实现电动汽车驻坡控制的方法及其装置与流程

专利2022-06-29  107


本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及电动汽车领域,具体是指一种实现电动汽车驻坡控制的方法及其装置。



背景技术:

传统燃油汽车的驻坡通常通过手刹装置来实现,而电动汽车(包括纯电动汽车和混合动力汽车)其驻坡实现方式主要有三种:

(1)与传统燃油汽车相同,采用手刹装置实现驻坡;

(2)采用电液制动装置,代替手刹装置实现驻坡;

(3)利用驱动电机实现驻坡;

方式(3)通常是对方式(1)、(2)的一种冗余实现方式,在车辆的手刹装置或电液制动装置失效时,

以激活该方式进行驻坡,防止在意外情况下车辆溜坡而导致人员伤亡及经济损失。

利用驱动电机实现驻坡,常用的技术是通过整车控制器判断车辆是否处于溜坡状态,根据溜坡程度在整车控制器内部实现转速闭环或者转矩闭环算法,实时调整发送给电机控制器的目标转速或目标转矩,电机控制器控制驱动电机,执行该目标转速或目标转矩,以达到驻坡状态,且一旦进入驻坡状态后就一直保持该状态。

由于转速闭环或转矩闭环算法在整车控制器内部实现,其和电机控制器的数据交互需通过通信总线,所以在整个驻坡调节的过程中,整车控制器先通过通信总线从电机控制器处获取电机转速或转矩,再在其内部实现转速闭环或转矩闭环算法,并将每次计算得到的目标转速或目标转矩发送给电机控制器,电机控制器再控制驱动电机,执行该目标转速或目标转矩,然后电机控制器再将电机转速或转矩通过通信总线反馈给整车控制器,该过程中,由于数据的传输周期及传输延时的影响,导致整车控制器的转速闭环或转矩闭环算法不能快速调节,从而车辆易出现溜坡距离过长或抖动,存在一定安全风险。

另一方面,采用驱动电机实现驻坡只是一种短期辅助方式,以防止在第一驻坡装置失效时,或者驾驶员由于疏忽而未激活第一驻坡装置的情况下,该方式激活,提供冗余驻坡功能,并且该方式需在车辆点火状态下才能工作。所以车辆进入驱动电机驻坡状态后,若驾驶员长时间未激活第一驻坡装置,特别是在车辆载荷较重及驻坡坡度较大情况下,电机控制器及驱动电机可能因为温升过高而存在发生过温故障损坏器件的风险。同时,在驱动电机驻坡状态下,车辆已进入驻坡状态,但若驾驶员未激活第一驻坡装置,直接将点火钥匙熄火,车辆会迅速溜坡而导致危险。

再者,在车辆已处于溜坡状态中,且溜坡速度过大,此时若通过驱动电机强行进入驻坡控制,因转速闭环或转矩闭环算法的特点,可能导致驱动电机输出扭矩过大,存在车辆出现猛烈冲击甚至失控的风险。



技术实现要素:

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点,提供了一种满足、操作简便、适用范围较为广泛的实现电动汽车驻坡控制的方法及其装置。

为了实现上述目的,本发明的实现电动汽车驻坡控制的方法及其装置如下:

该实现电动汽车驻坡控制的方法,其主要特点是,所述的方法包括以下步骤:

(1)采集电动汽车状态信号和驱动电机状态信号;

(2)判断电动汽车是否处于溜坡状态,如果否,退出步骤;如果是,则判断电动汽车处于前进挡溜坡或倒车档溜坡;

(3)在前进挡溜坡或倒车档溜坡的情况下,判断驱动电机转速是否大于等于一定阈值,如果是,则继续步骤(4);否则,继续步骤(5);

(4)电动汽车进入非驻坡控制辅助制动控制,继续步骤(6);

(5)电动汽车进入驻坡控制,继续步骤(6);

(6)电动汽车驻坡装置将计算得到的控制指令通过通信总线发送给电机控制器。

较佳地,所述的步骤(2)中判断电动汽车处于前进挡溜坡或倒车档溜坡的步骤,具体包括以下步骤:

(2.1)判断是否满足电动汽车档位信号为前进档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动电机转向信号为反转,且驱动电机转速信号大于一定阈值,如果是,则电动汽车处于前进挡溜坡,继续步骤(3);否则,继续步骤(2.2);

(2.2)判断是否满足电动汽车档位信号为倒车档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动电机转向信号为正转,且驱动电机转速信号大于一定阈值,如果是,则电动汽车处于倒车档溜坡,继续步骤(3);否则,退出步骤。

较佳地,所述的步骤(4)具体包括以下步骤:

(4.1)电动汽车驻坡装置根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算出目标扭矩,并通过通信总线将所述的目标扭矩发送至电机控制器;

(4.2)电机控制器控制驱动电机,执行该目标扭矩。

较佳地,所述的步骤(5)具体包括以下步骤:

(5.1)电动汽车驻坡装置将驻坡指令发送至电机控制器;

(5.2)电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,直至电动汽车达到驻坡状态;

(5.3)电机控制器将驻坡状态信息发送给电动汽车驻坡装置。

较佳地,所述的步骤(1)中电动汽车状态信号包括加速踏板信号、刹车踏板信号、档位信号、手刹信号、点火钥匙信号。

较佳地,驱动电机状态信号包括驱动电机故障信号、驱动电机转向信号、驱动电机转速信号和驱动电机转矩信号。

该用于实现上述方法的电动汽车驻坡控制装置,其主要特点是,所述的装置包括电动汽车驻坡装置、电机控制器、驱动电机和电动汽车,所述的电动汽车驻坡装置和电机控制器通过通信总线相连接;所述的电机控制器和驱动电机通过高低压线束电气相连接;所述的驱动电机和电动汽车通过传动装置机械连接,用于将驱动电机的输出扭矩传递至电动汽车的车轮上,驱动电动汽车行驶;所述的电动汽车驻坡装置与电动汽车通过低压线束电气连接,用于采集电动汽车的电动汽车状态信号。

较佳地,所述的电动汽车驻坡装置包括:

电动汽车状态及驱动电机状态采集模块,用于采集电动汽车状态信号和驱动电机状态信号;

溜坡状态判断模块,与所述的电动汽车状态及驱动电机状态采集模块相连接,用于根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,判断电动汽车处于前进档溜坡状态或倒车档溜坡状态;

驻坡控制模块,与所述的溜坡状态判断模块相连接,用于根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,实时调整发送给电机控制器的驻坡控制指令,使电动汽车处于驻坡状态,并循环间隔抖动,提醒驾驶员及时激活其它驻坡装置;

非驻坡辅助制动控制模块,与所述的驻坡控制模块相连接,用于根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算发送给电机控制器的目标扭矩,使电动汽车在溜坡过程中因辅助制动扭矩的存在而避免快速溜坡;

控制指令输出模块,与所述的非驻坡辅助制动控制模块相连接,用于将驻坡指令、取消驻坡指令和电机控制器目标扭矩指令发送至电机控制器。

采用了本发明的实现电动汽车驻坡控制的方法及其装置,根据采集的电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,判断电动汽车溜坡状态,并根据电动汽车溜坡状态和驱动电机转速信号,进行电动汽车驻坡控制及非驻坡辅助制动控制。由于在驻坡控制过程中,电动汽车所需的驻坡扭矩是电机控制器自行实时计算,不需要电动汽车驻坡装置根据转速闭环或转矩闭环算法来计算,并通过通信总线发送给电机控制器,因而能避免因为数据传输周期与传输延时的影响而导致的溜坡距离过长与抖动。

附图说明

图1为本发明的实现电动汽车驻坡控制的方法的流程图。

图2为本发明的电动汽车驻坡控制装置的结构图。

图3为本发明的电动汽车驻坡控制装置的电动汽车驻坡装置的模块示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容,下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明的该实现电动汽车驻坡控制的方法,其中包括以下步骤:

(1)采集电动汽车状态信号和驱动电机状态信号;

(2)判断电动汽车是否处于溜坡状态,如果否,退出步骤;如果是,则判断电动汽车处于前进挡溜坡或倒车档溜坡;

(2.1)判断是否满足电动汽车档位信号为前进档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏

板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动

电机转向信号为反转,且驱动电机转速信号大于一定阈值,如果是,则电动汽车处于前

进挡溜坡,继续步骤(3);否则,继续步骤(2.2);

(2.2)判断是否满足电动汽车档位信号为倒车档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏

板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动

电机转向信号为正转,且驱动电机转速信号大于一定阈值,如果是,则电动汽车处于倒

车档溜坡,继续步骤(3);否则,退出步骤;

(3)在前进挡溜坡或倒车档溜坡的情况下,判断驱动电机转速是否大于等于一定阈值,如果是,则继续步骤(4);否则,继续步骤(5);

(4)电动汽车进入非驻坡控制辅助制动控制,继续步骤(6);

(4.1)电动汽车驻坡装置根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算出目标扭矩,并通过通信总线将所述的目标扭矩发送至电机控制器;

(4.2)电机控制器控制驱动电机,执行该目标扭矩;

(5)电动汽车进入驻坡控制,继续步骤(6);

(5.1)电动汽车驻坡装置将驻坡指令发送至电机控制器;

(5.2)电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,直至电动汽车达到驻坡状态;

(5.3)电机控制器将驻坡状态信息发送给电动汽车驻坡装置;

(6)电动汽车驻坡装置将计算得到的控制指令通过通信总线发送给电机控制器。

作为本发明的优选实施方式,所述的步骤(1)中电动汽车状态信号包括加速踏板信号、刹车踏板信号、档位信号、手刹信号、点火钥匙信号。

作为本发明的优选实施方式,驱动电机状态信号包括驱动电机故障信号、驱动电机转向信号、驱动电机转速信号和驱动电机转矩信号。

本发明的该用于实现上述方法的电动汽车驻坡控制装置,其中包括电动汽车驻坡装置、电机控制器、驱动电机和电动汽车,所述的电动汽车驻坡装置和电机控制器通过通信总线相连接;所述的电机控制器和驱动电机通过高低压线束电气相连接;所述的驱动电机和电动汽车通过传动装置机械连接,用于将驱动电机的输出扭矩传递至电动汽车的车轮上,驱动电动汽车行驶;所述的电动汽车驻坡装置与电动汽车通过低压线束电气连接,用于采集电动汽车的电动汽车状态信号。

作为本发明的优选实施方式,所述的电动汽车驻坡装置包括:

电动汽车状态及驱动电机状态采集模块,用于采集电动汽车状态信号和驱动电机状态信号;

溜坡状态判断模块,与所述的电动汽车状态及驱动电机状态采集模块相连接,用于根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,判断电动汽车处于前进档溜坡状态或倒车档溜坡状态;

驻坡控制模块,与所述的溜坡状态判断模块相连接,用于根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,实时调整发送给电机控制器的驻坡控制指令,使电动汽车处于驻坡状态,并循环间隔抖动,提醒驾驶员及时激活其它驻坡装置;

非驻坡辅助制动控制模块,与所述的驻坡控制模块相连接,用于根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算发送给电机控制器的目标扭矩,使电动汽车在溜坡过程中因辅助制动扭矩的存在而避免快速溜坡;

控制指令输出模块,与所述的非驻坡辅助制动控制模块相连接,用于将驻坡指令、取消驻坡指令和电机控制器目标扭矩指令发送至电机控制器。

本发明的具体实施方式中,本发明的提出一种电动汽车驻坡方法及装置,为了解决以下问题:避免车辆进入驻坡状态前,溜坡距离过长或车辆抖动;避免由于驾驶员疏忽而长时间采用驱动电机进行驻坡;避免在溜坡速度过大时,强行采用驱动电机进行驻坡,但为避免溜坡速度进一步加大,需提供一定辅助制动扭矩。

本发明提出一种电动汽车驻坡方法,电动汽车驻坡方法包括以下步骤:

采集电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,判断电动汽车溜坡状态;

采集电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,具体包括:

采集电动汽车的加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号、档位信号、点火钥匙信号,采集驱动电机的电机故障信号、电机转向信号、电机转速信号;

可选的,电动汽车档位信号,具体包括:前进档、倒车档、空档、驻车档。

判断电动汽车溜坡状态,具体包括:

在电动汽车满足前进档溜坡条件时,即电动汽车档位信号为前进档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动电机转向信号为反转,驱动电机转速信号大于一定阈值,则判断电动汽车处于前进档溜坡状态;

在电动汽车满足倒车档溜坡条件时,即电动汽车档位信号为倒车档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动电机转向信号为正转,驱动电机转速信号大于一定阈值,则判断电动汽车处于倒车档溜坡状态。

根据电动汽车溜坡状态及驱动电机转速信号,判断电动汽车是否进入驻坡控制及非驻坡辅助制动控制,具体包括:

在电动汽车处于前进档溜坡状态时,或处于倒车档溜坡状态时,若驱动电机转速信号小于一定阈值,则电动汽车进入驻坡控制;

在电动汽车处于前进档溜坡状态时,或处于倒车档溜坡状态时,若驱动电机转速信号大于等于一定阈值,则电动汽车进入非驻坡控制辅助制动控制。

驻坡控制,具体包括:

电动汽车驻坡装置将驻坡指令发送给电机控制器,电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,直至电动汽车达到驻坡状态,并将驻坡状态信息发送给电动汽车驻坡装置。

在电动汽车达到驻坡状态后,还包括:

每间隔一定时间,电动汽车驻坡装置发送取消驻坡指令给电机控制器,电机控制器根据取消驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,使电动汽车出现一次车身抖动,以提醒驾驶员电动汽车当前正处于驱动电机驻坡状态,随后,电动汽车驻坡装置继续发送驻坡指令给电机控制器,电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,使电动汽车又进入驻坡状态,依此循环。

非驻坡辅助制动控制,具体包括:

电动汽车驻坡装置根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算出目标扭矩,并通过通信总线将该目标扭矩发送给电机控制器,电机控制器控制驱动电机,执行该目标扭矩,但驱动电机输出扭矩的方向与驱动电机的转向相反,起到辅助制动功能,使电动汽车在溜坡过程中因辅助制动扭矩的存在而避免快速溜坡。

此外,为实现上述目的,本发明还提出一种电动汽车驻坡装置,具体包括:

电动汽车状态及驱动电机状态采集模块,采集电动汽车的加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号、档位信号、点火钥匙信号,采集驱动电机的电机故障信号、电机转向信号、电机转速信号;

溜坡状态判断模块,根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,判断电动汽车是否处于前进档溜坡状态,或倒车档溜坡状态;

驻坡控制模块,根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,实时调整发送给电机控制器的驻坡控制指令,使电动汽车处于驻坡状态,并循环间隔抖动,提醒驾驶员及时激活其它驻坡装置;

非驻坡辅助制动控制模块,根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算发送给电机控制器的目标扭矩,使电动汽车在溜坡过程中因辅助制动扭矩的存在而避免快速溜坡;

控制指令输出模块,将驻坡指令、取消驻坡指令、电机控制器目标扭矩指令发送给电机控制器。

本发明的具体实施方式如下,本发明电动汽车驻坡装置所处的系统结构示意图如图2所示,电动汽车驻坡装置101与电机控制器102通过通信总线相连,通信总线类型可以是can总线,或者其它满足汽车行业标准的通信总线,此处不做限定。电机控制器102用以实现对驱动电机103的控制,两者之间通过高低压线束电气连接。驱动电机103与电动汽车104通过传动系统机械连接,用以将驱动电机的输出扭矩传递到电动汽车的车轮上,驱动电动汽车行驶。电动汽车驻坡装置101与电动汽车104通过低压线束电气连接,用以采集电动汽车的加速踏板信号、刹车踏板信号、档位信号、手刹信号、点火钥匙信号。

电动汽车驻坡装置101将控制指令通过通信总线发送给电机控制器102,控制指令包括驱动电机转向、驱动电机目标转速、驱动电机目标转矩、驻坡指令、取消驻坡指令等,此处不做限制。同时,电机控制器将驱动电机的状态信号通过通信总线发送给电动汽车驻坡装置101,驱动电机状态信号包括:驱动电机转向、驱动电机转速、驱动电机故障信号、驱动电机驻坡状态等,此处不做限制。电机控制器102控制驱动电机103,执行输出对应的目标转速和目标转矩。

图1为本发明电动汽车驻坡方法第一实施例控制流程图。如图1所示,本发明电动汽车驻坡方法包括以下步骤:

步骤201,采集电动汽车状态信号和驱动电机状态信号,电动汽车状态信号包括:加速踏板信号、刹车踏板信号、档位信号、手刹信号、点火钥匙信号。档位信号包括:前进档、倒车档、空档和驻车档。驱动电机状态信号包括:驱动电机故障信号、驱动电机转向信号、驱动电机转速信号和驱动电机转矩信号。

应当说明的是,此处的电动汽车状态信号和驱动电机状态信号只用于描述本实施例,以便于理解本发明内容,并不用于限制本发明中电动汽车状态信号和驱动电机状态信号具体包含的信号种类。

步骤202,判断电动汽车是否处于溜坡状态,分为前进档溜坡状态和倒车档溜坡状态。

当电动汽车满足前进档溜坡条件时,即电动汽车档位信号为前进档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动电机转向信号为反转,驱动电机转速信号大于一定阈值,则判断电动汽车处于前进档溜坡状态203;

当电动汽车满足倒车档溜坡条件时,即电动汽车档位信号为倒车档档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动电机转向信号为正转,驱动电机转速信号大于一定阈值,则判断电动汽车处于倒车档溜坡状态204;

需说明的是,驱动电机转速大于一定阈值,该阈值需根据电动汽车实际情况进行标定得到,这里以5rpm为例进行说明,但并不用于限定本发明。

步骤205,判断在前进档溜坡状态下时,电动汽车是否满足驻坡控制条件;

步骤206,判断在倒车档溜坡状态下时,电动汽车是否满足驻坡控制条件;

驻坡控制条件根据驱动电机转速信号判断,若驱动电机转速大于等于一定阈值,则进入非驻坡辅助制动控制步骤207,若驱动电机转速小于该阈值,则进入驻坡控制步骤208;

需说明的是,若驱动电机转速大于等于一定阈值,该阈值需根据电动汽车实际情况进行标定得到,这里以100rpm为例进行说明,但并不用于限定本发明。

步骤207,在电动汽车处于前进档溜坡状态下,驱动电机转速大于等于100rpm时,电动汽车进入非驻坡辅助制动控制状态,电动汽车驻坡装置根据采集到的电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、档位信号、手刹信号、点火钥匙信号,以及驱动电机故障信号、驱动电机转向信号、驱动电机转速信号、驱动电机转矩信号,按照预设的驱动电机输出扭矩曲线,实时计算出目标扭矩,并通过通信总线将该目标扭矩发送给电机控制器,电机控制器控制驱动电机,执行该目标扭矩。

需说明的是,预设的驱动电机输出扭矩曲线,该曲线需根据电动汽车实际情况进行标定得到,这里以线性曲线为例进行说明,但并不用于限定本发明。按线性曲线计算目标扭矩,随着驱动电机转速信号增大,目标扭矩线性增大,但驱动电机的输出扭矩的方向与驱动电机转向相反,即驱动电机的输出扭矩起到制动功能。

步骤208,在电动汽车处于前进档溜坡状态下,驱动电机转速小于100rpm时,电动汽车驻坡装置将驻坡指令通过通信总线发送给电机控制器,电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,直至电动汽车达到驻坡状态,并将驻坡状态信息发送给电动汽车驻坡装置;若驱动电机转速大于等于100rpm或电动汽车状态信号不满足前进档溜坡条件,则电动汽车驻坡装置将取消驻坡指令通过通信总线发送给电机控制器,电机控制器根据取消驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,直至电动汽车取消驻坡状态。

在电动汽车处于驻坡状态时,电动汽车驻坡装置启动计时,每超过一定时间间隔则通过通信总线给电机控制器发送取消驻坡指令,电机控制器根据取消驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,使电动汽车出现一次车身抖动,以提醒驾驶员电动汽车当前正处于驱动电机驻坡状态,随后,电动汽车驻坡装置继续发送驻坡指令给电机控制器,电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,使电动汽车又进入驻坡状态,依此循环。

步骤209,在电动汽车处于倒车档溜坡状态下,驱动电机转速小于100rpm时,电动汽车驻坡装置将驻坡指令通过通信总线发送给电机控制器,电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,直至电动汽车达到驻坡状态,并将驻坡状态信息发送给电动汽车驻坡装置;若驱动电机转速大于等于100rpm或电动汽车状态信号不满足倒车档溜坡条件,则电动汽车驻坡装置将取消驻坡指令通过通信总线发送给电机控制器,电机控制器根据取消驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,直至电动汽车取消驻坡状态。

在电动汽车处于驻坡状态时,电动汽车驻坡装置启动计时,每超过一定时间间隔则通过通信总线给电机控制器发送取消驻坡指令,电机控制器根据取消驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,使电动汽车出现一次车身抖动,以提醒驾驶员电动汽车当前正处于驱动电机驻坡状态,随后,电动汽车驻坡装置继续发送驻坡指令给电机控制器,电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,使电动汽车又进入驻坡状态,依此循环。

步骤210,在电动汽车处于倒车档溜坡状态下,驱动电机转速大于等于100rpm时,电动汽车进入非驻坡辅助制动控制状态,电动汽车驻坡装置根据采集到的电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、档位信号、手刹信号、点火钥匙信号,以及驱动电机故障信号、驱动电机转向信号、驱动电机转速信号、驱动电机转矩信号,按照预设的驱动电机输出扭矩曲线,实时计算出目标扭矩,并通过通信总线将该目标扭矩发送给电机控制器,电机控制器控制驱动电机,执行该目标扭矩。

需说明的是,预设的驱动电机输出扭矩曲线,该曲线需根据电动汽车实际情况进行标定得到,这里以线性曲线为例进行说明,但并不用于限定本发明。按线性曲线计算目标扭矩,随着驱动电机转速信号增大,目标扭矩线性增大,但驱动电机的输出扭矩的方向与驱动电机转向相反,即驱动电机的输出扭矩起到制动功能。

步骤211,电动汽车驻坡装置将计算得到的控制指令通过通信总线发送给电机控制器。

需说明的是,此处控制指令并不限于驱动电机目标转速、驱动电机目标扭矩、驱动电机驻坡指令、驱动电机取消驻坡指令。

在电动汽车进入驻坡状态后,电动汽车驻坡装置循环间隔性发送取消驻坡指令,使电动汽车产生一次抖动,能很好的提醒驾驶员电动汽车当前正处于驱动电机驻坡状态,需及时激活其它驻坡装置,避免长时间通过驱动电机驻坡,而导致电机控制器及驱动电机因过温损坏器件,或者存在在该状态下直接将点火钥匙熄火,使电动汽车迅速溜坡的风险;

同时,在电动汽车溜坡速度过大时,进入非驻坡辅助制动控制,避免了在过大溜坡速度下强行进入驻坡而存在电动汽车出现猛烈冲击及失控的风险,且由于辅助制动扭矩的存在,可避免电动汽车在其它驻坡装置失效的情况下,溜坡速度进一步加大。

图3是本发明提出的电动汽车驻坡装置模块组成示意图,电动汽车驻坡装置包含:

电动汽车状态信号及驱动电机状态采信号集模块,采集电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、档位信号、手刹信号、点火钥匙信号,以及采集驱动电机故障信号、驱动电机转向信号、驱动电机转速信号和驱动电机转矩信号;

溜坡状态判断模块,根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,判断电动汽车是否处于前进档溜坡状态,或倒车档溜坡状态;

驻坡控制模块,根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,实时调整发送给电机控制器的控制指令,使电动汽车处于驻坡状态,并循环间隔抖动,提醒驾驶员及时激活其它驻坡装置;

非驻坡辅助制动控制模块,根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算发送给电机控制器的回馈制动扭矩,使电动汽车在溜坡过程中因辅助制动扭矩的存在而避免快速溜坡;

控制指令输出模块,将驻坡指令,取消驻坡指令,驱动电机控制器扭矩指令发送给驱动电机控制器。

采用了本发明的实现电动汽车驻坡控制的方法及其装置,根据采集的电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,判断电动汽车溜坡状态,并根据电动汽车溜坡状态和驱动电机转速信号,进行电动汽车驻坡控制及非驻坡辅助制动控制。由于在驻坡控制过程中,电动汽车所需的驻坡扭矩是电机控制器自行实时计算,不需要电动汽车驻坡装置根据转速闭环或转矩闭环算法来计算,并通过通信总线发送给电机控制器,因而能避免因为数据传输周期与传输延时的影响而导致的溜坡距离过长与抖动。

在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。


技术特征:

1.一种实现电动汽车驻坡控制的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步骤:

(1)采集电动汽车状态信号和驱动电机状态信号;

(2)判断电动汽车是否处于溜坡状态,如果否,退出步骤;如果是,则判断电动汽车处于前进挡溜坡或倒车档溜坡;

(3)在前进挡溜坡或倒车档溜坡的情况下,判断驱动电机转速是否大于等于一定阈值,如果是,则继续步骤(4);否则,继续步骤(5);

(4)电动汽车进入非驻坡控制辅助制动控制,继续步骤(6);

(5)电动汽车进入驻坡控制,继续步骤(6);

(6)电动汽车驻坡装置将计算得到的控制指令通过通信总线发送给电机控制器。

2.根据权利要求1所述的实现电动汽车驻坡控制的方法,其特征在于,所述的步骤(2)中判断电动汽车处于前进挡溜坡或倒车档溜坡的步骤,具体包括以下步骤:

(2.1)判断是否满足电动汽车档位信号为前进档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动电机转向信号为反转,且驱动电机转速信号大于一定阈值,如果是,则电动汽车处于前进挡溜坡,继续步骤(3);否则,继续步骤(2.2);

(2.2)判断是否满足电动汽车档位信号为倒车档,电动汽车加速踏板信号、刹车踏板信号、手刹信号均无效,电动汽车点火钥匙信号有效,驱动电机故障信号无效,驱动电机转向信号为正转,且驱动电机转速信号大于一定阈值,如果是,则电动汽车处于倒车档溜坡,继续步骤(3);否则,退出步骤。

3.根据权利要求1所述的实现电动汽车驻坡控制的方法,其特征在于,所述的步骤(4)具体包括以下步骤:

(4.1)电动汽车驻坡装置根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算出目标扭矩,并通过通信总线将所述的目标扭矩发送至电机控制器;

(4.2)电机控制器控制驱动电机,执行该目标扭矩。

4.根据权利要求1所述的实现电动汽车驻坡控制的方法,其特征在于,所述的步骤(5)具体包括以下步骤:

(5.1)电动汽车驻坡装置将驻坡指令发送至电机控制器;

(5.2)电机控制器根据驻坡指令自行计算目标转速或目标扭矩,并控制驱动电机,执行该目标转速或目标扭矩,直至电动汽车达到驻坡状态;

(5.3)电机控制器将驻坡状态信息发送给电动汽车驻坡装置。

5.根据权利要求1所述的实现电动汽车驻坡控制的方法,其特征在于,所述的步骤(1)中电动汽车状态信号包括加速踏板信号、刹车踏板信号、档位信号、手刹信号、点火钥匙信号。

6.根据权利要求1所述的实现电动汽车驻坡控制的方法,其特征在于,所述的步骤(1)中驱动电机状态信号包括驱动电机故障信号、驱动电机转向信号、驱动电机转速信号和驱动电机转矩信号。

7.一种用于实现权利要求1所述的方法的电动汽车驻坡控制装置,其特征在于,所述的装置包括电动汽车驻坡装置、电机控制器、驱动电机和电动汽车,所述的电动汽车驻坡装置和电机控制器通过通信总线相连接;所述的电机控制器和驱动电机通过高低压线束电气相连接;所述的驱动电机和电动汽车通过传动装置机械连接,用于将驱动电机的输出扭矩传递至电动汽车的车轮上,驱动电动汽车行驶;所述的电动汽车驻坡装置与电动汽车通过低压线束电气连接,用于采集电动汽车的电动汽车状态信号。

8.根据权利要求7所述的电动汽车驻坡控制装置,其特征在于,所述的电动汽车驻坡装置包括:

电动汽车状态及驱动电机状态采集模块,用于采集电动汽车状态信号和驱动电机状态信号;

溜坡状态判断模块,与所述的电动汽车状态及驱动电机状态采集模块相连接,用于根据电动汽车状态信号及驱动电机状态信号,判断电动汽车处于前进档溜坡状态或倒车档溜坡状态;

驻坡控制模块,与所述的溜坡状态判断模块相连接,用于根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,实时调整发送给电机控制器的驻坡控制指令,使电动汽车处于驻坡状态,并循环间隔抖动,提醒驾驶员及时激活其它驻坡装置;

非驻坡辅助制动控制模块,与所述的驻坡控制模块相连接,用于根据电动汽车溜坡状态及驱动电机状态信号,按照预设的辅助制动扭矩曲线,实时计算发送给电机控制器的目标扭矩,使电动汽车在溜坡过程中因辅助制动扭矩的存在而避免快速溜坡;

控制指令输出模块,与所述的非驻坡辅助制动控制模块相连接,用于将驻坡指令、取消驻坡指令和电机控制器目标扭矩指令发送至电机控制器。

技术总结
本发明涉及一种实现电动汽车驻坡控制的方法,包括以下步骤:采集电动汽车状态信号和驱动电机状态信号;判断电动汽车是否处于溜坡状态,判断电动汽车处于前进挡溜坡或倒车档溜坡;判断驱动电机转速是否大于等于一定阈值,如果是,则电动汽车进入非驻坡控制辅助制动控制;否则,电动汽车进入驻坡控制;电动汽车驻坡装置将计算得到的控制指令通过通信总线发送给电机控制器。本发明还涉及一种电动汽车驻坡控制装置。采用了本发明的实现电动汽车驻坡控制的方法及其装置,判断电动汽车溜坡状态,并根据电动汽车溜坡状态和驱动电机转速信号,进行电动汽车驻坡控制及非驻坡辅助制动控制,能避免因为数据传输周期与传输延时的影响而导致的溜坡距离过长与抖动。

技术研发人员:刘正辉;蔡有师;潘康凯;吕奥;魏胜杰;顾大康
受保护的技术使用者:上海中科深江电动车辆有限公司
技术研发日:2020.03.06
技术公布日:2020.06.09

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