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CN106515507A - 纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统及方法 - Google Patents

纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统，它包括驱动电机、电机转速传感器和电机控制器，电机控制器的电机驱动控制信号输出接口连接驱动电机的控制信号输入接口，电机转速传感器用于监测驱动电机的电机转速，电机转速传感器的驱动电机转速数据输出接口连接电机控制器的驱动电机转速数据输入接口，电机控制器还具有离合器踏板状态信号通信接口、制动踏板状态信号通信接口、加速踏板状态信号通信接口和变速箱档位状态信号通信接口。本发明有效的减少了坡道溜车的现象，提高了车辆的行驶安全性。

Description

纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统及方法
技术领域
本发明涉及纯电动汽车控制技术领域，具体涉及一种纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统及方法。
背景技术
对于纯电动汽车，驱动电机是唯一动力源，它提供动力实现车辆的行驶。车辆行驶过程中，需要将车辆停在坡道或从坡道起步。对于具有手动档的纯电动车辆，驾驶员在坡道上对车辆进行操作时，存在车辆没有机械制动力的短时间过渡过程，在这个过程中，由于重力的作用使得车辆发生移动，特别是对于上坡工况，车辆将后溜，容易引起安全事故。现有公开的关于纯电动汽车坡道起步方法主要针对直驱或自动档车辆，对于带有离合器和手动档变速器的纯电动车辆没有提及。因此，研究此类纯电动汽车的辅助驻坡和坡道起步方法及其应用系统具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统及方法，该系统和方法能够自动判断驻坡和坡道起步工况，减少坡道溜车现象，提高车辆的安全使用性能。
为解决上述技术问题，本发明公开的一种纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统，它包括驱动电机和电机转速传感器，其特征在于：它还包括电机控制器，所述电机控制器的电机驱动控制信号输出接口连接驱动电机的控制信号输入接口，电机转速传感器用于监测驱动电机的电机转速，电机转速传感器的驱动电机转速数据输出接口连接电机控制器的驱动电机转速数据输入接口，所述电机控制器还具有离合器踏板状态信号通信接口、制动踏板状态信号通信接口、加速踏板状态信号通信接口和变速箱档位状态信号通信接口。
电机控制器还包括驻车开关状态信号通信接口和车速信息通信接口。
一种利用上述系统进行纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：电机控制器接收驱动电机转速数据、制动踏板状态信号、离合器踏板状态信号和变速箱档位状态信号；
步骤2：当车辆在行驶中准备停车时，驾驶员通过踩下制动踏板使汽车减速并最终停车，对于短时停车，驾驶员有可能不拉起驻车制动手柄，在驾驶员将脚从制动踏板离开的过程中，若电机控制器检测到制动踏板已经抬起，则电机控制器检测离合器的状态、变速箱档位状态、驱动电机转速和驱动电机旋转方向，当离合器处于结合状态、变速箱档位处于非空档的有效状态且驱动电机此时的转速范围不在预设的转速区间内时，电机控制器进入坡道辅助停车功能模式，电机控制器控制驱动电机施加驻车扭矩维持车辆处于静止状态，防止车辆向后溜车；
当驾驶员准备坡道上启动时，在松开驻车制动踩下加速踏板之前，电机控制器进入上述坡道辅助停车功能模式，电机控制器控制驱动电机施加扭矩维持车辆处于静止状态，当驾驶员开始踩下加速踏板，电机控制器进入坡道辅助起步模式，在该坡道辅助起步模式中，电机控制器计算加速踏板的开度所对应的驱动电机输出扭矩，当此时加速踏板的开度所对应的驱动电机输出扭矩小于维持车辆不溜车的扭矩时，电机控制器仍将维持驻车扭矩等待加速踏板开度的进一步增加，当此时加速踏板的开度所对应的驱动电机输出扭矩大于等于维持车辆不溜车的扭矩时，电机控制器执行加速踏板开度指令，驱动车辆行驶。
本发明的有益效果：
本发明通过设置上述系统和控制逻辑，能使纯汽车自动判断驻坡和坡道起步工况，并进行坡道辅助停车和坡道辅助起步，有效的减少了坡道溜车的现象，提高了车辆的行驶安全性。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
其中，1—驱动电机、2—电机转速传感器、3—电机控制器、3.1—离合器踏板状态信号通信接口、3.2—制动踏板状态信号通信接口、3.3—加速踏板状态信号通信接口、3.4—驻车开关状态信号通信接口、3.5—变速箱档位状态信号通信接口、3.6—车速信息通信接口、4—车辆仪表、5—温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明的一种纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统，它包括驱动电机1、电机转速传感器2和电机控制器3，所述电机控制器的电机驱动控制信号输出接口连接驱动电机1的控制信号输入接口，电机转速传感器2用于监测驱动电机1的电机转速，电机转速传感器2的驱动电机转速数据输出接口连接电机控制器3的驱动电机转速数据输入接口，所述电机控制器3还具有离合器踏板状态信号通信接口3.1、制动踏板状态信号通信接口3.2、加速踏板状态信号通信接口3.3、变速箱档位状态信号通信接口3.5、车速信息通信接口3.6和驻车开关状态信号通信接口3.4。所述电机控制器3的车辆仪表通信端连接车辆仪表4。
上述技术方案中，电机控制器3通过高压电缆向驱动电机1提供电能并控制驱动电机1的运行。
上述技术方案中，所述驱动电机1上还安装有温度传感器5，所述温度传感器5的温度信号输出端连接电机控制器3的温度信号输入端。驱动电机1上的电机转速传感器2和温度传感器5分别将电机运行时的转速和电枢绕组温度信号传给电机控制器3，用于构成闭环控制系统。
上述技术方案中，驱动电机1通过传动系统将动力传递给车轮驱动车辆行驶。传动系统主要由离合器、手动变速器和主减速器组成。
一种利用上述系统进行纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制的方法，它包括如下步骤：
步骤1：电机控制器3接收驱动电机转速数据、制动踏板状态信号、离合器踏板状态信号(前进挡、倒档或空档信号)和变速箱档位状态信号；
步骤2：当车辆在行驶中准备停车时，驾驶员通过踩下制动踏板使汽车减速并最终停车，对于短时停车，驾驶员有可能不拉起驻车制动手柄，在驾驶员将脚从制动踏板离开的过程中，若电机控制器3检测到制动踏板已经抬起，则电机控制器3检测离合器的状态、变速箱档位状态、驱动电机转速和驱动电机旋转方向，当离合器处于结合状态、变速箱档位处于非空档的有效状态(即变速箱档位处于前进档或倒档)且驱动电机此时的转速范围不在预设的转速区间内时(即离合器处于结合状态、变速箱档位处于非空档的有效状态、驱动电机此时的转速范围不在预设的转速区间内三个条件同时满足)，电机控制器3进入坡道辅助停车功能模式，电机控制器3控制驱动电机1施加驻车扭矩(此扭矩会根据坡道的不同而不同)维持车辆处于静止状态，防止车辆向后溜车。此时，即使驾驶员尚未踩下加速踏板或拉起驻车制动，车辆也不会后溜；
当驾驶员准备坡道上启动时，在松开驻车制动踩下加速踏板之前，电机控制器3进入上述坡道辅助停车功能模式，电机控制器3控制驱动电机1施加扭矩维持车辆处于静止状态，当驾驶员开始踩下加速踏板，电机控制器3进入坡道辅助起步模式，在该坡道辅助起步模式中，电机控制器3计算加速踏板的开度所对应的驱动电机1输出扭矩，当此时加速踏板的开度所对应的驱动电机1输出扭矩小于维持车辆不溜车的扭矩时，电机控制器3仍将维持驻车扭矩等待加速踏板开度的进一步增加，当此时加速踏板的开度所对应的驱动电机1输出扭矩大于等于维持车辆不溜车的扭矩时，电机控制器3执行加速踏板开度指令，驱动车辆行驶。
上述技术方案中，在电机控制器3进入坡道辅助停车功能模式或坡道辅助起步模式后，电机控制器3发出指令点亮仪表4上的驻坡指示灯，提示驾驶员现在处于坡道辅助停车功能模式或坡道辅助起步模式，需要及时踩下制动踏板或拉起驻车制动手柄。
上述技术方案中，MCU1在实施坡道辅助停车及坡道辅助起步功能的过程时，需要根据传感器信号判断车辆状态，既不误动作，也要适时退出，保证车辆的正常行驶。当电机控制器3判断离合器处于分离状态、或者变速箱处于空档状态、或者存在制动信号、或者加速踏板踩下时对应的加速扭矩能使车辆移动、或者驱动电机处于过热报警状态时，电机控制器3会退出上述坡道辅助停车功能模式或坡道辅助起步模式。
上述技术方案中，所述步骤2中驱动电机预设的转速区间为-8rpm～+8rpm
本发明适用于配置了离合器、手动档变速器和机械驻车系统的纯电动汽车，有效的减少了这种纯电动汽车的坡道溜车的现象，提高了车辆的行驶安全性。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统，它包括驱动电机(1)和电机转速传感器(2)，其特征在于：它还包括电机控制器(3)，所述电机控制器的电机驱动控制信号输出接口连接驱动电机(1)的控制信号输入接口，电机转速传感器(2)用于监测驱动电机(1)的电机转速，电机转速传感器(2)的驱动电机转速数据输出接口连接电机控制器(3)的驱动电机转速数据输入接口，所述电机控制器(3)还具有离合器踏板状态信号通信接口(3.1)、制动踏板状态信号通信接口(3.2)、加速踏板状态信号通信接口(3.3)和变速箱档位状态信号通信接口(3.5)。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统，其特征在于：所述电机控制器(3)还包括驻车开关状态信号通信接口(3.4)和车速信息通信接口(3.6)。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统，其特征在于：所述电机控制器(3)的车辆仪表通信端连接车辆仪表(4)。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制系统，其特征在于：所述驱动电机(1)上还安装有温度传感器(5)，所述温度传感器(5)的温度信号输出端连接电机控制器(3)的温度信号输入端。
5.一种利用权利要求1所述系统进行纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：电机控制器(3)接收驱动电机转速数据、制动踏板状态信号、离合器踏板状态信号和变速箱档位状态信号；
步骤2：当车辆在行驶中准备停车时，驾驶员通过踩下制动踏板使汽车减速并最终停车，在驾驶员将脚从制动踏板离开的过程中，若电机控制器(3)检测到制动踏板已经抬起，则电机控制器(3)检测离合器的状态、变速箱档位状态、驱动电机转速和驱动电机旋转方向，当离合器处于结合状态、变速箱档位处于非空档的有效状态、且驱动电机此时的转速范围不在预设的转速区间内时，电机控制器(3)进入坡道辅助停车功能模式，电机控制器(3)控制驱动电机(1)施加驻车扭矩维持车辆处于静止状态，防止车辆向后溜车；
当驾驶员准备坡道上启动时，在松开驻车制动踩下加速踏板之前，电机控制器(3)进入上述坡道辅助停车功能模式，电机控制器(3)控制驱动电机(1)施加扭矩维持车辆处于静止状态，当驾驶员开始踩下加速踏板，电机控制器(3)进入坡道辅助起步模式，在该坡道辅助起步模式中，电机控制器(3)计算加速踏板的开度所对应的驱动电机(1)输出扭矩，当此时加速踏板的开度所对应的驱动电机(1)输出扭矩小于维持车辆不溜车的扭矩时，电机控制器(3)仍将维持驻车扭矩等待加速踏板开度的进一步增加，当此时加速踏板的开度所对应的驱动电机(1)输出扭矩大于等于维持车辆不溜车的扭矩时，电机控制器(3)执行加速踏板开度指令，驱动车辆行驶。
6.根据权利要求5所述的进行纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制的方法，其特征在于：在电机控制器(3)进入坡道辅助停车功能模式或坡道辅助起步模式后，电机控制器(3)发出指令点亮仪表(4)上的驻坡指示灯，提示驾驶员现在处于坡道辅助停车功能模式或坡道辅助起步模式。
7.根据权利要求5所述的进行纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制的方法，其特征在于：当电机控制器(3)判断离合器处于分离状态、或者变速箱处于空档状态、或者存在制动信号、或者加速踏板踩下时对应的加速扭矩能使车辆移动、或者驱动电机处于过热报警状态时，电机控制器(3)会退出上述坡道辅助停车功能模式或坡道辅助起步模式。
8.根据权利要求5所述的进行纯电动汽车电机辅助驻坡及坡道起步控制的方法，其特征在于：所述步骤2中驱动电机预设的转速区间为-8rpm～+8rpm。
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