可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统及方法与流程

1.本发明涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统及方法。


背景技术：

2.汽车停驻在坡上，且司机未操作时，由于受到自身重力的分力作用，会发生前溜或后溜现象，危害车辆的安全行驶。为防止汽车溜坡，多数电动汽车具有驻坡功能，可让车辆在司机脚离开油门，未踩刹车或未踩油门前，车辆依然能够在坡上保持停止状态，防止溜车而造成事故。
3.为了防止汽车坡道溜车，大多数纯电动汽车都使用电机实现坡道驻坡功能，多数都未考虑驻坡时间的问题，被动等待司机操作退出驻坡模式或者设定固定的驻坡时长，时间到主动退出。种坡道驻坡方案的缺点在于，一方面，被动等待司机操作退出驻坡模式，存在电机长时间堵转过温风险，影响电机使用寿命；另一方面，通过设定一定的驻坡时长，当驻坡时间到时主动退出驻坡模式，未考虑不同坡度对应电机可在堵转状态的时长，未充分使用电机性能，一般这个时间为3-5s，可能对于某些新手司机反应时间不够。
4.因此，亟需一种可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统及方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统及方法，以解决上述现有技术中的问题，能够根据驻坡转矩实现不同驻坡时长的电动汽车驻坡，可有效保护电机不过温的同时还能最大限度保证驻坡时长。
6.本发明提供了一种可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统，包括：
7.驻坡时长数据库获取模块、驻坡控制模块和驻坡时长计数器模块，所述驻坡控制模块包括依次设置的溜坡判断单元、转速闭环控制单元和驻坡退出判断单元，其中：
8.所述驻坡时长数据库获取模块用于获取堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表；
9.所述溜坡判断单元用于判断是否进入驻坡控制模式，并输出驻坡是否使能信号；
10.所述转速闭环控制单元用于在进入驻坡控制模式后，将电机状态切换为转速零速控制，并输出当前驻坡扭矩大小；
11.所述驻坡时长计数器模块用于根据所述转速闭环控制单元输出的当前驻坡扭矩大小，在所述驻坡时长数据库获取模块所获取的堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表中查找，以得到当前驻坡扭矩下的允许驻坡时长，并在驻停时长达到查表得到的允许驻坡时长时，置位驻停时间到标志；
12.所述驻坡退出判断单元用于至少根据驻停时间到标志判断是否退出驻坡控制模式。
13.如上所述的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统，其中，优选的是，所述驻坡时长数据库获取模块具体用于：
14.在电机试验台架上，设定电机在堵转状态下，从零扭矩开始，按照预设步长测试各扭矩下电机的堵转时间，并记录该堵转时间，形成堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表，并提前存入到相应电机控制器的下电可存储介质内，其中，横坐标为驻坡扭矩，纵坐标为驻坡允许时长。
15.如上所述的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统，其中，优选的是，所述溜坡判断单元具体用于输入整车的挡位信号、电机转速信号、油门踏板信号和制动踏板信号，根据挡位信号和转速方向判断整车是否处于前溜或后溜状态，以判断是否进入驻坡控制模式，并根据油门踏板信号和制动踏板信号输出驻坡是否使能信号。
16.如上所述的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统，其中，优选的是所述驻坡时长计数器模块具体用于从进入驻坡控制模式时启动驻停时长计数器，并在驻停时长达到查表得到的允许驻坡时长时，置位驻停时间到标志，并将驻停时间到标志发送给所述驻坡退出判断单元。
17.如上所述的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统，其中，优选的是，所述驻坡退出判断单元用于根据油门踏板信号、制动踏板信号、驻停时间到标志和故障标志判断是否退出驻坡控制模式。
18.本发明还提供一种采用上述系统的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法，包括：
19.获取堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表；
20.判断是否进入驻坡控制模式，并输出驻坡是否使能信号；
21.在进入驻坡控制模式后，将电机状态切换为转速零速控制，并输出当前驻坡扭矩大小；
22.根据所述当前驻坡扭矩大小，在堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表中查找，得到当前驻坡扭矩下的允许驻坡时长，并在驻停时长达到查表得到的允许驻坡时长时，置位驻停时间到标志；
23.至少根据驻停时间到标志判断是否退出驻坡控制模式。
24.如上所述的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法，其中，优选的是，在电机试验台架上，设定电机在堵转状态下，从零扭矩开始，按照预设步长测试各扭矩下电机的堵转时间，并记录该堵转时间，形成堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表，并提前存入到相应电机控制器的下电可存储介质内，其中，横坐标为驻坡扭矩，纵坐标为驻坡允许时长。
25.如上所述的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法，其中，优选的是，所述判断是否进入驻坡控制模式，并输出驻坡是否使能信号，具体包括：
26.步骤s21、判断当前电机控制模式，若为转矩模式则转入步骤s22；
27.步骤s22、判断司机意图，若油门信号和刹车信号均为0，则转入步骤s23，否则，维持当前控制模式，备份本次刹车开度，并返回步骤s21；
28.步骤s23、判断是否存在溜坡趋势，若前进挡后溜或者后退挡前溜，则进入步骤s24；若无前溜且无后溜，则维持当前电机控制模式，对刹车开度信息进行备份，返回步骤s21；
29.步骤s24、判断溜坡转速，若转速高于预设转速阈值，则不置位驻坡使能标志，维持
当前电机控制模式，对刹车开度信息进行备份，返回步骤s21；否则置位驻坡使能标志，准备控制模式切换，且循环返回步骤s21。
30.如上所述的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法，其中，优选的是，所述根据所述当前驻坡扭矩大小，在堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表中查找，得到当前驻坡扭矩下的允许驻坡时长，并在驻停时长达到查表得到的允许驻坡时长时，置位驻停时间到标志，具体包括：
31.步骤s41、判断驻坡使能标志是否为1，若为1，则转入步骤s42，否则，转入步骤ss47；
32.步骤s42、启动驻停时长计数器；
33.步骤s43、在电机为转速零速控制时输出驻坡扭矩；
34.步骤s44、根据当前驻坡扭矩查表，得到当前扭矩下的运行堵转时长；
35.步骤s45、判断驻停时长计数器的驻停时长计数结果是否大于等于当前允许堵转时长，若是，则转入步骤s46，否则，转入步骤ss47；
36.步骤s46、将驻停时间到标志置1，并返回步骤s41；
37.步骤ss47、将驻停时间到标志置0，并返回步骤s41。
38.如上所述的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法，其中，优选的是，所述至少根据驻停时间到标志判断是否退出驻坡控制模式，具体包括：
39.步骤s51、判断当前电机控制模式，若为非转矩模式，则转入步骤s52；
40.步骤s52、判断刹车信号，若刹车信号为1，或油门扭矩大于驻坡扭矩，或驻停时间到标志为1，则复位驻坡使能标志，准备控制模式切换，将驻坡使能标志置0；否则，维持当前控制模式，并返回步骤s51。
41.本发明的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统及方法，提前获取电机堵转扭矩与堵转时长的二维表，根据当前坡度下闭环得到的驻坡扭矩查找二维表，从而获知该堵转扭矩下的允许堵转时长，当驻坡计时器达到驻坡时长时，主动退出驻坡控制，能够根据驻坡转矩实现不同驻坡时长的电动汽车驻坡，可有效保护电机不过温的同时还能最大限度保证驻坡时长；利用纯软件方式，在不同坡度下可实现随坡度变化的驻坡时长，最大限度发挥电机堵转性能，且能保护电机不过温。
附图说明
42.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描述，其中：
43.图1为本发明提供的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统的实施例的结构框图；
44.图2为本发明提供的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法的流程图；
45.图3为本发明提供的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法实施例的进入及退出驻坡控制模式的判断逻辑图；
46.图4为本发明提供的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法实施例的置位驻停时间到标志的逻辑图。
具体实施方式
47.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
48.本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
49.在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
50.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
51.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
52.如图1所示，本实施例提供的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统包括：驻坡时长数据库获取模块、驻坡控制模块和驻坡时长计数器模块，所述驻坡控制模块包括依次设置的溜坡判断单元、转速闭环控制单元和驻坡退出判断单元，其中：
53.所述驻坡时长数据库获取模块用于获取堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表；
54.所述溜坡判断单元用于判断是否进入驻坡控制模式，并输出驻坡是否使能信号；
55.所述转速闭环控制单元用于在进入驻坡控制模式后，将电机状态切换为转速零速控制，并输出当前驻坡扭矩大小；
56.所述驻坡时长计数器模块用于根据所述转速闭环控制单元输出的当前驻坡扭矩大小，在所述驻坡时长数据库获取模块所获取的堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表中查找，以得到当前驻坡扭矩下的允许驻坡时长，并在驻停时长达到查表得到的允许驻坡时长时，置位驻停时间到标志；
57.所述驻坡退出判断单元用于至少根据驻停时间到标志判断是否退出驻坡控制模式。
58.进一步地，所述驻坡时长数据库获取模块具体用于：
59.在电机试验台架上，设定电机在堵转状态下，从零扭矩开始，按照预设步长测试各扭矩下电机的堵转时间，并记录该堵转时间，形成堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表，并提前存入到相应电机控制器的下电可存储介质内，其中，横坐标为驻坡扭矩，纵坐标为驻坡允许时长。需要说明的是，本发明对预设步长的数值不作具体限定，在具体实现总可自行
设定。
60.进一步地，所述溜坡判断单元具体用于输入整车的挡位信号、电机转速信号、油门踏板信号和制动踏板信号，根据挡位信号和转速方向判断整车是否处于前溜或后溜状态，以判断是否进入驻坡控制模式，并根据油门踏板信号和制动踏板信号输出驻坡是否使能信号。
61.更进一步地，所述驻坡时长计数器模块具体用于从进入驻坡控制模式时启动驻停时长计数器，并在驻停时长达到查表得到的允许驻坡时长时，置位驻停时间到标志，并将驻停时间到标志发送给所述驻坡退出判断单元。本发明在一些实施方式中，若当前驻坡扭矩处于在堵转扭矩和堵转允许时长二维表各已知点之间时，采用曲线拟合的方式获取驻坡时长，例如可选择一次曲线进行拟合，也可选用其他曲线拟合，本发明对此不作具体限定。
62.进一步地，所述驻坡退出判断单元用于根据油门踏板信号、制动踏板信号、驻停时间到标志和故障标志判断是否退出驻坡控制模式。
63.如图2所示，本实施例提供的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法在实际执行过程中，具体包括：
64.步骤s1、获取堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表；
65.具体地，在电机试验台架上，设定电机在堵转状态下，从零扭矩开始，按照预设步长测试各扭矩下电机的堵转时间，并记录该堵转时间，形成堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表，并提前存入到相应电机控制器的下电可存储介质内，其中，横坐标为驻坡扭矩，纵坐标为驻坡允许时长。需要说明的是，本发明对预设步长的数值不作具体限定，在具体实现总可自行设定。
66.步骤s2、判断是否进入驻坡控制模式，并输出驻坡是否使能信号。
67.如图3所示，在本发明的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法的一种实施方式中，所述步骤s2具体可以包括：
68.步骤s21、判断当前电机控制模式，若为转矩模式则转入步骤s22。
69.步骤s22、判断司机意图，若油门信号和刹车信号均为0，则转入步骤s23，否则，维持当前控制模式，备份本次刹车开度，并返回步骤s21。
70.步骤s23、判断是否存在溜坡趋势，若前进挡后溜或者后退挡前溜，则进入步骤s24；若无前溜且无后溜，则维持当前电机控制模式，对刹车开度信息进行备份，返回步骤s21。
71.步骤s24、判断溜坡转速，若转速高于预设转速阈值，则不置位驻坡使能标志，维持当前电机控制模式，对刹车开度信息进行备份，返回步骤s21；否则置位驻坡使能标志，准备控制模式切换，且循环返回步骤s21。
72.步骤s3、在进入驻坡控制模式后，将电机状态切换为转速零速控制，并输出当前驻坡扭矩大小。
73.步骤s4、根据所述当前驻坡扭矩大小，在堵转扭矩和堵转允许时长的二维关系表中查找，得到当前驻坡扭矩下的允许驻坡时长，并在驻停时长达到查表得到的允许驻坡时长时，置位驻停时间到标志。
74.本发明在一些实施方式中，若当前驻坡扭矩处于在堵转扭矩和堵转允许时长二维表各已知点之间时，采用曲线拟合的方式获取驻坡时长，例如可选择一次曲线进行拟合，也
可选用其他曲线拟合，本发明对此不作具体限定。
75.如图4所示，在本发明的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法的一种实施方式中，所述步骤s4具体可以包括：
76.步骤s41、判断驻坡使能标志是否为1，若为1，则转入步骤s42，否则，转入步骤ss47；
77.步骤s42、启动驻停时长计数器；
78.步骤s43、在电机为转速零速控制时输出驻坡扭矩；
79.步骤s44、根据当前驻坡扭矩查表，得到当前扭矩下的运行堵转时长；
80.步骤s45、判断驻停时长计数器的驻停时长计数结果是否大于等于当前允许堵转时长，若是，则转入步骤s46，否则，转入步骤ss47；
81.步骤s46、将驻停时间到标志置1，并返回步骤s41；
82.步骤ss47、将驻停时间到标志置0，并返回步骤s41。
83.步骤s5、至少根据驻停时间到标志判断是否退出驻坡控制模式。
84.如图3所示，在本发明的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的方法的一种实施方式中，所述步骤s5具体可以包括：
85.步骤s51、判断当前电机控制模式，若为非转矩模式，则转入步骤s52；
86.步骤s52、判断刹车信号，若刹车信号为1，或油门扭矩大于驻坡扭矩，或驻停时间到标志为1，则复位驻坡使能标志，准备控制模式切换，将驻坡使能标志置0；否则，维持当前控制模式，并返回步骤s51。
87.本发明实施例提供的可实现不同驻坡时长的电动汽车坡道驻停的系统及方法，提前获取电机堵转扭矩与堵转时长的二维表，根据当前坡度下闭环得到的驻坡扭矩查找二维表，从而获知该堵转扭矩下的允许堵转时长，当驻坡计时器达到驻坡时长时，主动退出驻坡控制，能够根据驻坡转矩实现不同驻坡时长的电动汽车驻坡，可有效保护电机不过温的同时还能最大限度保证驻坡时长；利用纯软件方式，在不同坡度下可实现随坡度变化的驻坡时长，最大限度发挥电机堵转性能，且能保护电机不过温。
88.至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
89.虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。