CN110803022A - 一种电动车辆碰撞保护控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆保护技术领域，特别是一种电动车辆碰撞保护控制方法及系统。该系统包括信号处理模块和用于检测车身碰撞信息的碰撞检测模块，信号处理模块的输入端连接碰撞检测模块，以获取车辆碰撞信息并得到撞击力值；信号处理模块还用于通讯连接整车控制器，当撞击力值不小于上限阈值时，通过整车控制器控制高压下电；当撞击力值小于上限阈值且大于下限阈值时，通过整车控制器按照设定比例降低驱动电机功率；当撞击力值不大于下限阈值时，通过整车控制器输出误报信息，实现了电动车辆碰撞后的保护控制，解决了现有电动车辆碰撞判断逻辑不精细导致的车辆控制不准确造成车辆存在使用风险的问题。

Description

一种电动车辆碰撞保护控制方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆保护技术领域，特别是一种电动车辆碰撞保护控制方法及系统。

背景技术

当今，环境污染、能源危机及其他诸多因素推动着电动汽车行业高速发展，特别是用于公共交通领域的新能源客车呈现爆发式的增长。与其他电动汽车相比，客车因为载客人数多，使用环境复杂，对安全性要求更为苛刻，容易发生碰撞事故。电动客车在碰撞中的特殊性表现在两个方面：一是高能量、大质量的动力电池系统及其高压附件在碰撞中与车身本体之间的挤压损伤，可能导致高压回路短路引起起火、爆炸等；二是高电压的驱动系统受到碰撞后，造成潜在的脱落，瞬间绝缘性能快速下降，可能会与乘客或者救援人员发生直接或间接接触从而引起电击伤害。

电动客车的碰撞安全也需要从两个方面入手：一是需要在车辆设计时充分考虑合理的机械结构来满足驾乘人员防护和车身结构的防护要求，如专用高压仓设计、防撞结构设计等；二是在不可控的条件下发生了碰撞，通过设计一套可靠、安全的碰撞保护和车辆控制方法来满足电气安全方面的基本需求。有中国专利公告号为CN104276043B的专利文献公开了一种车辆碰撞保护系统，包括加速度感应单元和嵌入式处理单元，嵌入式处理单元与加速度感应单元连接，加速度感应单元用于检测车辆的加速度并在车辆的加速度大于或等于预先设置的加速度保护阈值时发送碰撞保护信号至嵌入式处理单元，嵌入式处理单元用于在接收到碰撞信号时，控制切断系统的高压电力的输出和/或输入，避免车辆发生碰撞故障后受到高压电力的威胁，从而能够保障人身安全。

但是，但是针对这类的碰撞保护系统与车辆的实际使用不吻合，没有根据实际的碰撞情况来让车辆响应不同应对策略，存在小碰撞情况下对车辆进行高压断电导致车辆在行驶出现使用风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动车辆碰撞保护控制方法及系统，用以解决现有电动车辆碰撞判断逻辑不精细导致的车辆控制不准确造成车辆存在使用风险的问题。

为了实现电动车辆碰撞后的保护控制，解决现有电动车辆碰撞判断逻辑不精细导致的车辆控制不准确造成车辆存在使用风险的问题。本发明提供一种电动车辆碰撞保护控制方法，包括以下步骤：

1)获取车辆碰撞信息并得到撞击力值；

2)判断撞击力值与上限阈值和下限阈值的大小关系；

3)根据大小关系进行包括高压下电和按照设定比例降低驱动电机功率的控制，控制高压下电的条件至少包括撞击力值不小于上限阈值；按照设定比例降低驱动电机功率的条件至少包括撞击力值小于上限阈值大于下限阈值。

进一步地，为了保证整车断电判断的准确性，保证车辆的碰撞安全，控制高压下电的条件还包括当撞击力值小于上限阈值大于下限阈值时，碰撞前、后电池系统的电压变化量不小于电压突变量上限，或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值。

进一步地，为了保证降功率条件判断的准确性，按照设定比例降低驱动电机功率的条件还包括当撞击力值不大于下限阈值时，碰撞前、后电池系统的电压变化量不小于电压突变量下限，或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值。

进一步地，为了防止车辆碰撞后仍处于高速行驶情况下突然整车高压断电导致车辆转向、刹车系统失效造成车辆失控现象的发生，控制高压下电的过程中还获取车速信息，判断车速是否大于设定速度值，若是，则仅控制驱动电机高压下电直至车速小于设定速度值，当车速小于设定速度值时，控制整车高压全部下电。

进一步地，为了防止误报导致的报警，当撞击力值不大于下限阈值时，输出误报信息。

本发明还提供一种电动车辆碰撞保护控制系统，包括信号处理模块和用于检测车身碰撞信息的碰撞检测模块，所述信号处理模块的输入端连接所述碰撞检测模块，以获取碰撞信息分析得到撞击力值；所述信号处理模块用于通讯连接整车控制器，所述信号处理模块用于根据撞击力值与上限阈值和下限阈值的大小关系进行包括高压下电和按照设定比例降低驱动电机功率的控制，控制高压下电的条件至少包括撞击力值不小于上限阈值；按照设定比例降低驱动电机功率的条件至少包括撞击力值小于上限阈值大于下限阈值。

进一步地，所述信号处理模块还用于获取碰撞前、后电池系统的电压值和碰撞后电池系统的绝缘值，控制高压下电的条件还包括当撞击力值小于上限阈值大于下限阈值时，碰撞前、后电池系统的电压变化量不小于电压突变量上限，或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值。

进一步地，按照设定比例降低驱动电机功率的条件还包括当撞击力值不大于下限阈值时，碰撞前、后电池系统的电压变化量不小于电压突变量下限，或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值。

进一步地，所述信号处理模块还通过整车控制器获取车速信息，控制高压下电的过程中还获取车速信息，判断车速是否大于设定速度值，若是，则仅控制驱动电机高压下电直至车速小于设定速度值，当车速小于设定速度值时，控制整车高压全部下电。

进一步地，为了提高检测精度，所述碰撞检测模块包括电子式传感器和/或冲击力传感器。

附图说明

图1是实施例1的一种电动车辆碰撞保护控制方法的流程图；

图2是实施例2的一种电动车辆碰撞保护控制方法的流程图；

图3是实施例3的一种电动车辆碰撞保护控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

本实施例1提供一种电动车辆碰撞保护控制系统，包括信号处理模块和用于检测车身碰撞信息的碰撞检测模块，信号处理模块的输入端连接碰撞检测模块，以获取碰撞信息分析得到撞击力值；信号处理模块还用于通讯连接整车控制器，该系统执行一种电动车辆碰撞保护控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

1)获取车辆碰撞信息并得到撞击力值。

2)判断撞击力值与上限阈值和下限阈值的大小关系。

3)当撞击力值不小于上限阈值时，控制高压下电；当撞击力值小于上限阈值且大于下限阈值时，按照设定比例降低驱动电机功率；当撞击力值不大于下限阈值时，输出误报信息。

上述的获取碰撞信息、分析碰撞信息和判断逻辑在信号处理模块中进行，该信号处理模块为集成式电子电路，具有信号调整、信号转换、撞击力分析、策略执行、扩展升级等功能，包括不限于含有MCU、CPU、ARM等核心处理器，其外部电路可根据不同的使用场景进行灵活配置。碰撞检测模块包括电子式传感器和/或冲击力传感器，信号处理模块在接收到传感器的信号后，按照如下的连续进程进行工作：①信号调整，将收到的信号进行放大和过滤杂乱、干扰的信号；②信号转换，将调整后的模拟信号转换为数字信号；③获取撞击力数值，将数字信号输入到力值分析程序(软件内置)，得到车辆受到撞击的力值(F)；④策略执行，将获得的撞击的力值与已经设定的不同撞击等级分类阈值对比，系统触发不同分级的执行策略。可设定：当F≥A(A为严重撞击阈值下限，即上限阈值)，则执行严重碰撞策略；当B＜F≤A(B为误报阈值上限，即下限阈值)，则执行轻微碰撞策略；当F≤B，则执行误报策略。

对应的严重碰撞策略为通过整车控制器直接控制高压下电，轻微碰撞策略为通过整车控制器按照设定比例降低驱动电机功率，误报策略为通过整车控制器输出误报信息，并不做碰撞处理。此处信号处理模块可以是整车控制器的一部分，也可以独立于整车控制器存在，整车控制器通过CAN通讯连接相应的动作机构，如电机控制器和电池管理系统，能够采集相应的信号，还能够控制驱动电机和电路的通断。

实施例2

本实施例2在实施例1的基础上，上述的信号处理模块还能够获取碰撞前、后电池系统的电压值和碰撞后电池系统的绝缘值，由于信号处理模块通讯连接整车控制器，因此可以通过整车控制器连接的电池管理系统直接获取上述信息。

因此，上述的系统还能够执行一种电动车辆碰撞保护控制方法，如图2所示，当撞击力值小于上限阈值且大于下限阈值时，还计算碰撞前后电池系统的电压值的电压变化量，若电压变化量大于电压突变量上限或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值，则控制高压下电；若电压变化量不大于电压突变量上限或碰撞后电池系统的绝缘值大于设定绝缘值，则按照设定比例降低驱动电机功率。

具体的，信号处理模块将碰撞信号传递到电池管理系统，电池管理系统提取当前时间30s前的系统电压值U1、当前电压值U2、当前绝缘值为C。①当︱U1-U2︱≥50(电动客车的电压平台为500V左右，30s内电压跳变50V，即系统跳变10％)或C≤5MΩ时，此时认为车辆高压环路(零部件)出现故障，将轻微碰撞升级为严重碰撞，执行严重碰撞策略；②当︱U1-U2︱≤50且C＞5MΩ时，可判定为轻微碰撞，执行轻微碰撞策略，整车控制器将电机控制单元的功率请求降低至50％，车辆限功率行驶，将车辆行驶至安全地带，直至车辆停止，开始检修。此外，过程中整车控制器将轻微碰撞故障信息传递至仪表盘，显示故障信息并促发车厢内部声光报警。

另外，当撞击力值不大于下限阈值时，计算碰撞前后电池系统的电压值的电压变化量，若电压变化量大于电压突变量下限或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值，则按照设定比例降低驱动电机功率；若电压变化量不大于电压突变量下限或碰撞后电池系统的绝缘值大于设定绝缘值，则输出误报信息。

具体的，①当︱U1-U2︱≥10(电动客车的电压平台为500V左右，30s内电压跳变50V，即系统跳变2％)或C≤5MΩ时，此时认为车辆高压环路(零部件)出现故障，将系统误报升级为轻微碰撞，执行轻微碰撞策略；②当︱U1-U2︱＜10或C＞5MΩ时，可判定为系统误报，误报信号传递到整车控制器，整车控制器将误报故障信息传递至仪表盘，显示误报信息。

实施例3

本实施例3在实施例2或实施例1的基础上，上述的信号处理模块还能够获取车速信息，由于信号处理模块通讯连接整车控制器，因此可以通过整车控制器直接获取该车速信息。

因此，上述的系统还能够执行一种电动车辆碰撞保护控制方法，如图3所示，控制高压下电的过程中，当撞击力值不小于上限阈值时，还判断车速是否大于设定速度值，若是，则仅控制驱动电机高压下电直至车速小于设定速度值，当车速小于设定速度值时，控制整车高压全部下电。

具体的，若设定速度值为3Km/h，①当车速大于3Km/h时，整车控制器控制电机控制单元，执行驱动电机高压下电，驱动电机输出功率为0，由于此时车速较快，仅驱动电机高压下电，输出功率为0，保持整车转向、刹车系统等操作部件的正常高压供电，避免整车失控，直至车速降至小于等于3Km/h时，整车控制器控制电池管理系统执行断开动力电池高压主回路继电器的操作，整车下电，车辆停止，原地等待专业人士检修。整个过程整车控制器将严重撞击故障信息传递至仪表盘，显示故障信息并促发车厢内部声光报警。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动车辆碰撞保护控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取车辆碰撞信息并得到撞击力值；

2)判断撞击力值与上限阈值和下限阈值的大小关系；

3)根据大小关系进行包括高压下电和按照设定比例降低驱动电机功率的控制，控制高压下电的条件至少包括撞击力值不小于上限阈值；按照设定比例降低驱动电机功率的条件至少包括撞击力值小于上限阈值大于下限阈值。

2.根据权利要求1所述的电动车辆碰撞保护控制方法，其特征在于，控制高压下电的条件还包括当撞击力值小于上限阈值大于下限阈值时，碰撞前、后电池系统的电压变化量不小于电压突变量上限，或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值。

3.根据权利要求1或2所述的电动车辆碰撞保护控制方法，其特征在于，按照设定比例降低驱动电机功率的条件还包括当撞击力值不大于下限阈值时，碰撞前、后电池系统的电压变化量不小于电压突变量下限，或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值。

4.根据权利要求3所述的电动车辆碰撞保护控制方法，其特征在于，控制高压下电的过程中还获取车速信息，判断车速是否大于设定速度值，若是，则仅控制驱动电机高压下电直至车速小于设定速度值，当车速小于设定速度值时，控制整车高压全部下电。

5.根据权利要求4所述的电动车辆碰撞保护控制方法，其特征在于，当撞击力值不大于下限阈值时，输出误报信息。

6.一种电动车辆碰撞保护控制系统，其特征在于，包括信号处理模块和用于检测车身碰撞信息的碰撞检测模块，所述信号处理模块的输入端连接所述碰撞检测模块，以获取碰撞信息分析得到撞击力值；所述信号处理模块用于通讯连接整车控制器，所述信号处理模块用于根据撞击力值与上限阈值和下限阈值的大小关系进行包括高压下电和按照设定比例降低驱动电机功率的控制，控制高压下电的条件至少包括撞击力值不小于上限阈值；按照设定比例降低驱动电机功率的条件至少包括撞击力值小于上限阈值大于下限阈值。

7.根据权利要求6所述的电动车辆碰撞保护控制系统，其特征在于，所述信号处理模块还用于获取碰撞前、后电池系统的电压值和碰撞后电池系统的绝缘值，控制高压下电的条件还包括当撞击力值小于上限阈值大于下限阈值时，碰撞前、后电池系统的电压变化量不小于电压突变量上限，或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值。

8.根据权利要求6或7所述的电动车辆碰撞保护控制系统，其特征在于，按照设定比例降低驱动电机功率的条件还包括当撞击力值不大于下限阈值时，碰撞前、后电池系统的电压变化量不小于电压突变量下限，或碰撞后电池系统的绝缘值不大于设定绝缘值。

9.根据权利要求8所述的电动车辆碰撞保护控制系统，其特征在于，所述信号处理模块还通过整车控制器获取车速信息，控制高压下电的过程中还获取车速信息，判断车速是否大于设定速度值，若是，则仅控制驱动电机高压下电直至车速小于设定速度值，当车速小于设定速度值时，控制整车高压全部下电。

10.根据权利要求9所述的电动车辆碰撞保护控制系统，其特征在于，所述碰撞检测模块包括电子式传感器和/或冲击力传感器。

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