专利名称：无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统和控制方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车控制系统技术领域，特别涉及电动汽车电机驱动系统技术领域，具体是指一种无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统和控制方法。
背景技术：
电动汽车噪声小、零排放、舒适干净、易于操作和维护，是汽车实现自动化、智能化发展的必经途径，是汽车工业可持续发展战略的根本选择，也是世界上公认的21世纪取代燃油汽车最理想、最有希望的绿色交通工具。汽车在坡道上时，在重力的作用下，汽车有下滑的趋势。普通的手动档燃油汽车， 从踩下离合器、松开制动踏板到踩下油门踏板的时间里，汽车处于丧失动力状态，极易发生溜坡现象，对车辆行驶安全造成极大的危害；对于自动档燃油汽车，若没有驻坡辅助系统，在D档松开制动踏板时，仍会由于动力不足出现溜坡现象。由于电机在堵转时也能输出最大转矩，所以电动汽车可以通过电机实现坡道驻坡防倒溜。但是由于目前的电动汽车借助电机实现坡道驻坡主要是通过坡道传感器计算出坡道阻力，从而输出转矩与负载转矩平衡，实现坡道驻车。但是此方法需额外增加坡道传感器，增加成本，结构复杂。因此，需要提供一种电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其响应及时、结构简洁、容易实施。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统和控制方法，该无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统设计巧妙，结构简洁，响应及时，容易实施，适于大规模推广应用。为了实现上述目的，本发明的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其特点是，包括整车控制器、油门踏板信号采集装置、制动踏板信号采集装置、换档手柄信号采集装置、电机控制器、电机和电机转速检测装置，所述油门踏板信号采集装置、所述制动踏板信号采集装置和所述换档手柄信号采集装置均电路连接所述整车控制器，所述整车控制器通过所述电机控制器电路连接所述电机，所述电机转速检测装置与所述电机配合设置用于检测所述电机的电机转速并电路连接所述电机控制器。较佳的，所述无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统还包括直流电源和功率单元，所述直流电源通过所述功率单元电路连接所述电机，所述电机控制器电路连接所述功率单元。更佳的，所述无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统还包括电流检测装置，所述功率单元通过所述电流检测装置电路连接所述电机，所述电机控制器电路连接所述电流检测装置。
更进一步的，所述电流检测装置是电流传感器。更佳的，所述直流电源是电池。较佳的，所述电机转速检测装置是位置传感器。较佳的，所述整车控制器具有第一 CAN通信模块，所述电机控制器具有第二 CAN通信模块，所述第一 CAN通信模块和所述第二 CAN通信模块电路连接。在本发明的第二方面，提供了一种采用上述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统实现的电动汽车坡道驻坡防溜车控制方法，其特点是，包括以下步骤( I)通过所述油门踏板信号采集装置采集油门踏板信号，通过所述制动踏板信号采集装置采集制动踏板信号，通过所述换档手柄信号采集装置采集换档手柄信号，所述油门踏板信号、所述制动踏板信号和所述换档手柄信号经所述整车控制器发送给所述电机控 制器，通过所述电机转速检测装置检测所述电机转速并发送给所述电机控制器；(2)所述电机控制器根据所述油门踏板信号、所述制动踏板信号、所述换档手柄信号和所述电机转速判断驻坡功能启动指令是否有效若所述换档手柄信号表明换档手柄位于D档，所述油门踏板信号表明油门踏板无效，所述制动踏板信号表明制动踏板无效且所述电机转速不大于设定值，则驻坡功能启动指令有效；若所述换档手柄信号表明换档手柄不处于D档，所述油门踏板信号表明油门踏板有效，所述制动踏板信号表明制动踏板有效或所述电机转速大于设定值，则驻坡功能启动指令无效；(3)当驻坡功能启动指令有效时，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入转速模式且目标转速为0，同时置驻坡功能启动状态位为1，实现坡道驻车；(4)当驻坡功能启动指令无效时，取消坡道驻车。较佳的，在所述步骤(4)中，若驻坡功能启动状态位为0，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令；若驻坡功能启动状态位为I，则进行以下步骤(41)当所述换档手柄信号表明换档手柄处于D档且所述油门踏板信号表明油门踏板有效时，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令，且置驻坡功能启动状态位为0 ;(42)当所述换档手柄信号表明换档手柄不处于D档或所述油门踏板信号表明油门踏板无效时，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入自由模式，当转矩降为0时，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令，且置驻坡功能启动状态位为O。更佳的，所述无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统还包括直流电源和功率单元，所述直流电源通过所述功率单元电路连接所述电机，所述电机控制器电路连接所述功率单元，所述电机控制器输出控制信号给所述功率单元从而控制所述电机。本发明的有益效果具体在于本发明的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统包括整车控制器、油门踏板信号采集装置、制动踏板信号采集装置、换档手柄信号采集装置、电机控制器、电机和电机转速检测装置，所述油门踏板信号采集装置、所述制动踏板信号采集装置和所述换档手柄信号采集装置均电路连接所述整车控制器，所述整车控制器通过所述电机控制器电路连接所述电机，所述电机转速检测装置与所述电机配合设置用于检测所述电机的电机转速并电路连接所述电机控制器，从而所述电机控制器根据所述油门踏板信号、所述制动踏板信号、所述换档手柄信号和所述电机转速判断驻坡功能启动指令是否有效，来确定是否进行坡道驻车，设计巧妙，结构简洁，响应及时，容易实施，适于大规模推广应用。
图I是本发明的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统的一具体实施例的结构示意图。图2是采用图I所示的具体实施例实现的电动汽车坡道驻坡防溜车控制方法的流程不意图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
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请参见图I所示，本发明的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统包括整车控制器、油门踏板信号采集装置、制动踏板信号采集装置、换档手柄信号采集装置、电机控制器、电机107和电机转速检测装置108，所述油门踏板信号采集装置、所述制动踏板信号采集装置和所述换档手柄信号采集装置均电路连接所述整车控制器，所述整车控制器通过所述电机控制器电路连接所述电机107，所述电机转速检测装置108与所述电机107配合设置用于检测所述电机107的电机转速并电路连接所述电机控制器。所述电机控制器电路连接所述电机107从而控制所述电机107可以采用任何合适的结构，请参见图I所示，在本发明的具体实施例中，所述无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统还包括直流电源104和功率单元，所述直流电源104通过所述功率单元电路连接所述电机107，所述电机控制器电路连接所述功率单元。功率单元(由6个IGBT构成的逆变单元)将直流电转换为三相交流电，驱动电机107。电机控制采用矢量控制，电机电流检测是矢量控制的必要环节，为了形成电机控制闭环系统，从而控制电机107的转速和转矩，请参见图I所示，在本发明的具体实施例中，所述无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统还包括电流检测装置，所述功率单元通过所述电流检测装置电路连接所述电机107，所述电机控制器电路连接所述电流检测装置。电机控制器根据电流、电机转速以及整车控制器的信号输出6路PWM至功率单元。所述电流检测装置可以是任何合适的部件，请参见图I所示，在本发明的具体实施例中，所述电流检测装置是电流传感器。所述直流电源104可以是任何合适的部件，请参见图I所示，在本发明的具体实施例中，所述直流电源104是电池。所述电机转速检测装置108可以是任何合适的部件，请参见图I所示，在本发明的具体实施例中，所述电机转速检测装置108是位置传感器。为了所述整车控制器和所述电机控制器之间实现信号输送，在本发明的具体实施例中，所述整车控制器具有第一 CAN通信模块(未示出)，所述电机控制器具有第二 CAN通信模块(未示出)，所述第一 CAN通信模块和所述第二 CAN通信模块电路连接。
本发明使用时，所述油门踏板信号采集装置与油门踏板配合设置用于采集油门踏板信号，所述制动踏板信号采集装置与制动踏板配合设置用于采集制动踏板信号，所述换档手柄信号采集装置与换档手柄配合设置用于采集换档手柄信号。请参见图2所示，采用上述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统实现的电动汽车坡道驻坡防溜车控制方法，包括以下步骤( I)通过所述油门踏板信号采集装置采集油门踏板信号，通过所述制动踏板信号采集装置采集制动踏板信号，通过所述换档手柄信号采集 装置采集换档手柄信号，所述油门踏板信号、所述制动踏板信号和所述换档手柄信号经所述整车控制器发送给所述电机控制器，通过所述电机转速检测装置108检测所述电机转速并发送给所述电机控制器；(2)所述电机控制器根据所述油门踏板信号、所述制动踏板信号、所述换档手柄信号和所述电机转速判断驻坡功能启动指令是否有效若所述换档手柄信号表明换档手柄位于D档，所述油门踏板信号表明油门踏板无效，所述制动踏板信号表明制动踏板无效且所述电机转速不大于设定值，则驻坡功能启动指令有效；若所述换档手柄信号表明换档手柄不处于D档，所述油门踏板信号表明油门踏板有效，所述制动踏板信号表明制动踏板有效或所述电机转速大于设定值，则驻坡功能启动指令无效；(3)当驻坡功能启动指令有效时，所述电机控制器输出控制信号给所述功率单元控制所述电机107进入转速模式且目标转速为0，同时置驻坡功能启动状态位为1，实现坡道驻车；(4)当驻坡功能启动指令无效时，取消坡道驻车。较佳的，在所述步骤(4)中，若驻坡功能启动状态位为0，所述电机控制器输出控制信号给所述功率单元控制所述电机107进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令；若驻坡功能启动状态位为1，则进行以下步骤(41)当所述换档手柄信号表明换档手柄处于D档且所述油门踏板信号表明油门踏板有效时，所述电机控制器输出控制信号给所述功率单元控制所述电机107进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令，且置驻坡功能启动状态位为0 ;(42)当所述换档手柄信号表明换档手柄不处于D档或所述油门踏板信号表明油门踏板无效时，所述电机控制器输出控制信号给所述功率单元控制所述电机107进入自由模式，当转矩降为0时，所述电机控制器输出控制信号给所述功率单元控制所述电机107进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令，且置驻坡功能启动状态位为O。对于换档手柄处于R档，倒车上坡时，坡道驻坡(防倒溜)控制方法相同。本发明通过整车控制器采集油门踏板信号，制动踏板信号和换档手柄信号，并通过CAN通信发送至电机控制器，电机控制器结合电机转速对电机107进行控制，自动根据坡度大小实时调节驻车转矩，实现电动汽车坡道驻坡(防倒溜)，该策略不需车辆加装倾角传感器等坡道检测装置，响应及时，结构简单，容易实施。综上，本发明的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统设计巧妙，结构简洁，响应及时，容易实施，适于大规模推广应用。在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。权利要求
1.一种无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其特征在于，包括整车控制器、油门踏板信号采集装置、制动踏板信号采集装置、换档手柄信号采集装置、电机控制器、电机和电机转速检测装置，所述油门踏板信号采集装置、所述制动踏板信号采集装置和所述换档手柄信号采集装置均电路连接所述整车控制器，所述整车控制器通过所述电机控制器电路连接所述电机，所述电机转速检测装置与所述电机配合设置用于检测所述电机的电机转速并电路连接所述电机控制器。
2.根据权利要求I所述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其特征在于，所述无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统还包括直流电源和功率单元，所述直流电源通过所述功率单元电路连接所述电机，所述电机控制器电路连接所述功率单J Li ο
3.根据权利要求2所述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其特征在于，所述无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统还包括电流检测装置，所述功率单元通过所述电流检测装置电路连接所述电机，所述电机控制器电路连接所述电流检测装 置。
4.根据权利要求3所述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其特征在于，所述电流检测装置是电流传感器。
5.根据权利要求2所述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其特征在于，所述直流电源是电池。
6.根据权利要求I所述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其特征在于，所述电机转速检测装置是位置传感器。
7.根据权利要求I所述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其特征在于，所述整车控制器具有第一 CAN通信模块，所述电机控制器具有第二 CAN通信模块，所述第一 CAN通信模块和所述第二 CAN通信模块电路连接。
8.一种采用根据权利要求I所述的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统实现的电动汽车坡道驻坡防溜车控制方法，其特征在于，包括以下步骤 (O通过所述油门踏板信号采集装置采集油门踏板信号，通过所述制动踏板信号采集装置采集制动踏板信号，通过所述换档手柄信号采集装置采集换档手柄信号，所述油门踏板信号、所述制动踏板信号和所述换档手柄信号经所述整车控制器发送给所述电机控制器，通过所述电机转速检测装置检测所述电机转速并发送给所述电机控制器； (2)所述电机控制器根据所述油门踏板信号、所述制动踏板信号、所述换档手柄信号和所述电机转速判断驻坡功能启动指令是否有效 若所述换档手柄信号表明换档手柄位于D档，所述油门踏板信号表明油门踏板无效，所述制动踏板信号表明制动踏板无效且所述电机转速不大于设定值，则驻坡功能启动指令有效； 若所述换档手柄信号表明换档手柄不处于D档，所述油门踏板信号表明油门踏板有效，所述制动踏板信号表明制动踏板有效或所述电机转速大于设定值，则驻坡功能启动指令无效； (3)当驻坡功能启动指令有效时，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入转速模式且目标转速为O，同时置驻坡功能启动状态位为1，实现坡道驻车；(4)当驻坡功能启动指令无效时，取消坡道驻车。
9.根据权利要求8所述的电动汽车坡道驻坡防溜车控制方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，若驻坡功能启动状态位为O，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令；若驻坡功能启动状态位为1，则进行以下步骤 (41)当所述换档手柄信号表明换档手柄处于D档且所述油门踏板信号表明油门踏板有效时，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令，且置驻坡功能启动状态位为O ; (42)当所述换档手柄信号表明换档手柄不处于D档或所述油门踏板信号表明油门踏板无效时，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入自由模式，当转矩降为O时，所述电机控制器输出控制信号控制所述电机进入转矩模式，响应所述整车控制器的转矩指令，且置驻坡功能启动状态位为O。
10.根据权利要求8或9所述的电动汽车坡道驻坡防溜车控制方法，其特征在于，所述无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统还包括直流电源和功率单元，所述直流电源通过所述功率单元电路连接所述电机，所述电机控制器电路连接所述功率单元，所述电机控制器输出控制信号给所述功率单元从而控制所述电机。
全文摘要
本发明涉及一种无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统，其中油门踏板信号采集装置、制动踏板信号采集装置和换档手柄信号采集装置均电路连接整车控制器，整车控制器通过电机控制器电路连接电机，电机转速检测装置与电机配合设置用于检测电机的电机转速并电路连接电机控制器。较佳的，还包括直流电源和功率单元，直流电源通过功率单元电路连接电机，电机控制器电路连接功率单元，还包括电流检测装置，功率单元通过电流检测装置电路连接电机，电机控制器电路连接电流检测装置。还提供了相关车控制方法。本发明的无倾角传感器电动汽车坡道驻坡防溜车控制系统设计巧妙，结构简洁，响应及时，容易实施，适于大规模推广应用。
文档编号B60L7/00GK102729838SQ20121023670
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者伍国强, 罗建, 顾凌云 申请人:上海中科深江电动车辆有限公司