CN105799550B - 纯电动汽车防溜坡控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纯电动汽车防溜坡控制方法，即整车控制器分别采集车辆的控制信号，并且根据所采集的信号向电机控制器发送操作指令，电机控制器通过功率模块驱动电机系统运行，同时电机控制器通过传感器将电机系统的实际运行状态反馈给整车控制器；整车控制器根据所采集信号使车辆进入防溜坡控制模式，该模式中电机系统输出驻坡力矩并且维持3秒，然后每隔5秒驻坡力矩减小20Nm，直至车辆微距移动时，驾驶员通过制动踏板或手刹使车辆静止；整车控制器检测到制动踏板信号或手刹信号无效，并且整车需求力矩大于驻坡力矩时，退出防溜坡控制模式。本方法通过控制策略的优化实现车辆防溜坡控制，避免了车辆驻坡时电机系统的损坏风险及车辆的抖动。
Description
技术领域
本发明涉及一种纯电动汽车防溜坡控制方法。
背景技术
随着社会的发展，目前各类车辆越来越多，造成道路越来越拥挤，给车辆的行驶带来多种困难，比较常见的是车辆在坡道上的溜坡，对驾驶员的操作提出了较高的要求。纯电动汽车的动力来源于电池组的电能，通过电机系统驱动车辆运行，但电机驱动系统没有锁止机构，故车辆在坡道上驻车或者起步时，需要驾驶员在踩油门的同时还要进行制动操作，否则容易发生溜坡，安全性差。
现有技术中，纯电动汽车防溜坡有的是借助倾角传感器来检测坡度倾角来防溜坡，这样增加了硬件的成本；有的在做了很多假设的前提下，依靠复杂的算法实现防溜坡，但在实际应用中存在可能会发生车辆低速抖动及损坏电机系统的风险。
中国专利文献CN101817313A公开了一种电动车辆坡道安全起步控制系统，其包括整车控制器、电机控制器、自动变速箱控制器及手柄档位采集系统；通过整车控制器计算车辆加速度来得到坡度信息，根据坡度信息来获得电机转矩，本领域技术人员熟知，根据车辆加速度来计算出坡度信息的过程中，做了比较多的简化和假设，计算精度无法保证，有可能会导致车辆在坡道上发生抖动的现象。
中国专利文献CN102198805A公开了一种永磁电机驱动的纯电动汽车坡道驻坡（防倒溜）方法，其需要借助倾角传感器来获得坡道倾角信息，然后经过一系列的理论计算得到驻车所需的转矩，从而实现车辆在坡道上驻坡。该方法一是增加了硬件成本；二是电机驻坡时，会造成三相电流不平衡，有损坏控制器或电机的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种纯电动汽车防溜坡控制方法，本方法在不增加倾角传感器等硬件设备的前提下，通过控制策略的优化来实现更科学的车辆防溜坡控制，避免车辆驻坡时电机系统的损坏风险及车辆的抖动，降低了防溜坡控制成本。
为解决上述技术问题，本发明纯电动汽车防溜坡控制方法包括如下步骤：
步骤一、整车控制器分别采集车辆行车档位信号、油门踏板信号、制动踏板信号和手刹信号，并且根据所采集的信号向电机控制器发送操作指令，电机控制器通过功率模块驱动电机系统运行，同时电机控制器通过电流传感器和旋转变压器将电机系统的实际运行状态反馈给整车控制器；
步骤二、整车控制器依次检测车辆行车档位信号、油门踏板信号、制动踏板信号和手刹信号是否有效，若行车档位信号有效、其他信号无效，车辆进入防溜坡控制模式，若行车档位信号无效，整车控制器重新检测，若油门踏板信号有效，车辆维持正常行驶，若制动踏板信号和手刹信号有效，车辆进入制动状态；
步骤三、车辆防溜坡控制模式中，电机控制器通过功率模块驱动电机系统输出驻坡力矩并且维持3秒，然后每隔5秒驻坡力矩减小20Nm，直至车辆微距移动时，驾驶员通过制动踏板或手刹使车辆静止；
步骤四、整车控制器检测到制动踏板信号或手刹信号无效，并且整车需求力矩大于驻坡力矩时，车辆自动退出防溜坡控制模式，否则维持车辆防溜坡控制模式。
进一步，车辆防溜坡控制模式中，当电机系统输出的驻坡力矩小于20Nm时，保持最小驻坡力矩20Nm，以便车辆的平稳起动。
由于本发明纯电动汽车防溜坡控制方法采用了上述技术方案，即整车控制器分别采集车辆的控制信号，并且根据所采集的信号向电机控制器发送操作指令，电机控制器通过功率模块驱动电机系统运行，同时电机控制器通过传感器将电机系统的实际运行状态反馈给整车控制器；整车控制器根据所采集信号使车辆进入防溜坡控制模式，该模式中电机系统输出驻坡力矩并且维持3秒，然后每隔5秒驻坡力矩减小20Nm，直至车辆微距移动时，驾驶员通过制动踏板或手刹使车辆静止；整车控制器检测到制动踏板信号或手刹信号无效，并且整车需求力矩大于驻坡力矩时，车辆自动退出防溜坡控制模式，否则维持车辆防溜坡控制模式。本方法在不增加倾角传感器等硬件设备的前提下，通过控制策略的优化来实现更科学的车辆防溜坡控制，避免车辆驻坡时电机系统的损坏风险及车辆的抖动，降低了防溜坡控制成本。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本方法中电机系统的控制框图；
图2为本方法中车辆进入防溜坡控制模式的逻辑框图；
图3为本方法中车辆防溜坡控制模式的逻辑框图；
图4为本方法中车辆退出防溜坡控制模式的逻辑框图。
具体实施方式
实施例如图1-4所示，本发明纯电动汽车防溜坡控制方法包括如下步骤：
步骤一、整车控制器1分别采集车辆行车档位信号11、油门踏板信号12、制动踏板信号13和手刹信号14，并且根据所采集的信号向电机控制器2发送操作指令，电机控制器2通过功率模块3驱动电机4系统运行，同时电机控制器2通过电流传感器5和旋转变压器6将电机4系统的实际运行状态反馈给整车控制器1；
步骤二、整车控制器1依次检测车辆行车档位信号11、油门踏板信号12、制动踏板信号13和手刹信号14是否有效，若行车档位信号11有效、其他信号无效，车辆进入防溜坡控制模式，若行车档位信号11无效，整车控制器1重新检测，若油门踏板信号12有效，车辆维持正常行驶，若制动踏板信号13和手刹信号14有效，车辆进入制动状态；
步骤三、车辆防溜坡控制模式中，电机控制器2通过功率模块3驱动电机4系统输出驻坡力矩并且维持3秒，然后每隔5秒驻坡力矩减小20Nm，直至车辆微距移动时，驾驶员通过制动踏板或手刹使车辆静止；在防溜坡模式过程中，车辆在坡道上驻坡时，不能完全依靠电机系统长时间驻坡，尤其是在电机输出大力矩的情况下，电机系统驻坡只是在驾驶员忘记踩刹车或拉手刹时的一个临时措施，因此通过对电机系统输出驻坡力矩的优化使车辆防溜坡，此过程中一旦车辆有微小距离的移动，电机系统就会立刻增大输出力矩来维持驻坡，此时就提醒驾驶员踩刹车或者拉手刹来驻坡，以保持车辆处于静止状态；
步骤四、整车控制器1检测到制动踏板信号13或手刹信号14无效，并且整车需求力矩大于驻坡力矩时，车辆自动退出防溜坡控制模式，否则维持车辆防溜坡控制模式。
进一步，车辆防溜坡控制模式中，当电机系统输出的驻坡力矩小于20Nm时，保持最小驻坡力矩20Nm。保持最小驻坡力矩是考虑到驾驶员半坡起步技术不好时，便于车辆起步，同时也会减小对电机的冲击，避免车辆驻坡时电机系统的损坏风险及车辆的抖动。
本方法通过整车控制器判断车辆是否进入防溜坡模式，在车辆停车或者起步时都会首先进入防溜坡模式，避免了车辆发生溜坡后再进入防溜坡模式；在防溜坡模式中，电机系统在转速闭环下会调节出一个合适大小的驻坡力矩，并对电机系统输出的驻坡力矩进行优化，这样在电机系统驻坡过程中，不会导致电机因过温而降低功率，从而引发溜坡的风险，也不会存在电机系统损坏的风险，因此本方法只需要根据目标车速就能得到驻坡力矩，不受其他因素的影响，方法简单，性能可靠，实用性强；并且无需采用倾角传感器等额外设备实现驻坡控制，降低了驻坡控制的成本。
Claims (2)
1.一种纯电动汽车防溜坡控制方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、整车控制器分别采集车辆行车档位信号、油门踏板信号、制动踏板信号和手刹信号，并且根据所采集的信号向电机控制器发送操作指令，电机控制器通过功率模块驱动电机系统运行，同时电机控制器通过电流传感器和旋转变压器将电机系统的实际运行状态反馈给整车控制器；
步骤二、整车控制器依次检测车辆行车档位信号、油门踏板信号、制动踏板信号和手刹信号是否有效，若行车档位信号有效、其他信号无效，车辆进入防溜坡控制模式，若行车档位信号无效，整车控制器重新检测，若油门踏板信号有效，车辆维持正常行驶，若制动踏板信号和手刹信号有效，车辆进入制动状态；
步骤三、车辆防溜坡控制模式中，电机控制器通过功率模块驱动电机系统输出驻坡力矩并且维持3秒，然后每隔5秒驻坡力矩减小20Nm，直至车辆微距移动时，驾驶员通过制动踏板或手刹使车辆静止；
步骤四、整车控制器检测到制动踏板信号或手刹信号无效，并且整车需求力矩大于驻坡力矩时，车辆自动退出防溜坡控制模式，否则维持车辆防溜坡控制模式。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车防溜坡控制方法，其特征在于：车辆防溜坡控制模式中，当电机系统输出的驻坡力矩小于20Nm时，则保持最小驻坡力矩20Nm，以便车辆的平稳起动。
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