行计算，得到第九加速度α9；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率。
步骤S602，依据公式(12)，当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第十加速度α10；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，t7为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2。
步骤S603，比较所述第九加速度α9和第十加速度α10，获取第三坡度信息并基于所述获取到的第三坡度信息θ3′和公式(13)进行计算，得到第三基准扭矩T基3；
其中，M为所述车辆质量，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，g为重力加速度9.8m/s2。
步骤S604，判断所述第三基准扭矩T基3是否小于第六预设值F；若是，则退出下坡模式；若否，则执行步骤S605；
步骤S605，基于当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下的第二正常扭矩T常2，并将所述第二正常扭矩T常2与所述第三基准扭矩T基3的差值作为所述车辆当前所需的第三需求扭矩T需3发送给电机，由所述电机生成相应的扭矩信号；
执行步骤S605之后返回步骤S601，利用步骤S605中得到的扭矩信号进行下一采样周期的计算。也就是说，重复执行步骤S601至步骤S605，直至到执行步骤S604时判断得到所述第三基准扭矩T基3小于第六预设值F时，退出爬坡模式。
其中，F为正值，通过标定确定，优选的取值为5～10，但是对其取值并不仅限于此。
需要说明的是，上述三种模式下分别获取到的需求扭矩的变化均经过滤波处理；上述三种模式下分别获取到的基准扭矩可以以一定时间间隔进行更新，优选的时间间隔可以为1秒、5秒、10秒。另外，若上述三种模式下分别获取到的基准扭矩比较大时，如大于150Nm，更新的时间间隔可以较长，如间隔10秒；若上述三种模式下分别获取到的基准扭矩比较小时，如小于50Nm，更新的时间间隔可以较短，如间隔1秒。
本申请实施例通过上述公开的方法，在车辆防溜处理过程中，持续获取坡道信息并进行估算，并基于进行实时更新的坡道信息对车辆扭矩控制，从而实现防溜控制，能够避免电动汽车在坡道运行时发生溜车；同时，根据不同的坡道情况针对爬坡和下坡采用不同的坡道扭矩控制，根据坡道情况对需求扭矩进行修正，进一步的改善驾驶员的感受。
实施例三
基于上述本申请实施例一和实施例二公开的一种电动汽车坡道扭矩控制方法，对应的本申请实施例还公开了对应的整车控制器，可执行上述方法，具体结构如下详细进行描述。
如图3所示，为本申请公开的一种整车控制器的结构示意图，主要包括：溜坡判断单元1，防溜单元2，爬坡判断单元3，爬坡单元4，下坡判断单元5，下坡单元6和正常行驶单元7。
溜坡判断单元1，用于当车辆在坡道起步时，实时判断车辆是否处于会发生溜坡的状态，若是，则执行防溜单元2，若否，则执行爬坡判断单元3；
防溜单元2，用于进入防溜模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出；
所述爬坡判断单元3，用于实时判断所述车辆是否处于爬坡状态，若是，则执行爬坡单元4，若否，则执行下坡判断单元5；
所述爬坡单元4，用于执行爬坡模式，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式；
所述下坡判断单元5，用于实时判断所述车辆是否处于下坡状态，若是，则执行下坡单元6，若否，则执行正常行驶单元7；
所述下坡单元7，用于执行下坡模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第三需求扭矩T3时获取的所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式；
所述正常行驶单元8，用于执行正常行驶控制。
上述公开的所述溜坡判断单元1，主要包括：
判断模块，用于接收当前电机转速，并判断所述当前电机转速是否小于第一预设值-A并且持续第一预设时间t1；若是，则判断所述车辆处于会发生溜坡的状态，执行防溜单元，若否，则判断所述车辆未处于溜坡状态，执行爬坡判断单元，或下坡判断单元；
其中，A为正值，通过标定确定，优选的取值为2～5rpm(转/分钟)，但是对其取值并不仅限于此。
上述公开的所述防溜单元2，包括：
获取模块，用于获取当前车辆运行状态信息，并按照所述当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1；其中，所述当前车辆运行状态信息包括：车辆的加速踏板信号、挡位信号、制动踏板信，以及电机转速和电机的扭矩信号，车辆的当前车速V(t)，t为当前时刻；
第一计算模块，用于根据所述第一需求扭矩T需1，基于进行计算，得到第一加速度α1；
第二计算模块，用于依据所述当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第二加速度α2；
第三计算模块，用于比较所述第一加速度α1和第二加速度α2，获取第一坡度信息并基于所述获取到的第一坡度信息θ1′和进行计算，得到第一基准扭矩T基1；
调整模块，用于按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加，直至实时接收到当前电机转速大于第二预设值B，且按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加之后，或者，直至实时接收到的所述车辆运行状态信息中的制动踏板信号为松制动后的时间大于第二预设时间t3，退出防溜模式；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为所述车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ1为当前获取到的坡度信息，t2为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，所述预设倍率S为γ+n*γ′，γ>0,γ′>0，n为整数，跟随采样周期的增加而增加，B为正值。
以上本申请实施例三公开的整车控制器，其中的各个模块的具体执行可参见上述本申请实施例一和实施例二中对应公开的部分，因此这里不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车坡道扭矩控制方法，其特征在于，应用于整车控制器，包括：
当车辆在坡道起步时，实时判断车辆是否处于会发生溜坡的状态；
若是，则进入防溜模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出；
若否，则实时判断所述车辆是否处于爬坡状态；
若确定为处于爬坡状态，则进入爬坡模式，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式；若否，则实时判断所述车辆是否处于下坡状态；
若确定为处于下坡状态，则进入下坡模式，利用实时获取的当前第四扭矩T4，所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式；若否，则进入正常行驶模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断车辆是否处于溜坡状态包括：
接收当前电机转速，并判断所述当前电机转速是否小于第一预设值-A并且持续第一预设时间t1；
若是，则判断所述车辆处于会发生溜坡的状态；
若否，则判断所述车辆未处于溜坡状态；
其中，A为正值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述进入防溜模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出，包括：
获取当前车辆运行状态信息，并按照所述当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1；其中，所述当前车辆运行状态信息包括：车辆的加速踏板信号、挡位信号、制动踏板信号、电池温度信号、电池SOC信号、电池电压信号、整车故障信号，以及电机转速和电机的扭矩信号，车辆的当前车速V(t)，t为当前时刻；
根据所述第一需求扭矩T需1，基于进行计算，得到第一加速度α1；
依据所述当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第二加速度α2；
比较所述第一加速度α1和第二加速度α2，获取第一坡度信息并基于所述获取到的第一坡度信息θ1′和进行计算，得到第一基准扭矩T基1；
按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加，直至实时接收到当前电机转速大于第二预设值B，且按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加之后，或者，直至实时接收到的所述车辆运行状态信息中的制动踏板信号为松制动后的时间，当所述时间大于第二预设时间t3，退出防溜模式；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ1为当前获取到的坡度信息，t2为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，所述预设倍率S为γ+n*γ′，γ＞0,γ′＞0，γ和γ′为预先设置得到的，n为整数，所述n跟随采样周期的个数增加而增加，B为正值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述车辆是否处于爬坡状态，包括：
基于接收到的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第一扭矩T1，并根据所述当前第一扭矩T1，基于进行计算，得到第三加速度α3；
依据当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第四加速度α4；
比较所述第三加速度α3和所述第四加速度α4，若所述第三加速度α3和所述第四加速度α4的差值大于预设第三预设值C，则判断所述车辆处于爬坡状态；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ2为当前获取到的坡度信息，t4为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，C为正值。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述进入爬坡模式，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式，包括：
接收基于第二需求扭矩T需2生成的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第二扭矩T2，并根据所述当前第二扭矩T2，基于进行计算，得到第五加速度α5；
依据当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第六加速度α6；
比较所述第五加速度α5和所述第六加速度α6，获取第二坡度信息并基于所述获取到的第二坡度信息θ2′和进行计算，得到第二基准扭矩T基2；
判断所述第二基准扭矩T基2是否小于第四预设值D；
若是，则退出爬坡模式；
若否，则基于当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下的第一正常扭矩T常1，并将所述第一正常扭矩T常1与所述第二基准扭矩T基2的和值作为所述车辆当前所需的第二需求扭矩T需2发送给电机，由所述电机生成相应的扭矩信号；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ2为当前获取到的坡度信息，t5为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，D为正值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述车辆是否处于下坡状态，包括：
基于接收到的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第三扭矩T3，并根据所述当前第三扭矩T3，基于进行计算，得到第七加速度α7；
依据当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第八加速度α8；
比较所述第七加速度α7和所述第八加速度α8，若所述第七加速度α7和所述第八加速度α8的差值大于预设第五预设值E，则判断所述车辆处于下坡状态；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ3为当前获取到的坡度信息，t6为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，E为正值。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述进入下坡模式，利用实时获取的当前第四扭矩T4，所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式，包括：
接收基于第三需求扭矩T需3生成的当前车辆运行状态信息中的电机的扭矩信号，确定当前第四扭矩T4，并根据所述当前第四扭矩T4，基于进行计算，得到第九加速度α9；
依据当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第十加速度α10；
比较所述第九加速度α9和第十加速度α10，获取第三坡度信息并基于所述获取到的第三坡度信息θ3′和进行计算，得到第三基准扭矩T基3；
判断所述第三基准扭矩T基3是否小于第六预设值F；
若是，则退出下坡模式；
若否，则基于当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下的第二正常扭矩T常2，并将所述第二正常扭矩T常2与所述第三基准扭矩T基3的差值作为所述车辆当前所需的第三需求扭矩T需3发送给电机，由所述电机生成相应的扭矩信号；
其中，t为当前时刻，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ3为当前获取到的坡度信息，t7为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，F为正值。
8.一种整车控制器，其特征在于，包括：
溜坡判断单元，用于当车辆在坡道起步时，实时判断车辆是否处于会发生溜坡的状态，若是，则执行防溜单元，若否，则执行爬坡判断单元，或下坡判断单元；
防溜单元，用于进入防溜模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1，实时获取的所述坡道的坡度信息θ1和车辆运行状态信息进行计算，并对计算得到第一基准扭矩T基1按照预设倍率进行增加，直至检测到当前车辆运行状态信息满足退出防溜模式的条件后退出；
所述爬坡判断单元，用于实时判断所述车辆是否处于爬坡状态，若是，则执行爬坡单元，若否，则执行下坡判断单元；
所述爬坡单元，用于执行爬坡模式，利用实时获取到的当前第二扭矩T2，所述坡道的坡度信息θ2和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第二基准扭矩T基2小于第四预设值D，退出爬坡模式；
所述下坡判断单元，用于实时判断所述车辆是否处于下坡状态，若是，则执行下坡单元，若否，则执行正常行驶单元；
所述下坡单元，用于执行下坡模式，利用当前车辆状态在正常行驶模式下所需的第三需求扭矩T3时获取的所述坡道的坡度信息θ3和车辆运行状态信息进行计算，直至计算得到的第三基准扭矩T基3小于第六预设值F，退出下坡模式；
所述正常行驶单元，用于执行正常行驶控制。
9.根据权利要求8所述的整车控制器，其特征在于，所述溜坡判断单元，包括：
判断模块，用于接收当前电机转速，并判断所述当前电机转速是否小于第一预设值-A并且持续第一预设时间t1；若是，则判断所述车辆处于会发生溜坡的状态，执行防溜单元，若否，则判断所述车辆未处于溜坡状态，执行爬坡判断单元，或下坡判断单元；
其中，A为正值。
10.根据权利要求8或9所述的整车控制器，其特征在于，所述防溜单元，包括：
获取模块，用于获取当前车辆运行状态信息，并按照所述当前车辆运行状态信息确定所述车辆在正常行驶模式下所需的第一需求扭矩T需1；其中，所述当前车辆运行状态信息包括：车辆的加速踏板信号、挡位信号、制动踏板信号，以及电机转速和电机的扭矩信号，车辆的当前车速V(t)，t为当前时刻；
第一计算模块，用于根据所述第一需求扭矩T需1，基于进行计算，得到第一加速度α1；
第二计算模块，用于依据所述当前车速V(t)和前一时刻车速V(t-1)进行计算，得到第二加速度α2；
第三计算模块，用于比较所述第一加速度α1和第二加速度α2，获取第一坡度信息并基于所述获取到的第一坡度信息θ1′和进行计算，得到第一基准扭矩T基1；
调整模块，用于按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加，直至实时接收到当前电机转速大于第二预设值B，且按照预设倍率S对所述第一基准扭矩T基1进行增加之后，或者，直至实时接收到的所述车辆运行状态信息中的制动踏板信号为松制动后的时间，当所述时间大于第二预设时间t3，退出防溜模式；
其中，M为所述车辆质量，f阻与所述当前车速相关，r为车胎滚动半径，i为减速比，η为传动效率，θ1为当前获取到的坡度信息，t2为当前时刻和上一时刻时间间隔，g为重力加速度9.8m/s2，所述预设倍率S为γ+n*γ′，γ＞0,γ′＞0，γ和γ′为预先设置得到的，n为整数，所述n跟随采样周期的个数增加而增加，B为正值。
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Assignee: CHONGQING CHANGAN NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: Chongqing Changan Automobile Co.,Ltd.|CHONGQING CHANG'AN NEW ENERGY AUTOMOBILE Co.,Ltd.

Contract record no.: 2018500000022

Denomination of invention: Electric vehicle ramp torque control method and vehicle controller

Granted publication date: 20170825

License type: Exclusive License

Record date: 20181130

TR01 Transfer of patent right
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Effective date of registration: 20190109

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