CN105416092B - 一种纯电动车防倒溜控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纯电动车防倒溜控制方法及系统，所述方法包括：当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；当所述倒溜状态信号为高电平时，获取补偿扭矩使能信号；当所述补偿扭矩使能信号为高电平时，计算电机补偿扭矩；将电机正常驱动扭矩与电机补偿扭矩进行求和，获取电机驱动扭矩，并传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。本发明能够帮助纯电动车辆驾驶员安全驾驶车辆，防止由于驾驶员动作不熟练或操作失误造成的车辆倒溜，从而避免由于车辆倒溜造成的危险事故的发生。

Description

一种纯电动车防倒溜控制方法及系统

技术领域

本发明涉及纯电动车技术领域，尤其涉及一种纯电动车防倒溜控制方法及系统。

背景技术

车辆倒溜是指由于路况等原因造成的与驾驶员前进意图相反的车辆运动。车辆倒溜是新能源汽车领域关键性的、共性的技术难题。

现有技术中，纯电动车防倒溜控制方法主要有两种：第一种方法是，通过识别坡度后，对电机采用怠速控制，防止纯电动溜坡。第二种方法是通过识别坡度后，对电机进行转矩自平衡控制，使电机转子位置维持在检测的初始位置，使车辆停在坡上。

上述的纯电动车防倒溜控制方法，其前提首先是要识别坡度，因此，需要增加额外的坡度传感器的成本或增加大量的坡度计算逻辑且精度不能保证。另外，在第一种方法中，通过使纯电动车坡上模拟发动机怠速控制，与纯电动车不踩油门则车速为零的驾驶习惯不符。在第二种方法中，发动机限于永磁电机，且需与电机中的电压电流控制及反馈信号进行较多交互，控制较为复杂。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种纯电动车防倒溜控制方法及系统，帮助纯电动车辆驾驶员安全驾驶车辆，防止由于驾驶员动作不熟练或操作失误造成的车辆倒溜，从而避免由于车辆倒溜造成的危险事故的发生。

第一方面，本发明提供了一种纯电动车防倒溜控制方法，所述方法包括：

当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；

当所述倒溜状态信号为高电平时，获取补偿扭矩使能信号；

当所述补偿扭矩使能信号为高电平时，计算电机补偿扭矩；

将电机正常驱动扭矩与电机补偿扭矩进行求和，获取电机驱动扭矩；

将所述电机驱动扭矩传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

优选地，所述当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号，包括：

当纯电动车运行时，获取倒溜状态参数；

根据所述倒溜状态参数，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；

其中，所述倒溜状态参数包括电机转速、车辆状态、当前档位、变速箱输出轴转速、刹车值和油门值。

优选地，所述根据所述倒溜状态参数，获取所述纯电动车的倒溜状态信号，包括：

根据所述倒溜状态参数，获取对应的倒溜状态参数电平信号；

对所述倒溜状态参数电平信号进行与运算，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；

相应地，若所述电机转速小于0，为高电平，否则为低电平；

所述车辆状态为驱动状态，为高电平，否则为低电平；

所述当前档位为非空档，为高电平，否则为低电平；

所述变速箱输出轴转速大于0，为高电平，否则为低电平；

所述刹车值小于预设刹车阀值，为高电平，否则为低电平；

所述油门值小于预设油门阀值，为高电平，否则为低电平。

优选地，所述获取补偿扭矩使能信号，包括：

获取倒溜停止信号；

将所述倒溜状态信号输入RS触发器的置位端，将所述倒溜停止信号输入RS触发器的清零端，RS触发器输出所述补偿扭矩使能信号。

优选地，所述获取倒溜停止信号，包括：

将所述倒溜状态信号和所述电机补偿扭矩进行与运算，获取第一倒溜停止信号；

获取当前刹车值，并根据所述当前刹车值，获取第二倒溜停止信号；

将所述第一倒溜停止信号与所述第二倒溜停止信号进行或运算，获取所述倒溜停止信号。

优选地，所述计算电机补偿扭矩，包括：

将电机目标转速与电机当前转速求差，获取转速差值；

将所述转速差值输入PID计算模块的输入端，PID计算模块输出电机初始补偿扭矩；

将所述电机初始补偿扭矩与0进行比较，获取所述电机补偿扭矩。

优选地，所述将所述转速差值输入PID计算模块的输入端，PID计算模块输出电机初始补偿扭矩，包括：

当电机当前转速大于预设转速阀值时，对所述转速差值进行比例运算和微分运算，获取电机初始补偿扭矩；

否则，对所述转速差值进行比例运算、积分运算和微分运算，获取电机初始补偿扭矩。

优选地，在所述计算电机补偿扭矩之后，还包括：

对所述电机补偿扭矩进行滤波处理，获取滤波后的电机补偿扭矩；

在所述获取电机驱动扭矩之后，还包括：

对所述电机驱动扭矩进行限制，获取限制后的电机驱动扭矩，并传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

第二方面，本发明提供了一种纯电动车防倒溜控制系统，所述系统包括：

状态单元，用于当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；

使能单元，用于当所述状态单元获取的倒溜状态信号是高电平时，获取补偿扭矩使能信号；

计算单元，用于当所述使能单元获取的补偿扭矩使能信号是高电平时，计算电机补偿扭矩；

加法单元，用于将电机正常驱动扭矩与电机补偿扭矩进行求和，获取电机驱动扭矩；

输出单元，用于将所述电机驱动扭矩传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

优选地，所述系统还包括：

滤波单元，用于对所述计算单元计算的电机补偿扭矩进行滤波处理，获取滤波后的电机补偿扭矩；

限制单元，用于对所述处理单元获取的电机驱动扭矩进行限制，获取限制后的电机驱动扭矩。

由上述技术方案可知，本发明提供了一种纯电动车防倒溜控制方法及系统，在倒溜状态信号为高电平时，获取补偿扭矩使能信号，并在所述补偿扭矩使能信号为高电平时，计算电机补偿扭矩，最后将电机正常驱动扭矩与电机补偿扭矩进行求和后传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。本发明能够帮助纯电动车辆驾驶员安全驾驶车辆，防止由于驾驶员动作不熟练或操作失误造成的车辆倒溜，从而避免由于车辆倒溜造成的危险事故的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种纯电动车防倒溜控制方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种纯电动车防倒溜控制方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种纯电动车防倒溜控制系统的结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的一种纯电动车防倒溜控制系统的结构示意图；

图5为本发明的获取倒溜状态信号的示意图；

图6为本发明的获取补偿扭矩使能信号的示意图；

图7为本发明的计算电机补偿扭矩的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1示出了本发明一实施例提供的一种纯电动车防倒溜控制方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的一种纯电动车防倒溜控制方法，包括：

S11、当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号。

可以理解的是，车辆倒溜是指由于路况等原因造成的与驾驶员前进意图相反的车辆运动。车辆倒溜是新能源汽车领域关键性的、共性的技术难题。

举例来说，若在上坡过程中，若驾驶员为前进上坡意图，但此时由于坡度较陡，车辆出现了后退下坡的状况，此时，即为车辆倒溜。具体来说，车辆的倒溜状态信号为高电平时，车辆为倒溜状态。

S12、当所述倒溜状态信号为高电平时，获取补偿扭矩使能信号。

可以理解的是，当车辆的倒溜状态信号为高电平时，此时，意味着车辆出现倒溜的状况。补偿扭矩使能信号是判断当出现倒溜时，是否需要通过改变电机扭矩停止倒溜的条件。

进一步的，若需要改变电机扭矩，则补偿扭矩使能信号为高电平；若不需要改变电机扭矩，则补偿扭矩使能信号为低电平。

S13、当所述补偿扭矩使能信号为高电平时，计算电机补偿扭矩。

可以理解的是，电机扭矩即电动机的输出扭矩，简单的说，就是电机转动力量的大小，与电动机的转速和功率有关。

S14、将电机正常驱动扭矩与电机补偿扭矩进行求和，获取电机驱动扭矩。

可以理解的是，通过改变电机扭矩的大小可以防止车辆倒溜。

进一步的，电机补偿扭矩，是指为停止倒溜而需要在响应油门的电机正常驱动扭矩的基础上增加的扭矩增量。

S15、将所述电机驱动扭矩传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

可以理解的是，在本实施例中，利用电机扭矩补偿实现防倒溜功能，设计简单，不需增加额外硬件，只需在软件层面做适当修改，无需增加额外成本，而且计算量也不庞大。

本实施例能够帮助纯电动车辆驾驶员安全驾驶车辆，防止由于驾驶员动作不熟练或操作失误造成的车辆倒溜，从而避免由于车辆倒溜造成的危险事故的发生。

图2示出了本发明另一实施例提供的一种纯电动车防倒溜控制方法的流程示意图，如图2所示，本实施例的一种纯电动车防倒溜控制方法，包括：

S21、当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号。

上述的步骤S21可为下述的图中未示出的步骤S211-S213，如图5所示：

S211、当纯电动车运行时，获取倒溜状态参数。

可以理解的是，在本实施例中，倒溜状态参数包括电机转速、车辆状态、当前档位、变速箱输出轴转速、刹车值和油门值。

S212、根据所述倒溜状态参数，获取对应的倒溜状态参数电平信号。

可以理解的是，在本实施例中，获取对应的倒溜状态参数电平信号的具体方式如下：若电机转速小于0，电机转速电平信号为高电平，否则为低电平；若车辆状态为驱动状态，车辆状态电平信号为高电平，否则为低电平；若当前档位为非空档，当前档位电平信号为高电平，否则为低电平；若变速箱输出轴转速大于0，变速箱输出轴转速电平信号为高电平，否则为低电平；若刹车值小于预设刹车阀值，刹车值电平信号为高电平，否则为低电平；若油门值小于预设油门阀值，油门值电平信号为高电平，否则为低电平。

S213、对所述倒溜状态参数电平信号进行与运算，获取所述纯电动车的倒溜状态信号。

可以理解的是，车辆的倒溜状态信号为高电平时，车辆为倒溜状态。当每一个倒溜状态参数电平信号均为高电平时，其经过与运算后输出为高电平。当任何一个倒溜状态参数电平信号为低电平时，则其经过与运算后输出为低电平。

具体来说，当同时满足电机转速小于0、车辆状态为驱动状态、当前档位为非空档、变速箱输出轴转速大于0、刹车值小于预设刹车阀值、油门值小于预设油门阀值的条件时，倒溜状态信号为高电平，此时，车辆倒溜。

S22、当所述倒溜状态信号为高电平时，获取补偿扭矩使能信号。

上述的步骤S22可为下述的图中未示出的步骤S221-S224，如图6所示：

补偿扭矩使能条件判断使用RS触发器，规则为R＝0时，S＝1则输出Q＝1，直到R＝1时，输出Q＝0。

S221、将所述倒溜状态信号和所述电机补偿扭矩进行与运算，获取第一倒溜停止信号。

可以理解的是，若第一倒溜停止信号为高电平，则其代表的是通过改变电机扭矩从而使得车辆倒溜停止。

具体来说，对所述电机补偿扭矩进行格式设置，当其数值为0时，其输入为高电平，否则低电平。进一步的，若倒溜状态信号为高电平且电机补偿扭矩数值为0，此时，将所述倒溜状态信号和所述电机补偿扭矩进行与运算，输出第一倒溜停止信号为高电平。

S222、获取当前刹车值，并根据所述当前刹车值，获取第二倒溜停止信号。

可以理解的是，若第二倒溜停止信号为高电平，则其代表的是通过外力如刹车等方式从而使得车辆倒溜停止。

具体来说，若驾驶员通过刹车等外力使得倒溜停止，此时，输出第二倒溜停止信号为高电平。

S223、将所述第一倒溜停止信号与所述第二倒溜停止信号进行或运算，获取所述倒溜停止信号。

可以理解的是，第一倒溜停止信号为高电平，或者第二倒溜停止信号为高电平，则此时输出倒溜停止信号为高电平。

具体来说，电机补偿扭矩的介入和退出条件不是互斥关系，避免因电机补偿扭矩的频繁介入和退出使车辆有明显抖动，同时，驾驶员通过刹车等方式使倒溜停止时，补偿扭矩随即退出，避免刹车和电机扭矩的相互较劲对电机造成损坏。

S224、将所述倒溜状态信号输入RS触发器的置位端，将所述倒溜停止信号输入RS触发器的清零端，RS触发器输出所述补偿扭矩使能信号。

可以理解的是，RS触发器的工作原理是，若输入端S＝1，则输出端Q＝1；若输入端R＝1，则输出端Q＝0。

具体来说，倒溜状态信号为高电平时，此时，补偿扭矩使能信号为高电平，进行计算电机补偿扭矩的步骤。倒溜停止信号为高电平时，此时，补偿扭矩使能信号为低电平，不进行计算电机补偿扭矩的步骤。

S23、当所述补偿扭矩使能信号为高电平时，计算电机补偿扭矩。

上述的步骤S23可为下述的图中未示出的步骤S231-S233，如图7所示：

S231、将电机目标转速与电机当前转速求差，获取转速差值。

可以理解的是，电机目标转速是可标定数值，采用较小转速。

S232、将所述转速差值输入PID计算模块的输入端，PID计算模块输出电机初始补偿扭矩。

具体来说，当电机当前转速大于预设转速阀值时，对所述转速差值进行比例运算和微分运算，获取电机初始补偿扭矩。否则，对所述转速差值进行比例运算、积分运算和微分运算，获取电机初始补偿扭矩。其中，所述预设转速阀值的取值介于0-电机目标转速之间。

进一步的，当电机当前转速大于预设转速阀值时，为了使电机转速尽量平稳去向于电机目标转速，尽可能减小车辆抖动，此时，选择开关置0，积分器I锁存。积分器I锁存，避免PID调节时的电机扭矩跳变。

S233、将所述电机初始补偿扭矩与0进行比较，获取所述电机补偿扭矩。

可以理解的是，将所述电机初始补偿扭矩与0进行比较，获取两者中较大的值，保证输出的电机补偿扭矩不是负扭矩。

S24、对所述电机补偿扭矩进行滤波处理，获取滤波后的电机补偿扭矩。

S25、将电机正常驱动扭矩与滤波后的电机补偿扭矩进行求和，获取电机驱动扭矩。

可以理解的是，通过改变电机扭矩的大小可以防止车辆倒溜。

进一步的，电机补偿扭矩，是指为停止倒溜而需要在响应油门的电机正常驱动扭矩的基础上增加的扭矩增量。

S26、对所述电机驱动扭矩进行限制，获取限制后的电机驱动扭矩。

S27、将所述限制后的电机驱动扭矩传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

可以理解的是，在本实施例中，主要利用了电动车本身的驱动电机输出转速为负值为倒溜判断条件，并利用电机扭矩补偿实现防倒溜功能，设计简单，不需增加额外硬件，只需在软件层面做适当修改，无需增加额外成本，而且计算量也不庞大。

本实施例能够帮助纯电动车辆驾驶员安全驾驶车辆，防止由于驾驶员动作不熟练或操作失误造成的车辆倒溜，从而避免由于车辆倒溜造成的危险事故的发生。

图3示出了本发明一实施例提供的一种纯电动车防倒溜控制系统的结构示意图，如图3所示，本实施例的一种纯电动车防倒溜控制系统30，包括：

状态单元31，用于当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号。

使能单元32，用于当所述状态单元31获取的倒溜状态信号是高电平时，获取补偿扭矩使能信号。

计算单元33，用于当所述使能单元32获取的补偿扭矩使能信号是高电平时，计算电机补偿扭矩。

加法单元34，用于将电机正常驱动扭矩与电机补偿扭矩进行求和，获取电机驱动扭矩。

输出单元35，用于将所述电机驱动扭矩传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

如图4所示的另一实施例中，所述系统还包括：

滤波单元，用于对所述计算单元计算的电机补偿扭矩进行滤波处理，获取滤波后的电机补偿扭矩；

限制单元，用于对所述处理单元获取的电机驱动扭矩进行限制，获取限制后的电机驱动扭矩。

本实施例能够帮助纯电动车辆驾驶员安全驾驶车辆，防止由于驾驶员动作不熟练或操作失误造成的车辆倒溜，从而避免由于车辆倒溜造成的危险事故的发生。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种纯电动车防倒溜控制方法，其特征在于，所述方法包括：

当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；

当所述倒溜状态信号为高电平时，获取补偿扭矩使能信号；所述获取补偿扭矩使能信号，包括：获取倒溜停止信号；将所述倒溜状态信号输入RS触发器的置位端，将所述倒溜停止信号输入RS触发器的清零端，RS触发器输出所述补偿扭矩使能信号；当所述补偿扭矩使能信号为高电平时，计算电机补偿扭矩；

将电机正常驱动扭矩与电机补偿扭矩进行求和，获取电机驱动扭矩；

将所述电机驱动扭矩传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号，包括：

当纯电动车运行时，获取倒溜状态参数；

根据所述倒溜状态参数，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；

其中，所述倒溜状态参数包括电机转速、车辆状态、当前档位、变速箱输出轴转速、刹车值和油门值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述倒溜状态参数，获取所述纯电动车的倒溜状态信号，包括：

根据所述倒溜状态参数，获取对应的倒溜状态参数电平信号；

对所述倒溜状态参数电平信号进行与运算，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；

相应地，若所述电机转速小于0，为高电平，否则为低电平；

所述车辆状态为驱动状态，为高电平，否则为低电平；

所述当前档位为非空档，为高电平，否则为低电平；

所述变速箱输出轴转速大于0，为高电平，否则为低电平；

所述刹车值小于预设刹车阀值，为高电平，否则为低电平；

所述油门值小于预设油门阀值，为高电平，否则为低电平。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取倒溜停止信号，包括：

将所述倒溜状态信号和所述电机补偿扭矩进行与运算，获取第一倒溜停止信号；

获取当前刹车值，并根据所述当前刹车值，获取第二倒溜停止信号；

将所述第一倒溜停止信号与所述第二倒溜停止信号进行或运算，获取所述倒溜停止信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算电机补偿扭矩，包括：

将电机目标转速与电机当前转速求差，获取转速差值；

将所述转速差值输入PID计算模块的输入端，PID计算模块输出电机初始补偿扭矩；

将所述电机初始补偿扭矩与0进行比较，获取所述电机补偿扭矩。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述转速差值输入PID计算模块的输入端，PID计算模块输出电机初始补偿扭矩，包括：

当电机当前转速大于预设转速阀值时，对所述转速差值进行比例运算和微分运算，获取电机初始补偿扭矩；

否则，对所述转速差值进行比例运算、积分运算和微分运算，获取电机初始补偿扭矩。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，在所述计算电机补偿扭矩之后，还包括：

对所述电机补偿扭矩进行滤波处理，获取滤波后的电机补偿扭矩；

在所述获取电机驱动扭矩之后，还包括：

对所述电机驱动扭矩进行限制，获取限制后的电机驱动扭矩，并传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

8.一种纯电动车防倒溜控制系统，其特征在于，所述系统包括：

状态单元，用于当纯电动车运行时，获取所述纯电动车的倒溜状态信号；

使能单元，用于当所述状态单元获取的倒溜状态信号是高电平时，获取补偿扭矩使能信号；所述使能单元包括RS触发器，所述RS触发器的工作原理是，若输入端R＝0，S＝1，则输出端Q＝1；若输入端R＝1，则输出端Q＝0；所述获取补偿扭矩使能信号，包括：获取倒溜停止信号；将所述倒溜状态信号输入RS触发器的置位端，将所述倒溜停止信号输入RS触发器的清零端，RS触发器输出所述补偿扭矩使能信号；

计算单元，用于当所述使能单元获取的补偿扭矩使能信号是高电平时，计算电机补偿扭矩；

加法单元，用于将电机正常驱动扭矩与电机补偿扭矩进行求和，获取电机驱动扭矩；

输出单元，用于将所述电机驱动扭矩传输至电机控制器，以使电机控制器控制所述纯电动车防止倒溜。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

滤波单元，用于对所述计算单元计算的电机补偿扭矩进行滤波处理，获取滤波后的电机补偿扭矩；

限制单元，用于对所述加法单元获取的电机驱动扭矩进行限制，获取限制后的电机驱动扭矩。