CN109017438A - 一种车辆移动的控制方法、控制装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆移动的控制方法、控制装置及汽车，所述车辆移动的控制方法，包括：在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置，其中，在车轮转动时所述电机转子跟随所述车轮转动；根据所述转子的电角度位置，计算所述电机转子的电角速度；根据所述电角速度，计算所述电机转子的电角加速度；根据所述电角速度与电角加速度，确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度和目标磁场方向；根据确定的目标磁场强度和目标磁场方向，对电机定子磁场的强度和方向进行调整。所述车辆移动的控制方法，能够在车辆出现不希望的移动时，使汽车在短时间内停止移动，能有效防止车辆出现的被推动或者溜坡的现象。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆移动的控制方法、控制装置及汽车。
背景技术
随着车辆的广泛使用，人们对车辆使用过程中的智能性的要求越来越高。但是，在车辆使用过程中，会出现车辆停车时被移动的现象，例如：被推动或者在有坡的路面溜坡，这种现象的出现给用户在使用车辆过程中带来了很多不便。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆移动的控制方法、控制装置及汽车，解决了车辆出现不希望的移动的问题。
本发明实施例的一个方面提供了一种车辆移动的控制方法，包括：
在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置，其中，在车轮转动时所述电机转子跟随所述车轮转动；
根据所述电机转子的电角度位置，计算所述电机转子的电角速度；
根据所述电角速度，计算所述电机转子的电角加速度；
根据所述电角速度与电角加速度，确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度和目标磁场方向；
根据确定的目标磁场强度和目标磁场方向，对电机定子磁场的强度和方向进行调整，使得车辆达到静止状态。
可选的，所述对电机定子磁场的强度和方向进行调整，使得车辆达到静止状态的步骤，包括：改变所述电机定子磁场的强度和方向，使所述电机转子在单位时间内的位移逐渐减小，直至电机转矩和车辆的外力平衡，使所述电机转子在单位时间内的位移降至0。
可选的，在所述在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置的步骤之前，所述车辆移动的控制方法还包括：
获取车辆运动状态控制信号以及车轮的运动方向，当所述车轮的运动方向与所述车辆运动状态控制信号相矛盾时，激活所述车辆的防推动和溜坡功能，所述车辆运动状态控制信号包括挡位信号和驻车控制信号。
可选的，所述计算所述电机转子的电角速度，包括：
根据以下公式，计算所述电机转子的电角速度：
ΔP(t)＝P(t)-P(t-a)；
其中，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，P(t)表示电机转子在时刻t的电角度位置，P(t-a)表示电机转子在时刻t-a的电角度位置，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
可选的，所述计算所述电机转子的电角加速度，包括：
根据以下公式，计算所述电机转子的电角加速度：
A(t)＝ΔP(t)-ΔP(t-a)；
其中，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，ΔP(t-a)表示所述电机转子在时刻t-a的电角速度，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
可选的，所述确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度，包括：
以所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间为起始时刻0，根据以下公式，计算在时刻t的所述目标磁场强度：
其中，B表示目标磁场强度，ΔP(a)表示所述电机转子在时刻a的电角速度，所述时刻a与所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间之间间隔a，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，k1、k2、k3为比例系数；
所述比例系数k1、k2、k3与车辆质量具有预设的对应关系。
可选的，所述目标磁场方向按照以下方式确定：
当所述电机转子的电角度位移为顺时针时，所述目标磁场方向，为沿顺时针方向超前转子磁场方向90°的方向；
当所述电机转子的电角度位移为逆时针时，所述目标磁场方向，为沿顺时针方向滞后转子磁场方向90°的方向。
本发明实施例的再一个方面提供了一种车辆移动的控制装置，其特征在于，包括：
转子位置获取模块，用于在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置，其中,在车轮转动时所述电机转子跟随所述车轮转动；
电角速度计算模块，用于根据所述转子的电角度位置，计算所述电机转子的电角速度；
电角加速度计算模块，用于根据所述电角速度，计算所述电机转子的电角加速度；
磁场确定模块，用于根据所述电角速度与电角加速度，确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度和目标磁场方向；
定子磁场调整模块，用于根据确定的目标磁场强度和目标磁场方向，对电机定子磁场的强度和方向进行调整。
可选的，所述电角速度计算模块，用于采用以下公式计算所述电机转子的电角速度：
ΔP(t)＝P(t)-P(t-a)；
其中，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，P(t)表示电机转子在时刻t的电角度位置，P(t-a)表示电机转子在时刻t-a的电角度位置，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
可选的，所述电角加速度计算模块，用于采用以下公式计算所述电机转子的电角加速度：
A(t)＝ΔP(t)-ΔP(t-a)；
其中，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，ΔP(t-a)表示所述电机转子在时刻t-a的电角速度，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
可选的，所述磁场确定模块包括：
磁场强度确定单元，用于采用以下公式计算所述目标磁场强度：
其中，B表示目标磁场强度，ΔP(a)表示所述电机转子在时刻a的电角速度，所述时刻a与所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间之间间隔a，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，k1、k2、k3为比例系数；
所述比例系数k1、k2、k3与车辆质量具有预设的对应关系。
可选的，所述磁场确定模块还包括：
磁场方向确定单元，用于确定所述目标磁场方向，其中，当所述电机转子的电角度位移为顺时针时，确定所述目标磁场方向为沿顺时针方向超前转子磁场方向90°的方向；当所述电机转子的电角度位移为逆时针时，确定所述目标磁场方向为沿顺时针方向滞后转子磁场方向90°的方向。
本发明实施例的再一个方面提供了一种汽车，包括以上所述的车辆移动的控制装置。
本发明的实施例的有益效果是：
上述方案中所述车辆移动的控制方法，能够解决车辆出现不希望的移动的问题，当车辆溜坡或者被推动时，通过激活防止推动或者溜坡控制系统，使车辆在短时间内停止移动，有效避免了车辆由于溜坡或者被推动而造成的一些列问题，提供了车辆的安全性，给用户的使用带来了更大的便捷。
附图说明
图1表示本发明实施例所述的车辆移动的控制方法的流程图；
图2表示本发明实施例所述的目标磁场方向确定的示例图；
图3表示本发明实施例所述的车辆移动的控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的实施例提供了一种车辆移动的控制方法，所述方法应用于整车控制系统。当车辆出现不希望的移动时，如溜坡或者被推动，整车控制策略将激活防止推动或者溜坡功能，控制车轮停止转动。
如图1所示，本实施例所述的车辆移动的控制方法，包括以下步骤：
步骤11、在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置，其中，在车轮转动时所述电机转子跟随所述车轮转动；
步骤12、根据所述电机转子的电角度位置，计算所述电机转子的电角速度；
步骤13、根据所述电角速度，计算所述电机转子的电角加速度；
步骤14、根据所述电角速度与电角加速度，确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度和目标磁场方向；
步骤15、根据确定的目标磁场强度和目标磁场方向，对电机定子磁场的强度和方向进行调整，使得车辆达到静止状态。
本实施例中，步骤15所述对电机定子磁场的强度和方向进行调整，包括：改变所述电机定子磁场的强度和方向，使所述电机转子在单位时间内的位移逐渐减小，直至电机转矩和车辆的外力平衡，使所述电机转子在单位时间内的位移降至0，即所述车辆达到静止状态。
本实施例中，在步骤11之前，所述车辆移动的控制方法还包括：获取车辆运动状态控制信号以及车轮的运动方向，当所述车轮的运动方向与所述车辆运动状态控制信号相矛盾时，激活所述车辆的防推动和溜坡功能。所述车辆运动状态控制信号包括挡位信号和驻车控制信号，所述车轮的运动方向可以通过所述电机转子的运动状态信号获得，也可以通过在车轮上安装相应传感器检测获得。
具体的，当车辆挂前进挡，车轮出现向后运动的现象时，整车控制器通过获取车辆的档位信号和车轮的运动方向，并对所述车辆的档位信号和车轮的运动方向进行对比判断，识别出所述车辆的档位信号和车轮的运动方向相矛盾，即所述车辆出现了不希望的移动，则激活防止推动或者溜坡功能，控制车轮停止转动。
当车辆挂倒挡，车轮出现向前运动的现象时，整车控制器通过获取车辆的档位信号和车轮的运动方向，并对所述车辆的档位信号和车轮的运动方向进行对比判断，识别出所述车辆的档位信号和车轮的运动方向相矛盾，即所述车辆出现了不希望的移动，则激活防止推动或者溜坡功能，控制车轮停止转动。
当车辆挂停车挡，车轮出现向前或者向后的运动时，整车控制器通过获取车辆的档位信号和车轮的运动方向，并对所述车辆的档位信号和车轮的运动方向进行对比判断，识别出所述车辆的档位信号和车轮的运动方向相矛盾，即所述车辆出现了不希望的移动，则激活防止推动或者溜坡功能，控制车轮停止转动。
当车辆驻车控制器启动，车轮出现向前或者向后的运动时，整车控制器通过获取车辆的驻车控制器信号和车轮的运动方向，并对所述车辆的驻车控制器信号和车轮的运动方向进行对比判断，识别出所述车辆的驻车控制器信号和车轮的运动方向相矛盾，即所述车辆出现了不希望的移动，则激活防止推动或者溜坡功能，控制车轮停止转动。
其中，步骤11中所述周期性的获取电机转子的电角度位置，所述周期可以是1毫秒或者2毫秒，以保证采集数据的密集性；步骤11中所述电机转子跟随所述车轮转动，是由于所述车轮与所述电机转子是联动的，所述联动是通过齿轮啮合的方式实现的。
进一步的，步骤12中所述电机转子的电角速度，根据以下公式进行计算：
ΔP(t)＝P(t)-P(t-a)；
其中，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，P(t)表示电机转子在时刻t的电角度位置，P(t-a)表示电机转子在时刻t-a的电角度位置，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
再进一步的，步骤13中所述电机转子的电角加速度，根据以下公式进行计算：
A(t)＝ΔP(t)-ΔP(t-a)；
其中，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，ΔP(t-a)表示所述电机转子在时刻t-a的电角速度，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
更进一步的，步骤14中所述确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度，采用一下方式：
以所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间为起始时刻0，可以根据以下公式，计算在时刻t的所述目标磁场强度：
其中，B表示目标磁场强度，ΔP(a)表示所述电机转子在时刻a的电角速度，所述时刻a与所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间之间间隔a，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，k1、k2、k3为比例系数。
另外，所述比例系数k1、k2、k3与车辆质量具有预设的对应关系，例如可以这样取值：k1为0.5、k2为0.2、k3为0.1。
还进一步的，步骤14中，所述目标磁场方向按照以下方式确定：
当所述电机转子的电角度位移为顺时针时，所述目标磁场方向，为沿顺时针方向超前转子磁场方向90°的方向；当所述电机转子的电角度位移为逆时针时，所述目标磁场方向，为沿顺时针方向滞后转子磁场方向90°的方向。
图2为确定所述目标磁场方向的示例图，如图2所示，
1为所述电机定子；
2为所述电机转子；
P(0)为所述电机转子的初始位置，即实线所示转子位置；
P(t)为所述电机转子在时刻t的位置，即虚线所示转子位置；
f为转子磁场在图示位置的方向；
F为所述目标磁场在图示位置的方向。
由图2可知，所述电机转子的电角度位移为顺时针方向，结合图2，再根据上述确定目标磁场方向的方式可以得出，所述目标磁场在图示位置的方向，为沿顺时针方向超前转子磁场方向90°的F所示方向。
另外，步骤15中所述对电机定子磁场的强度和方向进行调整，调整定子磁场的方式为：
通过调整所述电机输入电压的大小，改变所述电机定子磁场的强度；通过调整所述电机输入电压的矢量方向，改变所述电机定子磁场的方向。
本实施例，依据所述车轮与电机联动的结构，从磁场的角度出发，得出所述车辆移动的控制方法，能够快速的对车辆出现不希望的移动现象进行响应，使车辆出现不希望移动的距离最小、时间最短。能够有效避免由于车辆出现不希望的移动而造成的一系列问题，给用户的使用带来了更大的便捷。
本发明的实施例还提供了一种车辆移动的控制装置，如图3所示，包括以下模块：
转子位置获取模块31，用于在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置，其中,在车轮转动时所述电机转子跟随所述车轮转动；
电角速度计算模块32，用于根据所述转子的电角度位置，计算所述电机转子的电角速度；
电角加速度计算模块33，用于根据所述电角速度，计算所述电机转子的电角加速度；
磁场确定模块34，用于根据所述电角速度与电角加速度，确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度和目标磁场方向；
定子磁场调整模块35，用于根据确定的目标磁场强度和目标磁场方向，对电机定子磁场的强度和方向进行调整。
进一步的，所述电角速度计算模块32，用于采用以下公式计算所述电机转子的电角速度：
ΔP(t)＝P(t)-P(t-a)；
其中，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，P(t)表示电机转子在时刻t的电角度位置，P(t-a)表示电机转子在时刻t-a的电角度位置，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
更进一步的，所述电角加速度计算模块33，用于采用以下公式计算所述电机转子的电角加速度：
A(t)＝ΔP(t)-ΔP(t-a)；
其中，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，ΔP(t-a)表示所述电机转子在时刻t-a的电角速度，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
再进一步的，所述磁场确定模块34，包括以下单元：
磁场强度确定单元，用于采用以下公式计算所述目标磁场强度：
其中，B表示目标磁场强度，ΔP(a)表示所述电机转子在时刻a的电角速度，所述时刻a与所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间之间间隔a，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，k1、k2、k3为比例系数；
所述比例系数k1、k2、k3与车辆质量具有预设的对应关系。
还进一步的，所述磁场确定模块34，还包括：
磁场方向确定单元，用于确定所述目标磁场方向，其中，当所述电机转子的电角度位移为顺时针时，确定所述目标磁场方向为沿顺时针方向超前转子磁场方向90°的方向；当所述电机转子的电角度位移为逆时针时，确定所述目标磁场方向为沿顺时针方向滞后转子磁场方向90°的方向。
本发明的实施例还提供了一种汽车，该汽车包括上述的车辆移动的控制装置。
根据以上的详细说明，本领域技术人员应该能够了解采用本发明实施例所述车辆移动的控制装置的汽车的具体结构，在此不再详细说明
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (13)
1.一种车辆移动的控制方法，其特征在于，包括：
在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置，其中，在车轮转动时所述电机转子跟随所述车轮转动；
根据所述电机转子的电角度位置，计算所述电机转子的电角速度；
根据所述电角速度，计算所述电机转子的电角加速度；
根据所述电角速度与电角加速度，确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度和目标磁场方向；
根据确定的目标磁场强度和目标磁场方向，对电机定子磁场的强度和方向进行调整，使得车辆达到静止状态。
2.如权利要求1所述的车辆移动的控制方法，其特征在于，所述对电机定子磁场的强度和方向进行调整，使得车辆达到静止状态的步骤，包括：改变所述电机定子磁场的强度和方向，使所述电机转子在单位时间内的位移逐渐减小，直至电机转矩和车辆的外力平衡，使所述电机转子在单位时间内的位移降至0。
3.如权利要求1所述的车辆移动的控制方法，其特征在于，在所述在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置的步骤之前，还包括：
获取车辆运动状态控制信号以及车轮的运动方向，当所述车轮的运动方向与所述车辆运动状态控制信号相矛盾时，激活所述车辆的防推动和溜坡功能，所述车辆运动状态控制信号包括挡位信号和驻车控制信号。
4.如权利要求1所述的车辆移动的控制方法，其特征在于，所述计算所述电机转子的电角速度，包括：
根据以下公式，计算所述电机转子的电角速度：
ΔP(t)＝P(t)-P(t-a)；
其中，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，P(t)表示电机转子在时刻t的电角度位置，P(t-a)表示电机转子在时刻t-a的电角度位置，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
5.如权利要求4所述的车辆移动的控制方法，其特征在于，所述计算所述电机转子的电角加速度，包括：
根据以下公式，计算所述电机转子的电角加速度：
A(t)＝ΔP(t)-ΔP(t-a)；
其中，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，ΔP(t-a)表示所述电机转子在时刻t-a的电角速度，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
6.如权利要求5所述的车辆移动的控制方法，其特征在于，所述确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度，包括：
以所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间为起始时刻0，根据以下公式，计算在时刻t的所述目标磁场强度：
其中，B表示目标磁场强度，ΔP(a)表示所述电机转子在时刻a的电角速度，所述时刻a与所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间之间间隔a，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，k1、k2、k3为比例系数；
所述比例系数k1、k2、k3与车辆质量具有预设的对应关系。
7.如权利要求6所述的车辆移动的控制方法，其特征在于，所述目标磁场方向按照以下方式确定：
当所述电机转子的电角度位移为顺时针时，所述目标磁场方向，为沿顺时针方向超前转子磁场方向90°的方向；
当所述电机转子的电角度位移为逆时针时，所述目标磁场方向，为沿顺时针方向滞后转子磁场方向90°的方向。
8.一种车辆移动的控制装置，其特征在于，包括：
转子位置获取模块，用于在车辆的防推动和溜坡功能激活后，周期性的获取电机转子的电角度位置，其中,在车轮转动时所述电机转子跟随所述车轮转动；
电角速度计算模块，用于根据所述转子的电角度位置，计算所述电机转子的电角速度；
电角加速度计算模块，用于根据所述电角速度，计算所述电机转子的电角加速度；
磁场确定模块，用于根据所述电角速度与电角加速度，确定阻止所述电机转子转动的磁场的目标磁场强度和目标磁场方向；
定子磁场调整模块，用于根据确定的目标磁场强度和目标磁场方向，对电机定子磁场的强度和方向进行调整。
9.如权利要求8所述的车辆移动的控制装置，其特征在于，所述电角速度计算模块，用于采用以下公式计算所述电机转子的电角速度：
ΔP(t)＝P(t)-P(t-a)；
其中，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，P(t)表示电机转子在时刻t的电角度位置，P(t-a)表示电机转子在时刻t-a的电角度位置，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
10.如权利要求9所述的车辆移动的控制装置，其特征在于，所述电角加速度计算模块，用于采用以下公式计算所述电机转子的电角加速度：
A(t)＝ΔP(t)-ΔP(t-a)；
其中，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，ΔP(t-a)表示所述电机转子在时刻t-a的电角速度，a表示周期性获取电机转子的电角度位置的周期时长，t≥a。
11.如权利要求10所述的车辆移动的控制装置，其特征在于，所述磁场确定模块包括：
磁场强度确定单元，用于采用以下公式计算所述目标磁场强度：
其中，B表示目标磁场强度，ΔP(a)表示所述电机转子在时刻a的电角速度，所述时刻a与所述车辆的防推动和溜坡功能的激活时间之间间隔a，ΔP(t)表示所述电机转子在时刻t的电角速度，A(t)表示所述电机转子在时刻t的电角加速度，k1、k2、k3为比例系数；
所述比例系数k1、k2、k3与车辆质量具有预设的对应关系。
12.如权利要求11所述的车辆移动的控制装置，其特征在于，所述磁场确定模块还包括：
磁场方向确定单元，用于确定所述目标磁场方向，其中，当所述电机转子的电角度位移为顺时针时，确定所述目标磁场方向为沿顺时针方向超前转子磁场方向90°的方向；当所述电机转子的电角度位移为逆时针时，确定所述目标磁场方向为沿顺时针方向滞后转子磁场方向90°的方向。
13.一种汽车，其特征在于，包括权利要求8～12任一项所述的车辆移动的控制装置。
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