CN112895913B - 电动汽车防溜坡的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电动汽车防溜坡的控制方法及系统,所述方法包括:溜坡状态判断步骤:挂挡后,实时计算当前车辆位移值,判断是否开启辅助驻坡功能,并计算溜坡力;驻坡策略处理步骤:将控制模式由转矩控制切换为速度控制模式,根据得到的溜坡力和当前车辆位移值进行前馈给定及退出处理,再切换PI调节器参数,将速度控制切换为角度控制,把电机角度固定在预设角度;退出驻坡状态步骤:判断是否退出驻坡,退出驻坡时,把控制模式由角度控制切换为转矩控制。本发明可以更准确、更方便的判断溜坡特征,可以减慢溜坡速度,使驾驶员有充足时间做出正确操作,可以缩短溜坡距离,可以减小逆变电路单相电流,避免驱动器损坏。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域,尤其涉及一种电动汽车防溜坡的控制方法及系统。
背景技术
为解决能源紧张问题和燃油汽车尾气污染,发展节能环保的新能源汽车已成为迫切需求,其中纯电动汽车占比最高。燃油车因发动机特性,点火后已有怠速,挂档松离合时能提供部分动力,经过一定操作可实现坡道上的安全起步。电动车为实现安全起步,一般有蠕行和坡道辅助两种解决方案。
其中蠕行特性为,挂挡后,无需踩油门,电动车以较低速前进或后退,提供动力防止溜坡,类似于燃油车的怠速特性。
其中坡道辅助特性为,检测到车辆溜坡时,电机驱动器控制模式由转矩模式切为速度模式,且目标速度固定为0,通过检测反馈速度,内部PI自动调节实现车辆静止。
通用的检测车辆是否溜坡方案为,根据当前档位方向,监测车辆实际方向与档位方向是否相反,若相反,且反向速度大于速度阈值,则判定处于溜坡状态。
蠕行时现象为,挂挡但不踩油门时车辆会依据档位前进或后退,某种程度此现象不符合驾驶员意图。燃油车怠速是因为发动机在低速时不能提供需要的驱动力矩,甚至无法正常工作,属于不得已而为之。但电动车在低速时亦能提供最大扭矩,蠕行功能正逐步被坡道辅助功能替代。
通过档位与车辆方向不一致判断溜坡,需要有合适的速度阈值,但即使再合适,也无法百分百避免低速缓慢溜坡时漏判断的问题,特别是车速零速左右来回波动时。即使正确判断,也可能已溜坡较长距离。实际采集到的车辆速度有一定波动,为避免速度阈值附近波动影响判断,会对速度进行滤波处理,造成判断滞后。
坡道辅助功能通常采用0速闭环控制,挂完档且判断溜坡后开始PI调节。因为挂挡且无油门时,力矩给定为0,故PI调节起点为0。正常控制的PI参数为保证各工况稳定,一般不会很强,故调节到使车辆静止需要一段时间;即使驻坡过程引入比较强的PI参数,也会造成车辆静止期间出现抖动现象。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供一种电动汽车防溜坡的控制方法及系统,以解决溜坡过程判断慢或失效,驻坡调节慢和持续驻坡可能损坏驱动器问题。
为了解决上述技术问题,本发明实施例提出了一种电动汽车防溜坡的控制方法,包括:
溜坡状态判断步骤:挂挡后,采集车辆移动方向和车辆移动实时速度,实时计算当前车辆位移值,当车辆移动权值方向与档位方向相反,或者车辆移动实时速度大于预设的速度阈值,且车辆累计位移大于预设的位置阈值时开启辅助驻坡功能,并计算溜坡力;
驻坡策略处理步骤:将控制模式由转矩控制切换为速度控制模式,通过速度环和电流环的实时调节,使最终速度为0,保持车辆静止;根据得到的溜坡力和当前车辆位移值进行前馈给定及退出处理,再切换PI调节器参数,将速度控制切换为角度控制,把电机角度固定在预设角度,使电流平分,降低各相堵转电流;
退出驻坡状态步骤:若预设驻坡时间到,直接退出驻坡,否者需满足档位切换、制动有效或油门力矩>驻坡力矩其中某一个条件后退出驻坡;退出驻坡时,把控制模式由角度控制切换为转矩控制。
进一步地,溜坡状态判断步骤中,根据采集的速度对时间的积分获取当前车辆位移值s:
其中,v为实时速度,t为时间,v(t)为t时刻的速度。
进一步地,溜坡状态判断步骤中根据下式计算溜坡力:
k为传动比,r为车轮半径,m为当前车辆质量,μ为滚动摩擦力系数,g为重力加速度。
进一步地,驻坡策略处理步骤中预设角度为符合档位方向,且为当前角度前的60°整数倍角。
进一步地,驻坡策略处理步骤中,前馈退出处理具体为:
实时监控反馈速度,速度第一次穿过0时,认为驻坡阶段1完成,此时开启前馈的线性退出策略,且速率固定,不可逆,直到完全退出。PI参数切换具体为,速度第一次穿过0时,生效PI参数开始向PI参数1过渡,第3次穿过速度0时,完全切为PI参数1,最终维持不变。
相应地,本发明实施例还提供了一种电动汽车防溜坡的控制系统,包括:
溜坡状态判断模块:挂挡后,采集车辆移动方向和车辆移动实时速度,实时计算当前车辆位移值,当车辆移动权值方向与档位方向相反,或者车辆移动实时速度大于预设的速度阈值,且车辆累计位移大于预设的位置阈值时开启辅助驻坡功能,并计算溜坡力;
驻坡策略处理模块:将控制模式由转矩控制切换为速度控制模式,通过速度环和电流环的实时调节,使最终速度为0,保持车辆静止;根据得到的溜坡力和当前车辆位移值进行前馈给定及退出处理,再切换PI调节器参数,将速度控制切换为角度控制,把电机角度固定在预设角度,使电流平分,降低各相堵转电流;
退出驻坡状态模块:若预设驻坡时间到,直接退出驻坡,否者需满足档位切换、制动有效或油门力矩>驻坡力矩其中某一个条件后退出驻坡;退出驻坡时,把控制模式由角度控制切换为转矩控制。
进一步地,溜坡状态判断模块中,根据速度对时间的积分获取当前车辆位移值s:
其中,v为实时速度,t为时间,v(t)为t时刻的速度。
进一步地,溜坡状态判断模块中根据下式计算溜坡力:
k为传动比,r为车轮半径,m为当前车辆质量,μ为滚动摩擦力系数,g为重力加速度。
进一步地,驻坡策略处理模块中预设角度为符合档位方向,且为当前角度前的60°整数倍角。
进一步地,驻坡策略处理模块中,前馈退出处理具体为:
实时监控反馈速度,速度第一次穿过0时,认为驻坡阶段1完成,此时开启前馈的线性退出策略,且速率固定,不可逆,直到完全退出。PI参数切换具体为,速度第一次穿过0时,生效PI参数开始向PI参数1过渡,第3次穿过速度0时,完全切为PI参数1,最终维持不变。
本发明的有益效果为:本发明引入车辆移动权值方向和车辆移动位移,可以更准确、更方便的判断溜坡特征;溜坡位移前馈的引入,可以减慢溜坡速度,使驾驶员有充足时间做出正确操作;也可以降低进入驻坡时的速度,减小驻坡速度调节范围,使驻坡更快完成;本发明通过计算溜坡力,引入溜坡力矩前馈,可以加快速度调节,使驻坡更快完成;在驻坡最后环节增加电机角度固定,可以减小逆变电路单相电流,避免驱动器损坏,此外可避免触发堵转保护,或造成逆变回路某相温度快速升高触发温度保护等,不因相关保护而提前退出驻坡。
附图说明
图1是本发明实施例的电动汽车防溜坡的控制方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的电动汽车的控制器基本控制框图。
图3是本发明实施例的控制模式切换的示意图。
图4是本发明实施例的溜坡状态判断步骤的流程示意图。
图5是本发明实施例的驻坡策略处理步骤的流程示意图。
图6是本发明实施例的前馈给定及退出处理的示意图。
图7是本发明实施例的PI调节器参数切换处理的示意图。
图8是本发明实施例的角度控制理论分析示意图。
图9是本发明实施例的退出驻坡状态步骤的流程示意图。
图10是本发明实施例的电动汽车防溜坡的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中若有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
请参照图1,本发明实施例的电动汽车防溜坡的控制方法分为溜坡状态判断步骤、驻坡策略处理步骤和退出驻坡状态步骤。
其中,驻坡策略处理步骤又包括前馈给定及退出处理、PI调节器参数切换处理和角度控制三个关键点。
溜坡状态判断步骤:挂挡后,采集车辆移动方向和车辆移动实时速度,实时计算当前车辆位移值,当车辆移动权值方向与档位方向相反,或者车辆移动实时速度大于预设的速度阈值,且车辆累计位移大于预设的位置阈值时开启辅助驻坡功能,并计算溜坡力。
驻坡策略处理步骤:将控制模式由转矩控制切换为速度控制模式,通过速度环和电流环的实时调节,使最终速度为0,保持车辆静止;根据得到的溜坡力和当前车辆位移值进行前馈给定及退出处理,再切换PI调节器参数,将速度控制切换为角度控制,把电机角度固定在预设角度,使电流平分,降低各相堵转电流。
退出驻坡状态步骤:若驻坡时间到,直接退出驻坡,否者需满足档位切换、制动有效或油门力矩>驻坡力矩其中某一个条件后退出驻坡;退出驻坡时,把控制模式由角度控制切换为转矩控制。
本发明实施例的电动汽车防溜坡的控制方法主要解决溜坡状态判断不准或时间长,驻坡过程响应慢导致溜坡距离长和驻坡过程大直流损坏驱动器问题。
图2所示,除去角度环部分,是本领域通用的电机驱动器控制框图,以下仅对本方法相关模块做简单说明,详细技术细节不延伸论述。电机驱动器主要包括速度环、电流环、脉宽调制和逆变输出。速度环PI调节器根据速度指令Spd_Ref和速度反馈Spd_Fdk调节出当前目标转矩,经过标定的map查表得到目标电流i_Ref。电流环调节器根据目标电流和霍尔采样得到的反馈电流i_Fdk调节,经过一系列转换后得到需要施加在电机UVW三相的电压,从而控制电机的速度和转矩。
图3所示是本方法实施过程中的控制模式切换流程,正常控制模式为转矩控制,进入驻坡时切为速度控制,驻坡前阶段完成后切为角度控制,最终退出时切为转矩控制。
图4所示为挂挡后进入驻坡策略前的溜坡状态判断步骤的流程,为方便判断和策略实施,整个阶段需持续获取车辆移动方向,计算车辆实时位移和计算加速度。
为了更快的判断出溜坡状态,对采集到的速度spd仅进行ms级别的小滤波处理。为了更准确的判断,实时提取当前速度方向dir,并累计记录,最终生效的车辆方向DIR以权值形式判断,如正方向占比60%以上则最终权值方向为前进,若反方向占比60%以上则最终权值方向为后退,否者最终权值方向为静止。最短累计统计100ms,以溜坡加速度2m/s2计算对应1cm,完全满足判断需求。
作为一种实施方式,挂挡后,根据速度对时间的积分可获取当前车辆实时位移s,正值代表车辆前进,负值代表车辆后退。具体公式如下:
v为实时速度,t为时间,v(t)为t时刻的速度。
溜坡时,根据对电机速度的微分,可获取当前实时加速度a溜t,进入驻坡时刻可计算有溜坡趋势平均加速度作为生效加速度a溜,n为有溜坡趋势的次数。
根据车辆实时位移情况,若满足溜坡特征,即位移方向与档位方向相反,则提前把位移s作为前馈直接作用于电流环,以减缓溜坡趋势,给驾驶员充分时间反应。
溜坡状态判断期间,若当前速度大于速度阈值,则判断实时位移是否已大于位置阈值,满足则进入驻坡策略处理;若当前速度不满足,则判断当前阶段权值方向与档位方向是否相反,相反继续判断位移条件,均满足则进入驻坡策略处理。简单而言,位置阈值为必要条件,速度阈值或方向条件满足其一即可,保证判断准确,避免极低速或间断溜坡情况的误判。本发明采用的速度维度,速度阈值判断条件适用于很明显的快速溜坡情形;移动权值方向,适用于缓慢溜坡甚至反复溜停情形;车辆位移维度,可以确保在预设距离内一定进入辅助驻坡处理。
图5简要的介绍了驻坡策略处理步骤的流程,在此期间持续判断是否满足退出条件,不满足才继续执行驻坡逻辑。驻坡逻辑的基本思路为目标为0的速度控制,通过速度环和电流环的实时调节,使最终速度为0,保持车辆静止。
设想进入驻坡时若直接施加一个合适的初始力矩T初,可大幅减小调节范围,缩短驻坡稳定时间,进而缩短溜坡距离。但计算准确初始力矩,需要知道很多变量,且部分变量无法准确获取,本方法提供了计算大致初始力矩的方案。
车辆溜坡时,力学公式如下,m为整车质量,g为重力加速度(已知值,可取9.8m/s2),i为坡道角度,μ为滚动摩擦力系数,a为当前车辆加速度。通用路面主要为沥青或水泥两种,故某种程度来说,摩擦力系数也为固定值,如可取μ=0.018。
溜坡时加速度a溜在进入驻坡前已获取,故根据力学公式可计算出当前坡道角度。
车辆驻坡时,力学公式如下,其中T为电机转矩,k为传动比(已知值),r为车轮半径(已知值)。
T*k/r-[mgsin(i)-μmgcos(i)]=ma;
当前车辆质量m=m车+m人+m物,裸车质量m车为已知值。一般电动桥车在1700kg左右,以4名65kg乘客加50kg货物计算,裸车质量占整车质量高达85%。为简化处理,可按大多数情况,直接假定m人为200kg,m物为30kg,针对有条件检测车内人数的也可根据实际情况估算。若汽车具有副驾驶乘客感应系统,部分车辆甚至具有后排乘客检测系统,基于此可以更准确的预估当前车辆重量。
驻坡时,车辆静止,故加速度为0,基于以上分析,本方法用于前馈的溜坡力可按以下公式估算。
进入驻坡策略前,符合溜坡特征时,位移s的前馈已生效。进入驻坡策略后的前馈策略为,以溜坡力T溜坡力为目标线性快速递增,叠加位移前馈后整体作用到电流环。优选地,加入坡度传感器,结合车辆重量,可以更好的找到初始前馈力矩和合适的PI参数。
进入驻坡策略后,为了更快的调节,引入速度环PI参数2(比PI参数1更强)。进入时刻PI参数2(该参数为本领域常识)生效,最后稳定驻坡时切回PI参数1(该参数为本领域常识)。本发明的两段速度环调节器参数的引入,可同时满足驻坡调节的快速性和正常行驶的稳定性需求。
驻坡前阶段完成前,前馈策略和PI参数的进入上面已经描述,退出和切换主要关注驻坡过程完成情况。作为一种实施方式,前馈退出具体为,实时监控反馈速度,速度第一次穿过0时,认为驻坡阶段1完成,此时开启前馈的线性退出策略,且速率固定,不可逆,直到完全退出。PI参数切换具体为,速度第一次穿过0时,生效PI参数开始向PI参数1过渡,第3次穿过速度0时,完全切为PI参数1,最终维持不变。直观的,可参考图6和图7。
驻坡前阶段完成的判据为实时反馈速度低于速度阈值2,且持续时间长于500ms。驻坡前阶段完成后,车辆保持静止,此时三相电流几乎为直流,为尽可能减小持续驻坡时各相电流,需从转速控制切为角度控制,具体流程如下。
三相电流公式可简单表示如下,其中IU/IV/IW分别代表U/V/W三相电流,A代表电流幅值,θ代表相位角。
IU=A*sin(θ);
IV=A*sin(θ+120°);
IW=A*sin(θ-120°);
根据电机热积累理论可知,热与电流的平方成正比关系,带入上面三相电流公式可知,某一时刻的产生的热J热仅与当前电流幅值相关,与角度无关。
持续驻坡阶段需关心稳定后各相的电流大小,和驻坡过程整体的发热情况。而在汽车质量与道路坡度不变时,驻坡需要电机输出的力矩是固定的,即输出电流大小是固定的,故整个过程电机的发热量从某种程度来说是固定的,详细可见图8中“总热量”曲线。
相位角从0~360°变化对应三相电流大小关系可参考图8中“U/V/W”曲线,可直观的看出在0°、60°、120°、180°、240°和300°时三相电流值是最小的。
如0°时,为本方法选取的一个最小值角度,对应三相电流分别为
而30°时,W相电流为最大,三相电流分别为
以上分析得知,驻坡过程完成后,可以由通用的0速控制切为角度控制,既满足驻坡要求,又能控制三相电流为极小值,最大可能保护驱动器。
预设角度可根据驻坡前阶段完成时刻电机角度和当前档位方向合理选取。作为一种实施方式,预设角度为符合档位方向,在当前角度前的60°整数倍角。
假设车辆前进时,电机角度增大。前进档驻坡时,若完成角度为22°,则预设角度为60°;后退档时,若完成角度为22°,则预设角度为0°。
控制方案见图2角度环,根据预设角度θ_Ref和当前反馈角度θ_Fdk进行PI调节,或门由速度环切到角度环,最终通过电流环等实现角度控制,理想情况,最大可减小某相电流达13.4%。
图9所示为退出驻坡状态步骤的流程,在整个驻坡策略期间有效。若预设驻坡时间到(一般为5s),直接退出驻坡。否者需满足档位切换、制动有效或油门力矩>驻坡力矩其中某一个条件后退出驻坡。
请参照图10,本发明实施例的电动汽车防溜坡的控制系统包括溜坡状态判断模块、驻坡策略处理模块及退出驻坡状态模块。
溜坡状态判断模块:挂挡后,采集车辆移动方向和车辆移动实时速度,实时计算当前车辆位移值,当车辆移动权值方向与档位方向相反,或者车辆移动实时速度大于预设的速度阈值,且车辆累计位移大于预设的位置阈值时开启辅助驻坡功能,并计算溜坡力。
驻坡策略处理模块:将控制模式由转矩控制切换为速度控制模式,通过速度环和电流环的实时调节,使最终速度为0,保持车辆静止;根据得到的溜坡力和当前车辆位移值进行前馈给定及退出处理,再切换PI调节器参数,将速度控制切换为角度控制,把电机角度固定在预设角度,使电流平分,降低各相堵转电流。根据计算的车辆位移值,满足溜坡特征时,即开始以当前实时位移值为前馈因素提前介入控制器调节。所述溜坡特征,表征的是车辆位移方向与档位方向相反的一种现象。
驻坡策略处理模块切换控制模式为速度模式,目标速度固定给0,此作为基本调节。进入驻坡时可,根据之前计算的溜坡力矩、溜坡位移一起作为前馈因素介入控制器调节。进入时,速度环PI调节器参数快速切为第二组参数(PI参数2)。进入后,反馈速度首次穿过0时,开始逐步退出前馈作用;整个过程根据反馈速度波动次数,逐步由第二组参数向第一组参数(PI参数1)过渡。前馈退出过程不可逆,速率固定。PI调节器参数切换根据速度波动自动完成,波动次数大于3次后彻底采用第一组参数。例如,第一组参数为(15,0.6),第二组参数(60,0.8)。
退出驻坡状态模块:若预设驻坡时间到,直接退出驻坡,否者需满足档位切换、制动有效或油门力矩>驻坡力矩其中某一个条件后退出驻坡;退出驻坡时,把控制模式由角度控制切换为转矩控制。即若满足以下条件,逐步退出驻坡,具体为,档位切换,或刹车有效,或油门给定大于当前驻坡时调节器输出。
车辆移动权值方向,表征当前阶段的移动方向,而不是实时方向。不再对采集到的车辆速度进行滤波处理,提取当前实时方向,以权值形式纳入统计,根据一个阶段的统计数据决定最终权值方向(前进、后退或静止)。
作为一种实施方式,溜坡状态判断模块中,根据速度对时间的积分获取当前车辆位移值s:
其中,v为实时速度,t为时间,v(t)为t时刻的速度。
车辆位移,表征的是挂挡之后整车的实际移动情况。前进挡或后退档有效时刻开始周期性采集车辆位置(电机编码器值),通过对时间的积分获取当前车辆位移值。
作为一种实施方式,溜坡状态判断模块中根据下式计算溜坡力:
作为一种实施方式,驻坡策略处理模块中预设角度为符合档位方向,且为当前角度前的60°整数倍角。
作为一种实施方式,驻坡策略处理模块中,前馈退出处理具体为:
实时监控反馈速度,速度第一次穿过0时,认为驻坡阶段1完成,此时开启前馈的线性退出策略,且速率固定,不可逆,直到完全退出。PI参数切换具体为,速度第一次穿过0时,生效PI参数开始向PI参数1过渡,第3次穿过速度0时,完全切为PI参数1,最终维持不变。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (6)
1.一种电动汽车防溜坡的控制方法,其特征在于,包括:
溜坡状态判断步骤:挂挡后,采集车辆移动方向和车辆移动实时速度,实时计算当前车辆位移值,当车辆移动权值方向与档位方向相反,或者车辆移动实时速度大于预设的速度阈值,且车辆累计位移大于预设的位置阈值时开启辅助驻坡功能,并计算溜坡力;
驻坡策略处理步骤:将控制模式由转矩控制切换为速度控制模式,通过速度环和电流环的实时调节,使最终速度为0,保持车辆静止;根据得到的溜坡力和当前车辆位移值进行前馈给定及退出处理,再切换PI调节器参数,将速度控制切换为角度控制,把电机角度固定在预设角度,使电流平分,降低各相堵转电流;
退出驻坡状态步骤:若预设驻坡时间到,直接退出驻坡,否者需满足档位切换、制动有效或油门力矩>驻坡力矩其中某一个条件后退出驻坡;退出驻坡时,把控制模式由角度控制切换为转矩控制;
溜坡状态判断步骤中,根据采集的速度对时间的积分获取当前车辆位移值s:
其中,v为实时速度,t为时间,v(t)为t时刻的速度;
溜坡状态判断步骤中根据下式计算溜坡力:
k为传动比,r为车轮半径,m为当前车辆质量,μ为滚动摩擦力系数,g为重力加速度。
2.如权利要求1所述的电动汽车防溜坡的控制方法,其特征在于,驻坡策略处理步骤中预设角度为符合档位方向,且为当前角度前的60°整数倍角。
3.如权利要求2所述的电动汽车防溜坡的控制方法,其特征在于,驻坡策略处理步骤中,前馈退出处理具体为:
实时监控反馈速度,速度第一次穿过0时,认为驻坡阶段1完成,此时开启前馈的线性退出策略,且速率固定,不可逆,直到完全退出;PI参数切换具体为,速度第一次穿过0时,生效PI参数开始向PI参数1过渡,第3次穿过速度0时,完全切为PI参数1,最终维持不变。
4.一种电动汽车防溜坡的控制系统,其特征在于,包括:
溜坡状态判断模块:挂挡后,采集车辆移动方向和车辆移动实时速度,实时计算当前车辆位移值,当车辆移动权值方向与档位方向相反,或者车辆移动实时速度大于预设的速度阈值,且车辆累计位移大于预设的位置阈值时开启辅助驻坡功能,并计算溜坡力;
驻坡策略处理模块:将控制模式由转矩控制切换为速度控制模式,通过速度环和电流环的实时调节,使最终速度为0,保持车辆静止;根据得到的溜坡力和当前车辆位移值进行前馈给定及退出处理,再切换PI调节器参数,将速度控制切换为角度控制,把电机角度固定在预设角度,使电流平分,降低各相堵转电流;
退出驻坡状态模块:若预设驻坡时间到,直接退出驻坡,否者需满足档位切换、制动有效或油门力矩>驻坡力矩其中某一个条件后退出驻坡;退出驻坡时,把控制模式由角度控制切换为转矩控制;
溜坡状态判断模块中,根据速度对时间的积分获取当前车辆位移值s:
其中,v为实时速度,t为时间,v(t)为t时刻的速度;
溜坡状态判断模块中根据下式计算溜坡力:
k为传动比,r为车轮半径,m为当前车辆质量,μ为滚动摩擦力系数,g为重力加速度。
5.如权利要求4所述的电动汽车防溜坡的控制系统,其特征在于,驻坡策略处理模块中预设角度为符合档位方向,且为当前角度前的60°整数倍角。
6.如权利要求5所述的电动汽车防溜坡的控制系统,其特征在于,驻坡策略处理模块中,前馈退出处理具体为:
实时监控反馈速度,速度第一次穿过0时,认为驻坡阶段1完成,此时开启前馈的线性退出策略,且速率固定,不可逆,直到完全退出;PI参数切换具体为,速度第一次穿过0时,生效PI参数开始向PI参数1过渡,第3次穿过速度0时,完全切为PI参数1,最终维持不变。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN107627903A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-26 | 深圳市正弦电气股份有限公司 | 电动汽车的防溜坡控制方法、装置、系统和存储介质 |
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