本發(fā)明涉及一種坡路起步輔助控制方法，具體涉及一種電動汽車坡路起步輔助控制方法。

背景技術：

關于電動汽車坡路起步輔助控制方法，目前主要采用的方法包括：在松開制動踏板后施加防溜車力矩，在踩下加速踏板后，在防溜車力矩基礎上疊加附加電機驅(qū)動力矩。上述的附加電機驅(qū)動力矩為根據(jù)加速踏板開度計算所得。但如果坡路過大會出現(xiàn)兩種異常狀況：第一種，電機驅(qū)動力矩施加速率過快，帶來起步?jīng)_擊，造成安全隱患；第二種，電機驅(qū)動力矩施加速率過慢，出現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大扭矩的堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，此時會對電機造成不良影響。

專利文獻1(CN103223936A)中公開了混合動力汽車下坡輔助電、液復合制動控制方法，包括如下策略：制動力矩優(yōu)先分配給電機，其次發(fā)動機，最后液壓制動系統(tǒng)。下坡行駛安全、經(jīng)濟、舒適為目的，提出了并聯(lián)式電、液輔助制動控制方法，尤其提出了電機和液壓的協(xié)調(diào)制動方法，既彌補了液壓制動系統(tǒng)啟動延時的缺陷，又能夠在液壓系統(tǒng)啟動后使電機的制動能量回饋最大化。

專利文獻2(CN102167032A)公開了一種深度混合動力汽車的上坡輔助控制方法，包括以下步驟1)車輛坡路起步的檢測；2)車輛坡路起步過程中力矩的分配及起步控制策略。根據(jù)電池荷電狀態(tài)、電機所能提供的最大驅(qū)動力矩、發(fā)動機狀態(tài)、液壓制動主缸狀態(tài)統(tǒng)一動態(tài)協(xié)調(diào)電機、發(fā)動機、離合器及液壓制動裝置保證車輛坡路起步過程中不后退，并輔助駕駛員實現(xiàn)車輛的平穩(wěn)起步。

專利文獻3(CN101559772A)公開了一種混合動力汽車的下坡輔助控制方法，其包括以下步驟：1)設置一個坡路輔助控制系統(tǒng)其包括整車控制器、電機及其控制器、發(fā)動機及其控制器和液壓制動裝置及其控制器；2)整車控制器通過實時采集車輛的加速踏板位置、制動踏板位置、檔位位置及車速的信息判斷車輛是否進入坡路輔助程序；3)整車控制器通過車速的變化量計算出相應的制動扭矩，再根據(jù)電池SOC、電機的制動力矩、車速、離合器的狀態(tài)和變速器的檔位統(tǒng)一動態(tài)協(xié)調(diào)電機、發(fā)動機反拖及液壓制動系統(tǒng)的制動力矩，使車速保持相對穩(wěn)定，從而提高了駕駛的安全性和車輛燃油的經(jīng)濟性。

然而，對于專利文獻1、專利文獻3公開的系統(tǒng)，主要涉及的是混合動力汽車下坡情況下的坡路輔助，主要考慮增加滑行能量回收，提高經(jīng)濟性降低油耗。而專利文獻2公開的系統(tǒng)，涉及混合動力汽車上坡情況下的坡路輔助控制方法，但主要內(nèi)容為通過SOC和起步需求扭矩判斷起步所需動力源是由電機提供還是由發(fā)動機提供，并未涉及電機起步控制情況下的過程控制，對電機如果出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)沒有應對措施。

因此，亟待出現(xiàn)一種既能避免電機堵轉(zhuǎn)又不會出現(xiàn)起步?jīng)_擊的電動汽車坡路起步輔助控制方法。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述技術問題，本發(fā)明提供一種既能避免電機堵轉(zhuǎn)又不會出現(xiàn)起步?jīng)_擊的電動汽車坡路起步輔助控制方法。

本發(fā)明采用的技術方案為：

本發(fā)明的實施例提供一種電動汽車坡路起步輔助控制方法，所述方法包括：當檢測到松開制動踏板后至踩下加速踏板前時，則使電動汽車進入制動防溜車階段，在此階段，使得液壓制動力保持在松開制動踏板前的大小，所述電動汽車在所述液壓制動力的作用下保持靜止；當檢測到踩下加速踏板后，駕駛員需求力矩小于驅(qū)動電機允許的長時間堵轉(zhuǎn)力矩T_A時，則使所述電動汽車進入驅(qū)動防溜車階段，在此階段，液壓制動力減少為零，當檢測到電機轉(zhuǎn)速與電動汽車的前進方向相反時，使得電機驅(qū)動力矩增加至防止電動汽車溜車的力矩T_防，隨后駕駛員需求力矩隨著加速踏板開度的增加而增加，電機驅(qū)動力矩與駕駛員需求力矩保持相同；當檢測到駕駛員需求力矩增加至位于長時間堵轉(zhuǎn)力矩T_A和使汽車在坡路上前進的電機驅(qū)動力矩T_B之間，而電動汽車仍無法前進時，則使電動汽車進入聯(lián)合防溜車階段，在此階段，施加液壓制動力，駕駛員需求力矩隨加速踏板開度的增加而繼續(xù)增加，而電機驅(qū)動力矩保持為T_A不變，所述電動汽車在電機驅(qū)動力矩和施加的液壓制動力的聯(lián)合作用下保持靜止；

當檢測到駕駛員需求力矩增加至大于T_B時，則使電動汽車進入驅(qū)動前進階段，在此階段，使得在聯(lián)合防溜車階段施加的液壓制動力減少為零，并使得電機驅(qū)動力矩迅速增大至與駕駛員需求力矩相等，使得電動汽車在電機驅(qū)動力矩的作用下前進。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過協(xié)調(diào)制動系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)來實現(xiàn)電動汽車坡路起步輔助，達到既避免電機堵轉(zhuǎn)又不會出現(xiàn)起步?jīng)_擊，最終達到平穩(wěn)起步的目的

附圖說明

圖1是本發(fā)明利用的控制系統(tǒng)的拓撲圖。

圖2為本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助控制方法的流程示意圖。

圖3是本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助控制方法的過程控制圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。

圖1是本發(fā)明利用的控制系統(tǒng)的拓撲圖。圖2為本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助控制方法的流程示意圖。圖3是本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助控制方法的過程控制圖。

本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助控制方法可通過部署在電動汽車上的坡路起步輔助系統(tǒng)來實現(xiàn)，如圖1所示，該電動汽車坡路起步輔助系統(tǒng)可包括加速踏板1、制動踏板2、電機控制器3、整車控制器4、制動控制器5、驅(qū)動電機6和液壓制動單元7。加速踏板1和制動踏板2都包含位置傳感器器。加速踏板1、制動踏板2、電機控制器3、整車控制器4、制動控制器5、驅(qū)動電機6和制動執(zhí)行機構(gòu)(液壓制動單元7)通過CAN總線連接，加速踏板1和制動踏板2通過CAN信號與電機控制器3、整車控制器4、制動控制器5進行數(shù)據(jù)連接，驅(qū)動電機2通過機械連接與車輪連接，液壓制動單元7通過液壓管路與車輪連接。整車控制器4根據(jù)位置傳感器檢測加速踏板位置信號、制動踏板行程信號計算起步時所需的驅(qū)動力、液壓制動力。實現(xiàn)了電機驅(qū)動力、液壓制動力與加速踏板、制動踏板的完全解耦，即電機驅(qū)動力和液壓制動力不會即時響應加速踏板和制動踏板的位置而變化。本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術類似，在此省略對它們的詳細介紹。也就是說，本發(fā)明實施例提供的電動汽車坡路起步輔助控制方法，不需要對汽車的傳統(tǒng)制動系統(tǒng)進行改造，只利用現(xiàn)有的制動系統(tǒng)就可實現(xiàn)。

在本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助控制方法的控制過程中，涉及的控制信號主要包括：液壓制動系統(tǒng)主缸壓力信號、駕駛員需求力矩信號、電機驅(qū)動力矩信號、加速踏板位置信號、制動踏板行程信號。其中：液壓制動系統(tǒng)主缸壓力信號反應制動系統(tǒng)實際施加的制動力大?。患铀偬ぐ逦恢眯盘柗磻铀偬ぐ彘_度大小；制動踏板行程信號反應制動踏板行程大??；駕駛員需求力矩信號為整車控制器根據(jù)加速踏板位置和電機轉(zhuǎn)速計算出的驅(qū)動需求力矩，可通過它們之間的對應關系通過查表法來獲得；電機驅(qū)動力矩信號為以駕駛員需求力矩為基礎，綜合液壓制動系統(tǒng)主缸壓力信號后由整車控制器計算出的驅(qū)動電機實際輸出用于驅(qū)動的力矩。

如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的電動汽車坡路起步輔助控制方法在坡路起步過程中，控制過程可包括以下步驟：

S1：釋放制動踏板；

S2：使液壓制動力保持在松開制動踏板前的大??；

S3：判斷是否踩下加速踏板，如果檢測到加速踏板開度信號，則執(zhí)行下述步驟S4，否則，則繼續(xù)保持液壓制動力；

S4：使液壓制動力減少至0，駕駛員需求力矩隨加速踏板開度的增加而增加，電機驅(qū)動力矩也隨駕駛員需求力矩的增加而增加，并與駕駛員需求力矩保持相同；

S5：判斷隨增加的駕駛員需求力矩是否大于驅(qū)動電機允許的長時間堵轉(zhuǎn)力矩T_A，如果大于，則進入下述步驟S6，否則返回步驟S5；

S6：施加液壓制動力，此階段，駕駛員需求力矩繼續(xù)隨加速踏板開度的增加而增加，電機驅(qū)動力矩保持為T_A不變；

S7：判斷增加的駕駛員需求力矩是否大于可以驅(qū)動車輛前進的力矩T_B，如果大于，則進入下述步驟S8，否則，返回步驟S6；

S8：使得液壓制動力減少至0，駕駛員需求力矩隨加速踏板開度的增加而繼續(xù)增加，同時電機驅(qū)動力矩也隨駕駛員需求力矩的增加而增加，并與駕駛員需求力矩相等。

具體地，在使用本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助控制方法對電動汽車坡路起步進行輔助控制時，可將汽車坡路起步過程分成以下4個階段來進行控制：制動防溜車階段、驅(qū)動防溜車階段、聯(lián)合防溜車階段和驅(qū)動前進階段，其中，制動防溜車階段為松開制動踏板后至踩下加速踏板前的階段，驅(qū)動防溜車階段為踩下加速踏板后駕駛員需求力矩在小于T_A前的階段，聯(lián)合防溜車階段為繼續(xù)踩下加速踏板后，駕駛員需求力矩持續(xù)增加(但是在T_A～T_B之間)，電機驅(qū)動力矩保持T_A不變的階段，驅(qū)動前進階段為繼續(xù)踩下加速踏板，駕駛員需求力矩大于T_B，汽車在電機驅(qū)動力矩的作用下前進的階段。以下，結(jié)合圖2和圖3對上述4個階段的控制進行詳細說明。

在電動汽車的起步過程中，當檢測到松開制動踏板后至踩下加速踏板前時，則使電動汽車進入制動防溜車階段，在此階段，使得液壓制動力保持在松開制動踏板前的大小，所述電動汽車在所述液壓制動力的作用下保持靜止(對應步驟S1和S2)；當檢測到踩下加速踏板后，駕駛員需求力矩小于驅(qū)動電機允許的長時間堵轉(zhuǎn)力矩T_A時，則使所述電動汽車進入驅(qū)動防溜車階段，在此階段，液壓制動力減少為零，當檢測到電機轉(zhuǎn)速與電動汽車的前進方向相反時，使得駕駛員需求力矩增加至防止電動汽車溜車的力矩T_防，隨后駕駛員需求力矩隨著加速踏板開度的增加而增加，電機驅(qū)動力矩與駕駛員需求力矩保持相同(對應步驟S3至S4)，此時汽車在電機驅(qū)動力矩作用下行駛；當檢測到駕駛員需求力矩增加至位于長時間堵轉(zhuǎn)力矩T_A和使汽車在坡路上前進的電機驅(qū)動力矩T_B之間，而電動汽車仍無法前進時，則使電動汽車進入聯(lián)合防溜車階段，在此階段，施加液壓制動力，駕駛員需求力矩隨加速踏板開度的增加而繼續(xù)增加，而電機驅(qū)動力矩保持為T_A不變，所述電動汽車在電機驅(qū)動力矩和施加的液壓制動力的聯(lián)合作用下保持靜止(對應步驟S5至S6)；當檢測到駕駛員需求力矩增加至大于T_B時，則使電動汽車進入驅(qū)動前進階段，在此階段，使得在聯(lián)合防溜車階段施加的液壓制動力減少為零，并使得電機驅(qū)動力矩迅速增大至與駕駛員需求力矩相等，使得電動汽車在電機驅(qū)動力矩的作用下前進(對應步驟S7至S8)。

也就是說，在本發(fā)明中，電動汽車在起步過程中的控制方法具體可包括：

1)制動防溜車階段

此階段為坡路起步開始階段，首先松開制動踏板且沒有踩下加速踏板。此時，制動控制器記錄松開制動踏板前的制動壓力，并通過CAN總線將控制信號發(fā)送給制動執(zhí)行機構(gòu)，制動執(zhí)行機構(gòu)在踩下加速踏板前保持工作，使制動壓力在此過程中保持不變。此階段，汽車在制動力的作用下在坡路上保持靜止。

2)驅(qū)動防溜車階段

坡路起步在松開制動踏板后，踩下加速踏板。在加速踏板踩下后將加速踏板位置信號通過CAN信號發(fā)送給整車控制器。其中，制動控制器接收到加速踏板位置信號后通過CAN信號控制液壓制動單元，液壓制動單元將液壓制動力減小到零。此時車輛可能出現(xiàn)瞬間溜車趨勢，當整車控制器檢測到電機轉(zhuǎn)速與前進方向相反時，整車控制器通過電機轉(zhuǎn)速和加速踏板位置信號計算出駕駛員需求力矩為防止溜車的力矩T_防，則發(fā)送指令控制電機驅(qū)動力矩增加至防止溜車的力矩T_防，隨后駕駛員需求力矩隨著加速踏板開度的增加而增加，電機驅(qū)動力矩與駕駛員需求力矩保持相同。此后加速踏板開度進一步增大，整車控制器會根據(jù)電機轉(zhuǎn)速和加速踏板位置信號計算得到相應的駕駛員需求力矩。當駕駛員需求力矩小于整車控制器內(nèi)存儲的電機允許的長時間堵轉(zhuǎn)力矩T_A時，電機驅(qū)動力矩保持與駕駛員需求力矩相同。

3)聯(lián)合防溜車階段

在驅(qū)動防溜車階段后，加速踏板開度進一步增大，駕駛員需求力矩隨著加速踏板開度的增加而增大。當駕駛員需求力矩增加至大于T_A汽車仍然無法前進時，電機驅(qū)動力矩保持T_A不變。此時加速踏板位置信號通過CAN信號發(fā)送整車控制器，整車控制器根據(jù)電機轉(zhuǎn)速和加速踏板位置信號計算得出駕駛員需求力矩。與此同時制動控制器會發(fā)送控制信號給液壓制動單元，液壓制動單元會施加液壓制動力，電機驅(qū)動力矩和液壓制動力的施加與駕駛員需求力矩相對應。從而在此階段，駕駛員需求力矩隨著加速踏板開度增加而增加，而電機驅(qū)動力矩保持不變，汽車會在電機驅(qū)動力矩和液壓制動力的聯(lián)合作用下保持靜止。這樣就可以確保汽車既不會出現(xiàn)溜車現(xiàn)象，又不會因電機堵轉(zhuǎn)力矩過大而造成不良影響。

4)驅(qū)動前進階段。

在聯(lián)合防溜車階段后，加速踏板開度繼續(xù)增加，加速踏板位置信號通過CAN信號發(fā)送給整車控制器。整車控制器根據(jù)加速踏板位置信號計算駕駛員需求力矩。整車控制器根據(jù)松開制動踏板前的液壓制動壓力計算出能夠使汽車在坡路上前進的電機驅(qū)動力矩T_B。隨著加速踏板開度的持續(xù)增大，整車控制器根據(jù)電機轉(zhuǎn)速和加速踏板位置信號計算得到的駕駛員需求力矩大于T_B時，制動控制器發(fā)送控制信號制動執(zhí)行機構(gòu)將液壓制動壓力減小到零。同時電機控制器發(fā)送信號給電機，電機驅(qū)動力矩迅速增大至與駕駛員需求力矩相等。汽車在電機驅(qū)動力矩的作用下前進。

即，根據(jù)上述描述可知，在電動汽車坡路起步輔助控制過程中，制動踏板行程、加速踏板開度、液壓制動力、駕駛員需求力矩和電機驅(qū)動力矩隨著行駛時間的變化可如圖3所示。如圖3所示，在坡路起步過程中，在釋放制動踏板至踩下加速踏板前，車輛在釋放制動踏板前的液壓制動力作用下保持靜止；在踩下加速踏板后，駕駛員需求力矩小于T_A之前，液壓制動力減少為零，電機驅(qū)動力矩增加至T_防，駕駛員需求力矩隨著加速踏板開度增加而增加，電機驅(qū)動力力矩與駕駛員需求力矩保持相同；當駕駛員需求力矩增加至位于(T_A，T_B)時，施加液壓制動力進行動態(tài)補償控制，電機驅(qū)動力矩保持T_A不變，駕駛員需求力矩隨著加速踏板開度增加而繼續(xù)增加，車輛在電機驅(qū)動力矩和液壓制動力的聯(lián)合作用下保持靜止；當駕駛員需求力矩繼續(xù)增加至大于T_B時，液壓制動力減少為零，電機驅(qū)動力矩迅速增大至與駕駛員需求力矩相同，汽車在電機驅(qū)動力矩的作用下前進。也就是說，在電動汽車坡路起步輔助控制過程中，加速踏板開度一直在增大，駕駛員需求力矩也一直在隨之增加，液壓制動力根據(jù)情況來進行施加，電機驅(qū)動力矩根據(jù)情況來賦予不同的值，以對電動汽車坡路起步進行輔助控制。

綜上可知，本發(fā)明的電動汽車坡路起步輔助控制方法可在制動踏板不被踩下的情況下自動協(xié)調(diào)制動系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)來施加制動力，從而既避免電機堵轉(zhuǎn)又不會出現(xiàn)起步?jīng)_擊，最終達到平穩(wěn)起步的目的。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。