CN108275033A - 纯电动汽车防溜坡控制装置及其控制方法 - Google Patents

纯电动汽车防溜坡控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纯电动汽车防溜坡控制装置及其控制方法，包括整车控制器VCU、汽车电机控制器MCU、汽车电机、制动踏板、加速踏板、档位开关、手刹开关、速度传感器和防溜装置；所述防溜装置包括设于汽车车身上的固定块，沿汽车前进方向设于固定块上的2条轨道，横跨2条轨道并与2条轨道均连接的第一连接杆，动力装置，第二连接杆，第三连接杆，和分别与第二连接杆、第三连接杆连接的卡块。本发明通过VCU检测到车辆处于溜坡状态时，将汽车电机的控制模式切换至转速控制，MCU根据电机的转速大小不断调节电机控制器的输出预紧力扭矩，来实现车辆在坡道上短时间的不溜坡，为驾驶员动作提供了足够的操控时间。

Description

纯电动汽车防溜坡控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其是涉及一种能够为驾驶员提供足够的操作时间，消除车辆相撞带来的安全隐患的纯电动汽车防溜坡控制装置及其控制方法。
背景技术
车辆在坡道驻车后，再次起步过程中，放下手刹到踩下油门时间内，车辆会存在溜坡现象。如果与后面驻坡车辆距离较近时，溜坡现象就会造成车辆相撞，带来了安全隐患。尤其是新司机，在坡道起步的过程中溜坡的概率更大。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的车辆在坡道起步容易溜坡，造成车辆相撞的不足，提供了一种能够为驾驶员提供足够的操作时间，消除车辆相撞带来的安全隐患的纯电动汽车防溜坡控制装置及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种纯电动汽车防溜坡控制装置，包括整车控制器VCU、汽车电机控制器MCU、汽车电机、制动踏板、加速踏板、档位开关、手刹开关、速度传感器和防溜装置；所述防溜装置包括设于汽车车身上的固定块，沿汽车前进方向设于固定块上的2条轨道，横跨2条轨道并与2条轨道均连接的第一连接杆，动力装置，第二连接杆，第三连接杆，和分别与第二连接杆、第三连接杆连接的卡块；第一连接杆通过动力装置分别与第二连接杆和第三连接杆连接；所述整车控制器VCU分别与汽车电机控制器MCU、制动踏板、加速踏板、档位开关、手刹开关、速度传感器和防溜装置电连接，MCU与汽车电机电连接。
本发明通过整车控制器VCU检测到车辆处于溜坡状态时，将汽车电机控制器MCU对电机的控制模式由转矩控制转换为转速控制，汽车电机控制器MCU根据电机的转速大小不断调节电机控制器的输出预紧力扭矩，来实现车辆在坡道上短时间的不溜坡，为驾驶员动作提供了足够的操控时间。
作为优选，所述动力装置包括第一电机、第一气缸、第二气缸和第二电机；第一气缸与第一连接杆的一端固定连接，第一气缸的伸缩杆与第二连接杆连接，第二气缸与第一连接杆的另一端固定连接，第二气缸的伸缩杆与第三连接杆连接，第二电机与第一连接杆连接，第一电机和第二电机均与整车控制器VCU电连接。
作为优选，所述第一电机位于第一连接杆上，第二电机位于固定块上。
作为优选，卡块呈梯形，卡块上设有真空发生器，卡块的外表面上均设有花纹，卡块的外表面上均设有压力传感器，卡块的下表面上设有吸盘；各个压力传感器均与整车控制器VCU电连接，吸盘与真空发生器连接。
一种纯电动汽车防溜坡控制装置的控制方法，包括如下步骤：
(5-1)设置整车静止时的汽车电机的最大转速Vmax和最长溜坡时长Tmax；
(5-2)整车控制器VCU检测制动踏板、加速踏板、档位开关和手刹开关的状态，
当档位开关处于前进档状态，制动踏板和加速踏板均未踩下，并且手刹放下时，转入步骤(5-3)；
当档位开关处于空挡状态并且速度传感器检测到的数值大于0时，转入步骤(5-4)；
(5-3)整车控制器VCU发送目标控制模式和目标运行转速给汽车电机控制器MCU，汽车电机控制器MCU根据汽车电机的转速大小不断调节预紧力扭矩，实现防溜坡功能；
(5-4)整车控制器VCU控制防溜装置工作，使汽车停止前进或后退。
作为优选，步骤(5-3)的具体步骤如下：
(6-1)整车控制器VCU发送目标控制模式和目标运行转速给汽车电机控制器MCU，当汽车电机控制器MCU接收到整车控制器VCU发送的目标控制模式为转速控制，目标运行转速为0时，汽车电机控制器MCU输出初始的预紧力扭矩，并开始计时，计时时长用t表示；如果t≤Tmax，转入步骤(6-2)；如果t＞Tmax，转入步骤(6-6)；
(6-2)汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，
如果汽车电机的转速v＞0或者v≥-Vmax时，转入步骤(6-3)；
如果汽车电机的转速v＜-Vmax，转入步骤(6-4)；
(6-3)汽车电机控制器MCU继续输出预紧扭矩，并且继续计时，当t＞Tmax时，转入步骤(6-6)；
(6-4)汽车电机控制器MCU输出驻坡扭矩，然后汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，
如果汽车电机的转速v＞0，汽车电机控制器MCU根据转速衰减转矩，转入步骤(6-5)；
如果汽车电机的转速v≤0，保持当前扭矩输出，并且继续计时，当t＞Tmax时，转入步骤(6-6)；
(6-5)在扭矩衰减的过程中，汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，如果汽车电机的转速v≤Vmax并且t＞Tmax，转入步骤(6-6)；
如果汽车电机的转速v＞Vmax，转入步骤(6-3)；
(6-6)汽车电机控制器MCU退出零转速执行模式，汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，如果汽车电机的转速v＜Vmax，整车控制器VCU将目标模式切换为转矩模式，汽车电机控制器MCU依照整车控制器VCU指令控制车辆运行。
作为优选，步骤(5-4)的具体步骤如下：
(7-1)控制器通过控制第一电机来控制第一气缸和第二气缸工作，第二连接杆和第三连接杆均向地面运动，当卡块的下表面与地面接触时，位于卡块下表面的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制器，控制器控制第一气缸停止运动；
(7-2)控制器控制第二电机工作，带动第一连接杆在2条轨道上滑动，当卡块的侧面与汽车车轮接触时，位于卡块侧面的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制器，控制器控制第二电机停止工作；
(7-3)控制器控制真空发生器工作，抽空吸盘中的空气，吸盘与地面吸合，卡块将汽车车轮卡紧，使汽车停止前进或后退。
因此，本发明具有如下有益效果：本发明通过汽车电机控制器MCU不断的调节预紧力扭矩的大小，实现了车辆在坡道上短时间的不溜坡，为驾驶员提供了足够的操作时间，同时本发明通过防溜装置实现了车辆空挡或故障时不溜坡，实现了双重防溜坡功能，消除了车辆相撞的安全隐患。
附图说明
图1是本发明的***框图；
图2是本发明的防溜装置的一种结构示意图；
图3是本发明的流程图。
图中：整车控制器VCU1、汽车电机控制器MCU2、汽车电机3、制动踏板4、加速踏板5、档位开关6、手刹开关7、速度传感器8、防溜装置9、真空发生器10、压力传感器11、固定块91、第二连接杆92、第三连接杆93、卡块94、第一电机95、第一气缸96、第二气缸97和第二电机98。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述：
如图1和图2所示的实施例是一种纯电动汽车防溜坡控制装置，包括整车控制器VCU1、汽车电机控制器MCU2、汽车电机3、制动踏板4、加速踏板5、档位开关6、手刹开关7、速度传感器8和防溜装置9；如图2所示，所述防溜装置包括设于汽车车身上的固定块91，沿汽车前进方向设于固定块上的2条轨道，横跨2条轨道并与2条轨道均连接的第一连接杆，动力装置，第二连接杆92，第三连接杆93，和分别与第二连接杆、第三连接杆连接的卡块94；第一连接杆通过动力装置分别与第二连接杆和第三连接杆连接；所述整车控制器VCU分别与汽车电机控制器MCU、制动踏板、加速踏板、档位开关、手刹开关、速度传感器和防溜装置电连接，MCU与汽车电机电连接。
其中，如图1和图2所示，动力装置包括第一电机95、第一气缸96、第二气缸97和第二电机98；第一气缸与第一连接杆的一端固定连接，第一气缸的伸缩杆与第二连接杆连接，第二气缸与第一连接杆的另一端固定连接，第二气缸的伸缩杆与第三连接杆连接，第二电机与第一连接杆连接，第一电机和第二电机均与整车控制器VCU电连接；第一电机位于第一连接杆上，第二电机位于固定块上；卡块呈梯形，卡块上设有真空发生器10，卡块的外表面上均设有花纹，卡块的外表面上均设有压力传感器11，卡块的下表面上设有吸盘；各个压力传感器均与整车控制器VCU电连接，吸盘与真空发生器连接。
如图3所示，一种纯电动汽车防溜坡控制装置的控制方法，包括如下步骤：
步骤100，设置整车静止时的汽车电机的最大转速Vmax和最长溜坡时长Tmax；
步骤200，整车控制器VCU检测制动踏板、加速踏板、档位开关和手刹开关的状态，
当档位开关处于前进档状态，制动踏板和加速踏板均未踩下，并且手刹放下时，转入步骤300；
当档位开关处于空挡状态并且速度传感器检测到的数值大于0时，转入步骤400；
步骤300，整车控制器VCU发送目标控制模式和目标运行转速给汽车电机控制器MCU，汽车电机控制器MCU根据汽车电机的转速大小不断调节预紧力扭矩，实现防溜坡功能
步骤301，整车控制器VCU发送目标控制模式和目标运行转速给汽车电机控制器MCU，当汽车电机控制器MCU接收到整车控制器VCU发送的目标控制模式为转速控制，目标运行转速为0时，汽车电机控制器MCU输出初始的预紧力扭矩，并开始计时，计时时长用t表示；如果t≤Tmax，转入步骤302；如果t＞Tmax，转入步骤306；
步骤302，汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，
如果汽车电机的转速v＞0或者v≥-Vmax时，转入步骤303；
如果汽车电机的转速v＜-Vmax，转入步骤304；
步骤303，汽车电机控制器MCU继续输出预紧扭矩，并且继续计时，当t＞Tmax时，转入步骤306；
步骤304，汽车电机控制器MCU输出驻坡扭矩，然后汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，
如果汽车电机的转速v＞0，汽车电机控制器MCU根据转速衰减转矩，转入步骤305；
如果汽车电机的转速v≤0，保持当前扭矩输出，并且继续计时，当t＞Tmax时，转入步骤306；其中，驻坡扭矩表示车辆在最大驻坡坡度下所需要的电机扭矩；
步骤305，在扭矩衰减的过程中，汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，如果汽车电机的转速v≤Vmax并且t＞Tmax，转入步骤306；
如果汽车电机的转速v＞Vmax，转入步骤303；
步骤306，汽车电机控制器MCU退出零转速执行模式，汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，如果汽车电机的转速v＜Vmax，整车控制器VCU将目标模式切换为转矩模式，汽车电机控制器MCU依照整车控制器VCU指令控制车辆运行。
步骤400，整车控制器VCU控制防溜装置工作，使汽车停止前进或后退
步骤401，控制器通过控制第一电机来控制第一气缸和第二气缸工作，第二连接杆和第三连接杆均向地面运动，当卡块的下表面与地面接触时，位于卡块下表面的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制器，控制器控制第一气缸停止运动；
步骤402，控制器控制第二电机工作，带动第一连接杆在2条轨道上滑动，当卡块的侧面与汽车车轮接触时，位于卡块侧面的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制器，控制器控制第二电机停止工作；
步骤403，控制器控制真空发生器工作，抽空吸盘中的空气，吸盘与地面吸合，卡块将汽车车轮卡紧，使汽车停止前进或后退。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种纯电动汽车防溜坡控制装置，其特征在于，包括整车控制器VCU(1)、汽车电机控制器MCU(2)、汽车电机(3)、制动踏板(4)、加速踏板(5)、档位开关(6)、手刹开关(7)、速度传感器(8)和防溜装置(9)；所述防溜装置包括设于汽车车身上的固定块(91)，沿汽车前进方向设于固定块上的2条轨道，横跨2条轨道并与2条轨道均连接的第一连接杆，动力装置，第二连接杆(92)，第三连接杆(93)，和分别与第二连接杆、第三连接杆连接的卡块(94)；第一连接杆通过动力装置分别与第二连接杆和第三连接杆连接；所述整车控制器VCU分别与汽车电机控制器MCU、制动踏板、加速踏板、档位开关、手刹开关、速度传感器和防溜装置电连接，MCU与汽车电机电连接。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车防溜坡控制装置，其特征在于，所述动力装置包括第一电机(95)、第一气缸(96)、第二气缸(97)和第二电机(98)；第一气缸与第一连接杆的一端固定连接，第一气缸的伸缩杆与第二连接杆连接，第二气缸与第一连接杆的另一端固定连接，第二气缸的伸缩杆与第三连接杆连接，第二电机与第一连接杆连接，第一电机和第二电机均与整车控制器VCU电连接。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车防溜坡控制装置，其特征在于，所述第一电机位于第一连接杆上，第二电机位于固定块上。
4.根据权利要求1或2或3所述的纯电动汽车防溜坡控制装置，其特征在于，卡块呈梯形，卡块上设有真空发生器(10)，卡块的外表面上均设有花纹，卡块的外表面上均设有压力传感器(11)，卡块的下表面上设有吸盘；各个压力传感器均与整车控制器VCU电连接，吸盘与真空发生器连接。
5.一种基于权利要求1所述的纯电动汽车防溜坡控制装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(5-1)设置整车静止时的汽车电机的最大转速Vmax和最长溜坡时长Tmax；
(5-2)整车控制器VCU检测制动踏板、加速踏板、档位开关和手刹开关的状态，
当档位开关处于前进档状态，制动踏板和加速踏板均未踩下，并且手刹放下时，转入步骤(5-3)；
当档位开关处于空挡状态并且速度传感器检测到的数值大于0时，转入步骤(5-4)；
(5-3)整车控制器VCU发送目标控制模式和目标运行转速给汽车电机控制器MCU，汽车电机控制器MCU根据汽车电机的转速大小不断调节预紧力扭矩，实现防溜坡功能；
(5-4)整车控制器VCU控制防溜装置工作，使汽车停止前进或后退。
6.根据权利要求5所述的纯电动汽车防溜坡控制装置的控制方法，其特征在于，步骤(5-3)的具体步骤如下：
(6-1)整车控制器VCU发送目标控制模式和目标运行转速给汽车电机控制器MCU，当汽车电机控制器MCU接收到整车控制器VCU发送的目标控制模式为转速控制，目标运行转速为0时，汽车电机控制器MCU输出初始的预紧力扭矩，并开始计时，计时时长用t表示；如果t≤Tmax，转入步骤(6-2)；如果t＞Tmax，转入步骤(6-6)；
(6-2)汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，
如果汽车电机的转速v＞0或者v≥-Vmax时，转入步骤(6-3)；
如果汽车电机的转速v＜-Vmax，转入步骤(6-4)；
(6-3)汽车电机控制器MCU继续输出预紧扭矩，并且继续计时，当t＞Tmax时，转入步骤(6-6)；
(6-4)汽车电机控制器MCU输出驻坡扭矩，然后汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，
如果汽车电机的转速v＞0，汽车电机控制器MCU根据转速衰减转矩，转入步骤(6-5)；
如果汽车电机的转速v≤0，保持当前扭矩输出，并且继续计时，当t＞Tmax时，转入步骤(6-6)；
(6-5)在扭矩衰减的过程中，汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，如果汽车电机的转速v≤Vmax并且t＞Tmax，转入步骤(6-6)；
如果汽车电机的转速v＞Vmax，转入步骤(6-3)；
(6-6)汽车电机控制器MCU退出零转速执行模式，汽车电机控制器MCU检测汽车电机的转速v，如果汽车电机的转速v＜Vmax，整车控制器VCU将目标模式切换为转矩模式，汽车电机控制器MCU依照整车控制器VCU指令控制车辆运行。
7.根据权利要求5所述的纯电动汽车防溜坡控制装置的控制方法，其特征在于，步骤(5-4)的具体步骤如下：
(7-1)控制器通过控制第一电机来控制第一气缸和第二气缸工作，第二连接杆和第三连接杆均向地面运动，当卡块的下表面与地面接触时，位于卡块下表面的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制器，控制器控制第一气缸停止运动；
(7-2)控制器控制第二电机工作，带动第一连接杆在2条轨道上滑动，当卡块的侧面与汽车车轮接触时，位于卡块侧面的压力传感器检测到压力值，并将信号传递给控制器，控制器控制第二电机停止工作；
(7-3)控制器控制真空发生器工作，抽空吸盘中的空气，吸盘与地面吸合，卡块将汽车车轮卡紧，使汽车停止前进或后退。
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