CN115246322A - 一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法，其包括步骤：步骤S10，实时监测纯电动车辆当前是否处于溜坡工况；步骤S11，在车辆处于溜坡工况时，识别其是否处于极端工况；步骤S12，在车辆处于极端工况时，识别当前车辆是否具备防溜坡的意图；步骤S13，在识别到当前车辆具备防溜坡的意图时，启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的允许发电功率；步骤S14，在监测到预定的关闭条件成立后，关闭所述高压动力电池的加热系统。本发明还公开了相应的系统。实施本发明的实施例，可以提高纯电动车辆的安全性。

Description

一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法及系统
技术领域
本发明涉及纯电动车辆的技术领域，特别是涉及一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法及系统。
背景技术
在纯电动车的行驶过程中，防止车辆溜坡的控制方法常采用基于驱动电机的0转速闭环控制，可以使电机转速工作在0转速状态实现驻坡，在电机转速达到稳定的0转速前，也就是闭环调节达到稳态前，驱动电机往往工作在发电模式下。但是，如果高压动力电池处于极低温度或者极高SOC的极端工况下，电池的充电能力弱，在驱动电机做转速的闭环控制时，输出扭矩会被限制到很低水平，导致防溜坡功能失效，车辆出现溜坡。
而对于没有防溜坡功能的纯电车型或者在防溜坡功能失效后，车辆开始朝着与档位方向相反的方向溜坡，此时如果驾驶员希望通过踩油门踏板来阻止车辆进一步溜坡，同样，因为驱动电机工作在发电机模式，而此时驱动电机允许的发电功率小，而无法输出足够的驱动扭矩来阻止和扭转溜坡，此时会给驾驶员带来较强的恐慌感。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，本发明提供一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法及系统，可以在车辆处于极端工况下进行溜坡控制，提高了纯电动车辆的安全性。
为解决上述技术问题，作为本发明的一方面，本发明提供一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法，其包括如下步骤：
步骤S10，实时监测纯电动车辆当前是否处于溜坡工况；
步骤S11，在车辆处于溜坡工况时，识别其是否处于极端工况；
步骤S12，在车辆处于极端工况时，识别当前车辆是否具备防溜坡的意图；
步骤S13，在识别到当前车辆具备防溜坡的意图时，启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的允许发电功率；
步骤S14，在监测到预定的关闭条件成立后，关闭所述高压动力电池的加热系统。
其中，所述步骤S10进一步包括：
获得当前驱动电机转速的方向和当前实际档位；
在当前实际档位为D档时，如果电机转速小于一预定的负值时，则识别为车辆正处于溜坡工况中；
在当前实际档位为R档时，如果电机转速大于一预定的正值时，则识别为车辆正处于溜坡工况中。
其中，所述步骤S11进一步包括：
计算高压动力电池的允许充电功率能力、DC-DC的消耗功率、HVH消耗功率和高压空调系统的消耗功率之和，作为允许驱动电机的发电功率；
在所述允许驱动电机的发电功率小于第一功率预定值时，则认为车辆处于极端工况下；进入极端工况后，直到允许驱动电机的发电功率大于第二功率预定值，则退出极端工况。
其中，所述步骤S12进一步包括：
判断当前车辆是否开启采用驱动电机的零转速控制实现驻坡功能；或者判断当前需求扭矩大小是否大于一预设值；
在以上两个判断条件其中之一满足时，判定当前车辆具备防溜坡的意图。
其中，所述步骤S14进一步包括：
当监测到下述任一条件时，确定监测关闭条件成立，并关闭所述高压动力电池的加热系统：
高压动力电池的温度高于预定的温度阈值；
高压动力电池的加热系统开启辅助溜坡控制时间已经持续超过预定的时间阈值。
相应地，本发明的另一方面，还提供一种纯电动车辆极端工况溜坡控制系统，其包括：
溜坡监测单元，用于实时监测纯电动车辆当前是否处于溜坡工况；
极端工况识别单元，用于在车辆处于溜坡工况时，识别其是否处于极端工况；
防溜坡意图识别单元，用于在车辆处于极端工况时，识别当前车辆是否具备防溜坡的意图；
溜坡控制处理单元，用于在识别到当前车辆具备防溜坡的意图时，启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的允许发电功率；
溜坡控制结束单元，用于在监测到预定的关闭条件成立后，关闭所述高压动力电池的加热系统。
其中，所述溜坡监测单元进一步包括：
转速及档位信息获得单元，用于获得当前驱动电机转速的方向和当前实际档位；
溜坡工况确定单元，用于在当前实际档位为D档时，如果电机转速小于一预定的负值，则识别为车辆正处于溜坡工况中；或者在当前实际档位为R档时，如果电机转速大于一预定的正值，则识别为车辆正处于溜坡工况中。
其中，所述极端工况识别单元进一步包括：
允许发电功率计算单元，用于计算高压动力电池的允许充电功率能力、DC-DC的消耗功率、HVH消耗功率和高压空调系统的消耗功率之和，作为允许驱动电机的发电功率；
比较判断单元，用于在所述允许驱动电机的发电功率小于第一功率预定值时，则认为车辆处于极端工况下；进入极端工况后，直到允许驱动电机的发电功率大于第二功率预定值，则退出极端工况。
其中，所述防溜坡意图识别单元进一步包括：
判断单元，用于判断当前车辆是否开启采用驱动电机的零转速控制实现驻坡功能，或者判断当前需求扭矩大小是否大于一预设值；
分析识别单元，用于在所述判断单元中至少一个判断条件满足时，判定当前车辆具备防溜坡的意图。
其中，在所述溜坡控制结束单元中，当监测到下述任一条件时，确定监测关闭条件成立，并关闭所述高压动力电池的加热系统：
高压动力电池的温度高于预定的温度阈值；
高压动力电池的加热系统开启辅助溜坡控制时间已经持续超过预定的时间阈值。
实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法及方法，其适用于搭载了高压加热器的纯电车型，当检测到动力电池处于极端情况下，在车辆开始溜坡后，可以通过启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的发电功率，能够防止驻坡功能和溜坡后的驱动功能失效，从而提高车辆的安全性。
本发明可以通过纯软件来实现，不需要新增任何的硬件，不会改变整车的成本和车辆的系统结构，易于实现，且成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明提供的一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法的一个实施例的主流程示意图；
图2为图1涉及的溜坡工况识别的工作原理逻辑示意图；
图3为图1中涉及的极端工况识别的工作原理逻辑示意图；
图4为图1中涉及的防溜坡意图识别功能的工作原理逻辑示意图；
图5为本发明提供的一种纯电动车辆极端工况溜坡控制系统的一个实施例的结构示意图；
图6为图5中溜坡监测单元的结构示意图；
图7为图5中极端工况识别单元的结构示意图；
图8为图5中防溜坡意图识别单元的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，示出了本发明提供的一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法的一个实施例的主流程示意图。一并结合图2到图4所示，在本实施例中，所述纯电动车辆极端工况溜坡控制方法包括如下步骤：
步骤S10，实时监测纯电动车辆当前是否处于溜坡工况；
在一个例子中，一并结合图2中示出了工作原理逻辑图，所述步骤S10进一步包括：
获得当前驱动电机转速的方向和当前实际档位；
在当前实际档位为D档时，如果电机转速处于一预定的负值范围内，则识别为车辆正处于溜坡工况中；具体地，如果电机转速小于一定的负值N1，则识别为车辆正在溜坡，直至电机的转速再次大于一定的负值N2，则识别为溜坡工况结束，其中N1小于N2；
在当前实际档位为R档时，如果电机转速处于一预定的正值范围内，则识别为车辆正处于溜坡工况中；具体地，如果电机转速大于一定的正值N3，则识别为车辆正在溜坡，直至电机的转速再次小于一定的正值N4，则识别为溜坡工况结束，其中N3大于N4。
步骤S11，在车辆处于溜坡工况时，识别其是否处于极端工况；
在一个具体的例子，一并结合图3中示出了工作原理逻辑图，所述步骤S11进一步包括：
计算高压动力电池的允许充电功率能力、DC-DC的消耗功率、HVH消耗功率和高压空调系统的消耗功率之和，作为允许驱动电机的发电功率；可以理解的是，在实际应用中，考虑到驱动电机的控制精度，在理论允许的发电动率上，可以预留一部分功率得到实际的允许驱动电机的发电功率；
在所述允许驱动电机的发电功率小于第一功率预定值P1时，则认为车辆处于极端工况下；进入极端工况后，直到允许驱动电机的发电功率大于第二功率预定值P2，则退出极端工况。
步骤S12，在车辆处于极端工况时，识别当前车辆是否具备防溜坡的意图；
其中，所述步骤S12进一步包括：
判断当前车辆是否具备采用驱动电机的零转速控制实现驻坡功能；
根据判断结果，并结合整车的当前需求大小来确定当前车辆是否具备防溜坡的意图。
具体地，一并结合图4中示出了工作原理逻辑图，在一个例子中：
如果判断结果为具备，判断驻坡功能是否开启，以及确定整车的当前需求大小；当驻坡功能已开启，或者整车的需求扭矩大于第一扭矩预定值T1，则识别为当前车辆具备防溜坡的意图；当驻坡功能关闭，且整车的需求扭矩小于第二扭矩预定值T2时，则识别为当前车辆不具备防溜坡的意图；
如果判断结果为不具备，在整车当前需求扭矩大于第一扭矩预定值T1时，则识别为当前车辆具备防溜坡的意图；直到整车需求扭矩小于第二扭矩预定值T2时，则识别为当前车辆不具备防溜坡的意图。
步骤S13，在识别到当前车辆具备防溜坡的意图时，启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的允许发电功率；其中，此处的高压动力电池的加热系统可以为高压电加热器(High Voltage Heater,HVH)；在实际应用场景中，当需要开启该系统时，需要结合当前液冷电池温控系统的温控模式，协调控制加热系统的各部件工作在合理的状态下；
步骤S14，在监测到预定的关闭条件成立后，关闭所述高压动力电池的加热系统。
其中，所述步骤S14进一步包括：
当监测到下述任一条件时，确定监测关闭条件成立，并关闭所述高压动力电池的加热系统：
高压动力电池的温度高于预定的温度阈值Temp1
高压动力电池的加热系统开启辅助溜坡控制时间已经持续超过预定的时间阈值t1。
本发明适用于搭载了高压加热器的纯电车型，当检测到动力电池处于极端情况下，在车辆开始溜坡后，可以通过启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的发电功率，能够防止驻坡功能和溜坡后的驱动功能失效，从而提高车辆的安全性。
本发明可以通过纯软件来实现，不需要新增任何的硬件，不会改变整车的成本和车辆的系统结构，易于实现，且成本低。
如图4所示，示出了本发明提供的一种纯电动车辆极端工况溜坡控制系统的一个实施例的结构示意图。一并结合图5至图7所示，在本实施例中，所述纯电动车辆极端工况溜坡控制系统包括：
溜坡监测单元10，用于实时监测纯电动车辆当前是否处于溜坡工况；
极端工况识别单元11，用于在车辆处于溜坡工况时，识别其是否处于极端工况；
防溜坡意图识别单元12，用于在车辆处于极端工况时，识别当前车辆是否具备防溜坡的意图；
溜坡控制处理单元13，用于在识别到当前车辆具备防溜坡的意图时，启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的允许发电功率；
溜坡控制结束单元4，用于在监测到预定的关闭条件成立后，关闭所述高压动力电池的加热系统。
具体地，如图5所示，所述溜坡监测单元10进一步包括：
转速及档位信息获得单元100，用于获得当前驱动电机转速的方向和当前实际档位；
溜坡工况确定单元101，用于在当前实际档位为D档时，如果电机转速小于一预定的负值，则识别为车辆正处于溜坡工况中；或者在当前实际档位为R档时，如果电机转速大于一预定的正值，则识别为车辆正处于溜坡工况中。
如图6所示，所述极端工况识别单元11进一步包括：
允许发电功率计算单元110，用于计算高压动力电池的允许充电功率能力、DC-DC的消耗功率、HVH消耗功率和高压空调系统的消耗功率之和，作为允许驱动电机的发电功率；
比较判断单元111，用于在所述允许驱动电机的发电功率小于第一功率预定值P1时，则认为车辆处于极端工况下；进入极端工况后，直到允许驱动电机的发电功率大于第二功率预定值P2，则退出极端工况。
如图7所示，所述防溜坡意图识别单元12进一步包括：
判断单元120，用于判断当前车辆是否开启采用驱动电机的零转速控制实现驻坡功能，或者判断当前需求扭矩大小是否大于一预设值；
分析识别单元121，用于在所述判断单元中至少一个判断条件满足时，判定当前车辆是具备防溜坡的意图。
具体地，在一个例子中，所述分析识别单元121采用下述的方式进行确定当前车辆是否具备防溜坡的意图：
在具备采用驱动电机的零转速控制实现驻坡功能的车辆中，当判断单元120的判断结果为驻坡功能是否开启驻坡功能已开启，或者整车的需求扭矩大于第一扭矩预定值T1，则识别为当前车辆具备防溜坡的意图；当驻坡功能关闭，且整车的需求扭矩小于第二扭矩预定值T2时，则识别为当前车辆不具备防溜坡的意图；
在在具备采用驱动电机的零转速控制实现驻坡功能的车辆中，当判断单元120的判断结果为整车当前需求扭矩大于第一扭矩预定值T1时，则识别为当前车辆具备防溜坡的意图；直到整车需求扭矩小于第二扭矩预定值T2时，则识别为当前车辆不具备防溜坡的意图。
在一个具体的例子中，在所述溜坡控制结束单元14中，当监测到下述任一条件时，确定监测关闭条件成立，并关闭所述高压动力电池的加热系统：
高压动力电池的温度高于预定的温度阈值Temp1
高压动力电池的加热系统开启辅助溜坡控制时间已经持续超过预定的时间阈值t1。
更多的细节，可以参考前述对图1至图4的描述，在此不进行赘述。
实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
本发明适用于搭载了高压加热器的纯电车型，当检测到动力电池处于极端情况下，在车辆开始溜坡后，可以通过启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的发电功率，能够防止驻坡功能和溜坡后的驱动功能失效，从而提高车辆的安全性。
本发明可以通过纯软件来实现，不需要新增任何的硬件，不会改变整车的成本和车辆的系统结构，易于实现，且成本低。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种纯电动车辆极端工况溜坡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10，实时监测纯电动车辆当前是否处于溜坡工况；
步骤S11，在车辆处于溜坡工况时，识别其是否处于极端工况；
步骤S12，在车辆处于极端工况时，识别当前车辆是否具备防溜坡的意图；
步骤S13，在识别到当前车辆具备防溜坡的意图时，启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的允许发电功率；
步骤S14，在监测到预定的关闭条件成立后，关闭所述高压动力电池的加热系统。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S10进一步包括：
获得当前驱动电机转速的方向和当前实际档位；
在当前实际档位为D档时，如果电机转速小于一预定的负值时，则识别为车辆正处于溜坡工况中；
在当前实际档位为R档时，如果电机转速大于一预定的正值时，则识别为车辆正处于溜坡工况中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S11进一步包括：
计算高压动力电池的允许充电功率能力、DC-DC的消耗功率、HVH消耗功率和高压空调系统的消耗功率之和，作为允许驱动电机的发电功率；
在所述允许驱动电机的发电功率小于第一功率预定值时，则认为车辆处于极端工况下；进入极端工况后，直到允许驱动电机的发电功率大于第二功率预定值，则退出极端工况。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：
判断当前车辆是否开启采用驱动电机的零转速控制实现驻坡功能；或者判断当前需求扭矩大小是否大于一预设值；
在以上两个判断条件其中之一满足时，判定当前车辆具备防溜坡的意图。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S14进一步包括：
当监测到下述任一条件时，确定监测关闭条件成立，并关闭所述高压动力电池的加热系统：
高压动力电池的温度高于预定的温度阈值；
高压动力电池的加热系统开启辅助溜坡控制时间已经持续超过预定的时间阈值。
6.一种纯电动车辆极端工况溜坡控制系统，其特征在于，包括：
溜坡监测单元，用于实时监测纯电动车辆当前是否处于溜坡工况；
极端工况识别单元，用于在车辆处于溜坡工况时，识别其是否处于极端工况；
防溜坡意图识别单元，用于在车辆处于极端工况时，识别当前车辆是否具备防溜坡的意图；
溜坡控制处理单元，用于在识别到当前车辆具备防溜坡的意图时，启动高压动力电池的加热系统，以提升驱动电机的允许发电功率；
溜坡控制结束单元，用于在监测到预定的关闭条件成立后，关闭所述高压动力电池的加热系统。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述溜坡监测单元进一步包括：
转速及档位信息获得单元，用于获得当前驱动电机转速的方向和当前实际档位；
溜坡工况确定单元，用于在当前实际档位为D档时，如果电机转速小于一预定的负值，则识别为车辆正处于溜坡工况中；或者在当前实际档位为R档时，如果电机转速大于一预定的正值，则识别为车辆正处于溜坡工况中。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述极端工况识别单元进一步包括：
允许发电功率计算单元，用于计算高压动力电池的允许充电功率能力、DC-DC的消耗功率、HVH消耗功率和高压空调系统的消耗功率之和，作为允许驱动电机的发电功率；
比较判断单元，用于在所述允许驱动电机的发电功率小于第一功率预定值时，则认为车辆处于极端工况下；进入极端工况后，直到允许驱动电机的发电功率大于第二功率预定值，则退出极端工况。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述防溜坡意图识别单元进一步包括：
判断单元，用于判断当前车辆是否开启采用驱动电机的零转速控制实现驻坡功能，或者判断当前需求扭矩大小是否大于一预设值；
分析识别单元，用于在所述判断单元中至少一个判断条件满足时，判定当前车辆具备防溜坡的意图。
10.如权利要求6至9任一项所述的系统，其特征在于，在所述溜坡控制结束单元中，当监测到下述任一条件时，确定监测关闭条件成立，并关闭所述高压动力电池的加热系统：
高压动力电池的温度高于预定的温度阈值；
高压动力电池的加热系统开启辅助溜坡控制时间已经持续超过预定的时间阈值。
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