CN109591622B - 一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统。本发明的方法和系统，在车辆驻车时，不采用锁止变速箱的方法实现驻车，能够在驻车时防止外部撞击导致变速箱损坏，此外，采用电机堵转结合机械锁止机构驻车的方法，一方面保证驻车的可靠性，提升机械驻车锁止结构的寿命；另外，起步时采用电爬行方式结合驾驶员油门踏板驱动方式，更加灵活，防止计算驱动需求扭矩不准确导致起步不平顺，无论在平路还是坡路上均能够保证平稳起步。

Description

一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及一种纯电动汽车的驻车和起步操作，特别涉及到一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统。

背景技术

当前纯电动汽车一般都是自动挡车型，采用驱动电机加单级减速器的驱动形式，取消了传统车的离合器和多挡变速器，针对此类纯电动汽车涉及的停车驻车和起步问题，下述两篇文献提出了两种解决方案。

专利文献1(申请号201410497840.3)公开了一种纯电动汽车自动驻车的控制方法，通过VCU接收自动驻车开关按钮信号、P挡开关信号、加速踏板开度信号、制动信号、挡位信号、坡度传感器信号和ABS车速信号，进行不同工况下的逻辑判断后，控制液压制动系统、电机控制器、驻车棘爪驱动装置、仪表信息显示和P挡开关显示。本发明主要根据整车在上坡、平路和下坡三种情况，控制液压制动系统、电机和P挡驱动系统，使得在这三种情况下能够驻车，且起步时不溜车。在驻车时主要通过液压制动系统和P挡驱动系统实现，在起步时解除上述两个制动，驱动电机实现起步。

专利文献2(申请号201410156280.5)公开了一种纯电动车坡道起步控制方法，主要是先依据坡度传感器识别车辆是否在坡上，然后根据速度、电子手刹、制动踏板等判断车辆是否处于驻车状态，然后判断是否处于坡道起步模式，处于坡道起步模式时，计算前进所需的目标电机扭矩，然后向电机发送扭矩控制指令，当电机扭矩达到目标扭矩时，解除相关制动，实现坡道起步。

然而，上述专利文献1提到的停车驻车控制方法，从本质上来说还是依靠的棘轮棘爪锁止变速箱即纯电动车的减速器实现，如果车辆在驻车时受到外部的撞击，例如后车刹车不及时或者前车溜坡，容易导致减速器的损坏，导致车辆无法启动；此外，关于起步控制方法，专利文献1和专利文献2都提到了计算车辆起步所需目标扭矩，然后控制电机达到此扭矩后释放刹车来实现平稳起步，这种方法实际上是很难实现的，因为车辆的载荷是经常变化的，控制器无法在车辆静止时得到车辆当前的实际重量，当前的路面附着系数和轮胎的滚阻系数也很难得到，因此控制器无法精确的计算出车辆起步所需的目标扭矩，很难做到起步平顺。

因此，如何更好的解决纯电动车的驻车和平稳起步问题成为亟待解决的课题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统，旨在更好的解决纯电动车的驻车和平稳起步问题。

本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种纯电动汽车驻车和起步控制方法，包括驻车控制步骤和起步控制步骤，

所述驻车控制步骤包括：

在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；

基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；

在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；

所述起步控制步骤包括：

在基于起步信号判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号；

根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；

将确定的第一需求电机扭矩和第二需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。

可选地，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图；

在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。

可选地，所述预设车速阈值小于5km/h。

可选地，所述在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；

根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

可选地，所述在确定车辆处于第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

将车速和电机的角加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；

根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电机的冷却水温度高于预设的温度值或者电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

可选地，所述预设阈值为20％。

本发明另一实施例提供一种纯电动汽车驻车和起步控制系统，包括驻车控制模块和起步控制模块，

所述驻车控制模块包括：

驻车判定单元，用于在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；

坡度确定单元，用于基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；

驻车控制单元，用于在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；

所述起步控制模块包括：

起步判定单元，用于基于起步信号判定驾驶员是否有起步意图，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号

第一扭矩确定单元，用于在判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩；

第二扭矩确定单元，用于根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；

起步控制单元，用于将确定的当前需求电机扭矩和修正需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。

可选地，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图；

在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。

可选地，所述在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；

根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

可选地，所述在确定车辆处于第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

将车速和电机的角加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；

根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电机的冷却水温度高于预设的温度值或者电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

本发明实施例提供的纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统，在车辆驻车时，基于车辆所处的坡度大小选择采用电机堵转和机械锁止机构来进行驻车，不采用锁止变速箱的方法实现驻车，能够在驻车时防止外部撞击导致变速箱损坏。此外，采用电机堵转结合机械锁止机构驻车的方法，一方面保证驻车的可靠性，提升机械驻车锁止结构的寿命；另外，起步时采用电爬行方式结合驾驶员油门踏板的驱动方式，更加灵活，能够防止计算驱动需求扭矩不准确导致起步不平顺，无论在平路还是坡路上均能够保证平稳起步。

附图说明

图1为本发明一实施例使用的纯电动汽车驻车和起步控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的纯电动汽车驻车和起步控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的纯电动汽车驻车控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的纯电动汽车起步控制方法的流程示意图；

图5为本发明另一实施例提供的纯电动汽车驻车和起步控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

以下，首先对本发明实施例利用的硬件结构进行描述。

图1为本发明一实施例使用的纯电动汽车驻车和起步控制系统的结构示意图。如图1所示，本发明实施例中使用的纯电动汽车驻车及起步控制系统，主要包括整车控制器VCU6、驱动电机控制器MCU7、驱动电机10、电池管理系统BMS1、坡度传感器4、电子手刹开关5、加速踏板2、制动踏板3、电机冷却水温传感器8、机械驻车锁止机构9。其中，所述的VCU6用来综合判断驾驶员意图、达到驻车和起步的条件，并向MCU7发送扭矩控制指令，向所述的机械驻车锁止机构9发送驻车锁止命令，所述的MCU7接收来自电机冷却水温传感器8的温度信号，所述MCU7还用来向VCU6上报电机的转速、角加速度、电机扭矩、电机水温，通过将电机的转速折算成车速，从而VCU6能够得到当前时刻的车速，通过将电机的角加速度折算成加速度，从而VCU6能够获得当前时刻车辆的加速度。需要说明的是，从电机的转速折算成车速以及从电机的角加速度折算成车辆的加速度的方法为本领域技术人员所公知的，在此为避免赘述，省略对此的详细描述。所述的BMS1用来检测电池状态信息(包括电压、电流、温度、SOC等)并向并上报给VCU6，所述的坡度传感器4用来识别当前车辆所处的坡度大小并将坡度信息上报给VCU6，所述电子手刹开关5用来判断驾驶员是否有驻车或者起步的意图，所述的机械驻车锁止机构9用来执行VCU6的锁止命令、实现对制动盘的锁止并将制动盘的锁止状态上报给VCU6，所述的加速踏板2能够将自身的踏板位移信号上传给所述的VCU6，所述的制动踏板3能够将制动开关状态和自身的制动位移信号上传给所述的VCU6。需要说明的是，本发明实施例中的机械驻车锁止机构9为现有的结构，可为车辆上常用的机械手刹或者电子手刹所具备的执行结构，在此为避免赘述，省略对此的详细描述。

接着，基于上述控制系统，本发明实施例提供一种纯电动汽车驻车和起步控制方法，如图2所示，本发明实施例提供的纯电动汽车驻车和起步控制方法包括驻车控制步骤和起步控制步骤，其中，

所述驻车控制步骤可包括：

S101、在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；

S102、基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；

S103、在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；

所述起步控制步骤可包括：

S201、在基于起步信号判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号；

S202、根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；

S203、将确定的第一需求电机扭矩和第二需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。

以下，结合图3对本发明实施例的纯电动汽车驻车控制方法进行描述。

如图3所示，在步骤S101中，VCU6会根据加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号来判断驾驶员是否有驻车制动意图，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图，车辆进入驻车制动模式。上述预设的车速阈值小于5km/h，可根据实际情况进行标定。

在步骤S102中，VCU6会根据坡度传感器4识别的坡度信号，判断车辆所处坡度的大小以及车辆是在上坡还是下坡，将坡度大小分为三个区间：第一坡度区间[0，slope1)、第二坡度区间[slope1,slope2)和第三坡度区间[slope2,100％]，当车辆所处的坡度在这三个不同区间时，采用不同的驻车控制策略，其中坡度值slope1和坡度值slope2根据车辆满载质量和车辆配置的驱动电机堵转能力而定，如果驱动电机的长时间堵转扭矩为T1，则对应的slope1即为车辆在T1驱动扭矩下能够维持车辆不溜坡的坡度值；如果驱动电机在t秒之内的堵转能力为T2，则slope2即为车辆在T2驱动扭矩下能够维持车辆不溜坡的坡度值，所述的t值范围定为180s≤t≤300s，在此假设t＝180s，由电机特性可知，T1<T2，对应的slope1<slope2。在此假设T1＝200Nm，T2＝240Nm，对应的slope1＝12％，slope2＝15％。坡度值与堵转扭矩之间的对应关系可利用现有的公式得到，如下式(1)所示：

其中，T为电机扭矩，单位为Nm；i为传动系数比；η为传动系效率；r为轮胎半径，单位为m；m为车辆满载质量，单位为kg；g为重力加速度；f为轮胎滚动阻力系数；α为坡度值对应的角度；Cd为风阻系数；A为车辆迎风面积；V为爬坡车速，i为坡度值。

在本发明一示例中，假设T1＝200Nm，T2＝240Nm，利用上述公式(1)可知，对应的slope1＝12％，slope2＝15％。

在步骤S103中，VCU6会根据车辆所处的坡度在这三个不同区间时，采用不同的驻车控制策略，即，在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车。

具体地，在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车可包括：

(1)将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩。

在驻车制动模式下，如果车辆当前所在坡度位于上述第一坡度区间，例如当前车辆所处坡度为5％，则将车速和车辆加速度作为反馈量，采用PID控制，得到需求的电机扭矩，其中PID控制算法及参数整定为本领域技术人员公知，本发明实施例中仅示意性的对此进行描述，在利用PID进行控制时，可按照如下公式进行：

u(t)＝kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt]

其中，kp、TI、TD分别为比例、积分和微分系数，e(t)可为目标车速与当前车速之差或者目标加速度与当前加速度之差，u(t)可为基于车速作为反馈量得到的需求电机扭矩或者基于加速度作为反馈量得到的需求电机扭矩。在本发明实施例中，目标车速和目标加速度均为0。

在PID控制过程中，分别将车速和加速度作为反馈量，利用上述公式可得到两个需求电机扭矩，将这两个需求电机扭矩相加即可得到实际需求电机扭矩。

(2)根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

在根据步骤(1)求得实际需求电机扭矩后，VCU6会考虑车辆是在上坡还是下坡，如果上坡，则电机扭矩为正值，如果下坡，则输出的电机扭矩为负值，VCU6向MCU7发送扭矩控制指令，用电机扭矩实现车辆驻坡，同时，VCU6监控电池SOC和钥匙门点火开关状态，如果电池SOC低于一定值例如低于20％或者钥匙门点火开关关闭，则VCU迅速驱动机械锁止装置实现驻车，同时按照预设的速率逐渐撤去电机扭矩，该预设的速率根据具体情况进行标定。

在确定车辆处于第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

1)将车速和电机的角加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩。

如果车辆当前所在坡度位于上述第二坡度区间，例如当前车辆所处坡度为14％，则将车速和电机的角加速度作为反馈量，采用PID控制，得到需求的电机扭矩，其中PID控制算法及参数整定为本领域技术人员公知，具体控制过程可参照前述步骤(1)中的公式，在此为避免赘述，省略对此的详细描述。

2)根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电机的冷却水温度高于预设的温度值或者电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

在根据步骤1)求得实际需求电机扭矩后，VCU6会考虑车辆是在上坡还是下坡，如果上坡，则电机扭矩为正值，如果下坡，则电机扭矩为负值，VCU6向MCU7发送扭矩控制指令，用电机扭矩实现车辆驻坡，同时，VCU6监控电机冷却水温度、电池SOC和钥匙门点火开关状态，如果电机冷却水温度高于预设的温度值(此数值由具体电机特性而定，高于此值认为电机过热，此时不适合继续使用电机进行制动)、电池SOC低于一定值20％或者钥匙门点火开关关闭，则VCU6迅速驱动机械锁止装置实现驻车，同时按照预设的速率逐渐撤去电机扭矩，该预设的速率根据具体情况进行标定。

此外，如果车辆当前所在坡度位于上述第三坡度区间，则认为驻车需求扭矩较大，电机已经无法满足驻车需求，此时VCU6会直接驱动机械锁止装置实现驻车。

以下，结合图4对本发明实施例的纯电动汽车起步控制方法进行描述。

如图4所示，在车辆由静止到起步的过程中，VCU6根据电子手刹开关、制动踏板、挡位等信号判断驾驶员是否有起步意图，在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。

起步时，首先VCU6会根据加速踏板开度、车速查驾驶员需求扭矩MAP表得出第一需求电机扭矩T3，驾驶员需求扭矩MAP表的设计为本专业技术领域人员所公知的技术，示例性地，在本发明实施例中，驾驶员需求扭矩MAP表是一个三维MAP表，横坐标x为车速，纵坐标y为加速踏板开度，第三坐标z为需求的电机扭矩，一对车速和加速踏板开度对应一个电机扭矩。

然后，VCU6根据目标车速与当前车速之差作为反馈量，采用PI控制，具体利用下述公式进行控制：

u(t)＝kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt]

其中，e(t)为目标车速与当前车速之差，u(t)为第二需求电机扭矩T4。在本发明实施例中，为不影响驾驶感觉，目标车速可为3km/h～8km/h，优选可为5km/h。

然后，将T5＝max{T3,T4}作为目标电机扭矩输出，在电机由当前扭矩变为目标扭矩T5的过程中，采用滤波处理，可采用现有的滤波函数将扭矩变化速率进行限制，具体的扭矩变化速率根据实际情况进行标定，保证扭矩变化过程中车辆无明显抖动即可，从而保证起步平顺。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种纯电动汽车驻车控制系统，由于该系统所解决问题的原理与前述纯电动汽车驻车控制方法相似，因此该系统的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。

图5为本发明另一实施例提供的纯电动汽车驻车和起步控制系统的结构示意图。如图5所示，本发明实施例提供的纯电动汽车驻车和起步控制系统包括驻车控制模块1和起步控制模块2，其中，所述驻车控制模块包括：

驻车判定单元101，用于在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；

坡度确定单元102，用于基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；

驻车控制单元103，用于在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；

所述起步控制模块2包括：

起步判定单元201，用于基于起步信号判定驾驶员是否有起步意图，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号

第一扭矩确定单元202，用于在判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩；

第二扭矩确定单元203，用于根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；

起步控制单元204，用于将确定的当前需求电机扭矩和修正需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。

进一步地，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图；在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。

进一步地，所述预设车速阈值小于5km/h。

进一步地，，所述在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

进一步地，所述在确定车辆处于第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：将车速和电机的角加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电机的冷却水温度高于预设的温度值或者电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

进一步地，所述预设阈值为20％。

上述各单元的功能可对应于图2至图4所示流程中的相应处理步骤，在此不再赘述。

综上，本发明实施例提供的纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统，在车辆驻车时，基于车辆所处的坡度大小选择采用电机堵转和机械锁止机构来进行驻车，不采用锁止变速箱的方法实现驻车，能够在驻车时防止外部撞击导致变速箱损坏。此外，采用电机堵转结合机械锁止机构驻车的方法，一方面保证驻车的可靠性，提升机械驻车锁止结构的寿命；另外，起步时采用电爬行方式结合驾驶员油门踏板的驱动方式，更加灵活，能够防止计算驱动需求扭矩不准确导致起步不平顺，无论在平路还是坡路上均能够保证平稳起步。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车驻车和起步控制方法，其特征在于，包括驻车控制步骤和起步控制步骤，

所述驻车控制步骤包括：

在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；

基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；

在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；

所述起步控制步骤包括：

在基于起步信号判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号；

根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；

将确定的第一需求电机扭矩和第二需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图；

在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设车速阈值小于5km/h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；

根据车辆所处的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定车辆处于第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

将车速和电机的角加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；

根据车辆所处的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电机的冷却水温度高于预设的温度值或者电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为20％。

7.一种纯电动汽车驻车和起步控制系统，其特征在于，包括驻车控制模块和起步控制模块，

所述驻车控制模块包括：

驻车判定单元，用于在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；

坡度确定单元，用于基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；

驻车控制单元，用于在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；

所述起步控制模块包括：

起步判定单元，用于基于起步信号判定驾驶员是否有起步意图，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号；

第一扭矩确定单元，用于在判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩；

第二扭矩确定单元，用于根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；

起步控制单元，用于将确定的当前需求电机扭矩和修正需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图；

在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；

根据车辆所处的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述在确定车辆处于第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：

将车速和电机的角加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；

根据车辆所处的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电机的冷却水温度高于预设的温度值或者电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。

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