CN109572448A - 一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法及其控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法及其控制系统，属于纯电动汽车控制技术领域。其技术方案为：一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法包车辆坡道辅助控制，车辆坡道滑行控制，车辆下坡制动控制和车辆平路制动控制，坡道传感器的纯电动汽车辅助控制其控制系统包括整车控制器，输出端与整车控制器控制端连接的坡道传感器，由整车控制器驱动的电机控制器，电机控制器的控制端电连接电机。本发明的有益效果为：本发明不仅可以实现纯电动汽车在坡道起步时平稳起步，消除溜车问题，还可以实现电机能量合理回收，提高整车经济性，延长整车续驶里程，同时并能消除下长坡时刹车系统长时间工作，实现辅助制动。

Description

一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法及其控制 系统
技术领域
本发明涉及纯电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法及其控制系统。
背景技术
随着纯电动汽车的使用越来越广泛，其存在部分问题亟待优化完善。如坡道起步时，由于重力的存在会使汽车有倒溜问题。纯电动汽车也存在该问题，它不同于手动挡燃油车，可通过离合半联动+刹车系统，实现车辆坡道平稳起步。如果没有辅助控制系统，在坡道起步时，纯电动汽车会因为瞬间动力不足发生倒溜，使驾驶员产生紧张情绪，甚至与后车发生相撞事故，产生较大安全隐患。在下坡时，司机如果不施加制动进行滑行时，车辆会继续加速，危险性会增大，如果一直制动，刹车系统又会因热量的不断累积，加快其磨损，尤其在长坡路况或炎热的夏季下，长时间运行，对制动系统会产生较大危害，加大整车的安全隐患。
对于纯电动汽车坡道起步溜车问题，利用“手刹+油门踏板”组合操作进行坡道起步的方式，操作复杂困难，对司机驾驶技术要求较高。汽车下坡时，如果没有辅助制动进行滑行，会使车速不断加快，产生较大安全隐患，若长时间制动又会导致刹车片加速老化磨损，影响整车制动安全问题；如果额外加装辅助制动设备，增加了整车成本，提高了用户的维修保养费用；若不进行坡道识别，则不能对驾驶模式进行细分，虽然可以在一定程度上通过电机能量回收实现辅助制动，但由于工况不能细分，仍然无法实现电机制动的最优控制，无法达到能量回收的合理化，不能最大程度提高整车经济性；同时还会发生司机想滑行到特定位置，但是电机却在制动不能停到期望位置的问题，产生不期望的制动现象，不能完全满足司机驾驶需求。
如何解决上述技术问题为本发明面临的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现车辆控制器采集档位、油门、刹车、手刹、坡道传感器、车速信号进行不同模式判断，进入相应辅助控制，从而给电机控制器命令，控制电机输出特定扭矩的坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法及其控制系统。
本发明是通过如下措施实现的：一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法，其中，包括以下步骤：
S1：车辆进入正常驱动模式；
S2：通过坡道传感器识别汽车所在路段的倾斜状况，并将判定结果传输给整车控制器；
S3：如果S2判定结果为上坡，则进行车辆上坡驱动模式，根据检测的车速和档位状态对车辆手刹和刹车状态进行相应操控；
S4：如果S2判定结果为下坡，则进行车辆下坡驱动模式，根据检测车速和档位状态对油门和刹车状态进行相应控制。
所述步骤S1的车辆进入正常驱动模式为车辆处于车速为零的静止状态或车辆启动后车辆处于行驶状态。
所述步骤S3判定结果为上坡是通过坡道传感器采集坡道信号，若坡道信号大于0.5 m/s2，整车控制器得到车辆处于上坡行驶状态，检测到车速为零、档位为D，松开手刹和刹车，进行车辆坡道辅助控制，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个正扭矩，驱动车辆缓慢前行，如果油门开度大于10 %，则退出坡道起步控制，车辆进行正常驱动模式；如果检测到车速、档位不满足上述条件，则进行车辆正常驱动模式。
所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V1、档位为D档，松开刹车和油门，则进入下一步车辆坡道滑行控制，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V1、档位为D档的条件，则退出车辆坡道滑行控制，跳转至车辆控制在正常驱动模式。
所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V2、档位为D档，踩下刹车和油门，则进入下一步车辆坡道制动控制，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V2、档位为D档的条件，则退出车辆坡道制动控制，跳转至车辆正常驱动模式。
所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V3、档位为D档，踩下刹车、松开油门，则进入下一步车辆平路制动控制，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V3、档位为D档的条件，则退出平路制动控制，跳转至车辆正常驱动模式。
所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V1为10km/h-15km/h；
所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V2为15km/h；
所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V3为8km/h-15km/h。
具体说，坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法包车辆坡道辅助控制， 车辆坡道滑行控制，车辆下坡制动控制和 车辆平路制动控制，具体步骤如下：
所述车辆坡道辅助控制包括以下步骤：
（1）首先车辆处于静止状态（车速=0）或车辆启动后车辆处于行驶状态（车速>0）；
（2）通过坡道传感器采集坡道信号，若坡道信号大于0.5 m/s2，整车控制器得到车辆上坡路况，则进入下一步，如果不满足条件，跳转到第一步；
（3）如果车速为0、档位是D档、手刹和刹车都松开，上述条件同时满足上，则进入下一步，如果不满足，则跳转到第一步；
（4）整车控制器1给电机控制器2发送命令，电机3输出一个正扭矩，驱动车辆慢慢前行，如果司机踩油门开度>10 %，则退出坡道起步控制，车辆进行正常驱动模式；如果检测到车速、档位不满足上述条件，则进行车辆正常驱动模式；
所述车辆坡道滑行控制包括以下步骤：
（1）首先车辆处于静止状态（车速=0）或车辆启动后车辆处于行车状态（车速>0）;
（2）通过坡道传感器采集坡道信号，若坡道信号<-0.5 m/s2，整车控制器1向电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩，整车控制器1得到车辆在下坡路况信号，则进入下一步，如果不满足条件，跳转到第一步；
（3）如果不满足车辆车速大于V1（V1在10km/h-15km/h）、档位为D档的条件，刹车、油门都松开，则进入下一步，如果不满足，则跳转到第一步；
（4）整车控制器1向电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩，整车控制器1向电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩；如果不满足车辆车速大于V1、档位为D档的条件，则退出车辆坡道滑行控制，跳转至车辆控制在正常驱动模式；
所述车辆坡道制动控制包括以下步骤：
（1）车辆处于静止状态（车速=0）或车辆启动后车辆处于行车状态（车速>0）；
（2）若坡道信号<-1 m/s2，整车控制器1认为汽车在下坡，则进入下一步，如果不满足条件，跳转到第一步；
（3）判断车速是否大于V2=15km/h，档位是否为D档，油门松开且踩下刹车，如果同时满足上述所有条件，则进入下一步，如果不满足，则跳转到第一步；
（4）整车控制器1给电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩，整车控制器1向电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V2、档位为D档的条件，则退出车辆坡道制动控制，跳转至车辆正常驱动模式；
所述车辆平路制动控制包括以下步骤：
（1）首先车辆处于静止状态（车速=0）或车辆启动后车辆处于行车状态（车速>0）；
（2）通过坡道传感器信号处于-0.5 m/s2-0.5 m/s2之间，整车控制器1得到车辆在平路行驶的信号，则进入下一步，如果不满足条件，跳转到第一步；
（3）判断车速是否大于V3（V3在8km/h-15km/h之间）、档位是否为D档、油门松开且踩下刹车，如果同时满足上述所有条件，则进入下一步，如果不满足，则跳转到第一步；
（4）整车控制器1给电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V3、档位为D档的条件，则退出平路制动控制，跳转至车辆正常驱动模式。
为了更好的实现上述发明目的，本发明还提供了一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制系统，包括整车控制器1，输出端与所述整车控制器1控制端连接的坡道传感器，由所述整车控制器驱动的电机控制器2，所述电机控制器2的控制端电连接电机3。
所述坡道传感器为倾斜角度传感器MMA8451。
所述整车控制器1为整车控制器ZZEV-31A,电机3型号为电机TM5058M，电机控制器2为电机控制器CU5078M。
本发明的有益效果为：本发明不仅可以实现纯电动汽车在坡道起步时平稳起步，消除溜车问题，还可以实现电机能量合理回收，提高整车经济性，延长整车续驶里程，同时并能消除下长坡时刹车系统长时间工作，导致快速老化、急速磨损问题，延长其使用寿命，实现辅助制动，提高制动系统安全性，保证整车更加安全可靠。
附图说明
图1 为本发明整体流程图。
图2 为本发明控制原理图。
其中，附图标记为：1、整车控制器；2、电机控制器；3、电机。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
参见图1至图2，本发明是：种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法，其中，包括以下步骤：
S1：车辆进入正常驱动模式；
S2：通过坡道传感器识别汽车所在路段的倾斜状况，并将判定结果传输给整车控制器1；
S3：如果S2判定结果为上坡，则进行车辆上坡驱动模式，根据检测的车速和档位状态对车辆手刹和刹车状态进行相应操控；
S4：如果S2判定结果为下坡，则进行车辆下坡驱动模式，根据检测车速和档位状态对油门和刹车状态进行相应控制。
步骤S1的车辆进入正常驱动模式为车辆处于车速为零的静止状态或车辆启动后车辆处于行驶状态。
步骤S3判定结果为上坡是通过坡道传感器采集坡道信号，若坡道信号大于0.5 m/s2，整车控制器1得到车辆处于上坡行驶状态，检测到车速为零、档位为D，松开手刹和刹车，进行车辆坡道辅助控制，整车控制器向电机控制器2发送命令，电机3输出一个正扭矩，驱动车辆缓慢前行，如果油门开度大于10 %，则退出坡道起步控制，车辆进行正常驱动模式；如果检测到车速、档位不满足上述条件，则进行车辆正常驱动模式。
步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V1、档位为D档，松开刹车和油门，则进入下一步车辆坡道滑行控制，整车控制器1向电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V1、档位为D档的条件，则退出车辆坡道滑行控制，跳转至车辆控制在正常驱动模式。
步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V2、档位为D档，踩下刹车和油门，则进入下一步车辆坡道制动控制，整车控制器1向电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V2、档位为D档的条件，则退出车辆坡道制动控制，跳转至车辆正常驱动模式。
步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V3、档位为D档，踩下刹车、松开油门，则进入下一步车辆平路制动控制，整车控制器1向电机控制器2发送命令，电机3输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V3、档位为D档的条件，则退出平路制动控制，跳转至车辆正常驱动模式。
步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V1为10km/h-15km/h；
步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V2为15km/h；
步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V3为8km/h-15km/h。
具体说，坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法包车辆坡道辅助控制， 车辆坡道滑行控制，车辆下坡制动控制和 车辆平路制动控制，具体步骤如下：
车辆坡道辅助控制包括以下步骤：
（1）首先车辆处于静止状态（车速=0）或车辆启动后车辆处于行驶状态（车速>0）；
（2）通过坡道传感器采集坡道信号，若坡道信号大于0.5 m/s2，整车控制器得到车辆上坡路况，则进入下一步，如果不满足条件，跳转到第一步；
（3）如果车速为0、档位是D档、手刹和刹车都松开，上述条件同时满足上，则进入下一步，如果不满足，则跳转到第一步；
（4）整车控制器给电机控制器发送命令，电机输出一个正扭矩，驱动车辆慢慢前行，如果司机踩油门开度>10 %，则退出坡道起步控制，车辆进行正常驱动模式；如果检测到车速、档位不满足上述条件，则进行车辆正常驱动模式；
车辆坡道滑行控制包括以下步骤：
（1）首先车辆处于静止状态（车速=0）或车辆启动后车辆处于行车状态（车速>0）;
（2）坡道传感器识别车辆是否是在下坡，如果正在下坡，通过坡道传感器采集坡道信号，若坡道信号<-0.5 m/s2，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，整车控制器得到车辆在下坡路况信号，则进入下一步，如果不满足条件，跳转到第一步；
（3）如果不满足车辆车速大于V1（V1在10km/h-15km/h）、档位为D档的条件，刹车、油门都松开，则进入下一步，如果不满足，则跳转到第一步；
（4）整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩；如果不满足车辆车速大于V1、档位为D档的条件，则退出车辆坡道滑行控制，跳转至车辆控制在正常驱动模式；
车辆坡道制动控制包括以下步骤：
（1）车辆处于静止状态（车速=0）或车辆启动后车辆处于行车状态（车速>0）；
（2）通过坡道传感器识别车辆是否是在下坡，若坡道信号<-1 m/s2，整车控制器认为汽车在下坡，则进入下一步，如果不满足条件，跳转到第一步；
（3）判断车速是否大于V2=15km/h，档位是否为D档，油门松开且踩下刹车，如果同时满足上述所有条件，则进入下一步，如果不满足，则跳转到第一步；
（4）整车控制器给电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V2、档位为D档的条件，则退出车辆坡道制动控制，跳转至车辆正常驱动模式；
车辆平路制动控制包括以下步骤：
（1）首先车辆处于静止状态（车速=0）或车辆启动后车辆处于行车状态（车速>0）；
（2）通过坡道传感器信号处于-0.5 m/s2-0.5 m/s2之间，整车控制器得到车辆在平路行驶的信号，则进入下一步，如果不满足条件，跳转到第一步；
（3）判断车速是否大于V3（V3在8km/h-15km/h之间）、档位是否为D档、油门松开且踩下刹车，如果同时满足上述所有条件，则进入下一步，如果不满足，则跳转到第一步；
（4）整车控制器给电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，实现车辆制动进行刹车，并回收能量；如果不满足车辆车速大于V3、档位为D档的条件，则退出平路制动控制，跳转至车辆正常驱动模式。
为了更好的实现上述发明目的，本发明还提供了一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制系统，包括整车控制器，输出端与整车控制器控制端连接的坡道传感器，由整车控制器驱动的电机控制器，电机控制器的控制端电连接电机。
坡道传感器为倾斜角度传感器MMA8451。
整车控制器为整车控制器ZZEV-31A,电机型号为电机TM5058M，电机控制器为电机控制器CU5078M。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：车辆进入正常驱动模式；
S2：通过坡道传感器识别汽车所在路段的倾斜状况，并将判定结果传输给整车控制器；
S3：如果S2判定结果为上坡，则进行车辆上坡驱动模式，根据检测的车速和档位状态对车辆手刹和刹车状态进行相应操控；
S4：如果S2判定结果为下坡，则进行车辆下坡驱动模式，根据检测车速和档位状态对油门和刹车状态进行相应控制。
2.根据权利要求1所述的基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法，其特征在于，所述步骤S1的车辆进入正常驱动模式为车辆处于车速为零的静止状态或车辆启动后车辆处于行驶状态。
3.根据权利要求1或2所述的基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法，其特征在于，所述步骤S3判定结果为上坡是通过坡道传感器采集坡道信号，若坡道信号大于0.5 m/s2，整车控制器得到车辆处于上坡行驶状态，检测到车速为零、档位为D，松开手刹和刹车，进行车辆坡道辅助控制，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个正扭矩，驱动车辆缓慢前行，如果油门开度大于10 %，则退出坡道起步控制，车辆进行正常驱动模式；如果检测到车速、档位不满足上述条件，则进行车辆正常驱动模式。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法，其特征在于，所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V1、档位为D档，松开刹车和油门，则进入下一步车辆坡道滑行控制，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V1、档位为D档的条件，则退出车辆坡道滑行控制，跳转至车辆控制在正常驱动模式。
5.根据权利要求1-4任一项所述的基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法，其特征在于，所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V2、档位为D档，踩下刹车和油门，则进入下一步车辆坡道制动控制，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V2、档位为D档的条件，则退出车辆坡道制动控制，跳转至车辆正常驱动模式。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法，其特征在于，所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V3、档位为D档，松开刹车和油门，则进入下一步车辆平路制动控制，整车控制器向电机控制器发送命令，电机输出一个负扭矩，如果不满足车辆车速大于V3、档位为D档的条件，则退出平路制动控制，跳转至车辆正常驱动模式。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制系统，其特征在于，所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V1为10km/h-15km/h；
所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V2为15km/h；
所述步骤S4判定结果为下坡，车辆车速大于V3为8km/h-15km/h。
8.一种实施权利要求1-7任一项所述的基于坡道传感器的纯电动汽车辅助控制方法的控制系统，包括整车控制器，其特征在于，输出端与所述整车控制器控制端连接的坡道传感器，由所述整车控制器驱动的电机控制器，所述电机控制器的控制端电连接电机。
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