一种电动汽车启动控制方法及整车控制器与流程

1.本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车启动控制方法及整车控制器。


背景技术：

2.电动汽车取消了p挡拉锁或电子p档，实现p挡与epb(电子驻车制动系统)联动，即踩制动挂出p挡会同时释放epb。为适应驾驶习惯，原地踩刹车不会触发auto hold(自动驻车)。因此，在坡道上挂出p挡时，车辆会有溜坡趋势。目前，通过esp(车身电子稳定系统)提供可标定时长的辅助制动力来防止溜坡，过长则会导致抱怨且不节能。
3.然而，在坡道上若挂出p挡后，预定时间(如2s)内未挂入目标档位或预定时间(如2s)内挂入目标档位而因坡度较大，都会造成车辆发生车速与目标档位不一致的情况，使得车辆工作在预期外的行驶状态，即溜坡。例如，车辆停在上坡路上，驾驶员挂出p挡误挂入n挡，车辆会发生溜坡。又如，驾驶员挂入正确档位，若道路坡度较大，则依然发生车辆行驶方向与档位不一致的情形(如d挡后溜或r挡前溜)。
4.因此，亟需一种电动汽车启动控制方法，以解决车辆坡道上挂出p挡后，预定时间内未挂入目标档位或已挂入目标档位而因坡度较大所带来的溜坡问题，从而降低安全风险。


技术实现要素：

5.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电动汽车启动控制方法及整车控制器，能解决车辆坡道上挂出p挡后，预定时间内未挂入目标档位或已挂入目标档位而因坡度较大所带来的溜坡问题，从而降低了安全风险。
6.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电动汽车启动控制方法，所述方法包括以下步骤：
7.车辆启动时判断所述车辆是否溜坡；
8.若所述车辆溜坡，则控制电机目标扭矩与esp辅助制动力进行协同制动，以降低车辆的溜坡车速，且在所述溜坡车速降至预定阈值时，由esp制动降速，进一步待车辆完全静止后，由epb制动驻车。
9.其中，所述车辆启动时判断所述车辆是否溜坡具体包括：
10.在挂入的档位为d档时，若同时满足挂挡用时小于第一预设时间阈值，车速方向与车头方向相反，且车速大于预设的第一标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡。
11.其中，所述车辆启动时判断所述车辆是否溜坡还具体包括：
12.在挂入的档位为r档时，若同时满足挂挡用时小于第二预设时间阈值，车速方向与车头方向相同，且车速大于预设的第二标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡。
13.其中，所述车辆启动时判断所述车辆是否溜坡进一步包括：
14.在挂入的档位为n档时，若满足车速方向与车头方向相同或相反，且车速大于预设
的第三标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡。
15.其中，所述若所述车辆溜坡，则控制电机目标扭矩与esp辅助制动力进行协同制动，以降低车辆的溜坡车速，且在所述溜坡车速降至预定阈值时，由esp制动降速，进一步待车辆完全静止后，由epb制动驻车具体包括：
16.在确定出车辆溜坡时，将基于预设的0油门开度下目标扭矩与车速线性关系得到的油门特征扭矩作为第一扭矩，将车辆挂入p档时的epb制动扭矩或自动驻车扭矩作为第二扭矩，将基于电池及电机相关信号计算出的电池可提供的实时制动扭矩作为第三扭矩，以及将基于电机可提供的实时制动扭矩作为第四扭矩；
17.根据所述第一扭矩、所述第二扭矩、所述第三扭矩及所述第四扭矩，分别计算出所述电机目标扭矩及所述esp辅助制动力，并根据所计算出的电机目标扭矩及esp辅助制动力进行协同制动；
18.实时获取车辆制动后的溜坡车速，并在所述溜坡车速降至所述预定阈值时，且进一步基于预设的制动时间，逐步调整所述溜坡车速降至所述预定阈值时的电机目标扭矩及esp辅助制动力的大小，直至所述溜坡车速降至所述预定阈值时的电机目标扭矩为0，仅由esp制动降速；
19.待esp辅助制动力为0使车辆完全静止后，由epb制动驻车。
20.其中，所述电机目标扭矩a通过公式a＝min(max(a1、a2)、min(a3、a4))计算得到；
21.所述esp辅助制动力b通过公式b＝max(max(a1、a2)-min(a3、a4)、0)计算得到；
22.其中，min()为取最小值运算；max()为取最大值运算；a1为所述第一扭矩；a2为所述第二扭矩；a3为所述第三扭矩；a4为所述第四扭矩。
23.其中，所述基于预设的制动时间，逐步降低所述溜坡车速降至所述预定阈值时的电机目标扭矩及esp辅助制动力的大小通过以下公式来实现：
24.所述溜坡车速降至所述预定阈值时的电机目标扭矩c(t)＝电机目标扭矩初始值*(1-t/t)；
25.所述溜坡车速降至所述预定阈值时的esp辅助制动力d(t)＝esp辅助制动力初始值+电机目标扭矩初始值*t/t；
26.其中，电机目标扭矩初始值/esp辅助制动力初始值分别为所述溜坡车速降至所述预定阈值时的初始值：t为所述预设的制动时间；t为计时时间。
27.本发明实施例还提供了一种整车控制器，包括车辆坡道启动数据获取单元、车辆溜坡判断单元和车辆溜坡制动单元；其中，
28.所述车辆坡道启动数据获取单元，用于获取车辆坡道启动挂出p档之后，挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小；其中，所述档位为d档、r档及n档之其中一个；
29.所述车辆溜坡判断单元，用于根据所挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小，确定车辆是否溜坡；
30.所述车辆溜坡制动单元，用于在确定出车辆溜坡时，控制电机目标扭矩与esp辅助制动力进行协同制动，以降低车辆的溜坡车速，且在所述溜坡车速降至预定阈值时，仅由esp制动降速，进一步待车辆完全静止后，由epb制动驻车。
31.其中，所述车辆溜坡判断单元包括：
32.第一溜坡判断模块，用于在挂入的档位为d档时，若同时满足挂挡用时小于第一预
设时间阈值，车速方向与车头方向相反，且车速大于预设的第一标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡；
33.第二溜坡判断模块，用于在挂入的档位为r档时，若同时满足挂挡用时小于第二预设时间阈值，车速方向与车头方向相同，且车速大于预设的第二标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡；
34.第三溜坡判断模块，用于在挂入的档位为n档时，若满足车速方向与车头方向相同或相反，且车速大于预设的第三标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡。
35.其中，所述车辆溜坡制动单元包括：
36.扭矩获取模块，用于在确定出车辆溜坡时，将基于预设的0油门开度下目标扭矩与车速线性关系得到的油门特征扭矩作为第一扭矩，将车辆挂入p档时的epb制动扭矩或自动驻车扭矩作为第二扭矩，将基于电池及电机相关信号计算出的电池可提供的实时制动扭矩作为第三扭矩，以及将基于电机可提供的实时制动扭矩作为第四扭矩；
37.扭矩计算及协同制动模块，用于根据所述第一扭矩、所述第二扭矩、所述第三扭矩及所述第四扭矩，分别计算出所述电机目标扭矩及所述esp辅助制动力，并根据所计算出的电机目标扭矩及esp辅助制动力进行协同制动；
38.扭矩调整及esp制动模块，用于实时获取车辆制动后的溜坡车速，并在所述溜坡车速降至所述预定阈值时，且进一步基于预设的制动时间，逐步调整所述溜坡车速降至所述预定阈值时的电机目标扭矩及esp辅助制动力的大小，直至所述溜坡车速降至所述预定阈值时的电机目标扭矩为0，仅由esp制动降速；
39.扭矩调整及epb制动模块，用于待esp辅助制动力为0使车辆完全静止后，由epb制动驻车。
40.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
41.1、本发明基于车辆坡道启动挂出p档之后，挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小来确定车辆是否溜坡，并在车辆溜坡时，通过车速判断溜坡模式的切换(如先控制电机目标扭矩与esp辅助制动力进行协同制动，以降低车辆的溜坡车速，再在溜坡车速降至预定阈值时，仅由esp制动降速，最后截止esp辅助制动力输出使车辆完全静止后，由epb制动驻车)，从而能解决车辆坡道上挂出p挡后，预定时间内未挂入目标档位或已挂入目标档位而因坡度较大所带来的溜坡问题，从而降低了安全风险，为驾驶员误操作增加安全防护；
42.2、本发明的整个溜坡制动过程，由电机制动与esp制动、epb制动并行交互执行，使得执行更易实现，具有一定的推广性。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
44.图1为本发明实施例提供的一种电动汽车启动控制方法的流程图；
45.图2为本发明实施例提供的一种电动汽车启动控制方法中整车控制器信号交互的原理图；
46.图3为本发明实施例提供的一种电动汽车启动控制方法中0油门开度下目标扭矩与车速的线性关系图；
47.图4为本发明实施例提供的一种电动汽车启动控制方法的应用场景图；
48.图5为本发明实施例提供的一种整车控制器的结构示意图。
具体实施方式
49.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
50.如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种电动汽车启动控制方法，所述方法用于整车控制器vcu上，具体包括以下步骤：
51.步骤s1、获取车辆坡道启动挂出p档之后，挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小；其中，所述档位为d档、r档及n档之其中一个；
52.具体过程为，如图2所示，vcu接收来自电子换挡模块gsm发出的档位信号，得到车辆坡道启动挂出p档之后，挂入的档位及其挂挡用时。其中，档位为d档、r档及n档之其中一个。
53.同时，vcu还接收esp发出的车速，并识别出车辆坡道启动的车速方向及大小。可以理解的是，车速方向与车头方向相同可认定为正向车速，而车速方向与车头方向相反认定为负向车速。
54.应当说明的是，图2的信号交互原理为：交互1：bms(电池管理系统)接收dcu(域控制器)发出的电机转速。交互2：bms接收vcu发出的附件功率、扭矩需求，vcu接收bms发出的功率能力。交互3：vcu接收dcu发出的电机转速、扭矩能力，dcu接收vcu发出的扭矩需求。交互4：vcu接收esp发出的车速、制动扭矩，esp接收vcu发出的制动扭矩需求。交互5：esp接收epb发出的制动扭矩需求值、实际值，epb接收esp发出的制动扭矩需求值、实际值。交互6：vcu接收gsm发出的档位信号。
55.步骤s2、根据所挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小，确定车辆是否溜坡；
56.具体过程为，vcu通过预先安装的坡道辅助模式对所挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小进行识别，以确定车辆是否溜坡，具体分析如下：
57.在挂入的档位为d档时，若同时满足挂挡用时小于第一预设时间阈值(如2s)，车速方向与车头方向相反，且车速大于预设的第一标定值(如6kph)，即反向车速大于6公里/小时，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡。
58.在挂入的档位为r档时，若同时满足挂挡用时小于第二预设时间阈值(如2s)，车速方向与车头方向相同，且车速大于预设的第二标定值(如6kph)，即正向车速大于6公里/小时，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡。
59.在挂入的档位为n档时，若满足车速方向与车头方向相同或相反，且车速大于预设的第三标定值(如6kph)，即正反向车速都大于6公里/小时，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡。
60.可以理解的是，d档和r档符合已挂入目标档位而因坡度较大所带来的溜坡问题，n档符合预定时间内未挂入目标档位(d档或r档)所带来的溜坡问题。
61.步骤s3、在确定出车辆溜坡时，控制电机目标扭矩与esp辅助制动力进行协同制
动，以降低车辆的溜坡车速，且在所述溜坡车速降至预定阈值时，仅由esp制动降速，进一步待车辆完全静止后，由epb制动驻车。
62.具体过程为，首先，vcu在确定出车辆溜坡时，将基于预设的0油门开度下目标扭矩与车速线性关系(如图3所示)得到的油门特征扭矩作为第一扭矩；同时，基于图2，vcu接收epb发出的制动扭矩需求值，将车辆挂入p档时的epb制动扭矩或自动驻车扭矩作为第二扭矩；vcu接收发出的功率能力，并结合bms发出的附件功率、dcu发出的电机转速等电池及电机相关信号，且进一步将基于上述电池及电机相关信号计算出的电池可提供的实时制动扭矩作为第三扭矩；以及vcu接收dcu发出的电机转速、扭矩能力，将基于电机可提供的实时制动扭矩作为第四扭矩。
63.其次，根据第一扭矩、第二扭矩、第三扭矩及第四扭矩，分别计算出电机目标扭矩及esp辅助制动力，并根据所计算出的电机目标扭矩及esp辅助制动力进行协同制动。
64.其中，电机目标扭矩a通过公式a＝min(max(a1、a2)、min(a3、a4))
65.计算得到；esp辅助制动力b通过公式b＝max(max(a1、a2)-min(a3、a4)、0)计算得到；min()为取最小值运算；max()为取最大值运算；a1为第一扭矩；a2为第二扭矩；a3为第三扭矩；a4为第四扭矩。
66.然后，实时获取车辆制动后的溜坡车速，并在溜坡车速降至预定阈值(如1kph)时，即溜坡车速《＝1公里/小时，且进一步基于预设的制动时间t，逐步调整溜坡车速降至预定阈值时的电机目标扭矩及esp辅助制动力的大小，直至溜坡车速降至预定阈值时的电机目标扭矩为0，仅由esp制动降速。
67.其中，溜坡车速降至预定阈值时的电机目标扭矩c(t)＝电机目标扭矩初始值*(1-t/t)；溜坡车速降至预定阈值时的esp辅助制动力d(t)＝esp辅助制动力初始值+电机目标扭矩初始值*t/t；电机目标扭矩初始值/esp辅助制动力初始值分别为溜坡车速降至预定阈值1公里/小时的初始值：t为计时时间。
68.可以理解的是，预设的制动时间t能满足电机转速逐步降至0，且待电机目标扭矩为0时，电机制动力为0，esp辅助制动力增大弥补电机制动力减小的部分。
69.最后，待电机制动力为零后，esp制动力开始逐步减小，由epb接管制动驻车。
70.如图4所示，对本发明实施例中的一种电动汽车启动控制方法的应用场景做进一步说明：
71.状态1：key off(车辆静止且p挡)。
72.状态2：车辆ready且p挡。
73.状态3：vcu中开启坡道辅助模式。
74.状态4：d挡。
75.状态5：r挡。
76.状态6：n挡。
77.状态7：d挡时开启安全防护模式来防止溜坡。
78.状态8：r挡时开启安全防护模式来防止溜坡。
79.状态9：n挡时开启安全防护模式来防止溜坡。
80.状态10：电机及esp协同制动之后，电机制动退出，esp制动力接管制动降速。
81.状态11：esp制动逐渐退出，epb接管制动驻车。
82.触发状态切换的条件定义(默认无故障信号或插充电枪等情形)如下：
83.条件1：踩制动踏板同时按下启动按钮。
84.条件2：踩制动踏板同时挂出p挡。
85.条件3a：状态2计时未超过2s(标定量)且挂入d挡，即在预定2s内已挂入d挡。
86.条件3b：状态2计时未超过2s(标定量)且挂入r挡，即在预定2s内已挂入d挡。
87.条件3c：状态2计时未超过2s(标定量)且挂入n挡，即在预定2s内已挂入n挡而未因实际情况挂入d档或r档。
88.条件4：正确挂入d档，因坡度较大，使得车速方向与车头方向相反，且车速》6kph，即后溜。
89.条件5:正确挂入r档，因坡度较大，使得车速方向与车头方向相同，且车速》6kph，即前溜。
90.条件6：误挂入n档，使得车速方向与车头方向相同或相反，且车速》6kph，即前遛或后溜。
91.条件7：后遛车速降至小于1km/h(标定量)。
92.条件8：前溜车速降至小于1km/h(标定量)。
93.条件9：前遛或后溜车速降至小于1km/h(标定量)。
94.条件10：电机制动线性退出，直至电机目标扭矩为0开始计时达到3min(标定量)。
95.条件11：esp制动力为0。
96.如图5所示，为本发明实施例中，提供的一种整车控制器，包括车辆坡道启动数据获取单元110、车辆溜坡判断单元120和车辆溜坡制动单元130；其中，
97.所述车辆坡道启动数据获取单元110，用于获取车辆坡道启动挂出p档之后，挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小；其中，所述档位为d档、r档及n档之其中一个；
98.所述车辆溜坡判断单元120，用于根据所挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小，确定车辆是否溜坡；
99.所述车辆溜坡制动单元130，用于在确定出车辆溜坡时，控制电机目标扭矩与esp辅助制动力进行协同制动，以降低车辆的溜坡车速，且在所述溜坡车速降至预定阈值时，仅由esp制动降速，进一步待车辆完全静止后，由epb制动驻车。
100.其中，所述车辆溜坡判断单元120包括：
101.第一溜坡判断模块，用于在挂入的档位为d档时，若同时满足挂挡用时小于第一预设时间阈值，车速方向与车头方向相反，且车速大于预设的第一标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡；
102.第二溜坡判断模块，用于在挂入的档位为r档时，若同时满足挂挡用时小于第二预设时间阈值，车速方向与车头方向相同，且车速大于预设的第二标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡；
103.第三溜坡判断模块，用于在挂入的档位为n档时，若满足车速方向与车头方向相同或相反，且车速大于预设的第三标定值，则确定车辆溜坡；反之，则确定车辆未溜坡。
104.其中，所述车辆溜坡制动单元130包括：
105.扭矩获取模块，用于在确定出车辆溜坡时，将基于预设的0油门开度下目标扭矩与车速线性关系得到的油门特征扭矩作为第一扭矩，将车辆挂入p档时的epb制动扭矩或自动
驻车扭矩作为第二扭矩，将基于电池及电机相关信号计算出的电池可提供的实时制动扭矩作为第三扭矩，以及将基于电机可提供的实时制动扭矩作为第四扭矩；
106.扭矩计算及协同制动模块，用于根据所述第一扭矩、所述第二扭矩、所述第三扭矩及所述第四扭矩，分别计算出所述电机目标扭矩及所述esp辅助制动力，并根据所计算出的电机目标扭矩及esp辅助制动力进行协同制动；
107.扭矩调整及esp制动模块，用于实时获取车辆制动后的溜坡车速，并在所述溜坡车速降至所述预定阈值时，且进一步基于预设的制动时间，逐步降低所述溜坡车速降至所述预定阈值时的电机目标扭矩及esp辅助制动力的大小，直至所述溜坡车速降至所述预定阈值时的电机目标扭矩为0，仅由esp制动降速；
108.扭矩调整及epb制动模块，用于待esp辅助制动力为0使车辆完全静止后，由epb制动驻车。
109.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
110.1、本发明基于车辆坡道启动挂出p档之后，挂入的档位、挂挡用时、车速方向及大小来确定车辆是否溜坡，并在车辆溜坡时，通过车速判断溜坡模式的切换(如先控制电机目标扭矩与esp辅助制动力进行协同制动，以降低车辆的溜坡车速，再在溜坡车速降至预定阈值时，仅由esp制动降速，最后截止esp辅助制动力输出使车辆完全静止后，由epb制动驻车)，从而能解决车辆坡道上挂出p挡后，预定时间内未挂入目标档位或已挂入目标档位而因坡度较大所带来的溜坡问题，从而降低了安全风险，为驾驶员误操作增加安全防护；
111.2、本发明的整个溜坡制动过程，由电机制动与esp制动、epb制动并行交互执行，使得执行更易实现，具有一定的推广性。
112.值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
113.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘、光盘等。
114.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。