用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制系统及控制方法与流程

本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制系统及控制方法。

背景技术

目前现有的控制总成技术如图1所示，整车控制器10与主电机控制器20通过can线相连，主电机30与主电机控制器20通过动力线相连接，油门踏板70与制动踏板60分别与整车控制器10硬线相连接，助力转向电机控制器40与整车控制器10硬线连接，接收整车控制器10给定的使能信号，助力转向电机50与助力转向电机控制器40通过三相动力线相连接。

助力转向电机50的工作控制过程为：整车控制器10判定档位信号，当档位信号为行车档(d档)或者倒车档时(r档)时给定助力转向电机控制器40使能信号，进而来控制助力转向电机50工作。同样当整车控制器10断供使能信号时，助力转向电机50停止工作。当前纯电动汽车采用的助力转向系统多数为定频常流式电动液压助力转向系统，即整车控制器给定使能信号之后，助力转向电机控制器控制转向电机一直以额定转速运转。

主电机控制器20执行整车控制器10的扭矩指令的控制过程为：整车控制器10通过油门踏板70的深度来确定整车需求扭矩，以can线通过报文形式给定主电机30目标工作状态与目标扭矩值，主电机控制器20在收到报文之后根据主电机30的目前状态进行控制与调整。

现有的控制总成技术具有以下缺点：

助力转向电机开启或关闭完全取决于整车控制器给助力转向电机控制器的使能信号，当整车控制器失效或者连接线束端子退针导致接触不良，会导致行车时无使能信号，此时助力转向电机不工作，尤其在高速行驶中容易造成行车的安全。

主电机是否输出扭矩完全取决于整车控制器通过can线给定主电机控制器的扭矩，当整车can网络错误帧较高或其他原因导致整车控制器给定主电机控制器错误驱动扭矩指令时，引起整车不希望的动作，此时会影响行车安全。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提出了一种用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制系统，该控制系统包括整车控制器、主电机控制器、主电机、助力转向电机控制器、助力转向电机、制动踏板和油门踏板，其中所述整车控制器和所述主电机控制器间通过can线相连接，所述主电机控制器和所述助力转向电机控制器间通过can线相连接，所述整车控制器和所述助力转向电机控制器间通过硬线相连接，所述整车控制器能够通过can线以报文形式给定所述主电机控制器来控制所述主电机的目标工作状态与目标扭矩值，所述主电机控制器能够反馈所述主电机的工作状态、转矩、转速、电压、电流并上传至can网络中，所述助力转向电机控制器能够通过can线读取所述主电机的工作状态、转矩、转速、电压、电流，所述整车控制器能够通过硬线给定的所述助力转向电机控制器的使能信号来控制所述助力转向电机的工作状态，所述制动踏板和所述油门踏板与所述主电机控制器通过硬线相连接，所述制动踏板和所述油门踏板的开关量信号与所述主电机控制器硬线相连接，通过所述主电机控制器能够判断所述制动踏板和所述油门踏板的工作状态，所述主电机与所述主电机控制器、所述助力转向电机与所述助力转向电机控制器均通过动力三相线连接。

本发明还提出了一种用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制方法，根据上述所述的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制系统进行转向、制动优先的控制，包括以下步骤：

将助力转向电机控制器与主电机的转速信号关联，通过所述助力转向电机控制器读取所述主电机的转速信号，当所述主电机的转速大于预定转速时，所述助力转向电机控制器控制助力转向电机始终保持工作；

将主电机控制器与制动踏板、油门踏板的开关量关联，整车控制器给定主电机控制器需求扭矩时，若所述扭矩为驱动扭矩，则通过所述主电机控制器检测所述制动踏板的开关量和所述油门踏板的开关量，若所述主电机控制器检测到所述制动踏板的开关量有效或者所述油门踏板的开关量无效时，且持续时间大于第一预定时间段，所述主电机控制器不执行所述整车控制器的给定需求扭矩，执行零扭矩。

进一步地，如上所述的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制方法，所述整车控制器给定所述主电机控制器需求扭矩时，若所述扭矩为非驱动扭矩，则所述主电机控制器执行所述整车控制器给定扭矩。

进一步地，如上所述的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制方法，当所述主电机的转速不大于预定转速时，所述助力转向电机控制器控制所述助力转向电机停止工作。

进一步地，如上所述的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制方法，整车控制器给定主电机控制器需求扭矩时，若所述扭矩为驱动扭矩，通过所述主电机控制器检测所述制动踏板的开关量和所述油门踏板的开关量，若所述主电机控制器检测到所述制动踏板的开关量有效或者所述油门踏板的开关量无效时，持续时间为第二预定时间段，且第二预定时间段大于第一预定时间段时，所述主电机控制器向所述整车控制器上报故障。

进一步地，如上所述的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制方法，所述助力转向电机控制器通过can总线读取所述主电机的转速信号。

进一步地，如上所述的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制方法，所述预定转速由实际整车所配速比及车轮半径确定。

通过使用本发明所述的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制系统及控制方法，将助力转向电机控制器与主电机的转速信号关联，作为助力转向电机停机的判断条件，即使助力转向电机控制器接收不到使能信号，助力转向电机仍会工作，保证行车过程中转向不会缺失，进而保证行车安全，将主电机控制器与制动踏板、油门踏板的开关量进行关联，作为执行整车控制器需求扭矩的判断条件，当整车can网络错误帧偏高时或者其他原因导致整车控制器给定错误的驱动指令时，电机控制器不会执行整车控制器给定的扭矩，车辆不会出现不希望的动作，保证整车行车安全性。

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：

图1为现有技术中控制总成的结构示意图；

图2为本实施例中控制系统的结构示意图；

图3为利用图2中实施例保证转向优先的控制方法的流程图；

图4为利用图2中实施例保证制动优先的控制方法的流程图。

附图中各标记表示如下：

10：整车控制器、20：主电机控制器、30：主电机、40：助力转向电机控制器、50：助力转向电机、60：制动踏板、70：油门踏板。

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。

图2为本实施例中控制系统的结构示意图。如图2所示，本实施例中的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制系统包括整车控制器10、主电机控制器20、主电机30、助力转向电机控制器40、助力转向电机50、制动踏板60和油门踏板70。其中整车控制器10和主电机控制器20间通过can线相连接，主电机控制器20和助力转向电机控制器40间通过can线相连接，整车控制器10和助力转向电机控制器40间通过硬线相连接。整车控制器10能够通过can线以报文形式给定主电机控制器20来控制主电机30的目标工作状态与目标扭矩值，主电机控制器20能够反馈主电机30的工作状态、转矩、转速、电压、电流等信息并上传至can网络中，助力转向电机控制器40能够通过can线读取主电机的工作状态、转矩、转速、电压、电流等信息，整车控制器10能够通过硬线给定的助力转向电机控制器40的使能信号来控制助力转向电机50的工作状态。制动踏板60和油门踏板70与主电机控制器20通过硬线相连接，制动踏板60和油门踏板70的开关量信号与主电机控制器20硬线相连接，通过主电机控制器20能够判断制动踏板60和油门踏板70的工作状态，主电机30与主电机控制器20、助力转向电机50与助力转向电机控制器40均通过动力三相线连接。

将助力转向电机控制器40与主电机30的转速信号关联，作为助力转向电机50停机的判断条件，即使行车过程中当整车控制器10失效或者连接线束端子退针引起接触不良等导致的高速行车过程中无使能信号时，只要助力转向电机控制器40检测到的主电机30的转速信号不满足助力转向电机50停机的判断条件时，助力转向电机50仍会工作，保证行车过程中的转向不会缺失，进而保证行车安全。

将主电机控制器20、制动踏板60的开关量和油门踏板70的开关量进行关联，作为执行整车控制器10需求扭矩的判断条件，当整车can中错误帧偏高时或者其他原因导致整车控制器10给定错误的驱动指令时，只要主电机控制器20检测到的制动踏板60的开关量和油门踏板70的开关量不满足制动条件时，主电机控制器20不会执行整车控制器10给定的扭矩，车辆不会出现不希望的动作，保证整车行车安全性。

根据本实施例中的控制系统进行纯电动汽车的转向、制动优先的控制，包括以下步骤：

保证转向优先：将助力转向电机控制器40与主电机30的转速信号关联，通过助力转向电机控制器40读取主电机30的转速信号，当主电机30的转速大于预定转速时，助力转向电机控制器40控制助力转向电机50始终保持工作。

图3为利用图2中实施例保证转向优先的控制方法的流程图，如图3所示。将助力转向电机控制器40与主电机30的转速信号关联，即助力转向电机控制器40通过can线读取主电机30的转速信号，当主电机30的转速大于预定转速时，无论整车控制器10是否给助力转向电机控制器40使能信号，此时助力转向电机50均工作。可保证在整车行驶时，即使行车过程中当整车控制器10失效或者连接线束端子退针引起接触不良等导致的高速行车过程中无使能信号时，助力转向电机50也会工作。其中预定转速值由实际整车所配速比及车轮半径确定。其可由以下公式计算，n1＝igv/0.377r，其中r为车轮半径(单位m)，ig为减速比，v为整车车速(单位km/h)，一般为2-3km/h。

当主电机30的转速不大于预定转速时，助力转向电机控制器40控制助力转向电机50停止工作。

保证制动优先：将主电机控制器20与制动踏板60、油门踏板70的开关量关联，整车控制器10给定主电机控制器20需求扭矩时，若扭矩为驱动扭矩，则通过主电机控制器20检测制动踏板60的开关量和油门踏板70的开关量，若主电机控制器20检测到制动踏板60的开关量有效或者油门踏板70的开关量无效时，且持续时间大于第一预定时间段，主电机控制器20不执行整车控制器10的给定扭矩，执行零扭矩。

图4为利用图2中实施例保证制动优先的控制方法的流程图，如图4所示。将主电机控制器20与制动踏板60的开关量和油门踏板70的开关量关联，作为是否执行整车扭矩的判断条件。此项判断基于在主电机30的驱动状态下，在主电机30发电即能量回馈状态下主电机控制器20执行整车扭矩时不做判断。根据以上主电机控制器20需增加一新的故障码，其故障机制为：在主电机30的驱动状态下整车控制器10给定扭矩时，此时刻主电机控制器20检测到制动踏板60的开关量有效或者油门踏板70的开关量无效且持续时间为第一预定时间段时，主电机控制器20不执行整车控制器10的给定扭矩，执行零扭矩。当持续时间为第二预定时间段时，且第二预定时间段大于第一预定时间段时，主电机控制器20向整车控制器10上报故障。其中，第一预定时间段与第二预定时间段的值的确定根据实车进行标定，与制动踏板60和油门踏板70的特性及can报文的周期有关。

进一步地，整车控制器10给定主电机控制器20需求扭矩时，若扭矩为非驱动扭矩，则主电机控制器20执行整车控制器10给定扭矩。

通过使用本发明所述的用于纯电动汽车的转向、制动优先的控制系统及控制方法，将助力转向电机控制器与主电机的转速信号关联，作为助力转向电机停机的判断条件，即使助力转向电机控制器接收不到使能信号，助力转向电机仍会工作，保证行车过程中转向不会缺失，进而保证行车安全，将主电机控制器与制动踏板、油门踏板的开关量进行关联，作为执行整车控制器需求扭矩的判断条件，当整车can网络错误帧偏高时或者其他原因导致整车控制器给定错误的驱动指令时，电机控制器不会执行整车控制器给定的扭矩，车辆不会出现不希望的动作，保证整车行车安全性。

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以所述权利要求的保护范围为准。