一种纯电动汽车防止坡起后溜的扭矩控制方法
【专利摘要】一种纯电动汽车防止坡起后溜的扭矩控制方法，其首先是模拟了传统汽车的低速蠕行的过程，控制目标是在坡道或者平路上的车速等于8km/h；利用闭环PI控制，通过标定不同电机转速下的P、I参数，当使得电动汽车在松开制动踏板的0.3s内达到驱动所需要的扭矩，并迅速达到理想的驱动车速，避免驾驶员松开制动后的后溜过程。
【专利说明】一种纯电动汽车防止坡起后溜的扭矩控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源汽车电控系统控制领域，涉及对新能源汽车的扭矩控制方法。【背景技术】
[0002]进入21世纪全球气候逐渐变暖，油价攀升以及石油资源的枯竭，节能低碳出行逐渐成为人们的共识，新能源汽车是缓解能源压力和降低环境污染的有效措施。随着新能源汽车的普及，除了汽车的代步作用以外，更加追求了汽车的舒适性能。新能源汽车多数采用了电机与单级减速器方案，从而传动系统的阻力相对于传统车发动机和多级减速器的阻力要小；电动汽车的储能装置为电池包，导致电动车的车重较传统汽车有较大提高。由于车辆较重同时阻力较小，从而导致车辆在坡起溜坡(即坡路起车是出现溜坡)时较传统汽车更为明显。
[0003]传统汽油机汽车为了解决这个问题，通常采用了带有上坡辅助功能(HAC)的制动系统以消除坡起溜坡的问题，但是这种制动系统不但改变了传统汽车的制动系统，同时也给整车增加了较高的成本。
[0004]申请公布号为CN 101817313A的专利文献公开了一种《电动车辆坡道安全起步控制系统》，其存在的问题是:1、由于路面情况、车辆载荷情况不同，控制系统无法通过车速信号来精确的计算出各种坡道坡度信息；2、只有当车子后溜以后，才能够进行相关判断。
【发明内容】
[0005]本发明为一种纯电动汽车防止后溜的扭矩控制方法，目的是在不改变制动系统结构的情况下，通过一种更加先进的控制方式，解决坡起溜坡的问题。
[0006]本发明技术方案包括以下内容:
[0007]整车控制器(VCU)首先根据油门踏板开度、制动踏板信息、挡位信息、电机转速、ABS提供的车速以及整车故障状态，判断整车所处的状态是否应进入防止溜坡控制模式，并使能扭矩计算模块。判断进入该模式需具备的条件包括:电机转速从低转速上升HOOrpm时不使能，从高转速下降，低于1200rpm时使能；制动踏板没有踩下；挡位信号为D挡或R挡；没有整车禁止扭矩输出的故障；没有电池安全故障。
[0008]当整车状态允许进入防止溜坡控制模式时，整车控制器(V⑶)开始计算目标车速，在起步时刻的目标车速V_Target是0_8km/h，呈一定斜率(如2s)增长上去的，到8km/h为稳定目标值，以保证起步车速的平稳。ABS反馈的实际车速V_Act发送给整车控制器(VCU);整车控制器计算目标车速与实际车速的差值(Delta_V)，从而进行扭矩的闭环PI控制。
[0009]整车控制器控制电机系统实际输出的转矩Tq=P*Delta_V+I*Delta_V ;其中P、I项为可调解的参数，需要在不同的工况下进行标定设计，根据车速进行校正，在D挡条件下，当车速较小或者为负值时，P项参数较大；当车速接近与目标车速时，P、I项参数较小。倒档原理一致。
[0010]本方案首先是模拟了传统汽车的低速蠕行的过程，即在驾驶员松开制动，不踩油门的条件下会缓慢的前行。所以，本方案的控制目标是在坡道或者平路上的车速等于8km/h，而非上述专利中的目标车速为O的控制方案。
[0011]相对于传统汽油机而言，由于电机系统利用的是电能转化为能量并控制转矩输出，而传统发动机利用的是节气门开度及喷油点火调整扭矩输出，使得传统汽油机在坡起时会有较长的溜坡过程。该方法发挥了纯电动车辆电机系统区别于常规汽油发动机的优势，电机扭矩响应速度要远大于发动机的响应特性。从而电机输出的转矩上升斜率最大可以到达800Nm/s，因此利用PI控制，可以使得电动汽车在松开制动踏板的0.3s内达到驱动所需要的扭矩，并迅速达到理想的驱动车速，避免驾驶员松开制动后的后溜过程。
[0012]本方案针对坡道起步的工况，针对不同的车速和电机转速，进行了自适应的设计，通过标定不同电机转速下的P、I参数，当车速较小或者为负值时，P、I参数较大，以使得扭矩能够快速上升到目标车速所需扭矩。当车速接近目标车速后，P、I参数较小，以使扭矩较为平稳，最终达到目标的车速稳定运行的工况。
[0013]通过本技术方案，在坡道工况下，可以有效的解决坡起溜坡的问题。经过实际验证,在30%的坡道上利用本方案可以避免坡道溜坡问题,从而使得在电动车在不增加成本的前提下，满足欧洲相关标准，提高了产品的安全性和舒适性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1电动汽车防止坡起溜坡控制系统图
[0015]图2防止坡起溜坡控制原理图
[0016]图3使能条件判断流程图
【具体实施方式】:
[0017]以下结合附图1、图2和图3详细说明本发明的具体实施过程:
[0018]参见图1，从电动汽车防止坡起后溜控制系统图可以看出，整车控制器是由各种传感起分别从ABS控制器、油门踏板、制动踏板、换挡手柄处获得对应的信号，然后通过以下的判断计算方法最后发出电机转矩指令给电机控制器，控制电机运行。
[0019]参见图1和图3，具体控制步骤如下:
[0020]1、整车控制器(VCU)首先根据油门踏板开度、制动踏板信息、挡位信息、电机转速、ABS提供的车速以及整车故障状态，判断整车所处的状态是否应进入防止溜坡控制模式，并使能扭矩计算模块；即整车控制器(VCU)接受到信号后，根据整车的各种传感器信号，判断进入该模式的条件包括:
[0021]A、电机转速从低转速上升1400rpm时不使能，从高转速下降，低于1200rpm时使倉泛;
[0022]B、制动踏板没有踩下；
[0023]C、挡位信号为D挡或R挡；
[0024]D、没有整车禁止扭矩输出的故障；
[0025]E、没有电池安全故障。
[0026]2、当整车状态允许进入防止溜坡控制模式时，整车控制器(VCT)开始计算目标车速，在起步时刻的目标车速V_Target是0_8km/h，呈一定斜率(如2s)增长上去的，到8km/h为稳定目标值，以保证起步车速的平稳。
[0027]3、ABS反馈的实际车速V_Act发送给整车控制器(V⑶)。
[0028]4、整车控制器计算目标车速与实际车速的差值(Delta_V)，从而进行扭矩的闭环PI控制。
[0029]5、实际输出的转矩 Tq=P*Delta_V+I*Delta_V。
[0030]其中，P项为可调解的参数，根据车速进行校正，在D挡条件下，当车速较小或者为负值时，P项参数较大；当车速接近与8km/h时，P项参数较小。
[0031]I项为可调解的参数，根据车速进行校正，在D挡条件下，当车速较小或者为负值时，I项参数较大；当车速接近与8km/h时，I项参数较小。
【权利要求】
1.一种纯电动汽车防止坡起后溜的扭矩控制方法，其包括以下步骤: (1)整车控制器(VCU)首先根据油门踏板开度、制动踏板信息、挡位信息、电机转速、ABS提供的车速以及整车故障状态，判断整车所处的状态是否应进入防止溜坡控制模式，并使能扭矩计算模块； 判断进入防止溜坡控制模式需同时具备以下条件: A、电机转速从低转速上升至转速A时不使能，从高转速下降，低于转速B时使能； B、制动踏板没有踩下； C、挡位信号为D挡或R挡； D、没有整车禁止扭矩输出的故障； E、没有电池安全故障； (2)当整车状态允许进入防止溜坡控制模式时，整车控制器(VCT)开始计算目标车速，在起步时刻的目标车速V_Target是0_8km/h，呈斜率增长上去，到8km/h为稳定目标值； (3)由ABS反馈实际车速V_Act发送给整车控制器(VOT)； (4)整车控制器计算目标车速与实际车速的差值Delta_V，从而进行扭矩的闭环PI控制； (5)实际输出转矩Tq=P*Delta_V+I*Delta_V;P、I参数通过在不同电机转速下标定获得。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车防止坡起后溜的扭矩控制方法，其特征在于:所述转速A为1400rpm，转速B为1200rpm。
3.根据权利要求1或2所述的纯电动汽车防止坡起后溜的扭矩控制方法，其特征在于:所述P项为可调解的参数，根据车速进行校正，在D挡条件下，当车速较小或者为负值时，P项参数较大，当车速接近与8km/h时，P项参数较小；1项为可调解的参数，根据车速进行校正，在D挡条件下，当车速较小或者为负值时，I项参数较大，当车速接近与8km/h时，I项参数较小。
【文档编号】B60L15/20GK103522915SQ201310532701
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】冯超, 刘宇, 王艳静 申请人:重庆长安汽车股份有限公司, 重庆长安新能源汽车有限公司