CN111890949A - 一种新能源汽车防溜坡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车防溜坡控制方法，整车控制器根据档位信号、手刹信号、脚刹信号、制动***有无故障，判定车辆是否存在溜车信息；如果有溜车信息，则整车控制器将给电机控制器发出防溜坡指令，进入驻坡模式；溜车信息是：电机转动方向与行车挡位需求相反且转速超出设定的阈值。采用上述技术方案，提前给力，减短后溜距离的同时，降低溜坡速度，提高车辆的安全性能；降低驻坡时的低频噪音，给乘车人员更舒适的乘车主观感受更。

Description

一种新能源汽车防溜坡控制方法
技术领域
本发明属于新能源汽车驻车控制的技术领域。更具体地，本发明涉及一种新能源汽车防溜坡控制方法。
背景技术
纯电动汽车在坡道上起步时，驾驶员从松开制动踏板到踩油门踏板至整车行驶过程中，会出现整车行驶方向与驾驶档位不一致的现象，较大的后溜距离和较快的后溜速度存在一定的安全隐患，同时驻坡过程中扭矩的快速调节容易形成噪音，给车辆NVH大打折扣。
发明内容
本发明提供一种新能源汽车防溜坡控制方法，其目的是缩短驻坡结束时的溜坡距离、减缓溜坡速度，降低驻坡时的噪音。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的新能源汽车防溜坡控制方法，所述的新能源汽车包括整车控制器和电机控制器；
所述的防溜坡控制方法为：
整车控制器根据档位信号、手刹信号、脚刹信号、制动***有无故障，判定车辆是否存在溜车信息；
如果有溜车信息，则整车控制器将给电机控制器发出防溜坡指令，进入驻坡模式；
所述的溜车信息是：电机转动方向与行车挡位需求相反且转速超出设定的阈值。
所述的电机控制器的控制模式包括转矩模式和转速模式；在这两种模式下，电机控制器采取的防溜车的策略分别是：
转矩模式时，电机控制器判定溜车距离，提前给力；
转速模式时，电机控制器计算防溜扭矩，并反馈扭矩大小及故障状态。
整车控制器判断车辆存在驻坡起步操作：
1、整车控制器判断出驾驶员有起步意图，通过对行车挡位切换至D/R挡，且解除手刹，或解除电子驻车，且释放刹车踏板动作进行判定；
2、整车控制器判断车辆存在后溜，通过电机转动方向是否符合行车挡位需求相符进行判定；若电机转动方向与行车挡位需求相反且转速超出设定的阈值，则判定车辆存在后溜，需进入防溜坡功能，整车控制器给电机控制器发出防溜坡开启指令。
整车控制器计算并输出防溜坡扭矩，执行防溜坡功能：
1、电机控制器接检测到一定的后溜距离，提前给定一个力，该力小于蠕行扭矩，并根据实车进行严格的标定；
2、电机控制器接收到整车控制器发出的防溜坡开启指令后，通过PI调节方式对电机进行转速控制，输出防溜扭矩，同时取消抖动补偿；
3、根据输出扭矩大小进行扭矩步长的调节：小扭矩变大，大扭矩变小，小扭矩时更快的增加扭矩，减小后溜；大扭矩时减小步长，不让输出扭矩过饱和，防止速度抖动；
4、减缓转矩下降速度，力的减小的慢一些，后溜速度会减缓。
如果车辆配备坡度传感器，则电机控制器也可以根据坡度传感器采集的坡度值，查寻提前标定好的坡度—扭矩表中的扭矩值，并进行预扭矩输出。
进入防溜坡功能后，为避免蠕行扭矩的干扰，需暂时屏蔽蠕行请求扭矩。
退出防溜坡功能包括主动退出和被动退出。
驾驶员进行以下操作之一，实现主动退出防溜坡功能：
1、踩加速踏板：当加速踏板对应的请求扭矩超出防溜坡扭矩一定阀值后，电机控制器将由防溜坡模式进入扭矩模式，响应整车控制器扭矩请求；
2、切换行车挡位：在防溜驻坡状态下，如果发生挡位切换，整车控制器将判定驾驶员有下坡意图，整车控制器发送不允许防溜坡开启指令给电机控制器，退出防溜坡功能；
3、踩制动踏板：在防溜驻坡状态下，制动踏板信号发生变化并维持一定时间，整车控制器将发出退出防溜坡模式请求；
4、出现行驶方向与档位信号不一致，且电机转速超过一定阈值，整车退出防溜坡功能。
出现以下操作之一时，防溜坡功能被动退出：
1、当电机或电机控制器温度超过一定阈值或其他严重性故障，整车退出防溜坡功能；
2、超过防溜时间：驾驶员松刹车进入驻坡模式，维持一定时间后，整车退出防溜坡功能。
本发明采用上述技术方案，提前给力，减短后溜距离的同时，降低溜坡速度，提高车辆的安全性能；降低驻坡时的低频噪音，给乘车人员更舒适的乘车主观感受更。
附图说明
图1为本发明的防溜坡功能的流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示本发明的的防溜坡功能的流程，本发明为一种新能源汽车防溜坡控制方法，所述的新能源汽车包括整车控制器(VCU)和电机控制器(MCU)。
为了防止纯电动车在坡上起步时的反向溜车现象，以及噪音大等问题，在电机控制策略中增加了防溜坡功能。本发明用于电动汽车辅助起步，优化后溜距离和驻坡时的低频噪音，具体涉及到新能源汽车驻坡控制方法。
为了克服现有技术的缺陷，实现缩短驻坡结束时的溜坡距离、减缓溜坡速度，降低驻坡时的噪音的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1所示，本发明的新能源汽车防溜坡控制方法为：
整车控制器(VCU)根据档位信号、手刹信号、脚刹信号、制动***有无故障，判定车辆是否存在溜车信息；
如果有溜车信息，则整车控制器(VCU)将给电机控制器(MCU)发出防溜坡指令，进入驻坡模式；
所述的溜车信息是：电机转动方向与行车挡位需求相反且转速超出设定的阈值。
本发明需要整车控制器(VCU)和电机控制器(MCU)配合实现，VCU根据档位信号、手刹信号、脚刹信号、有无故障、判定车辆是否存在后溜(电机转动方向与行车挡位需求相反且转速超出阈值)等以上信息，VCU将给MCU发出防溜坡指令，进入驻坡模式；转矩模式时MCU判定后溜距离，提前给力；转速模式是MCU计算防溜扭矩，并反馈扭矩大小及故障状态。
所述的电机控制器(MCU)的控制模式包括转矩模式和转速模式；在这两种模式下，电机控制器(MCU)采取的防溜车的策略分别是：
转矩模式时，电机控制器(MCU)判定溜车距离，提前给力；
转速模式时，电机控制器(MCU)计算防溜扭矩，并反馈扭矩大小及故障状态。
一、整车控制器(VCU)判断车辆存在驻坡起步操作：
1、整车控制器(VCU)判断出驾驶员有起步意图，通过对行车挡位切换至D/R挡，且解除手刹，或解除电子驻车(即解除EPB——电子驻车制动***)，且释放刹车踏板动作进行判定；
2、整车控制器(VCU)判断车辆存在后溜，通过电机转动方向是否符合行车挡位需求相符进行判定；若电机转动方向与行车挡位需求相反且转速超出设定的阈值，则判定车辆存在后溜，需进入防溜坡功能，整车控制器(VCU)给电机控制器(MCU)发出防溜坡开启指令。
二、整车控制器(VCU)计算并输出防溜坡扭矩，执行防溜坡功能：
1、电机控制器(MCU)接检测到一定的后溜距离(速度对时间的积分)，提前给定一个力，该力相应的力矩小于蠕行扭矩，并根据实车进行严格的标定；
2、电机控制器(MCU)接收到整车控制器(VCU)发出的防溜坡开启指令后，通过PI调节方式对电机进行转速控制，输出防溜扭矩，同时取消抖动补偿；
3、根据输出扭矩大小进行扭矩步长的调节：小扭矩变大，大扭矩变小，小扭矩时更快的增加扭矩，减小后溜；大扭矩时减小步长，不让输出扭矩过饱和，防止速度抖动；
4、减缓转矩下降速度，力的减小的慢一些，后溜速度会减缓；
如果车辆配备坡度传感器，则电机控制器(MCU)也可以根据坡度传感器采集的坡度值，查寻提前标定好的坡度—扭矩表中的扭矩值，并进行预扭矩输出。
进入防溜坡功能后，为避免蠕行扭矩的干扰，需暂时屏蔽蠕行请求扭矩。
退出防溜坡功能包括主动退出和被动退出。
三、退出防溜坡功能：
(一)驾驶员进行以下操作之一，实现主动退出防溜坡功能：
1、踩加速踏板：当加速踏板对应的请求扭矩超出防溜坡扭矩一定阈值后，电机控制器(MCU)将由防溜坡模式进入扭矩模式，响应整车控制器(VCU)扭矩请求；
2、切换行车挡位：在防溜驻坡状态下，如果发生挡位切换，整车控制器(VCU)将判定驾驶员有下坡意图，整车控制器(VCU)发送不允许防溜坡开启指令给电机控制器(MCU)，退出防溜坡功能；
3、踩制动踏板：在防溜驻坡状态下，制动踏板信号发生变化并维持一定时间，整车控制器(VCU)将发出退出防溜坡模式请求；
4、出现行驶方向与档位信号不一致，且电机转速超过一定阈值，整车退出防溜坡功能。
(二)出现以下操作之一时，防溜坡功能被动退出：
1、当电机或电机控制器温度超过一定阈值或其他严重性故障，整车退出防溜坡功能；
2、超过防溜时间：驾驶员松刹车进入驻坡模式，维持一定时间后，整车退出防溜坡功能。
本发明通过上述方式：
1、速度环时取消抖动补偿优化噪音；
2、修改了扭矩步长：小扭矩变大，大扭矩变小；小扭矩时更快的加扭矩，减小后溜，大扭矩时减小步长，不让输出扭矩过饱和，防止速度抖动；
3、提前给一个力，增加50N.m的力是为了减小满载时候的后溜距离；
4.、减缓转矩下降速度，力的减小，后溜速度得到减缓。
本发明的具体参数选择：
一、进入条件：
MCU通过检测车辆溜坡状态，触发防溜坡功能；需以下1、2、3、4、5、6、7所有条件满足：
1、档位在D/R档；
2、车辆完全停止200ms；
3、以下条件满足其一：
档位为D档时，电机转速小于-30rpm；
档位为R档时，电机转速大于30rpm；
4、反馈上坡辅助功能执行标志电驱无过热现象；
5、VCU模式请求为speed模式；
6、踏板处于释放状态；
7、手刹EPB处于释放状态。
二、防溜策略：
1、扭矩模式时检测到车辆后溜距离为5cm，此时给定一个50NM的力；
2、当输出扭矩为180NM以上时，调节此时的输出扭矩为0.2NM；当输出扭矩为180NM以下时，调节此时的输出扭矩为0.25NM；
3、速度环时关闭扭矩的补偿；
4、退出防溜的瞬间，减缓力的下降速度按0.2NM执行；
三、退出条件：(任一条件)
主动退出：
1、踩加速踏板；
2、切换行车挡位；
3、踩制动踏板；
4、VCU请求扭矩大于电机当前扭矩；
5、电机档位在D档时转速小于-100rpm或者在R档时转速大于100rpm。
被动退出
1、机温度超过140摄氏度，电控温度超过85摄氏度；
2、防溜时间超过5s。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新能源汽车防溜坡控制方法，所述的新能源汽车包括整车控制器和电机控制器；其特征在于防溜坡控制方法为：
整车控制器根据档位信号、手刹信号、脚刹信号、制动***有无故障，判定车辆是否存在溜车信息；
如果有溜车信息，则整车控制器将给电机控制器发出防溜坡指令，进入驻坡模式；
所述的溜车信息是：电机转动方向与行车挡位需求相反且转速超出设定的阈值。
2.按照权利要求1所述的新能源汽车防溜坡控制方法，其特征在于：所述的电机控制器的控制模式包括转矩模式和转速模式；在这两种模式下，电机控制器采取的防溜车的策略分别是：
转矩模式时，电机控制器判定溜车距离，提前给力；
转速模式时，电机控制器计算防溜扭矩，并反馈扭矩大小及故障状态。
3.按照权利要求1所述的新能源汽车防溜坡控制方法，其特征在于：整车控制器判断车辆存在驻坡起步操作：
1)、整车控制器判断出驾驶员有起步意图，通过对行车挡位切换至D/R挡，且解除手刹，或解除电子驻车，且释放刹车踏板动作进行判定；
2)、整车控制器判断车辆存在后溜，通过电机转动方向是否符合行车挡位需求相符进行判定；若电机转动方向与行车挡位需求相反且转速超出设定的阈值，则判定车辆存在后溜，需进入防溜坡功能，整车控制器给电机控制器发出防溜坡开启指令。
4.按照权利要求1所述的新能源汽车防溜坡控制方法，其特征在于：整车控制器计算并输出防溜坡扭矩，执行防溜坡功能：
1)、电机控制器接检测到一定的后溜距离，提前给定一个力，该力小于蠕行扭矩，并根据实车进行严格的标定；
2)、电机控制器接收到整车控制器发出的防溜坡开启指令后，通过PI调节方式对电机进行转速控制，输出防溜扭矩，同时取消抖动补偿；
3)、根据输出扭矩大小进行扭矩步长的调节：小扭矩变大，大扭矩变小，小扭矩时更快的增加扭矩，减小后溜；大扭矩时减小步长，不让输出扭矩过饱和，防止速度抖动；
4)、减缓转矩下降速度，力的减小的慢一些，后溜速度会减缓。
5.按照权利要求4所述的新能源汽车防溜坡控制方法，其特征在于：如果车辆配备坡度传感器，则电机控制器也可以根据坡度传感器采集的坡度值，查寻提前标定好的坡度—扭矩表中的扭矩值，并进行预扭矩输出。
6.按照权利要求5所述的新能源汽车防溜坡控制方法，其特征在于：进入防溜坡功能后，为避免蠕行扭矩的干扰，需暂时屏蔽蠕行请求扭矩。
7.按照权利要求1所述的新能源汽车防溜坡控制方法，其特征在于：退出防溜坡功能包括主动退出和被动退出。
8.按照权利要求7所述的新能源汽车防溜坡控制方法，其特征在于：驾驶员进行以下操作之一，实现主动退出防溜坡功能：
1)、踩加速踏板：当加速踏板对应的请求扭矩超出防溜坡扭矩一定阀值后，电机控制器将由防溜坡模式进入扭矩模式，响应整车控制器扭矩请求；
2)、切换行车挡位：在防溜驻坡状态下，如果发生挡位切换，整车控制器将判定驾驶员有下坡意图，整车控制器发送不允许防溜坡开启指令给电机控制器，退出防溜坡功能；
3)、踩制动踏板：在防溜驻坡状态下，制动踏板信号发生变化并维持一定时间，整车控制器将发出退出防溜坡模式请求；
4)、出现行驶方向与档位信号不一致，且电机转速超过一定阈值，整车退出防溜坡功能。
9.按照权利要求7所述的新能源汽车防溜坡控制方法，其特征在于：出现以下操作之一时，防溜坡功能被动退出：
1)、当电机或电机控制器温度超过一定阈值或其他严重性故障，整车退出防溜坡功能；
2)、超过防溜时间：驾驶员松刹车进入驻坡模式，维持一定时间后，整车退出防溜坡功能。
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