CN105438006B - 电动汽车及其坡道驻车的控制方法、*** - Google Patents

电动汽车及其坡道驻车的控制方法、*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车坡道驻车的控制方法、***和具有该***的电动汽车，其中该方法包括：当电动汽车在坡道起停时，整车控制器采集电动汽车的各类信号，根据采集的信号分别生成各类指令并发送至电机控制器；电机控制器采集电机的各类信息并根据采集的信息估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩；电机控制器根据整车控制器发送的指令和电机当前状态判断电机是否满足进入零转速控制模式的条件；如果满足条件，电机控制器将估算的转矩作为初始输出转矩命令；通过比例积分控制器调节出电机在坡道上驻车时需要的转矩，并根据命令转矩控制电机进行扭矩输出以及将电机的转速调节至零。该方法可提高车辆坡道起停的安全性和驾驶的舒适性。

Description

电动汽车及其坡道驻车的控制方法、***
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车的坡道驻车的控制方法、控制***和具有该***的电动汽车。
背景技术
目前，电动汽车由于其环保节能、轻便安全等特点，越来越受到人们的欢迎。
然而，电动汽车在坡道停车或起步的过程中，车辆会出现行驶方向与挡位方向不一致的情况，这会使得汽车坡道行驶的溜车距离较大，影响驾驶安全，且电机稳定到0r/min的时间较长，影响驾驶的舒适性。因此，如何减少电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高车辆坡道行驶的安全，以及如何使车辆在坡道上快速稳定下来，提高驾驶的舒适性，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车的坡道驻车控制方法。该方法不仅可以减少电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高车辆坡道行驶的安全，还可以使车辆在坡道上快速稳定下来，提高驾驶的舒适性。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车的坡道驻车控制***。
本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电动汽车的坡道驻车控制方法，包括以下步骤：当所述电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，整车控制器实时采集所述电动汽车的加速踏板信号、挡位信号以及车速信号，并根据所述加速踏板信号、挡位信号以及车速信号分别生成电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息，并发送至电机控制器；所述电机控制器实时采集所述电机的实际转速信息、实际转向信息以及实际输出转矩信息；所述电机控制器实时根据所述车速信息、所述加速度信息、所述电机的实际转速信息以及实际输出转矩信息估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩；所述电机控制器根据所述挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、所述电机的实际转速信息以及实际转向信息判断所述电机是否满足进入零转速控制模式的条件；如果所述电机满足进入所述零转速控制模式的条件，所述电机控制器则将当前估算的所述电机所需要的输出转矩作为所述电机进入所述零转速控制模式时所述电机所需要的初始输出转矩；以及根据所述初始输出转矩通过比例积分控制器调节出所述电机在所述坡道上驻车时所述电机当前所需要的输出转矩，并根据所述当前所需要的输出转矩控制所述电机进行扭矩输出，以及将所述电机的转速调节至零速度。
根据本发明实施例的电动汽车的坡道驻车控制方法，当电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，电机控制器通过估算车辆驻车时所需要的输出转矩，并将此输出转矩作为进入零转速模式时的电机所需要的初始输出转矩，并根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度，不仅减少电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高电动汽车坡道行驶的安全性，还减少了将电机调至0r/min的时间，使电动汽车可以快速稳定下来，改善驾驶的舒适性。
根据本发明的一个实施例，所述电机控制器根据所述挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、所述电机的实际转速信息以及实际转向信息判断所述电机是否满足进入零转速控制模式的条件，包括：所述电机控制器判断所述故障信息是否为严重故障；如果所述故障信息不是严重故障，所述电机控制器则根据所述挡位指令、电机的转矩指令、以及所述电机的实际转向信息判断所述电机的实际转向是否与所述整车控制器发送的电机转向指令不同；如果所述电机的实际转向与所述整车控制器发送的电机转向指令不同，所述电机控制器则判断所述电机的实际转速信息是否大于第一预设阈值；以及如果所述电机的实际转速信息大于所述第一预设阈值，所述电机控制器则判断所述电机满足所述进入零转速控制模式的条件。
根据本发明的一个实施例，在满足以下条件时，实时估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩：所述电机的当前转速小于第二预设阈值；以及所述电机当前处于转矩控制模式。
根据本发明的一个实施例，所述电机控制器通过以下公式估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩：
其中，Tini为所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩；Tfeedback为所述电机当前反馈的实际输出转矩；m为所述电动汽车空载质量；a为当前加速度；r为所述电动汽车的车轮半径；ig为所述电动汽车的减速器减速比；n为所述电机的当前转速；V为车速；V1为当前车速；V0为预设时间Δt之前的车速，其中，Δt取10ms。
根据本发明的一个实施例，其中，所述比例积分控制器被配置如下：
TP(k)＝KP(0-n)
TI(k)＝TI(k-1)+KI(0-n)
TPI(k)＝TP(k)+TI(k)
Tcmd(k)＝Tini+TPI(k)
其中，TP(k)为当前时刻比例环节输出值；TI(k)为当前时刻积分环节输出值；TI(k-1)为上一时刻积分环节输出值；TPI(k)为当前时刻所述比例积分控制器的输出值；Tcmd(k)为当前时刻发送给所述电机控制器的转矩命令值；KP为比例环节系数；KI为积分环节系数；Tini为所述初始输出转矩。
根据本发明的一个实施例，所述第一预设阈值为20r/min。
根据本发明的一个实施例，所述第二预设阈值为200r/min。
根据本发明的一个实施例，根据所述电机的转速以及加速度方向分别确定所述KP、KI的取值。
为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电动汽车的坡道驻车控制***，包括：整车控制器，用于在所述电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，实时采集所述电动汽车的加速踏板信号、挡位信号以及车速信号，并根据所述加速踏板信号、挡位信号以及车速信号分别生成电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息；与所述整车控制器相连的电机控制器，用于接收所述整车控制器发送的所述挡位指令、电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息，并实时采集所述电机的实际转速信息、实际转向信息以及实际输出转矩信息，同时，实时根据所述车速信息、所述加速度信息、所述电机的实际转速信息以及实际输出转矩信息估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩，并在根据所述挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、所述电机的实际转速信息以及实际转向信息判断所述电机满足进入零转速控制模式的条件时，将当前估算的所述电机所需要的输出转矩作为所述电机进入所述零转速控制模式时所述电机所需要的初始输出转矩，并根据所述初始输出转矩通过比例积分控制器调节出所述电机在所述坡道上驻车时所述电机当前所需要的输出转矩，并根据所述当前所需要的输出转矩控制所述电机进行扭矩输出，以及将所述电机的转速调节至零速度。
根据本发明实施例的汽车的坡道驻车控制***，当电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，电机控制器通过估算车辆驻车时所需要的输出转矩，并将此输出转矩作为进入零转速模式时的电机所需要的初始输出转矩，并根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度，不仅减少电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高电动汽车坡道行驶的安全性，还减少了将电机调至0r/min的时间，使电动汽车可以快速稳定下来，改善驾驶的舒适性。
根据本发明的一个实施例，所述电机控制器具体用于：判断所述故障信息是否为严重故障；在所述故障信息不是严重故障时，根据所述挡位指令、电机的转矩指令、以及所述电机的实际转向信息判断所述电机的实际转向是否与所述整车控制器发送的电机转向指令不同；在所述电机的实际转向与所述整车控制器发送的电机转向指令不同时，判断所述电机的实际转速信息是否大于第一预设阈值；在所述电机的实际转速信息大于所述第一预设阈值时，判断所述电机满足所述进入零转速控制模式的条件。
根据本发明的一个实施例，所述电机控制器在满足以下条件时，实时估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩：所述电机的当前转速小于第二预设阈值；以及所述电机当前处于转矩控制模式。
根据本发明的一个实施例，所述电机控制器通过以下公式估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩：
其中，Tini为所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩；Tfeedback为所述电机当前反馈的实际输出转矩；m为所述电动汽车空载质量；a为当前加速度；r为所述电动汽车的车轮半径；ig为所述电动汽车的减速器减速比；n为所述电机的当前转速；V为车速；V1为当前车速；V0为预设时间Δt之前的车速，其中，Δt取10ms。
根据本发明的一个实施例，其中，所述比例积分控制器被配置如下：
TP(k)＝KP(0-n)
TI(k)＝TI(k-1)+KI(0-n)
TPI(k)＝TP(k)+TI(k)
Tcmd(k)＝Tini+TPI(k)
其中，TP(k)为当前时刻比例环节输出值；TI(k)为当前时刻积分环节输出值；TI(k-1)为上一时刻积分环节输出值；TPI(k)为当前时刻所述比例积分控制器的输出值；Tcmd(k)为当前时刻发送给所述电机控制器的转矩命令值；KP为比例环节系数；KI为积分环节系数；Tini为所述初始输出转矩。
根据本发明的一个实施例，所述第一预设阈值为20r/min。
根据本发明的一个实施例，所述第二预设阈值为200r/min。
根据本发明的一个实施例，所述比例积分控制器根据所述电机的转速以及加速度方向分别确定所述KP、KI的取值。
为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电动汽车，包括本发明第二方面实施例的电动汽车的坡道驻车控制***。
根据本发明实施例的电动汽车，当电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，电机控制器通过估算车辆驻车时所需要的输出转矩，并将此输出转矩作为进入零转速模式时的电机所需要的初始输出转矩，并根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度，不仅减少电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高电动汽车坡道行驶的安全性，还减少了将电机调至0r/min的时间，使电动汽车可以快速稳定下来，改善驾驶的舒适性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的坡道驻车控制方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的坡道驻车控制***的结构示意图；
图3是根据本发明又一个实施例的电动汽车的坡道驻车控制***的工作过程流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的电动汽车的坡道驻车的控制方法、控制***和具有该控制***的电动汽车。
图1是根据本发明一个实施例的电动汽车的坡道驻车控制方法的流程图。
如图1所示，该电动汽车的坡道驻车控制方法可以包括以下步骤：
S101，当电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，整车控制器实时采集电动汽车的加速踏板信号、挡位信号以及车速信号，并根据加速踏板信号、挡位信号以及车速信号分别生成电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息，并发送至电机控制器。
S102，电机控制器实时采集电机的实际转速信息、实际转向信息以及实际输出转矩信息。
S103，电机控制器实时根据车速信息、加速度信息述电机的实际转速信息以及实际输出转矩信息估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩。
需要说明的是，在本发明实施例中，为了减少计算量，需要在满足以下条件时，电机控制器可以实时估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩：电机的当前转速小于第二预设阈值；以及电机当前处于转矩模式。
其中，在本发明实施例中，第二预设阈值可以是200r/min。
可以理解的是，转矩模式就是让电机按给定的转矩进行旋转，保持电机电流环的输出恒定。如果外部负载转矩大于或等于电机设定的输出转矩，则电机的输出转矩会保持在设定转矩不变，电机会跟随负载来运动。如果外部负载转矩小于电机设定的输出转矩，则电机会一直加速直到超出电机或驱动的最大允许转速后报警停住。
具体地，在本发明实施例中，在满足上述条件后，电机控制器通过以下公式估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩：
其中，Tini为电动汽车在所述坡道上驻车时电机所需要的输出转矩；Tfeedback为电机当前反馈的实际输出转矩；m为电动汽车空载质量；a为当前加速度；r为电动汽车的车轮半径；ig为电动汽车的减速器减速比；n为电机的当前转速；V为车速；V1为当前车速；V0为预设时间Δt之前的车速，其中，Δt取10ms。
S104，电机控制器根据挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、电机的实际转速信息以及实际转向信息判断电机是否满足进入零转速控制模式的条件。
在本发明实施例中，电机控制器根据挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、电机的实际转速信息以及实际转向信息判断电机是否满足进入零转速控制模式的条件的具体实现过程可包括：电机控制器判断故障信息是否为严重故障；如果故障信息不是严重故障，电机控制器则根据挡位指令、电机的转矩指令、以及电机的实际转向信息判断电机的实际转向是否与整车控制器发送的电机转向指令不同；如果电机的实际转向与整车控制器发送的电机转向指令不同，电机控制器则判断电机的实际转速信息是否大于第一预设阈值；如果电机的实际转速信息大于第一预设阈值，电机控制器则判断电机满足进入零转速控制模式的条件。
其中，在本发明实施例中，第一预设阈值可以是20r/min。
需要说明的是，在本发明实施例中，如果电机控制器判断电机不满足进入零转速控制模式的条件重故障，则电机进入转矩模式，即电机响应整车控制器的转矩指令。
S105，如果电机满足进入零转速控制模式的条件，电机控制器则将当前估算的电机所需要的输出转矩作为电机进入零转速控制模式时电机所需要的初始输出转矩。
S106，根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在所述坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度。
在本发明实施例中，比例积分控制器被配置如下：
TP(k)＝KP(0-n)
TI(k)＝TI(k-1)+KI(0-n)
TPI(k)＝TP(k)+TI(k)
Tcmd(k)＝Tini+TPI(k)
其中，TP(k)为当前时刻比例环节输出值；TI(k)为当前时刻积分环节输出值；TI(k-1)为上一时刻积分环节输出值；TPI(k)为当前时刻比例积分控制器的输出值；Tcmd(k)为当前时刻发送给电机控制器的转矩命令值；KP为比例环节系数；KI为积分环节系数；Tini为初始输出转矩。
为了使电动汽车在坡道上快速稳定下来，提高驾驶的舒适性，在本发明实施例中，可以根据电机的转速以及加速度方向分别确定KP、KI的取值。具体地，KP、KI的可以根据如下表格取值。
综上所述的方法，当电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，电机控制器通过估算车辆驻车时所需要的输出转矩，并将此输出转矩作为进入零转速模式时的电机所需要的初始输出转矩，并根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度，不仅减少了电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高电动汽车坡道行驶的安全性，还减少了将电机调至0r/min的时间，使电动汽车可以快速稳定下来，改善驾驶的舒适性。
与上述几种实施例提供的电动汽车的坡道驻车控制方法相对应，本发明的一种实施例还提供一种电动汽车的坡道驻车控制***，由于本发明实施例提供的电动汽车的坡道驻车控制***与上述几种实施例提供的电动汽车的坡道驻车控制方法相对应，因此在前述电动汽车的坡道驻车控制方法的实施方式也适用于本实施例提供的电动汽车的坡道驻车控制***，在本实施例中不再详细描述。图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的坡道驻车控制***的结构示意图，如图2所示，该电动汽车的坡道驻车控制***可以包括：整车控制器10和电机控制器20。
具体地，整车控制器10可用于在电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，实时采集电动汽车的加速踏板信号、挡位信号以及车速信号，并根据加速踏板信号、挡位信号以及车速信号分别生成电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息。
与整车控制器10相连的电机控制器20，可用于接收整车控制器10发送的挡位指令、电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息，并实时采集电机的实际转速信息、实际转向信息以及实际输出转矩信息，同时，实时根据车速信息、加速度信息、电机的实际转速信息以及实际输出转矩信息估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩，并在根据挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、电机的实际转速信息以及实际转向信息判断电机满足进入零转速控制模式的条件时，将当前估算的电机所需要的输出转矩作为电机进入零转速控制模式时电机所需要的初始输出转矩，并根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度。
在本发明实施例中，电机控制器20具体用于：判断故障信息是否为严重故障；在故障信息不是严重故障时，根据挡位指令、电机的转矩指令、以及电机的实际转向信息判断电机的实际转向是否与整车控制器10发送的电机转向指令不同；在电机的实际转向与整车控制器10发送的电机转向指令不同时，判断电机的实际转速信息是否大于第一预设阈值；在电机的实际转速信息大于第一预设阈值时，判断电机满足进入零转速控制模式的条件。
其中，在本发明实施例中，第一预设阈值可以为20r/min。
在本发明实施例中，为了减少计算量，电机控制器20需要在满足以下条件时，才可以实时估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩：电机的当前转速小于第二预设阈值；以及电机当前处于转矩控制模式。
其中，在本发明实施例中，第二预设阈值可以为200r/min。
可以理解的是，转矩模式就是让电机按给定的转矩进行旋转，保持电机电流环的输出恒定。如果外部负载转矩大于或等于电机设定的输出转矩，则电机的输出转矩会保持在设定转矩不变，电机会跟随负载来运动。如果外部负载转矩小于电机设定的输出转矩，则电机会一直加速直到超出电机或驱动的最大允许转速后报警停在。
进一步地，在本发明实施例中，电机控制器20通过以下公式估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩：
其中，Tini为电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩；Tfeedback为电机当前反馈的实际输出转矩；m为电动汽车空载质量；a为当前加速度；r为电动汽车的车轮半径；ig为电动汽车的减速器减速比；n为电机的当前转速；V为车速；V1为当前车速；V0为预设时间Δt之前的车速，其中，Δt取10ms。
需要说明的是，在本发明实施例中，比例积分控制器被配置如下：
TP(k)＝KP(0-n)
TI(k)＝TI(k-1)+KI(0-n)
TPI(k)＝TP(k)+TI(k)
Tcmd(k)＝Tini+TPI(k)
其中，TP(k)为当前时刻比例环节输出值；TI(k)为当前时刻积分环节输出值；TI(k-1)为上一时刻积分环节输出值；TPI(k)为当前时刻比例积分控制器的输出值；Tcmd(k)为当前时刻发送给电机控制器20的转矩命令值；KP为比例环节系数；KI为积分环节系数；Tini为所述初始输出转矩。
为了使电动汽车在坡道上快速稳定下来，提高驾驶的舒适性，在本发明实施例中，可以根据电机的转速以及加速度方向分别确定KP、KI的取值。具体地，KP、KI的可以根据如下表格取值。
综上所述，根据本发明实施例的电动汽车的坡道驻车控制***，当电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，电机控制器20通过估算车辆驻车时所需要的输出转矩，并将此输出转矩作为进入零转速模式时的电机所需要的初始输出转矩，并根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度，不仅减少了电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高电动汽车坡道行驶的安全性，还减少了将电机调至0r/min的时间，使电动汽车可以快速稳定下来，改善驾驶的舒适性。
为了使得本领域的技术人员能够更加清楚地了解本实施例，下面将结合图3来介绍电动汽车的坡道驻车控制***的工作过程。
举例而言，图3是电动汽车的坡道驻车控制***的工作过程流程图。如图3所示，电动汽车的坡道驻车控制***的工作过程可以包括以下步骤：
S301，电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，整车控制器实时采集电动汽车的加速踏板信号、挡位信号以及车速信号，并根据加速踏板信号、挡位信号以及车速信号分别生成电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息，并发送至电机控制器。
S302，电机控制器实时采集电机的实际转速信息、实际转向信息以及实际输出转矩信息。
S303，电机控制器判断电机的当前转速是否小于第二预设阈值以及电机当前是否处于转矩模式。
具体地，电机控制器可根据实时采集的电机的实际转速信息、实际输出转矩信息判断电机的当前转速是否小于第二预设阈值以及电机当前是否处于转矩模式。
在本发明实施例中，第二预设阈值可以为200r/min。
如果满足上述条件，即电机的当前转速小于第二预设阈值以及电机当前处于转矩模式，则转到S304；如果不满足上述条件，则返回S301。
S304，电机控制器实时根据车速信息、加速度信息、电机的实际转速信息以及实际输出转矩信息估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩。
具体地，在本发明实施例中，电机控制器通过以下公式估算电动汽车在坡道上驻车时电机所需要的输出转矩：
其中，Tini为电动汽车在所述坡道上驻车时电机所需要的输出转矩；Tfeedback为电机当前反馈的实际输出转矩；m为电动汽车空载质量；a为当前加速度；r为电动汽车的车轮半径；ig为电动汽车的减速器减速比；n为电机的当前转速；V为车速；V1为当前车速；V0为预设时间Δt之前的车速，其中，Δt取10ms。
S305，电机控制器根据挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、电机的实际转速信息以及实际转向信息判断电机是否满足进入零转速控制模式的条件。如果电机满足进入零转速控制模式的条件，则转到S307,如果不满足则转到S306。
在本发明实施例中，电机控制器根据挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、电机的实际转速信息以及实际转向信息判断电机是否满足进入零转速控制模式的条件的具体实现过程可包括：电机控制器判断故障信息是否为严重故障；如果故障信息不是严重故障，电机控制器则根据挡位指令、电机的转矩指令、以及电机的实际转向信息判断电机的实际转向是否与整车控制器发送的电机转向指令不同；如果电机的实际转向与整车控制器发送的电机转向指令不同，电机控制器则判断电机的实际转速信息是否大于第一预设阈值；如果电机的实际转速信息大于第一预设阈值，电机控制器则判断电机满足进入零转速控制模式的条件。
其中，在本发明实施例中，第一预设阈值可以是20r/min。
S306，电机进入转矩模式，即电机响应整车控制器的转矩指令，然后返回S301。
S307，电机控制器将当前估算的电机所需要的输出转矩作为电机进入零转速控制模式时电机所需要的初始输出转矩。
S308，根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在所述坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度。
在本发明实施例中，比例积分控制器被配置如下：
TP(k)＝KP(0-n)
TI(k)＝TI(k-1)+KI(0-n)
TPI(k)＝TP(k)+TI(k)
Tcmd(k)＝Tini+TPI(k)
其中，TP(k)为当前时刻比例环节输出值；TI(k)为当前时刻积分环节输出值；TI(k-1)为上一时刻积分环节输出值；TPI(k)为当前时刻比例积分控制器的输出值；Tcmd(k)为当前时刻发送给电机控制器的转矩命令值；KP为比例环节系数；KI为积分环节系数；Tini为初始输出转矩。
为了使电动汽车在坡道上快速稳定下来，提高驾驶的舒适性，在本发明实施例中，可以根据电机的转速以及加速度方向分别确定KP、KI的取值。具体地，KP、KI的可以根据如下表格取值。
综上所述，根据本发明实施例的电动汽车的坡道驻车控制***，当电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，电机控制器通过估算车辆驻车时所需要的输出转矩，并将此输出转矩作为进入零转速模式时的电机所需要的初始输出转矩，并根据初始输出转矩通过比例积分控制器调节出电机在坡道上驻车时电机当前所需要的输出转矩，并根据当前所需要的输出转矩控制电机进行扭矩输出，以及将电机的转速调节至零速度，不仅减少了电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高电动汽车坡道行驶的安全性，还减少了将电机调至0r/min的时间，使电动汽车可以快速稳定下来，改善驾驶的舒适性。
为了实现上述实施例,本发明还提出一种电动汽车，其包括上述电动汽车的坡道驻车控制***。
根据本发明实施例的电动汽车，通过该电动汽车中的坡道驻车控制***，不仅减少了电动汽车在坡道上停车或起步时的溜车距离，提高电动汽车坡道行驶的安全性，还减少了将电机调至0r/min的时间，使电动汽车可以快速稳定下来，改善驾驶的舒适性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种电动汽车的坡道驻车控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当所述电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，整车控制器实时采集所述电动汽车的加速踏板信号、挡位信号以及车速信号，并根据所述加速踏板信号、挡位信号以及车速信号分别生成电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息，并发送至电机控制器；
所述电机控制器实时采集所述电机的实际转速信息、实际转向信息以及实际输出转矩信息；
所述电机控制器实时根据所述车速信息、所述加速度信息、所述电机的实际转速信息以及实际输出转矩信息估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩；
所述电机控制器根据所述挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、所述电机的实际转速信息以及实际转向信息判断所述电机是否满足进入零转速控制模式的条件；
如果所述电机满足进入所述零转速控制模式的条件，所述电机控制器则将当前估算的所述电机所需要的输出转矩作为所述电机进入所述零转速控制模式时所述电机所需要的初始输出转矩；以及
根据所述初始输出转矩通过比例积分控制器调节出所述电机在所述坡道上驻车时所述电机当前所需要的输出转矩，并根据所述当前所需要的输出转矩控制所述电机进行扭矩输出，以及将所述电机的转速调节至零速度。
2.如权利要求1所述的电动汽车的坡道驻车控制方法，其特征在于，所述电机控制器根据所述挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、所述电机的实际转速信息以及实际转向信息判断所述电机是否满足进入零转速控制模式的条件，包括：
所述电机控制器判断所述故障信息是否为严重故障；
如果所述故障信息不是严重故障，所述电机控制器则根据所述挡位指令、电机的转矩指令、以及所述电机的实际转向信息判断所述电机的实际转向是否与所述整车控制器发送的电机转向指令不同；
如果所述电机的实际转向与所述整车控制器发送的电机转向指令不同，所述电机控制器则判断所述电机的实际转速信息是否大于第一预设阈值；以及
如果所述电机的实际转速信息大于所述第一预设阈值，所述电机控制器则判断所述电机满足所述进入零转速控制模式的条件。
3.如权利要求1所述的电动汽车的坡道驻车控制方法，其特征在于，在满足以下条件时，实时估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩：
所述电机的当前转速小于第二预设阈值；以及
所述电机当前处于转矩模式。
4.如权利要求1所述的电动汽车的坡道驻车控制方法，其特征在于，所述电机控制器通过以下公式估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩：
其中，Tini为所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩；Tfeedback为所述电机当前反馈的实际输出转矩；m为所述电动汽车空载质量；a为当前加速度；r为所述电动汽车的车轮半径；ig为所述电动汽车的减速器减速比；n为所述电机的当前转速；V为车速；V1为当前车速；V0为预设时间Δt之前的车速，其中，Δt取10ms。
5.如权利要求1所述的电动汽车的坡道驻车控制方法，其特征在于，其中，所述比例积分控制器被配置如下：
TP(k)＝KP(0-n)
TI(k)＝TI(k-1)+KI(0-n)
TPI(k)＝TP(k)+TI(k)
Tcmd(k)＝Tini+TPI(k)
其中，TP(k)为当前时刻比例环节输出值；TI(k)为当前时刻积分环节输出值；TI(k-1)为上一时刻积分环节输出值；TPI(k)为当前时刻所述比例积分控制器的输出值；Tcmd(k)为当前时刻发送给所述电机控制器的转矩命令值；KP为比例环节系数；KI为积分环节系数；Tini为所述初始输出转矩。
6.如权利要求2所述的电动汽车的坡道驻车控制方法，其特征在于，其中，所述第一预设阈值为20r/min。
7.如权利要求3所述的电动汽车的坡道驻车控制方法，其特征在于，其中，所述第二预设阈值为200r /min。
8.如权利要求5所述的电动汽车的坡道驻车控制方法，其特征在于，其中，根据所述电机的转速以及加速度方向分别确定所述KP、KI的取值。
9.一种电动汽车的坡道驻车控制***，其特征在于，包括：
整车控制器，用于在所述电动汽车在坡道上进行停车或起步的过程中，实时采集所述电动汽车的加速踏板信号、挡位信号以及车速信号，并根据所述加速踏板信号、挡位信号以及车速信号分别生成电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息；
与所述整车控制器相连的电机控制器，用于接收所述整车控制器发送的所述挡位指令、电机的转矩指令、车速信息、加速度信息以及故障信息，并实时采集所述电机的实际转速信息、实际转向信息以及实际输出转矩信息，同时，实时根据所述车速信息、所述加速度信息、所述电机的实际转速信息以及实际输出转矩信息估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩，并在根据所述挡位指令、电机的转矩指令、故障信息、所述电机的实际转速信息以及实际转向信息判断所述电机满足进入零转速控制模式的条件时，将当前估算的所述电机所需要的输出转矩作为所述电机进入所述零转速控制模式时所述电机所需要的初始输出转矩，并根据所述初始输出转矩通过比例积分控制器调节出所述电机在所述坡道上驻车时所述电机当前所需要的输出转矩，并根据所述当前所需要的输出转矩控制所述电机进行扭矩输出，以及将所述电机的转速调节至零速度。
10.如权利要求9所述的电动汽车的坡道驻车控制***，其特征在于，所述电机控制器具体用于：
判断所述故障信息是否为严重故障；
在所述故障信息不是严重故障时，根据所述挡位指令、电机的转矩指令、以及所述电机的实际转向信息判断所述电机的实际转向是否与所述整车控制器发送的电机转向指令不同；
在所述电机的实际转向与所述整车控制器发送的电机转向指令不同时，判断所述电机的实际转速信息是否大于第一预设阈值；
在所述电机的实际转速信息大于所述第一预设阈值时，判断所述电机满足所述进入零转速控制模式的条件。
11.如权利要求9所述的电动汽车的坡道驻车控制***，其特征在于，所述电机控制器在满足以下条件时，实时估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩：
所述电机的当前转速小于第二预设阈值；以及
所述电机当前处于转矩控制模式。
12.如权利要求9所述的电动汽车的坡道驻车控制***，其特征在于，所述电机控制器通过以下公式估算所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩：
其中，Tini为所述电动汽车在所述坡道上驻车时所述电机所需要的输出转矩；Tfeedback为所述电机当前反馈的实际输出转矩；m为所述电动汽车空载质量；a为当前加速度；r为所述电动汽车的车轮半径；ig为所述电动汽车的减速器减速比；n为所述电机的当前转速；V为车速；V1为当前车速；V0为预设时间Δt之前的车速，其中，Δt取10ms。
13.如权利要求9所述的电动汽车的坡道驻车控制***，其特征在于，其中，所述比例积分控制器被配置如下：
TP(k)＝KP(0-n)
TI(k)＝TI(k-1)+KI(0-n)
TPI(k)＝TP(k)+TI(k)
Tcmd(k)＝Tini+TPI(k)
其中，TP(k)为当前时刻比例环节输出值；TI(k)为当前时刻积分环节输出值；TI(k-1)为上一时刻积分环节输出值；TPI(k)为当前时刻所述比例积分控制器的输出值；Tcmd(k)为当前时刻发送给所述电机控制器的转矩命令值；KP为比例环节系数；KI为积分环节系数；Tini为所述初始输出转矩。
14.如权利要求10所述的电动汽车的坡道驻车控制***，其特征在于，其中，所述第一预设阈值为20r/min。
15.如权利要求11所述的电动汽车的坡道驻车控制***，其特征在于，其中，所述第二预设阈值为200r/min。
16.如权利要求13所述的电动汽车的坡道驻车控制***，其特征在于，其中，所述比例积分控制器根据所述电机的转速以及加速度方向分别确定所述KP、KI的取值。
17.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求9至16中任一项所述的坡道驻车控制***。
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