CN108583368A - 一种电动汽车坡道起步系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种电动汽车坡道起步系统，电动汽车设有整车控制器、刹车和手刹，所述整车控制器输出驱动信号至电机控制器，所述电机控制器驱动电机工作，整车控制器获取车速信号，所述刹车和手刹输出状态信号至整车控制器，所述整车控制器输出驱动信号至刹车。本发明的优点在于系统不需增加硬件设备，硬件结构简单，只需根据现有硬件设备建议相应信号传递关系，从而实现使用坡度范围内不会产生溜坡，并且系统在特大坡度上，由于点刹频率高达每秒数千次，溜坡时间在毫秒级。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及电动汽车的坡道起步技术。
背景技术
随着社会的发展，能源危机和环境污染越来越严重地成为制约经济发展的重要因素，电动汽车作为解决此类问题的有效方向，得到了各国政府和汽车行业的高度重视。然而由于电动汽车发展时间短，很多方面还不成熟，存在许多需要解决的问题。例如电动汽车在起步时由于起动转矩变化率大，传动齿轮的间隙会产生噪声和振动。电动汽车在上下坡起步的时候，还易发生溜车和倒车的现象。在松开刹车和踩下油门加速的过程中，汽车在一段时间内会处于无动力情况，如果在坡道起动，则车辆在重力作用下，有一个下坡的牵引力。
为了解决坡道起动溜坡的问题，传统的燃油车通常都配置有坡道辅助系统(HillHold Control，HHC)，坡道辅助系统在刹车松开后，通过液压系统控制制动力延时切断，为驾驶员在松刹车到踩油门的过程中，提供一定的制动力，防止溜坡的发生。但是，由于电动汽车通常由传统燃油车改装，大部分未配置HCC，因而也没有坡道辅助功能，若要增加，机械改装成本较高。
为了解决电动汽车坡道起步的问题，现有技术一般有几类方法，一类是在车辆上安装坡道传感器，通过对坡度的探测，计算不发生溜车电机所需要的输出扭矩，在手刹松开的同时，控制电机输出目标扭矩；这类方法由于电机扭矩上升需要时间，且扭矩需求计算存在误差，并不能完全消除坡道起动溜车的现象。另一类方法，是根据车辆挡位、电机转速信息来判断车辆是否处于溜坡状态中，然后根据挡位信息，调整电机的输出扭矩，直到车辆停止溜坡；这类方法需要一个试错和调整过程，只是降低溜坡距离和速度的一个方法，对于很多允许溜坡距离很短的场合，还是会造成碰撞问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种成本低、使用可靠，并能够应用在电动汽车的电动汽车坡道起步系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车坡道起步系统，电动汽车设有整车控制器、刹车和手刹，所述整车控制器输出驱动信号至电机控制器，所述电机控制器驱动电机工作，整车控制器获取车速信号，所述刹车和手刹输出状态信号至整车控制器，所述整车控制器输出驱动信号至刹车。
电动汽车的油门和档位输出状态信号至整车控制器。
所述手刹为电子助力刹车，其输出拉上手刹或松开手刹的状态信号至整车控制器。
基于所述电动汽车坡道起步系统的控制方法：
步骤1、整车上电，系统启动；
步骤2、当档位由驻车转换到前进档或者倒车档，系统检测当前刹车状态；
步骤3、若检测到当前刹车踏板未踩踏，且当前手刹已经松开，则执行下一步；
步骤4、整车控制器控制刹车动作；
步骤5、若检测到油门踏板被踩踏，则控制电机输出扭矩，直到提升到预设最大爬坡扭矩，逐渐降低刹车动作的刹车力度。
还包括步骤6、在电机输出扭矩、刹车扭矩和坡道扭矩达到平衡点后，电机和车轮开始转动，如果电机转动方向与档位设定方向一致，则同时降低电机输出转矩和刹车力矩，使车速保持低速运行，如果电机转动方向与档位设定方向不一致，则提高电机输出转矩，刹车采用ABS密集点刹方式，直到电机转动方向与档位设定方向一致。
所述步骤4，整车控制器驱动刹车使车辆保持静止。
所述步骤4，预设最大爬坡扭矩为30°坡度驻车扭矩。
所述步骤6，所述低速运行为使车速保持在6公里每小时以下。
本发明的优点在于系统不需增加硬件设备，硬件结构简单，只需根据现有硬件设备建议相应信号传递关系，从而实现使用坡度范围内不会产生溜坡，并且系统在在特大坡度上，由于点刹频率高达每秒数千次，溜坡时间在毫秒级。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为电动汽车坡道起步系统框图。
具体实施方式
如图1所示，电动汽车坡道起步系统是提供一种电动汽车坡道起动的系统，防止溜车现象以及由此造成的损失出现，系统刹车、手刹、油门、挡位、整车控制器、电机及电机控制器。
其中，整车控制器输出驱动信号至电机控制器，电机控制器驱动电机工作，电机及其控制器，为公知的永磁同步电机及其电机控制器。刹车和手刹输出状态信号至整车控制器，刹车为电子助力刹车，即驾驶员没有踏下刹车踏板，整车控制器也可以通过电子方式控制刹车；手刹也是电子助力刹车，手刹提供两个信号，拉上手刹和松开手刹两个状状态。
挡位为电子挡位，提供挡位编码给整车控制器，同时整车控制器获取车速信号，整车控制器，根据驾驶员的挡位、油门、方向、刹车等操作信号，控制车辆行驶，输出驱动信号至刹车。
基于上述电动汽车坡道起步系统的控制方法如下：
步骤1、驾驶员将钥匙达到启动档，整车上电；
步骤2、驾驶员将挡位由驻车档转换到前进档或者倒车档；
步骤3、未检测到驾驶员踩下刹车，并且检测到驾驶员松开手刹；
步骤4、整车控制器控制刹车动作；
步骤5、如果检测到驾驶员踩下油门，并且油门深度在蠕行范围内，则控制电机输出扭矩，直到提升到设计30°坡度驻车扭矩；
步骤6、降低刹车深度，在电机输出扭矩、刹车扭矩和坡道扭矩达到平衡点后，电机和车轮开始转动；如果电机转动方向与档位设定方向一致，则同时降低电机输出转矩和刹车力矩，使车速保持在6公里每小时以下；如果电机转动方向与档位设定方向不一致，则提高电机输出转矩，刹车采用ABS密集点刹方式，直到电机转动方向与档位设定方向一致。
该系统及其控制方法，能在电动汽车启动时，整车控制器控制刹车，电机输出转矩达到设计坡度不溜坡转矩，降低刹车扭矩，调整电机扭矩，使电动汽车启动时电机和车轮转向与档位一致。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电动汽车坡道起步系统，电动汽车设有整车控制器、刹车和手刹，所述整车控制器输出驱动信号至电机控制器，所述电机控制器驱动电机工作，其特征在于：整车控制器获取车速信号，所述刹车和手刹输出状态信号至整车控制器，所述整车控制器输出驱动信号至刹车。
2.根据权利要求1所述的电动汽车坡道起步系统，其特征在于：电动汽车的油门和档位输出状态信号至整车控制器。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车坡道起步系统，其特征在于：所述手刹为电子助力刹车，其输出拉上手刹或松开手刹的状态信号至整车控制器。
4.基于权利要求1-3所述电动汽车坡道起步系统的控制方法，其特征在于：
步骤1、整车上电，系统启动；
步骤2、当档位由驻车转换到前进档或者倒车档，系统检测当前刹车状态；
步骤3、若检测到当前刹车踏板未踩踏，且当前手刹已经松开，则执行下一步；
步骤4、整车控制器控制刹车动作；
步骤5、若检测到油门踏板被踩踏，则控制电机输出扭矩，直到提升到预设最大爬坡扭矩，逐渐降低刹车动作的刹车力度。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：还包括步骤6、在电机输出扭矩、刹车扭矩和坡道扭矩达到平衡点后，电机和车轮开始转动，如果电机转动方向与档位设定方向一致，则同时降低电机输出转矩和刹车力矩，使车速保持低速运行，如果电机转动方向与档位设定方向不一致，则提高电机输出转矩，刹车采用ABS密集点刹方式，直到电机转动方向与档位设定方向一致。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述步骤4，整车控制器驱动刹车使车辆保持静止。
7.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于：所述步骤4，预设最大爬坡扭矩为30°坡度驻车扭矩。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述步骤6，所述低速运行为使车速保持在6公里每小时以下。
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