CN104590052B - 一种坡起防溜车控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种坡起防溜车控制系统及其方法，控制系统包括信号输入单元、整车控制器和电机控制器，所述信号输入单元包括档位器、制动踏板和油门踏板，所述档位器、所述制动踏板和所述油门踏板分别与所述整车控制器相连接，用于将车辆的驱动电机转速、油门踏板或者制动踏板开度、挡位信号输入至整车控制器；所述整车控制器与所述电机控制器相连接，所述整车控制器根据所述信号输入单元的参数，将坡起防溜模式启动或者结束对应的指令反馈给所述电机控制器。在不改变驾驶员操作的基础上，保证车辆向后溜车的距离在安全距离之内，提高了车辆的安全性。

Description

一种坡起防溜车控制方法

技术领域

本发明涉及纯电动汽车的行车控制策略，具体涉及一种坡起防溜车控制系统及其方法。

背景技术

对于纯电动汽车而言，当车辆在坡上起步时，在不使用手刹的情况下，当右脚离开制动踏板后踩油门踏板过程中，车辆会出现不同程度的向后溜车，易引发事故。坡起防溜车功能就是为了解决坡上起步时纯电动汽车向后溜车的问题，发现向后溜车时，通过电机快速调节扭矩，将车辆稳定在静止状态，保证车辆向后溜车距离控制在安全距离范围内。

专利(103754222A)公开了一种电动汽车坡道起步辅助控制功能的实现方法，包括两步骤：1、激活条件判断，当驾驶员踩住制动踏板使车辆处于静止状态、没有拉启手刹且档位在前进档时，进入功能的待激活状态；如果驾驶员松开制动踏板后车辆开始溜坡，则激活坡道起步辅助控制功能；2、修正驱动电机转矩目标值，坡道起步功能激活后首先要迅速增加电机输出转矩，使车辆不再溜坡，随后保持该转矩输出以使车辆在原地静止。当驾驶员踩下加速踏板后，坡道起步辅助控制功能自动退出，车辆在坡道上平稳起步。该方案是当检测到车辆溜坡时，通过整车控制器给电机控制器增大目标扭矩值，同时增加目标扭矩梯度，快速使车辆稳定在静止状态。此控制策略的缺点在于，通过整车控制器控制电机控制的方式，扭矩响应比较慢，车辆向后溜车距离较大，还是容易造成事故，无法根本上克服溜车现象的隐患。

专利(103879306A)公开了一种汽车坡道辅助系统及其控制方法，通过驾驶员请求坡道辅助功能，同时采集整车倾角、当前车速、目标车速、档位、驻车、油门、制动、电机等信息判断上坡起步状态或上坡行驶状态，确定当前状态后调整起步蠕行扭矩和上坡扭矩，在坡道起步无驻车的情况下，松开制动踏板到加油门的时间内，至少维持车辆平衡，防止车辆在坡道溜车。此方案的实施需要增加整车倾角传感器，即额外增加成本，而且需要驾驶员操作坡道请求功能，增加了一定的操作的不便性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种坡起防溜车控制系统及其方法，旨在不增加成本和不改变驾驶员操作的基础上优化纯电动汽车的防溜车性能。

本发明采用的技术方案具体为：

一种坡起防溜车控制系统，包括信号输入单元、整车控制器和电机控制器，所述信号输入单元包括档位器、制动踏板和油门踏板，所述档位器、所述制动踏板和所述油门踏板分别与所述整车控制器相连接，用于将车辆的驱动电机转速、油门踏板或者制动踏板开度、挡位信号输入至整车控制器；所述整车控制器与所述电机控制器相连接，所述整车控制器根据所述信号输入单元的参数，将坡起防溜模式启动或者禁止对应的指令反馈给所述电机控制器,电机控制器接收到此指令后，再判断当前档位及电机转速确定是否进入防溜坡功能。

一种坡起防溜车控制方法，具体包括以下步骤：

首先整车控制器根据整车的当前状态判断是否启动防溜车功能条件，若满足条件，即允许防溜坡功能启动，否则，禁止启动防溜坡功能，整车控制器将允许或者禁止启动防溜车功能的命令发送给电机控制器；

在允许启动防溜车功能的情况下，若电机控制器接收到允许防溜车功能的命令后，判断档位信号与和电机旋转方向是否一致，若一致，则不进入0转速工况；若不一致，且此时的电机转速大于设定值四，则电机进入0转速模式；若电机控制器接收到禁止防溜坡功能命令，则任何条件下都不会进入0转速工况；

在电机进入0转速模式的情况下，通过比例积分控制PI计算出堵转扭矩，电机扭矩快速从当前扭矩过渡到维持电机0转速的堵转扭矩，将电机稳定在0转速，同时将电机的实际堵转扭矩发送给整车控制器。

在上述坡起防溜车控制方法中，所述比例积分控制PI具体为：

输出的堵转扭矩Torque＝TP+TI，其中：

TP＝Kp*(MotSpeed-MotSpeedSet)；

TI＝Ki*(MotSpeed-MotSpeedSet)+PreKi*(PreMotSpeed-MotSpeedSet)；

上式中：

TP:比例项；

TI:积分项；

Kp:比例系数，当前周期根据电机转速查表得出；

Ki:积分系数，当前周期根据电机转速查表得出；

PreKi:上一周期根据电机查表得出的积分系数；

MotSpeed:当前电机转速；

PreMotSpeed:前一周期的电机转速；

MotSpeedSet:设定目标电机转速。

在上述坡起防溜车控制方法中，防溜车功能启动的条件包括：

动力电池允许的放电功率大于设定值一；电机温度小于设定值二；

电机控制器的温度小于设定值三；以及无整车执行断高压和0扭矩故障；上述条件都满足时，允许整车控制器向电机控制器发送启动防溜坡功能的命令。

在上述坡起防溜车控制方法中，所述设定值一＞5kW。

在上述坡起防溜车控制方法中，所述设定值二＜120℃。

在上述坡起防溜车控制方法中，所述设定值三＜80℃。

本发明产生的有益效果是：

本发明的坡起防溜车控制方法在进入防溜坡功能与退出防溜车功能时扭矩过渡平顺，而且坡起整车向后溜车的距离短，保证了安全；且整套控制方法只需修改软件策略即可，无需增加硬件成本，驾驶员也无需就实现防溜功能额外操作，适应性好。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种坡起防溜车控制系统的结构示意图；

图2为本发明一种坡起防溜车控制方法的流程框图。

图中：1、档位器 2、制动踏板 3油门踏板 4、整车控制器 5、电机控制器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示的一种坡起防溜车控制系统，包括信号输入单元、整车控制器4 和电机控制器5，所述信号输入单元包括档位器1、制动踏板2和油门踏板3，所述档位器1、上述制动踏板2和所述油门踏板3分别与所述整车控制器4相连接，用于将车辆的驱动电机转速、油门踏板或者制动踏板开度、挡位信号输入至整车控制器4；所述整车控制器4与所述电机控制器5相连接，所述整车控制器4根据所述信号输入单元的参数，将坡起防溜模式允许或者禁止对应的指令反馈给所述电机控制器5，即：整车控制器4通过信号输入单元的信号结合整车目前状态，判断是否允许防溜车功能。电机控制器5接收到整车是否允许防溜车命令后，根据档位位置及电机转速确定电机是否进入0转速工况，如果确定电机满足进入0转速工况的条件，则快速从当前转速过渡到0转速；如果电机满足退出0转速的条件，则电机扭矩快速从当前的堵转扭矩过渡到整车控制器4发送的目标扭矩值。

上述坡起防溜车控制系统的控制方法如图2所示，首先整车控制器判断是否允许防溜坡功能，如果整车控制器允许防溜坡功能，整车控制器通过网络发送给电机控制器发送允许防溜坡功能，电机控制器接收到整车控制器允许防溜坡命令后，判断车辆的档位信号和电机旋转方向是否一致，若一致，则电机不进入0转速工况；若不一致，此时说明整车出现向后溜车的现象，且电机转速大于设定值四，则电机进入0转速模式；

电机进入0转速模式后，通过比例积分控制(PI)计算出堵转扭矩，快速从当前扭矩过渡到维持电机0转速的堵转扭矩，将电机稳定在0转速，同时将电机的实际堵转扭矩发送给整车控制器。

可以看出，在本发明的坡起防溜控制方案中，防溜坡功能的进入与退出，均包含并列的条件，其中：

整车控制器允许或禁止防溜坡功能条件：

电池允许的放电功率大于设定值一，电机温度小于设定值二，电机控制器温度小于设定值三，且无整车执行断高压或0扭矩故障。任何一条件不满足，整车控制器均禁止防溜坡功能。

电机的进入0转速工况条件包括：

进入条件1：

无电机旋变故障、档位为D档、电机旋转方向为反转、电机转速大于设定值四且接收到整车控制器发送防溜坡使能。

进入条件2：

无电机旋变故障、档位在R档、电机旋转方向为正转、电机转速大于设定值四且接收到整车控制器发送防溜坡使能。

防溜坡功能的退出条件包括：

退出条件1：

整车控制器4发送的整车需求扭矩大于电机反馈的堵转扭矩。

退出条件2：

驾驶员进行了换档操作(即从当前档位换到其它档位)。

退出条件3：

电机处于起坡防溜工况中，若整车控制器4发送的使能命令变为不使能命令时，电机退出防溜坡功能，过渡至当前扭矩命令。

电机进入0转速工况后，2s(以2s为例)后电机还处于0转速工况，电机退出0转速工况，电机扭矩按照一定梯度从当前堵转扭矩逐渐减小。在电机扭矩减小的过程中，电机仍满足进入0转速工况的条件，则电机重新进入0转速工况，重新开始计时。电机在进入防溜坡工况后，其能输出的最大堵转扭矩按照电机温度曲线允许的最大扭矩值进行限制。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种坡起防溜车控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

首先整车控制器根据整车的当前状态判断是否启动防溜车功能条件，若满足条件，即允许防溜坡功能启动，否则，禁止启动防溜坡功能，整车控制器将允许或者禁止启动防溜车功能的命令发送给电机控制器；

在允许启动防溜车功能的情况下，若电机控制器接收到允许防溜车功能的命令后，判断档位信号与电机旋转方向是否一致，若一致，则不进入0转速工况；若不一致，且此时的电机转速大于设定值四，则电机进入0转速模式；若电机控制器接收到禁止防溜坡功能命令，则任何条件下都不会进入0转速工况；

在电机进入0转速模式的情况下，通过比例积分控制PI计算出堵转扭矩，电机扭矩快速从当前扭矩过渡到维持电机0转速的堵转扭矩，将电机稳定在0转速，同时将电机的实际堵转扭矩发送给整车控制器，其中，防溜车功能启动的条件包括：

动力电池允许的放电功率大于设定值一，其中，所述设定值一＞5kW；

电机温度小于设定值二，其中，所述设定值二＜120℃；

电机控制器的温度小于设定值三，其中，所述设定值三＜80℃；以及

无整车执行断高压和0扭矩故障；

上述条件都满足时，允许整车控制器向电机控制器发送启动防溜坡功能的命令。

2.根据权利要求1所述的坡起防溜车控制方法，其特征在于，所述比例积分控制PI具体为：

输出的堵转扭矩Torque＝TP+TI，其中：

TP＝Kp*(MotSpeed-MotSpeedSet)；

TI＝Ki*(MotSpeed-MotSpeedSet)+PreKi*(PreMotSpeed-MotSpeedSet)

上式中：

TP:比例项；

TI:积分项；

Kp:比例系数，当前周期根据电机转速查表得出；

Ki:积分系数，当前周期根据电机转速查表得出；

PreKi:上一周期根据电机查表得出的积分系数；

MotSpeed:当前电机转速；

PreMotSpeed:前一周期的电机转速；

MotSpeedSet:设定目标电机转速。