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CN111619367B - 一种纯电动汽车的防溜坡控制方法 - Google Patents

一种纯电动汽车的防溜坡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种纯电动汽车的防溜坡控制方法，包括以下步骤：整车上电后，根据当前车辆状态判定车辆是否处于溜坡状态；若车辆处于溜坡状态，触发D挡/R挡防溜坡控制功能，否则，平滑自动退出当前流程；处于溜坡状态后，通过闭环PI控制调节电机转速实现正常情况防溜坡，当电机转速控制超时导致失效后，通过电子驻车实现后备保护。通过该方法，不仅防溜车可靠性高，还能够降低整车成本。

Description

一种纯电动汽车的防溜坡控制方法
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车的防溜坡控制方法。
背景技术
纯电动汽车一般采用驱动电机直驱方式，相比于传统车，纯电动汽车没有离合器滑摩及发动机倒拖功能，在坡道起步过程中很容易导致车辆溜坡，存在极大的安全隐患，受制于成本，目前大多数纯电动汽车并未配置HAC(坡道起步辅助系统)，大多数纯电动汽车在坡道起步过程中，需要驾驶员通过手刹配合的方式完成坡道起步，一方面增加了驾驶员操作的难度，另一方面也无法完全避免车辆的溜坡，因此对于车辆的防溜坡功能越来越重要。例如中国专利文献CN105711443A公开了一种电动汽车防溜坡系统及其工作方法，该系统及方法需增加坡度传感器检测溜坡角度，当整车控制器判断整车处于溜坡状态时，通过CAN通讯告诉ABS对相应的车轮进行保压制动，从而达到防溜坡的目的。但是由于需要增加坡度传感器，且VCU需要增加对于ABS的控制，成本和方案复杂度大大增加，可靠性降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种纯电动汽车的防溜坡控制方法，不仅能防溜车、可靠性高，还能降低整车成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种纯电动汽车的防溜坡控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(S1)整车上电后，根据当前车辆状态判定车辆是否处于溜坡状态；若车辆处于溜坡状态，则进而执行步骤(S2)；否则，平滑自动退出当前流程；
(S2)触发D挡/R挡防溜坡控制功能，通过设定电机目标转速对电机扭矩实施PI闭环控制，具体为：
设定D挡下的电机目标转速且D挡下的电机目标转速为正值，检测电机实际转速在D挡下是否为正值，且通过调节PI参数后，电机实际转速数值是否等于电机目标转速数值；若电机实际转速在D挡下为正值，且电机实际转速数值等于电机目标转速数值，D挡/R挡防溜坡控制功能启动成功，然后执行步骤(S5)，否则，执行步骤(S3)；或者
设定R挡下的电机目标转速且R挡下的电机目标转速为负值，检测电机实际转速在R挡下是否为负值，且通过调节PI参数后，电机实际转速数值是否等于电机目标转速数值；若电机实际转速在R挡下为负值，且电机实际转速数值等于电机目标转速数值，D挡/R挡防溜坡控制功能启动成功，然后执行步骤(S5)，否则，执行步骤(S3)；
(S3)检测电机转速控制时间是否小于时间预设值，若是，则返回步骤(S2)；否则，电机控制防溜坡功能故障，则进入步骤(S4)；
(S4)通过雷达来测试后方车距来确定最大溜坡距离，根据电机转速积分计算车辆的溜坡距离并在最大溜坡距离范围内启动电子驻车以实现紧急制动防溜车；
(S5)车辆在坡道上保持静止，然后执行步骤(S6)；
(S6)在车辆在坡道上保持静止情况下，若检测并判定到驾驶员需求扭矩大于防溜坡扭矩，或踩下制动踏板，或拉起手刹，或挡位不为D挡，或挡位不为R挡，或防溜坡时间大于预设的防溜坡的时间阈值，则退出电机防溜坡控制功能；否则，返回步骤(S5)。
进一步，所述当前车辆状态至少包括当前的挡位、驱动电机转速、手刹状态和油门踏板的状态。
进一步，在步骤(S1)中，根据当前车辆状态判定车辆是否处于溜坡状态，具体判定步骤为：在手刹未拉起以及未踩油门的情况下，若检测到D挡下驱动电机转速为负值，则车辆处于D挡下溜坡状态，反则反之；或者，若检测到R挡下驱动电机转速为正值，则车辆处于R挡下溜坡状态；反则反之。
进一步，所述D挡下电机目标转速为10rpm，R挡下电机目标转速为-10rpm。
进一步，在防溜坡功能使能的情况下，通过在组合仪表对驾驶员进行提示。
进一步，在步骤(S4)中，根据电机转速积分计算车辆的溜坡距离L的公式为：
Figure GDA0003624411070000021
其中，R为整车轮胎的半径；
n为电机转速，单位：r/min；
I为减速器减速比。
进一步，时间预设值的取值范围为0.1s-2s。
本发明与现有技术相比较具有以下优点：
本发明的纯电动汽车的防溜坡控制方法，简单可靠，无需增加车辆成本，只需更改整车控制策略和软件，利用现有的硬件平台，不会对纯电动汽车用户带来额外的成本，还可以省去倾角传感器，降低整车成本，通过软件的方式计算了溜坡距离，同时将电子驻车作为后备保护，避免整车在单一故障状态下溜坡功能失效的问题，增加了防溜坡功能的可靠性，防溜坡效果明显。
附图说明
图1为本发明纯电动汽车的防溜坡控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
参见图1所示，本实施例公开了一种纯电动汽车的防溜坡控制方法，所述方法包括以下步骤：
(S1)整车上电后，根据当前车辆状态判定车辆是否处于溜坡状态；若车辆处于溜坡状态，则进而执行步骤(S2)；否则，平滑自动退出当前流程。
(S2)触发D挡/R挡防溜坡控制功能，通过设定电机目标转速对电机扭矩实施PI闭环控制，具体为：
设定D挡下的电机目标转速且D挡下的电机目标转速为正值，检测电机实际转速在D挡下是否为正值，且通过调节PI参数后，电机实际转速数值是否等于电机目标转速数值；若电机实际转速在D挡下为正值，且电机实际转速数值等于电机目标转速数值，D挡/R挡防溜坡控制功能启动成功，然后执行步骤(S5)，否则，执行步骤(S3)；或者
设定R挡下的电机目标转速且R挡下的电机目标转速为负值，检测电机实际转速在R挡下是否为负值，且通过调节PI参数后，电机实际转速数值是否等于电机目标转速数值，若电机实际转速在R挡下为负值，且电机实际转速数值等于电机目标转速数值，D挡/R挡防溜坡控制功能启动成功，然后执行步骤(S5)，否则，执行步骤(S3)。通过对电机实际转速的调整，能够避免电机因转速波动而出现的车辆溜坡过程中的抖动情况。
(S3)检测电机转速控制时间是否小于时间预设值，若是，则返回步骤(S2)；否则，电机控制防溜坡功能故障，则进入步骤(S4)。时间预设值为可标定值，时间预设值的取值范围为0.1s-2s。
(S4)通过雷达来测试后方车距来确定最大溜坡距离，根据电机转速积分计算车辆的溜坡距离并在最大溜坡距离范围内启动电子驻车以实现紧急制动防溜车。最大溜坡距离还可以将雷达结合实际经验测试后方车距确定。雷达为激光雷达，在其他实施例中，也可以为其他类型的雷达。通过闭环PI控制调节电机转速实现正常情况防溜坡，当电机转速控制超时导致失效后，通过电子驻车实现后备保护，而且溜坡的距离可以通过对电机转速积分进行量化，有效的避免实际情况中溜坡导致撞车的危险。
(S5)车辆在坡道上保持静止，然后执行步骤(S6)；
(S6)在车辆在坡道上保持静止情况下，若检测并判定到驾驶员需求扭矩大于防溜坡扭矩，或踩下制动踏板，或拉起手刹，或挡位不为D挡，或挡位不为R挡，或防溜坡时间大于预设的防溜坡的时间阈值，则退出电机防溜坡控制功能；否则，返回入步骤(S5)。防溜坡的时间阀值的取值范围为5ms-15ms以内，在本实施例中，防溜坡的时间阀值为10ms。防溜坡的时间是指车辆在防溜坡功能的作用下在坡道上保持静止的时间。
在本实施例中，步骤(1)-步骤(6)通过整车控制器进行控制。
在本实施例中，在步骤(S4)中，根据电机转速积分计算车辆的溜坡距离L的公式为：
Figure GDA0003624411070000041
其中，R为整车轮胎的半径；
n为电机转速，单位：r/min；
I为减速器减速比。
在本实施例中，所述当前车辆状态至少包括当前的挡位、驱动电机转速、手刹状态和油门踏板的状态。纯电动汽车通过检测当前车辆状态判定当前整车是否处于溜坡状态，一旦处于溜车状态整车控制会及时触发防溜坡算法，在防溜坡算法激活的情况下，通过对驱动电机的转速闭环控制，阻止电动汽车溜坡同时避免车辆出现过冲。
在本实施例中，在步骤(S1)中，根据当前车辆状态判定车辆是否处于溜坡状态，具体判定步骤为：在手刹未拉起以及未踩油门的情况下，若检测到D挡下驱动电机转速为负值，则车辆处于D挡下溜坡状态，反则反之；或者，若检测到R挡下驱动电机转速为正值，则车辆处于R挡下溜坡状态；反则反之。
在本实施例中，所述D挡下电机目标转速为10rpm，R挡下电机目标转速为-10rpm。
在本实施例中，在防溜坡功能使能的情况下，通过在组合仪表对驾驶员进行提示。
本发明的纯电动汽车的防溜坡控制方法，简单可靠，只需更改整车控制策略和软件，利用现有的硬件平台，不会对纯电动汽车用户带来额外的成本，还可以省去倾角传感器，降低整车成本；通过软件的方式计算了溜坡距离，同时将电子驻车作为后备保护，避免整车在单一故障状态下溜坡功能失效的问题，，防溜坡效果明显，可靠性高。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种纯电动汽车的防溜坡控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(S1)整车上电后，根据当前车辆状态判定车辆是否处于溜坡状态；若车辆处于溜坡状态，则进而执行步骤(S2)；否则，平滑自动退出当前流程；
(S2)触发D挡/R挡防溜坡控制功能，通过设定电机目标转速对电机扭矩实施PI闭环控制，具体为：
设定D挡下的电机目标转速且D挡下的电机目标转速为正值，检测电机实际转速在D挡下是否为正值，且通过调节PI参数后，电机实际转速数值是否等于电机目标转速数值；若电机实际转速在D挡下为正值，且电机实际转速数值等于电机目标转速数值，D挡/R挡防溜坡控制功能启动成功，然后执行步骤(S5)，否则，执行步骤(S3)；或者
设定R挡下的电机目标转速且R挡下的电机目标转速为负值，检测电机实际转速在R挡下是否为负值，且调节PI参数后，电机实际转速数值是否等于电机目标转速数值；若电机实际转速在R挡下为负值，且电机实际转速数值等于电机目标转速数值，D挡/R挡防溜坡控制功能启动成功，然后执行步骤(S5)，否则，执行步骤(S3)；
(S3)检测电机转速控制时间是否小于时间预设值，若是，则返回步骤(S2)；否则，电机控制防溜坡功能故障，则进入步骤(S4)；
(S4)通过雷达来测试后方车距来确定最大溜坡距离，根据电机转速积分计算车辆的溜坡距离并在最大溜坡距离范围内启动电子驻车以实现紧急制动防溜车；
(S5)车辆在坡道上保持静止，然后执行步骤(S6)；
(S6)在车辆在坡道上保持静止情况下，若检测并判定到驾驶员需求扭矩大于防溜坡扭矩，或踩下制动踏板，或拉起手刹，或挡位不为D挡，或挡位不为R挡，或防溜坡时间大于预设的防溜坡的时间阈值，则退出电机防溜坡控制功能；否则，返回步骤(S5)。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车的防溜坡控制方法，其特征在于，所述当前车辆状态至少包括当前的挡位、驱动电机转速、手刹状态和油门踏板的状态。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车的防溜坡控制方法，其特征在于，在步骤(S1)中，根据当前车辆状态判定车辆是否处于溜坡状态，具体判定步骤为：在手刹未拉起以及未踩油门的情况下，若检测到D挡下驱动电机转速为负值，则车辆处于D挡下溜坡状态，反则反之；或者，若检测到R挡下驱动电机转速为正值，则车辆处于R挡下溜坡状态；反则反之。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车的防溜坡控制方法，其特征在于，所述D挡下电机目标转速为10rpm，R挡下电机目标转速为-10rpm。
5.根据权利要求1所述的纯电动汽车的防溜坡控制方法，其特征在于，在防溜坡功能使能的情况下，通过在组合仪表对驾驶员进行提示。
6.根据权利要求1所述的纯电动汽车的防溜坡控制方法，其特征在于，在步骤(S4)中，根据电机转速积分计算车辆的溜坡距离L的公式为：
Figure FDA0003624411060000021
其中，R为整车轮胎的半径；
n为电机转速，单位：r/min；
I为减速器减速比。
7.根据权利要求1所述的纯电动汽车的防溜坡控制方法，其特征在于，时间预设值的取值范围为0.1s-2s。
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