CN106183890B - 纯电动汽车预起步的控制***及其预起步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种纯电动汽车预起步的控制***及其预起步方法。其中所述方法包括步骤一、采集车辆状态信息；步骤二、根据车辆状态信息，决定是否采取预起步策略。本发明通过在车辆起步前电机给出一个小的可标定扭矩，使车辆传动***的齿轮全部位于啮合状态，再根据驾驶员意图进入各种起步模式，减少车辆传动***的冲击造成抖动，同时还可以减少机械磨损，降低启动噪音。无需更改现有车辆结构或者增加传感器等硬件设备，易于实现。通过本控制***和方法实现车辆的快速、稳定的起步，同时还可以避免车辆起步时的溜车现象。

Description

纯电动汽车预起步的控制***及其预起步方法

技术领域

本发明涉及纯电动汽车领域，尤其涉及一种纯电动汽车预起步的控制***及其预起步方法。

背景技术

公开号为CN 104071031，发明名称为《一种纯电动汽车起步抖动的抑制方法》的专利申请，其通过适当增大电机响应整车期望力矩的步长，同时增加转速反馈环节对整车的期望力矩进行修正。转速反馈环节由5个部分组成：电机转速检测、低通滤波器、电机转速微分、惯性环节、输出限幅。通过转速反馈环节，可以估算出一个对期望力矩进行修正的力矩，改善传动***进行动力传递时的动态响应过程，达到抑制起步抖动的效果，并兼顾整车的加速性能。该专利主要通过对电机的性能进行改善，达到抑制车辆抖动，只是针对特定的电机，对配置不同电机的纯电动车辆不具备通用性。

发明内容

与传统车辆不同，纯电动汽车电机与驱动***之间一般采用花键形式的刚性连接。齿轮间存在较大的间隙，当车辆起步时，需要齿轮完全啮合后才能起动车辆，造成起步较慢；并且由于齿轮位置的不同，可能会造成打齿现象，造成传动***机械部分的磨损并且噪音会增加。为了避免这一现象，本发明提出了一种纯电动汽车预起步的控制方法，

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提出了一种纯电动汽车预起步的控制***，其中所述纯电动汽车为具有N\R\D三个档位的纯电动汽车，所述***包括：

高压上电信号采集模块，其用于采集整车高压上电信号；

手刹信号采集模块，其用于采集手刹信号；

车速信号采集模块，其用于采集车速信号；

制动踏板信号采集模块，其用于采集制动踏板的信号；

油门信号采集模块，其用于采集油门信号；

档位信号采集模块，其用于采集档位信号；

信号处理模块，其用于将采集的信号集中处理；

条件判断模块，其用于根据输入信号判断是否需要预起步；

预起步模块，用于根据条件判断模块的命令向电机控制器发送预起步小扭矩信号；

其中，所述高压上电信号采集信号、手刹信号采集模块、车速信号采集模块、制动踏板信号采集模块、油门信号采集模块，档位信号采集模块将采集的相应信号输入到信号处理模块；

所述信号处理模块将处理后的信号传递给条件判断模块；

所述条件判断模块根据信号，向预起步模块发送相应命令；

所述预起步模块将相应命令传递给电机控制器。

其中所述***还包括电机转速信号采集模块，其用于采集电机转速信号，并将采集的信号传递给信号处理模块。

本发明还提出了一种基于上述纯电动汽车预起步的控制***的纯电动汽车的预起步方法，其包括：

步骤一、采集车辆状态信息；

步骤二、根据车辆状态信息，决定是否采取预起步策略。

其中，所述车辆状态信息包括：高压上电状态、手刹状态、制动踏板状态、油门状态和档位状态。

其中，当检测到高压上电完成、手刹放下、车速为0、刹车未触发、油门未触发和档位为非空档时，采取预起步策略。

其中，所述预起步策略为根据档位信号输出相应扭矩。

其中，所述根据档位信号输出相应扭矩具体为：

当前档位信号为D档时，电机输出一个给定正扭矩；当前档位信号为R档时，电机输出一个给定负扭矩。

本发明提供一种纯电动汽车低噪音、防抖动的预起步方法针对只有N\R\D三个档位的纯电动汽车，其中N档指空档，R档指后退档，D档指前进档。本发明通过在车辆起步前电机给出一个小的可标定扭矩，使车辆传动***的齿轮全部位于啮合状态，再根据驾驶员意图进入各种起步模式，减少车辆传动***的冲击造成抖动，同时还可以减少机械磨损，降低启动噪音。无需更改现有车辆结构或者增加传感器等硬件设备，易于实现。

通过本控制方法实现车辆的快速、稳定的起步，同时还可以避免车辆起步时的溜车现象。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的纯电动汽车传动***结构图；

附图2示出了根据本发明实施方式的纯电动汽车预起步的控制***原理图。

附图3示出了根据本发明实施方式的纯电动汽车的预起步方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一、

如图1所示为纯电动汽车传动***的结构框图。其中驱动电机轴与输入齿轮通过花键连接，输出法兰与万向节的传动万向轴连接。如果齿轮间存在较大的间隙，当车辆起步时，需要齿轮完全啮合后才能起动车辆，造成起步较慢；并且由于齿轮位置的不同，可能会造成打齿现象，造成传动***机械部分的磨损并且噪音会增加。

主减速器是汽车传动***中减小转速、增大扭矩的主要部件。对发动机纵置的汽车来说，主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。例如，汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮的传动比则需很大，而齿轮的传动比越大，两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可以使变速箱的尺寸、质量减小，操纵省力。

电动汽车中的主减速器可根据减速形式、齿轮类型以及主、从动齿轮的支承形式分类。根据减速形式主要分为：单级减速、双级减速、双速减速、单级贯通、双级贯通、主减速与轮边减速等；根据齿轮类型主要分为：螺旋锥齿轮式、双曲面齿轮式、圆柱直齿轮式、斜齿圆柱齿轮式、行星齿轮式和涡轮蜗杆式；根据主、从动齿轮的支承形式分为：悬臂式、骑马式等。

如附图2所示为本发明提出的一种纯电动汽车预起步的控制***，其中所述纯电动汽车为具有N\R\D三个档位的纯电动汽车，所述***包括：

高压上电信号采集模块，其用于采集整车高压上电信号；

手刹信号采集模块，其用于采集手刹信号；

车速信号采集模块，其用于采集车速信号；

制动踏板信号采集模块，其用于采集制动踏板的信号；

油门信号采集模块，其用于采集油门信号；

档位信号采集模块，其用于采集档位信号；

信号处理模块，其用于将采集的信号集中处理；

条件判断模块，其用于根据输入信号判断是否需要预起步；

预起步模块，用于根据条件判断模块的命令向电机控制器发送预起步小扭矩信号，通过在车辆起步前电机给出一个小的可标定扭矩，使车辆传动***的齿轮全部位于啮合状态，再根据驾驶员意图进入各种起步模式；

其中，所述高压上电信号采集信号、手刹信号采集模块、车速信号采集模块、制动踏板信号采集模块、油门信号采集模块，档位信号采集模块将采集的相应信号输入到信号处理模块；

所述信号处理模块将处理后的信号传递给条件判断模块；

所述条件判断模块根据信号，向预起步模块发送相应命令；

所述预起步模块将相应命令传递给电机控制器。

其中，所述***还包括电机转速信号采集模块，其用于采集电机转速信号，并将采集的信号传递给信号处理模块。

本发明还提出了一种基于上述纯电动汽车预起步的控制***的纯电动汽车的预起步方法，其包括：

步骤一、采集车辆状态信息；

步骤二、根据车辆状态信息，决定是否采取预起步策略。

其中，所述车辆状态信息包括：高压上电状态、手刹状态、制动踏板状态、油门状态和档位状态。

其中，当检测到高压上电完成、手刹放下、车速为0、刹车未触发、油门未触发和档位为非空档时，采取预起步策略。

其中，所述预起步策略为根据档位信号输出相应扭矩。

其中，所述根据档位信号输出相应扭矩具体为：

当前档位信号为D档时，电机输出一个给定正扭矩；当前档位信号为R档时，电机输出一个给定负扭矩。

实施例二、

如图3所示为与本发明实施例一致的一种纯电动汽车的预起步方法。

所述预起步是指车辆在起步之前整车控制器通过判断驾驶员是否有起步意图，发出相应的指令，做好车辆起步准备。

本发明的方法包括以下步骤：

步骤101、采集整车状态信息，判断纯电动汽车是否即将起步。

判断所述纯电动汽车是否即将起步，包括如下步骤：

步骤a1、判断整车是否高压上电完成。

步骤a3、判断手刹是否放下。

步骤a5、判断车速是否小于等于0。

步骤a7、判断刹车是否触发。

步骤a9、判断油门是否触发。

步骤a11、判断档位是否为空档。

步骤103、如果是，则进入预起动状态。

步骤105、读取油门信号，当油门触发，未触发刹车时，进入正常起步模式。

所述预起步状态指根据当前档位信息给电机发出一个需求扭矩。即，当前档位信号为D档时，电机输出一个给定正扭矩；当前档位信号为R档时，电机输出一个给定负扭矩。所述给定扭矩使得车辆传动***的齿轮处于啮合状态。该扭矩根据车辆的参数不同而不同，其通过实验具体标定。

所述步骤105具体为：当输出相应扭矩后，再次判断此时油门信号是否触发，如果没有触发，则回到步骤103的进入预起步状态；如果油门已经触发，再判断刹车信号是否触发，如果没有触发，则进入正常起步模式。

在某一实施例中，由整车控制器检测到整车高压上电完成后，如果检测到手刹已放下，车速≤n km/h(n为一个可标定的足够小的值)，其最优为整车空档行驶的最低车速，刹车信号未触发，且驾驶员未触发油门信号。档位位于非空档状态，即根据信息判断驾驶员即将起步的状态，此时车辆进入预起步状态。

在某一实施例中，预起步方法根据当前的档位信息给电机发出一个需求扭矩。

在某一实施例中，整车控制器读取车辆的档位信息，如果为D档(前进档)，整车控制器根据不同车辆的参数，给出一个可以标定的扭矩；如果为R档(倒档)，整车控制器给出一个反向的扭矩。

在某一实施例中，整车控制器给出的扭矩大小判断标准为车辆齿轮已啮合，可根据经验判断或者通过实验得出。

本发明的预起步控制方法在车辆起步之前使车辆的传动***齿轮处于啮合状态，加快了起步速度，减少了由于可能出现的打齿造成的机械磨损，同时降低了启动噪音。

其中，预起步控制方法通过起步档位信息判断电机的旋转方向，避免倒挡起步带来了机械冲击。

其中，预起步控制策方法中向电机发送的扭矩大小根据车辆类型、车辆运行环境的不同可进行标定，在纯电动汽车上具有通用性。

其中，预起步控制方法无需对车辆机构、电机等进行更改，且无需增加传感器等，易于实现。

并且，电机给出一个较小的扭矩使齿轮啮合即可，消耗的电量低。

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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种纯电动汽车预起步的控制***，其中所述纯电动汽车为具有N\R\D三个档位的纯电动汽车，所述***包括：

高压上电信号采集模块，其用于采集整车高压上电信号；

手刹信号采集模块，其用于采集手刹信号；

车速信号采集模块，其用于采集车速信号；

制动踏板信号采集模块，其用于采集制动踏板的信号；

油门信号采集模块，其用于采集油门信号；

档位信号采集模块，其用于采集档位信号；

电机转速信号采集模块，其用于采集电机转速信号；

信号处理模块，其用于将采集的信号集中处理；

条件判断模块，其用于根据输入信号判断是否需要预起步，当检测到高压上电完成、手刹放下、车速为0、刹车未触发、油门未触发和档位为非空档时，判断为需要预起步；

预起步模块，用于根据条件判断模块的命令向电机控制器发送预起步小扭矩信号，通过在车辆起步前电机给出一个小的可标定扭矩，使车辆传动***的齿轮全部位于啮合状态，再根据驾驶员意图进入各种起步模式；

其中，所述高压上电信号采集模块、手刹信号采集模块、车速信号采集模块、制动踏板信号采集模块、油门信号采集模块、档位信号采集模块和电机转速信号采集模块将采集的相应信号输入到信号处理模块；

所述信号处理模块将处理后的信号传递给条件判断模块；

所述条件判断模块根据信号，向预起步模块发送相应命令；

所述预起步模块将相应命令传递给电机控制器。

2.一种基于权利要求1所述的纯电动汽车预起步的控制***的纯电动汽车的预起步方法，其包括：

步骤一、采集车辆状态信息；

步骤二、根据车辆状态信息，决定是否采取预起步策略。

3.如权利要求2所述方法，所述车辆状态信息包括：高压上电状态、手刹状态、制动踏板状态、油门状态和档位状态。

4.如权利要求3所述方法，其中当检测到高压上电完成、手刹放下、车速为0、刹车未触发、油门未触发和档位为非空档时，采取预起步策略。

5.如权利要求2所述方法，所述预起步策略为根据档位信号输出相应扭矩。

6.如权利要求5所述方法，所述根据档位信号输出相应扭矩具体为：

当前档位信号为D档时，电机输出一个给定正扭矩；当前档位信号为R档时，电机输出一个给定负扭矩。