CN111422072B - 一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统及方法，通过驻坡控制器来采集手刹、制动踏板以及换挡开关的状态信息；通过轮速传感器采集各个车轮的轮速数据，基于CAN通讯的方式发送给驻坡控制器；由驻坡控制器进入驻坡模式，其根据采集到的各项数据进行整车档位的识别、整车轮速的计算、整车轮速的变化幅度以及变化时间的识别，判断整车是否具备制动力；在整车不具备制动力处于滑坡状态的情况下，由驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，电机控制器执行转速控制，提供一定扭矩控制电机转速为0，实现驻坡控制；本发明通过手刹、制动踏板、档位、轮速的大小以及轮速变化率来判断整车滑坡状态，能够有效防止模式的错误判断。

Description

一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统及方法
技术领域
本发明属于智能驻坡控制领域，具体涉及一种识别应用于氢能源汽车，且，基于整车滑坡状态的驻坡控制系统及方法。
背景技术
随着燃料电池电动汽车的快速发展，人们对整车驾驶舒适性和安全性要求逐渐提高，驻坡控制功能在其中扮演着重要角色。目前市场上的新能源车大部分都没有P档档位，这就需要整车能够主动识别滑坡，并进行驻坡控制。
目前进行驻坡控制多采用EPB系统，实现自动驻车；但是绝大多数EPB系统都是通过电子机械制动器实施的驻车制动力控制，而EPB按钮并无机械连接轮缸，其仅仅是一个电子开关，制动力并没有随着坡度和整车质量的变化而有所调节，并没有实现新能源汽车的智能驻动控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统，包括以下电机控制器、驻车控制器和轮速传感器，其中：
所述电机控制器和轮速传感器电性连接到驻车控制器；
所述驻车控制器电性连接到手刹、制动踏板和换挡开关；
所述轮速传感器，用于采集车轮的轮速数据，而采集到的轮速数据将传输到驻车控制器；
所述电机控制器，用于传输电机的状态信息到驻车控制器，同时为驻坡提供动力；
所述驻车控制器，用于采集手刹、制动踏板以及换挡开关的状态信息、采集车轮的轮速数据，以及采集电机的状态数据，其，根据采集到的各项数据进行整车档位的识别、整车轮速的计算、整车轮速的变化幅度以及变化时间的识别，进入驻坡模式来判断整车是否具备制动力；在整车不具备制动力处于溜坡状态的情况下，由所属驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，电机执行转速控制并提供扭矩控制电机转速为0，从而实现整车的驻坡控制。
本发明提供的一种利用如上述基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统实现驻坡控制的方法，包括以下步骤：
S1、驻坡控制器通过硬线来采集手刹、制动踏板以及换挡开关的状态信息；
S2、轮速传感器采集各个车轮的轮速数据，然后通过CAN通讯的方式发送给驻坡控制器；
S3、所述驻坡控制器进入驻坡模式，其根据采集到的各项数据进行整车档位的识别、整车轮速的计算、整车轮速的变化幅度以及变化时间的识别，判断整车是否具备制动力；在整车不具备制动力处于滑坡状态的情况下，由所属驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，电机执行转速控制并提供扭矩控制电机转速为0，从而实现整车的驻坡控制；其他情况下，即在整车具备制动力的情况下，则所述退出驻坡模式。
实施本发明的一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统及方法，具有以下有益效果：
1、采用轮速传感器采集车轮的速度来进行整车滑坡状态的识别，比通过电机转速来识别的方式更加直接和准确；
2、通过手刹、制动踏板、档位、轮速的大小以及轮速变化率来判断整车滑坡状态，能够有效防止模式的错误判断；
3、在整车处于驻坡模式下时，电机是处在一种堵转的工况下，本发明限制了驻坡模式的持续时间和一定时间类的进入次数，能够有效防止电机堵转造成的电机过热；
4、当单位时间内，驻坡超过一定次数后，通过显示装置显示警示信息，来达到提醒驾驶员拉起手刹，防止发送整车溜坡的危险。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是驻坡控制系统的结构图；
图2是驻坡控制方法的执行步骤图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1：
请参考图1，其为驻坡控制系统的结构图，本发明提供的一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统，包括以下电机控制器、驻车控制器和轮速传感器，其中：
所述电机控制器和轮速传感器电性连接到驻车控制器；本实施例下，所述电机控制器和轮速传感器可以通过CAN线连接到驻车控制器；
所述驻车控制器电性连接到手刹、制动踏板和换挡开关；本实施例下，手刹、制动踏板和换挡开关通过硬线连接到驻车控制器；
所述轮速传感器，用于采集车轮的轮速数据，而采集到的轮速数据将传输到驻车控制器；本实施例下，采集到的轮速数据将以can报文的形式传输到驻车控制器；
所述电机控制器，用于传输电机的状态信息到驻车控制器，同时为驻坡提供动力；
所述驻车控制器，用于采集手刹、制动踏板以及换挡开关的状态信息、采集车轮的轮速数据，以及采集电机的状态数据，其，根据采集到的各项数据进行整车档位的识别、整车轮速的计算、整车轮速的变化幅度以及变化时间的识别，进入驻坡模式来判断整车是否具备制动力；在整车不具备制动力处于溜坡状态的情况下，由所属驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，电机执行转速控制并提供扭矩控制电机转速为0，从而实现整车的驻坡控制。
所述驻车控制器判断整车是否具备制动力的规则为：
若整车处于D档，且当前轮速小于0rpm，且轮速连续3秒下降，且轮速每秒的下降量超过10rpm，则由所属驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，从而实现整车的驻坡控制；
若整车不处于D档且处于R档时，且当前轮速大于0rpm，且轮速连续3秒上升，且轮速每秒的上升量超过10rpm，则由所述驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，从而实现整车的驻坡控制。
以上便是本发明提供的驻坡控制系统，过往驻坡控制技术一般考虑通过电机转速，在识别车辆未驱动时，挂前进挡后溜坡，轮速信号为负值；挂倒退档前溜坡时，轮速信号为正值，驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，电机控制器执行转速控制，提供一定扭矩控制电机转速为0，从而实现整车的驻坡控制。
相比于通过电机转速进行驻坡控制，本发明采用轮速传感器采集车轮的速度来进行整车滑坡状态的识别，比通过电机转速来识别的方式更加直接和准确；且，本发明中通过手刹、制动踏板、档位、轮速的大小以及轮速变化率来判断整车滑坡状态，能够有效防止模式的错误判断。
实施例2：
基于实施例1，由于在整车处于驻坡模式下时，电机是处在一种堵转的工况下，会造成电机过热的弊端，为了解决上述问题，本发明提出了通过限制了驻坡模式的持续时间和一定时间类的进入次数的技术方案，能够有效防止电机堵转造成的电机过热。具体的方案为：
编写控制程序控制驻坡控制器每次进入驻坡模式的时间为5秒，且1分钟内只允许进入3次；而，在判断驻坡控制器在一分钟内进入驻坡模式超过3次时，为了避免电机过热，则控制所述驻坡控制器退出驻坡模式。
实施例3：
基于实施例2，请参考图1，所述驻坡控制器还可以通过can线连接到显示设备，当单位时间内，驻坡超过一定次数后或者发送电机过热的情况时，通过显示设备提醒驾驶员拉起手刹，防止整车溜坡发生危险。
所述显示设备可以为PC显示设备、LCD液晶显示设备或移动显示设备中的任一种，或上述几种设备的组合，以短息消息或者前端显示消息的方式进一步提醒驾驶员。
本发明基于上述驻坡控制系统进行驻坡控制的方法执行流程，请参考图2：
在进行驻坡控制器，所述驻坡控制器通过硬线来采集手刹、制动踏板以及换挡开关的状态。
在各个元件之间建立好连接关系之后，由轮速传感器通过采集各个车轮的轮速后取平均值，然后通过CAN通讯的方式发送给驻坡控制器。
所述驻坡控制器进入驻坡模式，其根据采集到的各项数据进行整车档位的识别、整车轮速的计算、整车轮速的变化幅度以及变化时间的识别，判断整车是否具备制动力，而制动力的判断基于：当整车手刹没有拉起，且制动踏板没有踩下时，整车没有制动力，整车存在后溜的风险，整车要进入后溜模式的识别：
在整车没有制动力的情况下，如果整车处于D档，轮速小于0rpm，且连续3秒下降，且每秒下降量超过10rpm，则驻坡控制器发送电机控制模式为转速控制，且目标转速为0rpm。
在整车没有制动力的情况下，如果整车处于R档，轮速大于0rpm，且连续3秒上升，且每秒上升量超过10rpm，则驻坡控制器发送电机控制模式为转速控制，且目标转速为0rpm。
而，为了防止电机堵转造成的电机过热，每次驻坡模式只进入5秒，且1分钟内只允许进入5次；当一分钟内进入驻坡模式超过5次后，退出驻坡流程，并通过LCD液晶显示屏提示驾驶员拉起手刹。
本发明的一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统及方法，采用轮速传感器采集车轮的速度来进行整车滑坡状态的识别，比通过电机转速来识别的方式更加直接和准确；通过手刹、制动踏板、档位、轮速的大小以及轮速变化率来判断整车滑坡状态，能够有效防止模式的错误判断；在整车处于驻坡模式下时，电机是处在一种堵转的工况下，本发明限制了驻坡模式的持续时间和一定时间类的进入次数，能够有效防止电机堵转造成的电机过热；当单位时间内，驻坡超过一定次数后，通过显示装置显示警示信息，来达到提醒驾驶员拉起手刹，防止发送整车溜坡的危险。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (2)

1.一种基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统，其特征在于，包括以下电机控制器、驻车控制器和轮速传感器，其中：
所述电机控制器和轮速传感器电性连接到驻车控制器；
所述驻车控制器电性通过硬线连接到手刹、制动踏板和换挡开关；
所述轮速传感器，用于采集车轮的轮速数据，而采集到的轮速数据将传输到驻车控制器；
所述电机控制器，用于传输电机的状态信息到驻车控制器，同时为驻坡提供动力；
所述电机控制器和轮速传感器通过CAN线连接到驻车控制器，所述驻坡控制器还可以通过can线连接到显示设备，当单位时间内，驻坡超过一定次数后或者发送电机过热的情况时，通过显示设备提醒驾驶员拉起手刹，防止整车溜坡发生危险；
所述驻车控制器，用于采集手刹、制动踏板以及换挡开关的状态信息、采集车轮的轮速数据，以及采集电机的状态数据，其，根据采集到的各项数据进行整车档位的识别、整车轮速的计算、整车轮速的变化幅度以及变化时间的识别，进入驻坡模式来判断整车是否具备制动力；在整车不具备制动力处于溜坡状态的情况下，由所属驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，电机执行转速控制并提供扭矩控制电机转速为0，从而实现整车的驻坡控制；
所述驻车控制器通过CAN线连接到显示设备，所述显示设备包括PC显示设备、LCD液晶显示设备或移动显示设备中的任一种，或上述几种设备的组合，以短息消息或者前端显示消息的方式进一步提醒驾驶员；
所述驻车控制器判断整车是否具备制动力的规则为：
若整车处于D档，且当前轮速小于0rpm，且轮速连续3秒下降，且轮速每秒的下降量超过10rpm，则由所属驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，从而实现整车的驻坡控制；
若整车不处于D档但处于R档时，且当前轮速大于0rpm，且轮速连续3秒上升，且轮速每秒的上升量超过10rpm，则由所述驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，从而实现整车的驻坡控制；
为了防止电机堵转造成的电机过热，每次驻坡模式进入5秒，且1分钟内只允许进入3次；其中；
当一分钟内进入驻坡模式超过3次后，为了避免电机过热，所述驻坡控制器退出驻坡模式，并通过显示设备进行警示信息的提示。
2.一种利用如权利要求1所述的基于氢能汽车滑坡状态识别的驻坡控制系统的驻坡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、驻坡控制器通过硬线来采集手刹、制动踏板以及换挡开关的状态信息；
S2、轮速传感器采集各个车轮的轮速数据，然后通过CAN通讯的方式发送给驻坡控制器；
S3、所述驻坡控制器进入驻坡模式，其根据采集到的各项数据进行整车档位的识别、整车轮速的计算、整车轮速的变化幅度以及变化时间的识别，判断整车是否具备制动力；在整车不具备制动力处于滑坡状态的情况下，由所属驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，电机执行转速控制并提供扭矩控制电机转速为0，从而实现整车的驻坡控制；其他情况下，即在整车具备制动力的情况下，则所述退出驻坡模式；
判断整车是否具备制动力的方法为：
若整车处于D档，且当前轮速小于0rpm，且轮速连续3秒下降，且轮速每秒的下降量超过10rpm，则由所属驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，从而实现整车的驻坡控制；
若整车不处于D档但处于R档时，且当前轮速大于0rpm，且轮速连续3秒上升，且轮速每秒的上升量超过10rpm，则由所述驻坡控制器控制电机控制器进入转速控制模式，并将电机的目标转速设置为0rpm，从而实现整车的驻坡控制；
为了防止电机堵转造成的电机过热，每次驻坡模式进入5秒，且1分钟内只允许进入3次；
当一分钟内进入驻坡模式超过3次后，所述驻坡控制器退出驻坡模式，并通过显示设备进行警示信息的提示；
通过上述方法，采用轮速传感器采集车轮的速度来进行整车滑坡状态的识别，比通过电机转速来识别的方式更加直接和准确；通过手刹、制动踏板、档位、轮速的大小以及轮速变化率来判断整车滑坡状态，能够有效防止模式的错误判断；在整车处于驻坡模式下时，电机是处在一种堵转的工况下，限制了驻坡模式的持续时间和一定时间类的进入次数，能够有效防止电机堵转造成的电机过热；当单位时间内，驻坡超过一定次数后，通过显示装置显示警示信息，来达到提醒驾驶员拉起手刹，防止发送整车溜坡的危险。
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