斜坡辅助控制方法和装置与流程

本发明涉及电动车控制技术领域，尤其是涉及一种斜坡辅助控制方法和装置。

背景技术：

斜坡辅助系统是为了简化斜坡起步而开发的一种控制系统。传统斜坡辅助系统依赖于斜坡传感器和电子驻刹系统，当系统判定驾驶者踩刹车且位于斜坡上时，启动电子驻刹系统，在驾驶员松开刹车踏板时，可短时间内继续保持制动力使车辆停止，让驾驶者有足够时间进行加速，避免车辆发生下滑。

然而，传统斜坡辅助系统需透过斜坡传感器及电子驻刹系统进行侦测及控制，生产组装成本高，不适合搭配于低规车辆。同时传统斜坡辅助系统需车辆在斜坡上且驾驶员踩刹车停止后，才启动斜坡辅助功能；若未踩刹车，则无法启动斜坡辅助功能，因此在斜坡上放开加速踏板且未踩刹车时，可能会导致车辆下滑造成危险。

针对上述现有技术中传统斜坡辅助系统成本高和辅助效果差的问题，目前尚未提出有效解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种斜坡辅助控制方法和装置，以降低成本、提高辅助效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种斜坡辅助控制方法，应用于电动车，包括：采集电动车的电机的转动信息和电动车的行驶方向信息；根据转动信息和行驶方向信息判断电动车是否处于溜车状态；如果是，控制电机输出辅助扭力。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据转动信息和行驶方向信息判断电动车是否处于溜车状态包括：根据电机的转动方向和电动车的档位信息判断电动车是否处于溜车状态。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据电机的转动方向和电动车的档位信息判断电动车是否处于溜车状态包括：判断档位信息为d档、转动方向为逆转是否同时满足；如果是，确定电动车处于溜车状态；判断档位信息为r档、转动方向为顺转是否同时满足；如果是，确定电动车处于溜车状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，控制电机输出辅助扭力包括：根据目标转速与当前转速计算辅助扭力；控制电机输出辅助扭力。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据目标转速与当前转速计算辅助扭力包括：计算目标转速与当前转速的转速差值；计算电机的转速为转速差值时对应的扭力。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，还包括：当控制电机输出辅助扭力时开启计时器，在计时器达到阈值时停止输出辅助扭力。

结合第一方面的第三种或第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，还包括：当接收到的驾驶员的扭力请求大于辅助扭力时，停止输出辅助扭力。

结合第一方面的第三种或第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，还包括：当接收到的驾驶员切换档位的请求时，停止输出辅助扭力。

第二方面，本发明实施例还提供一种斜坡辅助控制装置，应用于电动车，包括：采集模块，用于采集电动车的电机的转动信息和电动车的行驶方向信息；判断模块，用于根据转动信息和行驶方向信息判断电动车是否处于溜车状态；控制模块，用于如果是，控制电机输出辅助扭力。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，判断模块还用于：根据电机的转动方向和电动车的档位信息判断电动车是否处于溜车状态。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本实施例提供的斜坡辅助控制方法和装置，仅通过电机的转动信息和电动车的行驶方向信息就能判断是否处于溜车状态，不依赖于斜坡传感器和电子驻刹系统，将上述方案集成到车辆的控制器软件中，就能实现斜坡辅助控制功能；同时不需要刹车和油门踏板的位置信息就可以进行是否处于溜车状态的判断，采集的信息种类少，判定模式简单，需要的反应时间短、控制器工作量小；因此系统的成本低且辅助效果好。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种斜坡辅助控制方法的第1实施方式的流程示意图；

图2为本发明一种斜坡辅助控制方法的第2实施方式的流程示意图；

图3为本发明一种斜坡辅助控制方法的第3实施方式的流程示意图；

图4为本发明一种斜坡辅助控制方法的第4实施方式的流程示意图；

图5为本发明一种斜坡辅助控制方法的第1实施方式步骤s13的示意图；

图6为本发明一种斜坡辅助控制装置的结构示意图；

图7为本发明一种斜坡辅助控制装置的另一种结构示意图；

图8为本发明一种斜坡辅助控制装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前现有技术中传统斜坡辅助系统存在成本高和辅助效果差的问题，基于此，本发明实施例提供的一种斜坡辅助控制方法和装置，可以降低成本、提高辅助效果。

实施例1

图1是本发明一种斜坡辅助控制方法的第1实施方式的流程示意图。该方法应用于电动车，该电动车至少包括电机和控制器。该实施方式示出的方法流程包括如下步骤：

步骤s11，采集电动车的电机的转动信息和电动车的行驶方向信息。

控制器按照预设周期定时采集电动车的电机转动信息和电动车的行驶方向信息。具体地，控制器通过硬线和can网络与车辆上其他部件控制器(如电机控制器)、传感器、执行器连接。其中电机的转动信息至少包括电机的转动方向和转动速度；行驶方向信息为电动车的档位，当电动车的档位为d档(drive，前进档，也称驱动档)时，确定电动车的行驶方向为前进，当电动车的档位为r档(reverse，倒档)时，确定电动车的行驶方向为后退。除此之外，档位至少还包括p档(parking，停车档或称泊车档)和nneutral，空档)。

为了保证斜坡辅助启动的及时性，上述预设周期需要尽量短，优选为5-30ms。考虑到斜坡辅助的启动均是在车辆接近静止的状态发生的，因此优选在车速或者电机的转速小于设定阈值时，再激活上述周期性采集操作，从而降低控制器的工作负载。

步骤s12，根据转动信息和行驶方向信息判断电动车是否处于溜车状态。如果是执行步骤s13，如果否，执行步骤s11。

控制器根据上述转动信息和行驶方向信息进行溜车状态判断，当发生溜车时，执行步骤s13的输出辅助扭力的操作，如果未发生溜车，则继续执行步骤s11的采集数据操作。

具体地，可以根据电机的转动方向和电动车的档位信息判断电动车是否处于溜车状态。其中转动方向包括顺转和逆转。

步骤s13，控制电机输出辅助扭力。

在控制器判断当前已发生溜车时，控制电机做出正确的转矩响应从而输出辅助扭力，该辅助扭力与电动车斜坡状态下的负载相平衡，使车辆不再溜坡，随后保持该扭力以使车辆在原地静止。

本实施例提供的上述方法，仅通过电机的转动信息和电动车的行驶方向信息就能判断是否处于溜车状态，不依赖于斜坡传感器和电子驻刹系统，将上述方案集成到车辆的控制器软件中，就能实现斜坡辅助控制功能；同时不需要刹车和油门踏板的位置信息就可以进行是否处于溜车状态的判断，采集的信息种类少，判定模式简单，需要的反应时间短、控制器工作量小；因此系统的成本低且辅助效果好。

实施例2

图2是本发明一种斜坡辅助控制方法的第2实施方式的流程示意图，本实施例的调控方法以根据电机的转动方向和电动车的档位信息判断电动车是否处于溜车状态为例进行说明，该实施方式示出的方法流程包括如下步骤：

步骤s21，采集电动车的电机的转动方向和电动车的档位信息。

步骤s22，判断上述档位信息是否为d档。如果是，执行步骤s23，如果否，执行步骤s24。

在斜坡上，车辆在d档或者r档均可能发生溜车，因此对两种档位分别进行判断。可以理解的是，步骤s22和步骤s24的顺序可以调换，即先进行d档状态判断再进行r档状态判断或者先进行r档状态判断再进行d档状态判断均可实现。

步骤s23，判断转动方向是否为逆转。如果是，执行步骤s26，如果否，结束。

由于电动车的电机一般是通过加速器直接驱动车轮，当车轮被动转动时会倒拖电机转动，因此在车辆为d档时电机的正常转动方向为顺转，如果在d档状态下电机的转动方向为逆转，则可以确定是车轮逆转带动电机逆转，从而确定此时发生了溜车。

步骤s24，判断上述档位信息是否为r档。如果是，执行步骤s25，如果否，结束。

步骤s25，判断转动方向是否为顺转。如果是，执行步骤s26，如果否，结束。

步骤s26，控制电机输出辅助扭力。

本实施例提供的上述方法，仅通过电机的转动方向和当前的档位即可以判断是否处于溜车状态，成本低、反应快、辅助效果好。

实施例3

图3是本发明一种斜坡辅助控制方法的第3实施方式的流程示意图，考虑到数据采集的误差可能导致的误判，增加了转速阈值判断，该实施方式示出的方法流程包括如下步骤：

步骤s31，采集电动车的电机的转动方向和电动车的档位信息。

步骤s32，判断上述档位信息是否为d档。如果是，执行步骤s33，如果否，执行步骤s35。

步骤s33，判断转动方向是否为逆转。如果是，执行步骤s34，如果否，结束。

步骤s34，判断电机的转速是否大于设定的转速阈值。如果是，执行步骤s38，如果否，结束。

在电机的转动方向与档位不符时，还进行了转速是否大于阈值的判断，此处的转速为实际值，不包括转动方向。由于转动方向的判断容易出现误判，因此设置了转速阈值，当电极的转速大于该阈值时，认定发生溜车。上述阈值的典型值可设定为2rpm(转/每分钟)，可以兼顾准确性和及时性。

步骤s35，判断上述档位信息是否为r档。如果是，执行步骤s36，如果否，结束。

步骤s36，判断转动方向是否为顺转。如果是，执行步骤s37，如果否，结束。

步骤s37，判断电机的转速是否大于设定的转速阈值。如果是，执行步骤s38，如果否，结束。

步骤s38，控制电机输出辅助扭力。

本实施例提供的上述方法，通过电机的转动方向、当前转速是否超过阈值和当前的档位即可以判断是否发生了溜车，成本低、反应快、辅助效果好。

实施例4

图4是本发明一种斜坡辅助控制方法的第4实施方式的流程示意图，在开始上述斜坡辅助，输出辅助扭力后(启动斜坡辅助模式)，还包括退出操作，当满足以下条件之一时，停止输出辅助扭力：

(1)在控制电机输出辅助扭力的同时开启计时器，在计时器达到阈值时。

(2)当接收到的驾驶员的扭力请求大于辅助扭力时。

(3)当接收到的驾驶员切换档位的请求时，即档位改变。

其中启动计时器的目的包括两个：保护电机，避免长时间堵转发热量太大烧毁电机控制器和模仿已有的斜坡辅助功能的特征。该定时器的值可以设置为1-2s。驾驶员的扭力请求通过油门踏板的位置来获得，当驾驶员踩下踏板，认为其已经完成了从制动踏板到油门踏板的切换。切换档位表明驾驶员可能需要停车或其他操作，此时也停止输出辅助扭力以执行驾驶员的指令。

可以理解的是，在上述计时器运行过程中，一旦满足条件(2)或者(3)即退出斜坡辅助模式。

如图4所示，本实施方式示出的方法流程包括如下步骤：

步骤s41，启动计时器。

步骤s42，判断计时器是否超时。如果是，执行步骤s45；如果否，执行步骤s43。

步骤s43，判断驾驶员的扭力请求是否大于辅助扭力。如果是，执行步骤s45；如果否，执行步骤s44。

步骤s44，判断档位是否改变；如果是，执行步骤s45；如果否，结束。

步骤s45，退出斜坡辅助模式。

本实施例提供的上述方法，通过计时器、扭力请求和档位变化的判断确定是否退出斜坡辅助模式，控制电机停止输出辅助扭力，能够自动退出辅助模式，回复正常的电机扭力控制。

实施例5

图5是本发明实施例1中的斜坡辅助控制方法的步骤s13的示意图，具体包括如下步骤：

步骤s51，根据目标转速与当前转速计算辅助扭力。

控制器进行辅助扭力的计算，具体包括：计算目标转速与当前转速的转速差值；计算电机的转速为转速差值时对应的扭力。其中目标转速为0，即斜坡辅助的目标是保持电机转速为0，此时车辆静止。可以理解的是，该目标转速也可以是一个接近0的转速阈值，例如3prm，认为此时车辆处于静止与前进的临界状态。

除了上述计算差值的方式，还可以通过计算目标转速与当前转速的比值实现，根据比值的大小查找比值-辅助扭力对应表，确定比值对应的辅助扭力。例如目标转速是3prm，当前转速为-3prm，则比值为-1，通过查表得出辅助扭力的数值。

步骤s52，控制电机输出上述辅助扭力。

在控制器计算出辅助扭力后，通过动力系统can网络发送给电机控制器，控制电机做出正确转矩响应，驱动车辆行驶。

本实施例提供的上述方法，通过目标转速与当前转速计算辅助扭力，不需要判断刹车或车辆速度，可通过控制电机输出动力，使车辆稳定在斜坡上。

实施例6

本发明实施例6提供了一种斜坡辅助控制装置，参见图6所示的结构示意图，包括采集模块610、判断模块620和控制模块630，其中，各模块的功能如下：

采集模块610，用于采集电动车的电机的转动信息和电动车的行驶方向信息；

判断模块620，用于根据转动信息和行驶方向信息判断电动车是否处于溜车状态；

控制模块630，用于如果是，控制电机输出辅助扭力。

其中，判断模块还用于：根据电机的转动方向和电动车的档位信息判断电动车是否处于溜车状态。

参见图7所示的斜坡辅助控制装置的结构示意图，其中判断模块620包括：

第一判断单元701，用于判断档位信息为d档、转动方向为逆转是否同时满足；如果是，确定电动车处于溜车状态；

第二判断单元702，用于判断档位信息为r档、转动方向为顺转是否同时满足；如果是，确定电动车处于溜车状态。

其中，控制模块630包括：

计算单元703，用于根据目标转速与当前转速计算辅助扭力；

控制单元704，用于控制电机输出辅助扭力。

具体地，计算单元703包括：差值计算子单元，用于计算目标转速与当前转速的转速差值；扭力计算子单元，用于计算电机的转速为转速差值时对应的扭力。

进一步，参见图8所示的斜坡辅助控制装置的结构示意图，还包括停止模块810，其用于：当启动斜坡辅助模式时开启计时器，在计时器达到阈值时停止输出辅助扭力；当接收到的驾驶员的扭力请求大于辅助扭力时，停止输出辅助扭力；当接收到的驾驶员切换档位的请求时，停止输出辅助扭力。

本发明实施例提供的斜坡辅助控制装置，与上述实施例提供的斜坡辅助控制方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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权利要求的保护范围为准。