CN110626348A - 基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于商用车控制领域，具体涉及一种基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步控制方法。包括：经过判断是否进入坡道起步模式；进入坡道起步模式后算出坡道坡度和车质量；踩下加速踏板之前，车辆在液压制动力作用下保持静止；踩下加速踏板后，驱动力矩和制动力矩之和等于坡道等效力矩；当电机转矩大于电机堵转力矩时车辆还没起步，则让电机控制器控制电机转矩不随加速踏板开度的增加而增加，直到加速踏板开度增加到转矩大于坡道等效力矩时，迅速去掉制动器制动力矩。本发明的方法在踩下加速踏板之后，是电机驱动力矩、制动力矩、坡道等效力矩这三者处于平衡，避免电机堵转又不会出现起步窜车和溜车的情况。
Description
技术领域
本发明属于商用车控制领域，具体涉及一种基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步控制方法。
背景技术
关于纯电动商用车坡道起步辅助控制方法，目前主要采用的方法包括：在松开制动踏板后制动器施加制动力矩，防止溜车，在踩下加速踏板后，制动器一定时间之后去掉制动力矩。上述的方法，如果控制不当会出现三种异常情况：第一种，在一定时间之后去掉制动力矩，如果驱动力矩过大，会出现窜车现象，造成安全隐患；第二种，如果踩下的加速踏板开度不够大，驱动力矩不足，会出现溜车的现象；第三种，如果加速踏板开度过大，驱动力矩超过电机堵转力矩，而此时制动器制动力还没变为0，会损坏电机。
专利文献1(CN106904158A)公开了纯电动汽车坡道辅助起步控制方法，包括如下策略：在松开制动器后到踩下制动器之前，使用制动力矩驻车，当踩下加速踏板之后，制动力矩变为0，利用驱动力矩在坡道上起步，同时加入了驱动电机转矩超过堵转转矩时，电机控制器限制转矩，直到加速踏板对应的转矩大于坡道等效力矩时，电机控制器取消转矩限制，让车辆起步，解决了电机转矩超过堵转转矩时损坏电机的问题。然而，对于专利文献1公开的系统，在踩下加速踏板后，制动器一定时间之后去掉制动力矩，如果驱动力矩过大，会出现窜车现象，造成安全隐患，如果踩下的加速踏板开度不够大，驱动力矩不足，会出现溜车的现象，如果加速踏板开度过大，驱动力矩超过电机堵转力矩，而此时制动器制动力还没变为0，会损坏电机。
综上所述，现有的控制系统不能使车辆在坡道上能平稳起步，使车辆既不会出现窜车也不会出现溜车的情况，同时不会在起步阶段导致电机堵转的情况出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步控制方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：
基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步控制方法，包括如下步骤：
S1：判断车辆是否要启动起步模式，如果是，则执行S2，否则，继续保持液压制动力；
S2：减少液压制动力至平衡坡道阻力；
S3：驾驶员继续踩踏加速踏板，驾驶员需求力矩随着加速踏板开度的增加而增加，电机驱动力矩也随着驾驶员需求力矩的增加而增加，同时制动力矩也随着驾驶员需求力矩的增加而同步下降，时刻保持驾驶员需求力矩和制动力矩之和与坡道等效阻力矩相等；
S4：判断驾驶员需求力矩是否大于驱动电机允许长时间堵转力矩TA，且车速V＝0，如果满足条件则进入S5；如果不满足条件时，则进入S6；
S5：驾驶员需求转矩继续随着加速踏板的增加而增加，但是电机控制器控制电机转矩，不随着加速踏板开度的增加而增加，驱动电机转矩大小维持在TA，同时制动力矩不变；
S6：判断驾驶员需求力矩是否大于等于坡道等效阻力矩，如果是则进入S7，如果不是则转入上一层级；
S7：制动器制动力矩减小为0，电机转矩增加到驾驶员需求转矩，随着加速踏板开度继续增加，车辆逐渐完成坡道起步；
S8：退出坡道起步模式。
进一步的，所述S1中判断车辆是否要启动起步模式的条件为：
分别是条件A坡度大于0；条件B判断车速为0；条件C车辆挡位为D挡；条件D踩下加速踏板；如果上述所有条件同时成立，则执行S2，否则，继续保持液压制动力。
进一步的，所述S2减少液压制动力至平衡坡道阻力具体为：
计算出在起步之前的最后一次制动过程中的坡道坡度，由实时质量识别系统提供车辆质量，通过坡道坡度和车辆质量计算出坡道阻力，即得出液压制动力，通过制动系统的控制器达到上述计算得出的液压制动力。
进一步的，所述在起步之前的最后一次制动过程中的坡道坡度通过以下公式计算：
Ft＝Ff+Fw+Fj+Fi
其中Ft为车辆行驶阻力，Ff为滚动阻力，Fw为空气阻力，Fj为加速阻力，Fi为坡度阻力。
进一步的，所述S6中的坡道等效阻力矩根据主缸压力信号、加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、档位信号、车速信号、车重信号，坡道大小信号确定
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
本发明不需要通过坡道传感器来获得坡度的大小，并通过实时质量识别系统实时获得车辆质量。用制动力矩和驱动力矩协同变化来实现车辆坡道起步控制，既避免了溜车和窜车的现象，也避免电机出现堵转的情况，最终实现车辆在坡道上的平稳起步。
附图说明
图1是判定是否启动坡道起步模式的控制流程图。
图2是坡道起步模式的控制流程图。
图3是坡道起步模式的过程控制图。
图4是坡道起步模式控制方法的simulink仿真图。
具体实施方式
本发明提供一种能使车辆平稳起步，避免电机堵转，避免溜车和窜车的基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步辅助控制方法。所述方法的步骤和内容包括以下：
S1：判断车辆是否是要启动起步模式。如图1所示即为S1对应的过程。启动坡道起步模式需要同时满足4个条件，分别是条件A；坡度大于0；条件B判断车速为0；条件C：车辆挡位为D挡；条件D：踩下加速踏板。如果上述所有条件同时成立，则执行下述步骤S2，否则，继续保持液压制动力；
S2：使液压制动力减少至刚好平衡坡道阻力。其中坡道坡度在起步之前通过Ft＝Ff+Fw+Fj+Fi计算得出，车辆质量由实时质量识别系统提供，通过坡道坡度和车辆质量计算出坡道阻力，进而计算出该液压制动力，通过制动系统的控制器达到该液压制动力。
S3：驾驶员继续踩踏加速踏板，驾驶员需求力矩随着加速踏板开度的增加而增加，电机驱动力矩也随着驾驶员需求力矩的增加而增加，同时制动力矩也随着驾驶员需求力矩的增加而同步下降，但时刻保持驾驶员需求力矩和制动力矩之和与坡道等效阻力矩相等；
S4：判断驾驶员需求力矩是否大于驱动电机允许长时间堵转力矩TA，且车速V＝0，如果满足条件则进入S5；如果不满足条件时，则进入S6；
S5：驾驶员需求转矩继续随着加速踏板的增加而增加，但是电机控制器控制电机转矩，不随着加速踏板开度的增加而增加，驱动电机转矩大小维持在TA，同时制动力矩也不变；
S6：判断驾驶员需求力矩是否大于等于坡道等效阻力矩，如果是则进入S7，如果不是则转入上一层级(即S4或S5)；
S7：制动器制动力矩减小为0，电机转矩增加到驾驶员需求转矩，随着加速踏板开度继续增加，车辆逐渐完成坡道起步；
S8：退出坡道起步模式。
进入坡道起步模式之后，随着加速踏板开度的增加，驱动电机的驱动力矩Tt逐渐增大，同时液压制动器制动力矩TZ逐渐减少，但是一直维持的驱动电机的驱动力矩和液压制动器制动力矩的和等于坡道等效阻力矩Tp。如果加速踏板开度对应的驱动电机力矩大于堵转力矩TA车辆还没起步，那么到驱动电机力矩等于TA时电机控制器控制电机力矩始终为TA，而加速踏板开度对应的电机力矩大于坡道等效阻力矩Tp时，电机控制器去掉对电机的转矩限制，使车辆在坡道上起步。如果车辆在驱动力矩小于电机堵转力矩TA时就起步了，则不考虑堵转力矩TA。
实施例1
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点能更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1是判定是否启动坡道起步模式的控制流程图。图2是坡道起步模式的控制流程图。图3是坡道起步模式的过程控制图。图4是坡道起步模式控制方法的simulink仿真图。
在本发明基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步控制方法的控制过程中，涉及的控制信号主要包括：液压制动系统主缸压力信号、加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、档位信号、车速信号、实时质量识别系统的车重信号、坡道角度信号。液压制动系统主缸压力信号反映的是制动系统实际施加的制动力大小；加速踏板位置信号反映的是驾驶员需求的电机转矩大小；制动踏板位置信号反映的是是否踩下制动踏板；档位信号和车速信号用来作为是否进入坡道起步模式的判断条件；实时质量识别系统的车重信号反映的是商用车整车质量和负载质量。
如图1和图2所示，本发明提供的基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步辅助控制方法在坡道起步过程中，控制过程包括以下步骤：
S1：判断车辆是否是要启动起步模式。如图1所示即为S1对应的过程。启动坡道起步模式需要同时满足4个条件，分别是条件A；坡度大于0；条件B判断车速为0；条件C：车辆挡位为D挡；条件D：踩下加速踏板。如果上述所有条件同时成立，则执行下述步骤S2，否则，继续保持液压制动力；
S2：使液压制动力减少至刚好平衡坡道阻力。其中坡道坡度在起步之前的最后一次制动过程中通过Ft＝Ff+Fw+Fj+Fi计算得出，车辆质量由实时质量识别系统提供，通过坡道坡度和车辆质量计算出坡道阻力，进而计算出该液压制动力，通过制动系统的控制器达到该液压制动力。
S3：驾驶员继续踩踏加速踏板，驾驶员需求力矩随着加速踏板开度的增加而增加，电机驱动力矩也随着驾驶员需求力矩的增加而增加，同时制动力矩也随着驾驶员需求力矩的增加而同步下降，但时刻保持驾驶员需求力矩和制动力矩之和与坡道等效阻力矩相等；
S4：判断驾驶员需求力矩是否大于驱动电机允许长时间堵转力矩TA，且车速V＝0，如果满足条件则进入S5；如果不满足条件时，则进入S6；
S5：驾驶员需求转矩继续随着加速踏板的增加而增加，但是电机控制器控制电机转矩，不随着加速踏板开度的增加而增加，驱动电机转矩大小维持在TA，同时制动力矩也不变；
S6：判断驾驶员需求力矩是否大于等于坡道等效阻力矩，如果是则进入S7，如果不是则转入上一层级(即S4或S5)；
S7：制动器制动力矩减小为0，电机转矩增加到驾驶员需求转矩，随着加速踏板开度继续增加，车辆逐渐完成坡道起步；
S8：退出坡道起步模式。
根据上述描述可知，在纯电动商用车坡道起步辅助控制中，加速踏板开度，汽车行驶速度，驱动电机力矩和制动器制动力矩随着时间变化如图3所示。如图3所示，在坡道起步过程中，在同时满足条件A、B、C、D的情况下，车辆进入坡道起步模式之后，车辆先是依靠制动器制动力来保持静止，之后随着加速踏板开度的增加，驱动电机的驱动力矩也同步增加，制动器制动力矩同步减少，直到驱动力矩等于电机的堵转力矩之后，驱动力矩不随加速踏板开度的继续增加而增加，制动器制动力也维持不变，直到加速踏板开度对应的驱动力矩大于等于坡道等效力矩时，电机的驱动力矩跟加速踏板开度同步，制动器制动力变为0。继续增大加速踏板开度，车辆在坡道上平稳起步。
综上可知，本发明的纯电动商用车坡道起步辅助控制方法可在踩下加速踏板之后，是电机驱动力矩、制动力矩、坡道等效力矩这三者处于平衡，制动力矩会随着加速踏板开度的增加自动控制，从而避免电机堵转又不会出现起步窜车和溜车的情况，最终达到平稳起步的目的。
Claims (5)
1.基于实时质量识别的纯电动商用车坡道起步控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：判断车辆是否要启动起步模式，如果是，则执行S2，否则，继续保持液压制动力；
S2：减少液压制动力至平衡坡道阻力；
S3：驾驶员继续踩踏加速踏板，驾驶员需求力矩随着加速踏板开度的增加而增加，电机驱动力矩也随着驾驶员需求力矩的增加而增加，同时制动力矩也随着驾驶员需求力矩的增加而同步下降，时刻保持驾驶员需求力矩和制动力矩之和与坡道等效阻力矩相等；
S4：判断驾驶员需求力矩是否大于驱动电机允许长时间堵转力矩TA，且车速V＝0，如果满足条件则进入S5；如果不满足条件时，则进入S6；
S5：驾驶员需求转矩继续随着加速踏板的增加而增加，但是电机控制器控制电机转矩，不随着加速踏板开度的增加而增加，驱动电机转矩大小维持在TA，同时制动力矩不变；
S6：判断驾驶员需求力矩是否大于等于坡道等效阻力矩，如果是则进入S7，如果不是则转入上一层级；
S7：制动器制动力矩减小为0，电机转矩增加到驾驶员需求转矩，随着加速踏板开度继续增加，车辆逐渐完成坡道起步；
S8：退出坡道起步模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1中判断车辆是否要启动起步模式的条件为：
分别是条件A坡度大于0；条件B判断车速为0；条件C车辆挡位为D挡；条件D踩下加速踏板；如果上述所有条件同时成立，则执行S2，否则，继续保持液压制动力。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2减少液压制动力至平衡坡道阻力具体为：
计算出在起步之前的最后一次制动过程中的坡道坡度，由实时质量识别系统提供车辆质量，通过坡道坡度和车辆质量计算出坡道阻力，即得出液压制动力，通过制动系统的控制器达到上述计算得出的液压制动力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在起步之前的最后一次制动过程中的坡道坡度通过以下公式计算：
Ft＝Ff+Fw+Fj+Fi
其中Ft为车辆行驶阻力，Fj为滚动阻力，Fw为空气阻力，Fj为加速阻力，Fi为坡度阻力。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S6中的坡道等效阻力矩根据主缸压力信号、加速踏板位置信号、制动踏板位置信号、档位信号、车速信号、车重信号，坡道大小信号确定。
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2019
- 2019-08-28 CN CN201910800741.0A patent/CN110626348A/zh active Pending
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