CN107521373A - 防止车辆溜坡的控制方法、装置和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种防止车辆溜坡的控制方法、装置和电动汽车。本公开防止车辆溜坡的控制方法，包括：判断车辆当前的状态是否满足防溜坡的条件；当车辆当前的状态满足防溜坡的条件时，根据电机的转速和车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩；根据车辆合力矩以及车辆的重力力矩得到防溜坡目标输出扭矩；控制电机以防溜坡目标输出扭矩作为电机输出扭矩运转，以使车辆静止。本公开通过判断车辆的当前状态是否满足防溜坡的条件，及时对车辆进行防溜坡控制，即使驾驶员出于本能在车辆出现溜坡趋势时踩下制动踏板，也并不影响防溜坡的效果，提高防溜坡控制的效率，避免车辆溜坡现象的发生。

Description

防止车辆溜坡的控制方法、装置和电动汽车

技术领域

本公开涉及车辆控制技术，具体地，涉及一种防止车辆溜坡的控制方法、装置和电动汽车。

背景技术

随着人们环境意识的提升和能源压力的增加，电动汽车的普及量逐渐增加，而电动汽车的电池包的重量一定程度上增加了电动汽车的整体重量，因此电动汽车在坡道上的溜坡的现象相较于传统汽车更为明显。

于是为了防止溜坡，电动汽车通常采用一定的防溜坡控制方法，由整车控制器(Vehicle Control Unit，简称：VCU)实现，在防溜坡控制模式下，当车辆的状态符合预期条件时，VCU计算电机目标扭矩，并控制电机以该目标扭矩作为输出扭矩运转。

但是，上述方法往往在车辆实际需要进行防溜坡控制时，不能及时进入防溜坡控制模式，效率较低，导致不能及时阻止车辆后溜，存在安全隐患。

发明内容

本公开的目的是提供一种防止车辆溜坡的控制方法、装置和电动汽车，可以提高防溜坡控制的效率，避免车辆溜坡现象的发生。

为了实现上述目的，本公开提供一种防止车辆溜坡的控制方法，包括：

判断车辆当前的状态是否满足防溜坡的条件；

当所述车辆当前的状态满足所述防溜坡的条件时，根据电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩；

根据所述车辆合力矩以及所述车辆的重力力矩得到防溜坡目标输出扭矩；

控制所述电机以所述防溜坡目标输出扭矩作为电机输出扭矩运转，以使所述车辆静止。

可选的，所述根据电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩，包括：

所述车辆合力矩为所述电机的输出扭矩和所述车辆的制动踏板产生的摩擦力矩的合力矩，其中：

根据所述电机的转速得到所述电机的输出扭矩；

根据所述车辆的制动踏板的开度得到所述摩擦力矩。

可选的，所述车辆合力矩通过查询所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度与所述车辆合力矩的对应关系获得。

可选的，所述方法还包括：

采用闭环比例积分(proportional integral，简称：PI)控制方法，通过标定所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到所述对应关系。

可选的，所述防溜坡的条件包括：

所述车辆的制动踏板的开度大于0；以及，所述车辆的挡位驱动方向与电机转动方向不一致。

本公开提供一种防止车辆溜坡的控制装置，包括：

判断模块，用于判断车辆当前的状态是否满足防溜坡的条件；

力矩获取模块，用于当所述车辆当前的状态满足所述防溜坡的条件时，根据电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩；

计算模块，用于根据所述车辆合力矩以及所述车辆的重力力矩得到防溜坡目标输出扭矩；

控制模块，用于控制所述电机以所述防溜坡目标输出扭矩作为电机输出扭矩运转，以使所述车辆静止。

可选的，所述车辆合力矩为所述电机的输出扭矩和所述车辆的制动踏板产生的摩擦力矩的合力矩；所述力矩获取模块，具体用于根据所述电机的转速得到所述电机的输出扭矩；根据所述车辆的制动踏板的开度得到所述摩擦力矩。

可选的，所述力矩获取模块，具体用于通过查询所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度与所述车辆合力矩的对应关系获得所述车辆合力矩。

可选的，所述力矩获取模块，还用于采用闭环PI控制方法，通过标定所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到所述对应关系。

可选的，所述防溜坡的条件包括：

所述车辆的制动踏板的开度大于0；以及，所述车辆的挡位驱动方向与电机转动方向不一致。

一种电动汽车，包括：上述防止车辆溜坡的控制装置。

通过上述技术方案，及时对车辆进行防溜坡控制，即使驾驶员出于本能在车辆出现溜坡趋势时踩下制动踏板，也并不影响防溜坡的效果，提高防溜坡控制的效率，避免车辆溜坡现象的发生。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种防止车辆溜坡的控制方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种防止车辆溜坡的控制方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种防止车辆溜坡的控制装置框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

目前的防溜坡控制方法，由VCU根据检测到的制动踏板、加速踏板、挡位以及电机转速等相关信息，当符合进行防溜坡控制的条件时，控制扭矩，防止溜坡。但是，上述方法对于制动踏板的判断条件，通常为“制动踏板未踩下”，而当车辆位于坡道上时，如果车辆有后溜趋势，驾驶员本能的会踩下制动踏板以阻止车辆后溜，因此即使制动踏板踩下深度不大，但如果坡道的坡度较大，就无法进入防溜坡模式，而制动踏板的制动力也无法阻止车辆后溜，此时车辆存在一定溜车风险。本公开为了解决这个问题，提出了一种防止车辆溜坡的控制方法，以下进行说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种防止车辆溜坡的控制方法的流程图，如图1所示，防止车辆溜坡的控制方法适用于车辆的VCU，该防止车辆溜坡的控制方法包括以下步骤。

步骤101，判断车辆当前的状态是否满足防溜坡的条件。

本实施例中，VCU判断车辆当前的状态是否满足防溜坡的条件，该车辆当前的状态包括制动踏板、加速踏板、挡位以及电机转速的状态，而防溜坡的条件包括：车辆的制动踏板的开度大于0(表示驾驶员踩下了制动踏板，以防止车辆溜坡)；以及，车辆的挡位驱动方向与电机转动方向不一致(表示驾驶员期望车辆行驶的方向和车辆实际行驶的方向不一致)。当车辆的当前状态满足上述两个条件时，本实施例的防止车辆溜坡的控制方法就可以产生有益效果，即防止车辆溜坡，是车辆保持静止状态。

步骤102，当车辆当前的状态满足防溜坡的条件时，根据电机的转速和车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩。

车辆在斜坡上发生溜坡，驾驶员踩下制动踏板，此时车辆受到的力矩包括车辆自身重力的重力力矩、电机与溜坡方向同向运转输出的扭矩以及制动踏板被踩下后产生的摩擦力矩，其中重力力矩和电机输出扭矩都是与溜坡方向同方向的，而摩擦力矩由于是为了阻止车辆溜坡，因此摩擦力矩与溜坡方向相反。当车辆的当前状态满足防溜坡的条件时，VCU就可以对车辆进行防溜坡的控制，以使车辆在斜坡上保持静止，避免发生事故，先根据电机的转速和车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩，该车辆合力矩可以是电机的输出扭矩和车辆的制动踏板产生的摩擦力矩的合力矩，其中：根据电机的转速得到电机的输出扭矩；根据车辆的制动踏板开度得到摩擦力矩。

可选的，防溜坡的条件还可以包括：车辆的挡位为前进挡或倒挡(表示车辆有前进或后退的趋势)；以及，车辆的加速踏板的开度为0(表示驾驶员没有踩下加速踏板)；以及，车辆的电机转速变化率大于预设阈值(表示车辆溜坡的的车速变得越来越快，必须要对车辆进行防溜坡的控制)；以及，车辆的故障等级未达到限制扭矩输出等级(表示车辆的故障并非大到电机不能输出扭矩的程度，可以使用本实施例的方法)。

步骤103，根据车辆合力矩以及车辆的重力力矩得到防溜坡目标输出扭矩。

为了防止车辆溜坡，电机最终输出的扭矩与摩擦力矩产生的合力矩要至少克服重力力矩和电机的输出扭矩的合力矩，因此基于上述步骤得到的车辆合力矩再结合车辆的重力力矩就可以得到防溜坡目标输出扭矩。

步骤104，控制电机以防溜坡目标输出扭矩作为电机输出扭矩运转，以使车辆静止。

VCU控制电机以防溜坡目标输出扭矩作为其输出扭矩运转，这样电机的输出扭矩就可以阻止车辆向下溜坡的趋势，保持静止。

本实施例，通过判断车辆的当前状态是否满足防溜坡的条件，及时对车辆进行防溜坡控制，即使驾驶员出于本能在车辆出现溜坡趋势时踩下制动踏板，也并不影响防溜坡的效果，提高防溜坡控制的效率，避免车辆溜坡现象的发生。

进一步的，所述车辆合力矩通过查询电机的转速和车辆的制动踏板的开度与车辆合力矩的对应关系获得。该对应关系可以以二维表的形式描述，其中一维表示电机的转速，另一维表示车辆的制动踏板的开度，而表格中间即为车辆合力矩，通过一个电机的转速和一个车辆的制动踏板的开度即可对应得到一个车辆合力矩。该对应关系可以采用闭环PI控制方法，通过标定所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到。

本实施例，VCU采用闭环PI控制方法，标定出不同的制动踏板开度和电机转速对应的车辆合力矩，VCU可以将车辆的制动踏板的开度和电机的转速与车辆合力矩的对应关系提前存储起来，然后通过查询该对应关系得到车辆合力矩，以提高效率。VCU将计算所得的防溜坡目标输出扭矩发送给电机，由电机在0.5s内迅速以防溜坡目标输出扭矩作为电机输出扭矩运转，由于VCU在计算目标输出扭矩时是以将车速降为0千米/小时为目标的，因此只要电机实现该防溜坡目标输出扭矩即可使车速为0千米/小时，保持静止，从而有效防止了车辆溜坡。

图2是根据一示例性实施例示出的一种防止车辆溜坡的控制方法的流程图，如图2所示，在车辆正常驱动情况下，VCU周期性的对车辆的挡位、加速踏板、制动踏板、电机转速、整车故障等级的状态进行判断，以确定是否需要对车辆进行防溜坡控制。防溜坡条件中任何一个不满足VCU就不需要对车辆进行防溜坡控制，即车辆的挡位为前进挡或倒挡；并且，车辆的加速踏板的开度为0；并且，车辆的制动踏板的开度大于0；并且，车辆的挡位驱动方向与电机转动方向不一致；并且，车辆的电机转速变化率大于预设阈值；并且，车辆的故障等级未达到限制扭矩输出等级，以上条件必须同时满足。其中，车辆的加速踏板的开度为0和车辆的制动踏板的开度大于0，表示驾驶员没有踩油门，但踩了刹车；车辆的挡位驱动方向与电机转动方向不一致和车辆的电机转速变化率大于预设阈值，表示车辆行进的方向与驾驶员预期的方向不一致，并且车辆的速度已经高于某一阈值，此时必须对车辆进行控制，使其速度降为0千米/小时；车辆的故障等级未达到限制扭矩输出等级，表示VCU实时监测车辆的故障，当车辆的故障较小时，可以对车辆进行防溜坡控制，但如果车辆的故障等级到达限制扭矩输出等级，此时车辆的故障较大，可能已无法对电机的输出扭矩进行控制，即使对车辆进行防溜坡控制也起不到作用。

图3是根据一示例性实施例示出的一种防止车辆溜坡的控制装置框图，参照图3，防止车辆溜坡的控制装置可以是车辆的VCU，包括：判断模块11、力矩获取模块12、计算模块13和控制模块14。

判断模块11，用于判断车辆当前的状态是否满足防溜坡的条件；

力矩获取模块12，用于当所述车辆当前的状态满足所述防溜坡的条件时，根据电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩；

计算模块13，用于根据所述车辆合力矩以及所述车辆的重力力矩得到防溜坡目标输出扭矩；

控制模块14，用于控制所述电机以所述防溜坡目标输出扭矩作为电机输出扭矩运转，以使所述车辆静止。

进一步的，所述车辆合力矩为所述电机的输出扭矩和所述车辆的制动踏板产生的摩擦力矩的合力矩；所述力矩获取模块12，具体用于根据所述电机的转速得到所述电机的输出扭矩；根据所述车辆的制动踏板的开度得到所述摩擦力矩。

进一步的，所述力矩获取模块12，具体用于通过查询所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度与所述车辆合力矩的对应关系获得所述车辆合力矩。

进一步的，所述力矩获取模块12，还用于采用闭环PI控制方法，通过与所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度标定得到所述对应关系。

进一步的，所述防溜坡的条件包括：所述车辆的制动踏板的开度大于0；以及，所述车辆的挡位驱动方向与电机转动方向不一致。

一种电动汽车，包括：图3所示的防止车辆溜坡的控制装置

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种防止车辆溜坡的控制方法，其特征在于，包括：

判断车辆当前的状态是否满足防溜坡的条件；

当所述车辆当前的状态满足所述防溜坡的条件时，根据电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩；

根据所述车辆合力矩以及所述车辆的重力力矩得到防溜坡目标输出扭矩；

控制所述电机以所述防溜坡目标输出扭矩作为电机输出扭矩运转，以使所述车辆静止。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩，包括：

所述车辆合力矩为所述电机的输出扭矩和所述车辆的制动踏板产生的摩擦力矩的合力矩，其中：

根据所述电机的转速得到所述电机的输出扭矩；

根据所述车辆的制动踏板的开度得到所述摩擦力矩。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆合力矩通过查询所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度与所述车辆合力矩的对应关系获得。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用闭环比例积分PI控制方法，通过标定所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到所述对应关系。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述防溜坡的条件包括：

所述车辆的制动踏板的开度大于0；以及，所述车辆的挡位驱动方向与电机转动方向不一致。

6.一种防止车辆溜坡的控制装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于判断车辆当前的状态是否满足防溜坡的条件；

力矩获取模块，用于当所述车辆当前的状态满足所述防溜坡的条件时，根据电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度得到车辆合力矩；

计算模块，用于根据所述车辆合力矩以及所述车辆的重力力矩得到防溜坡目标输出扭矩；

控制模块，用于控制所述电机以所述防溜坡目标输出扭矩作为电机输出扭矩运转，以使所述车辆静止。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述车辆合力矩为所述电机的输出扭矩和所述车辆的制动踏板产生的摩擦力矩的合力矩；所述力矩获取模块，具体用于根据所述电机的转速得到所述电机的输出扭矩；根据所述车辆的制动踏板的开度得到所述摩擦力矩。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述力矩获取模块，具体用于通过查询所述电机的转速和所述车辆的制动踏板的开度与所述车辆合力矩的对应关系获得所述车辆合力矩。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的装置，其特征在于，所述防溜坡的条件包括：

所述车辆的制动踏板的开度大于0；以及，所述车辆的挡位驱动方向与电机转动方向不一致。

10.一种电动洗车，其特征在于，包括：权利要求6～9中任一项所述的防止车辆溜坡的控制装置。