专利名称：电动汽车刹车控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车控制领域，更具体地说，涉及一种电动汽车刹车控制系统及方法。
背景技术：
现有的汽车油门踏板由于内部机械结构或外部原因(例如踏板被地毯卡住等)存在潜在的风险，即松开油门踏板后，油门踏板可能不会迅速回位，车辆仍处于加速状态。在紧急情况下，即使驾车人员踩上刹车踏板，油门踏板也不能迅速回位，无法准确体现驾驶员的操作意图，给驾驶操作带来了较大的安全隐患。有鉴于此，人们在传统燃油车上设计了一些刹车优先系统。刹车优先系统(BrakeOverride System, BOS)是指让驾驶员在踩下油门踏板且油门全开(即油门踏板踩到底)的情况下，仍然能够通过踩下制动踏板将车停下的系统，也就是说刹车优先系统在探测到驾 驶员试图实施制动没有成功时，会自动将发动机工作切换到怠速状态。随着全球环保意识的增强和能源问题日渐突出，电动汽车已成为绿色车辆最主要的发展方向。纯电动车以其零排放、低噪音等优点越来越受到世界各国的重视，电动汽车相关产业已成为21世纪汽车产业的发展方向。上述刹车优先系统无论是通过硬件实现还是软件实现，都是基于对发动机控制来实现刹车优先功能。纯电动汽车由于取消了发动机，而由电动机提供驱动力矩，因此现有的刹车优先系统不适合直接移植到纯电动车上，纯电动车依然存在油门踏板无法迅速回位的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述电动汽车油门踏板无法迅速回位而导致车辆控制失灵的问题，提供一种电动汽车刹车控制系统及方法。本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电动汽车刹车控制系统，包括电机控制器、油门踏板、刹车踏板以及用于分别从油门踏板和刹车踏板采集油门信号和刹车信号的信号采集单元；所述系统还包括转矩置位单元以及转矩清零单元；所述转矩置位单元，用于在所述信号采集单元采集到刹车信号时使转矩封锁标识置位；所述转矩清零单元，用于在所述信号采集单元采集到油门信号且所述转矩封锁标识被置位时，使电机控制器的输出转矩清零。在本发明所述的电动汽车刹车控制系统中，所述系统还包括转矩复位单元，用于在所述信号采集单元未采集到刹车信号时使转矩封锁标识复位。在本发明所述的电动汽车刹车控制系统中，所述系统还包括转矩计算单元，用于在所述信号采集单元采集到油门信号且所述转矩封锁标识未置位时，计算输出转矩并将所述输出转矩输出到驱动电机。在本发明所述的电动汽车刹车控制系统中，所述信号采集单元、转矩置位单元以及转矩清零单元位于电机控制器。在本发明所述的电动汽车刹车控制系统中，所述信号采集单元位于整车控制器，所述转矩置位单元以及转矩清零单元位于电机控制器，所述整车控制器通过控制器局域网络与电机控制器连接。本发明还提供一种电动汽车刹车控制方法，所述电动汽车通过油门踏板和刹车踏板采集油门信号和刹车信号，该方法包括以下步骤在采集到刹车信号时使转矩封锁标识置位；在采集到油门信号时，若所述转矩封锁标识被置位，使电机控制器的输出转矩清零。在本发明所述的电动汽车刹车控制方法中，所述方法还包括在未采集到刹车信号时使转矩封锁标识复位。在本发明所述的电动汽车刹车控制方法中，所述方法还包括在采集到油门信号时，若所述转矩封锁标识未置位，使电机控制器计算输出转矩并将所述输出转矩输出到驱动电机。在本发明所述的电动汽车刹车控制方法中，所述刹车信号和油门信号通过电机控制器采集。在本发明所述的电动汽车刹车控制方法中，所述刹车信号和油门信号通过整车控制器采集，所述整车控制器通过控制器局域网络与电机控制器连接。本发明的电动汽车刹车控制系统及方法，在不增加硬件成本的基础上，引入刹车信号和油门信号到整车控制器或电机控制器，并实现了纯电动汽车油门和刹车信号的优先级控制，保证了纯电动汽车的驾驶安全。
图I是本发明电动汽车刹车控制系统第一实施例的示意图。图2是本发明电动汽车刹车控制系统第二实施例的示意图。图3是油门/刹车踏板电气原理图。图4是油门/刹车踏板输出工作特性曲线图。图5是本发明电动汽车刹车控制方法实施例的流程示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图I所述，是本发明电动汽车刹车控制系统第一实施例的示意图。本实施例中 的电动汽车刹车控制系统包括电机控制器10、油门踏板、刹车踏板，其中电机控制器10包括信号采集单元11、转矩置位单元12以及转矩清零单元13。上述油门踏板和刹车踏板分别用于实现加速控制和刹车控制，其分别包括机械踏板部件以及踏板位置检测电路(通过传感器等将踏板部件的机械位置转换为电信号)。电机控制器10用于控制驱动电机运转，从而控制电动汽车行驶。信号采集单元11、转矩置位单元12以及转矩清零单元13集成到电机控制器IO，其可由软件、硬件或软件和硬件的结合实现。信号采集单元11用于分别从油门踏板和刹车踏板采集油门信号(即加速信号)和刹车信号(即停车信号)。在油门踏板被踩下时，信号采集单元11采集到油门信号(即油门踏板检测电路输出的电压值在预设范围内)，表示此时驾车者希望电动汽车加速；在刹车踏板被踩下时，信号采集单元11采集到刹车信号(即刹车踏板检测电路输出的电压值在预设范围内)，表示此时驾车者希望电动汽车减速。此外，上述信号采集单元11还可进行其他信号采集，例如运行信号、正转信号、反转信号等。转矩置位单元12用于在信号采集单元11采集到刹车信号时(即刹车踏板被踩下)使转矩封锁标识置位，即修改转矩封锁标识为“不可加速”状态。在具体实现时，上述转矩封锁标识可以是电机控制器10的寄存器中的一个特定状态位，在该状态位被置位时，电机控制器10不再向驱动电机提供转矩输出(无论此时油门踏板是否被踩下)。转矩清零单元13用于在信号采集单元11采集到油门信号且转矩封锁标识被置位 时，使电机控制器的输出转矩清零，即电机控制器不再向驱动电机输出转矩，驱动电机无法在驱动轮产生牵引力，从而电动汽车在空气阻力、摩擦阻力和爬坡阻力的作用下减速。上述电动汽车刹车控制系统根据刹车信号对转矩封锁标识进行置位，并将该转矩封锁标识的状态作为是否向驱动电机提供转矩输出的前提，保证在有刹车信号时电机控制器10不输出转矩，从而实现了刹车优先功能。在上述的电动汽车刹车控制系统中，电机控制器10还可包括转矩复位单元。该转矩复位单元用于在信号采集单元11未采集到刹车信号(即刹车踏板未被踩下)时使转矩封锁标识复位，即修改转矩封锁标识为“可加速”状态。上述电机控制器10还包括转矩计算单元，用于在信号采集单元11采集到油门信号且转矩封锁标识未置位时，根据油门信号计算输出转矩并将输出转矩输出到驱动电机。如图3、4所示，油门踏板/刹车踏板通过电路将油门踏板/刹车踏板的旋转角度转换为不同的电压输出，不同的踏板量程范围有所不同。油门踏板的量程范围对应电机控制器的转矩输出范围，即油门信号为零点(0. 75V)时，电机控制器10输出转矩也为0，油门信号达到最大值(3. 84V)时，电机控制器10输出电机峰值转矩。如图2所示，在本发明的电动汽车刹车控制系统的第二实施例中，除了包括电机控制器20、油门踏板、刹车踏板外，还包括整车控制器30，整车控制器30通过控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)与电机控制器20连接，以将信号传递给电机控制器20，电机控制器20根据接收到的指令控制电机运行。上述整车控制器30包括信号采集单元31，转矩置位单元21和转矩清零单元22则位于电机控制器20。电机控制器20用于控制驱动电机运转，从而控制电动汽车行驶。信号采集单元31、转矩置位单元21以及转矩清零单元22可由软件、硬件或软件和硬件的结合实现。与第一实施例相同地，信号采集单元31用于分别从油门踏板和刹车踏板采集油门信号(即加速信号)和刹车信号(即停车信号)。转矩置位单元21用于在信号采集单元31采集到刹车信号时(即刹车踏板被踩下)使转矩封锁标识置位，即修改转矩封锁标识为“不可加速”状态。转矩清零单元22用于在信号采集单元31采集到油门信号且转矩封锁标识被置位时，使电机控制器的输出转矩清零，即电机控制器不再向驱动电机输出转矩，驱动电机无法在驱动轮产生牵引力，从而电动汽车在空气阻力、摩擦阻力和爬坡阻力的作用下减速。同样地，上述电机控制器20还可包括转矩复位单元及转矩计算单元，其中转矩复位单元用于在信号采集单元31未采集到刹车信号(即刹车踏板未被踩下)时使转矩封锁标识复位，即修改转矩封锁标识为“可加速”状态；转矩计算单元用于在信号采集单元31采集到油门信号且转矩封锁标识未置位时，根据油门信号计算输出转矩并将输出转矩输出到驱动电机。如图5所示，是本发明电动汽车刹车控制方法实施例的示意图。该方法包括以下步骤步骤S51 :通过油门踏板和刹车踏板采集油门信号和刹车信号。例如在油门踏板被踩下时，可采集到油门信号(即油门踏板检测电路输出的电压值在预设范围内)，表示此 时驾车者希望电动汽车加速；在刹车踏板被踩下时，可采集到刹车信号(即刹车踏板检测电路输出的电压值在预设范围内)，表示此时驾车者希望电动汽车减速。上述油门信号/刹车信号可通过电机控制器采集，也可通过整车控制器采集(该整车控制器通过控制器局域网络与电机控制器连接，以将采集的信号传递给电机控制器)。步骤S52 :判断是否采集到刹车信号，并在采集到刹车信号时执行步骤S53，否则执行步骤S54。步骤S53 :将转矩封锁标识置位，即修改转矩封锁标识为“不可加速”状态。在具体实现时，上述转矩封锁标识可以是电机控制器的寄存器中的一个特定状态位，同时返回步骤S51继续进行信号采集。步骤S54 :使转矩封锁标识复位，即修改转矩封锁标识为“可加速”状态，同时返回步骤S51继续进行信号采集。步骤S55 :判断是否采集到油门信号，若采集到油门信号则执行步骤S56，否则执行步骤S57。步骤S56 :判断转矩封锁标识是否置位，若转矩封锁标识被置位则执行步骤S57，否则执行步骤S58。步骤S57 :使电机控制器的输出转矩清零，即控制驱动电机不再产生牵引力，同时返回步骤S51继续采集信号。步骤S58 :使电机控制器根据油门信号计算输出转矩并将输出转矩输出到驱动电机，同时返回步骤S51继续采集信号。上述方法根据检测到的油门踏板和刹车踏板信号进行优先级控制，保证在有刹车信号的时候电机控制器不输出转矩，从而实现刹车优先功能。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种电动汽车刹车控制系统，包括电机控制器、油门踏板、刹车踏板以及用于分别从油门踏板和刹车踏板采集油门信号和刹车信号的信号采集单元；其特征在于所述系统还包括转矩置位单元以及转矩清零单元；所述转矩置位单元，用于在所述信号采集单元采集到刹车信号时使转矩封锁标识置位；所述转矩清零单元，用于在所述信号采集单元采集到油门信号且所述转矩封锁标识被置位时，使电机控制器的输出转矩清零。
2.根据权利要求I所述的电动汽车刹车控制系统，其特征在于所述系统还包括转矩复位单元，用于在所述信号采集单元未采集到刹车信号时使转矩封锁标识复位。
3.根据权利要求I或2所述的电动汽车刹车控制系统，其特征在于所述系统还包括转矩计算单元，用于在所述信号采集单元采集到油门信号且所述转矩封锁标识未置位时，计算输出转矩并将所述输出转矩输出到驱动电机。
4.根据权利要求I所述的电动汽车刹车控制系统，其特征在于所述信号采集单元、转矩置位单元以及转矩清零单元位于电机控制器。
5.根据权利要求I所述的电动汽车刹车控制系统，其特征在于所述信号采集单元位于整车控制器，所述转矩置位单元以及转矩清零单元位于电机控制器，所述整车控制器通过控制器局域网络与电机控制器连接。
6.一种电动汽车刹车控制方法，所述电动汽车通过油门踏板和刹车踏板采集油门信号和刹车信号，其特征在于该方法包括以下步骤 在采集到刹车信号时使转矩封锁标识置位； 在采集到油门信号时，若所述转矩封锁标识被置位，使电机控制器的输出转矩清零。
7.根据权利要求6所述的电动汽车刹车控制方法，其特征在于所述方法还包括在未采集到刹车信号时使转矩封锁标识复位。
8.根据权利要求6或7所述的电动汽车刹车控制方法，其特征在于所述方法还包括在采集到油门信号时，若所述转矩封锁标识未置位，使电机控制器计算输出转矩并将所述输出转矩输出到驱动电机。
9.根据权利要求6所述的电动汽车刹车控制方法，其特征在于所述刹车信号和油门信号通过电机控制器采集。
10.根据权利要求6所述的电动汽车刹车控制方法，其特征在于所述刹车信号和油门信号通过整车控制器采集，所述整车控制器通过控制器局域网络与电机控制器连接。
全文摘要
本发明提供了一种电动汽车刹车控制系统，包括电机控制器、油门踏板、刹车踏板以及用于分别从油门踏板和刹车踏板采集油门信号和刹车信号的信号采集单元；所述系统还包括转矩置位单元以及转矩清零单元；所述转矩置位单元，用于在所述信号采集单元采集到刹车信号时使转矩封锁标识置位；所述转矩清零单元，用于在所述信号采集单元采集到油门信号且所述转矩封锁标识被置位时，使电机控制器的输出转矩清零。本发明还提供一种对应的方法。本发明在不增加硬件成本的基础上，引入刹车信号和油门信号到整车控制器或电机控制器，并实现了纯电动汽车油门和刹车信号的优先级控制，保证了纯电动汽车的驾驶安全。
文档编号B60T8/17GK102700531SQ20121020780
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者沈俊伟 申请人:深圳市汇川技术股份有限公司, 苏州汇川技术有限公司, 苏州默纳克控制技术有限公司