電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車輔助控制設(shè)備及其控制方法，特別是涉及一種電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)能源日益緊張，電動(dòng)汽車日益受人們重視，電動(dòng)汽車的發(fā)展越來越受到人們的關(guān)注，純電動(dòng)汽車采用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，在臨時(shí)停車的情況下，車輛不需要驅(qū)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不必像傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣維持怠速，可以關(guān)閉，不需要耗能，從而節(jié)省能源，但是該技術(shù)系統(tǒng)主要有如下缺陷:由于車輛電機(jī)無怠速，在坡道起步時(shí)可能會(huì)帶來溜坡的風(fēng)險(xiǎn)。按油門設(shè)置固定初始附加扭矩，可能會(huì)導(dǎo)致車輛溜坡或自動(dòng)爬行，與駕駛員駕駛意圖不符。未設(shè)置預(yù)定時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間的堵轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致電機(jī)損壞。
[0003]目前公開的一種用于手動(dòng)擋汽車起步與上坡輔助機(jī)械油門裝置有公開號(hào)為:CN203727180U的中國專利“一種用于手動(dòng)擋汽車起步與上坡輔助機(jī)械油門裝置”，是由油門踏板、夾板、推桿、手握柄組成，油門踏板連接夾板；夾板連接推桿；推桿的頂端設(shè)有手握柄。但是此技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)方案一樣，只能針對(duì)一般汽車，對(duì)電動(dòng)汽車的支持不夠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的由于車輛電機(jī)無怠速，在坡道起步時(shí)可能會(huì)帶來溜坡的風(fēng)險(xiǎn)。按油門設(shè)置固定初始附加扭矩，可能會(huì)導(dǎo)致車輛溜坡或自動(dòng)爬行，與駕駛員駕駛意圖不符。未設(shè)置預(yù)定時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間的堵轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致電機(jī)損壞的技術(shù)問題，提供一種電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:一種電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)，包括油門踏板、制動(dòng)踏板和手剎開關(guān)，還包括坡度傳感器、整車控制器、重量傳感器、擋位傳感器、電機(jī)控制器和電機(jī)，所述油門踏板、制動(dòng)踏板和手剎開關(guān)、坡度傳感器、重量傳感器和擋位傳感器均與所述的整車控制器電連接，所述整車控制器通過所述的電機(jī)控制器與所述電機(jī)電連接。本發(fā)明能降低坡道起步時(shí)的溜坡風(fēng)險(xiǎn)，能夠防止車輛出現(xiàn)不受控的爬行，提高車輛駕駛的舒適性和操作方便性還能減少電機(jī)系統(tǒng)過熱損壞。
[0006]作為優(yōu)選，油門踏板、制動(dòng)踏板、手剎開關(guān)、坡度傳感器和擋位傳感器與整車控制器采用硬線連接，所述重量傳感器與整車控制器采用硬線或CAN線連接，整車控制器與電機(jī)控制器采用CAN線連接，電機(jī)控制器與電機(jī)采用硬線連接。
[0007]作為優(yōu)選，重量傳感器為提供車輛重量的ECAS或ESC系統(tǒng)。
[0008]—種電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)控制方法，適用于如權(quán)利要求1或2或3所述的電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)，其特征在于:
[0009]步驟一，車輛停止在上坡坡道上，使用者將手剎拉起或制動(dòng)踏板踩下，
[0010]步驟二，整車控制器接收坡度傳感器信號(hào)，計(jì)算坡道坡度Θ，接收重量傳感器6信號(hào)，計(jì)算車輛重量m，
[0011]步驟三，使用者將車輛手剎釋放，制動(dòng)松開，并且擋位在D擋或爬坡?lián)跎希?dāng)車速低于終止車速vt時(shí)，車輛進(jìn)入坡道起步輔助功能；
[0012]步驟四，當(dāng)車速V < Okm/h時(shí)，坡道起步輔助系統(tǒng)執(zhí)行第一子步驟，否則進(jìn)入步驟五:
[0013]第一子步驟步驟一，整車控制器計(jì)算坡道附加扭矩T(j= mgsin θ.r/ (i g.i。)，其中r為車輪滾動(dòng)半徑，ig為變速箱傳動(dòng)比，i。為主減速器傳動(dòng)比；整車控制器采集油門踏板信號(hào)Gain = S/S。，其中S為油門踏板踩下的深度，S。為油門踏板被踩到底的深度；計(jì)算常規(guī)扭矩?\= T_.Gain，其中！~_為設(shè)定電機(jī)可用最大輸出扭矩；
[0014]第一子步驟步驟二，比較附加扭矩T。和常規(guī)扭矩T i的大小，設(shè)定給定扭矩為兩者較大的，即Tt= max (Τ ο, ?\)，并發(fā)送給電機(jī)控制器，通過電機(jī)控制器控制電機(jī)運(yùn)行，之后結(jié)束本電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)控制方法；
[0015]第一子步驟步驟三，當(dāng)在預(yù)設(shè)時(shí)間t。內(nèi)沒有檢測(cè)到油門踏板動(dòng)作，則退出坡道起步輔助系統(tǒng)，之后結(jié)束本電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)控制方法；
[0016]步驟五，當(dāng)車速0 < V < ^時(shí)，坡道起步輔助系統(tǒng)執(zhí)行第二子步驟，否則進(jìn)入步驟六:
[0017]第二子步驟步驟一，整車控制器計(jì)算坡道附加扭矩!；= (1-v/v t).mgsin θ.r/(ig.，其中r為車輪滾動(dòng)半徑，ig為變速箱傳動(dòng)比，i。為主減速器傳動(dòng)比；整車控制器采集油門踏板1信號(hào)Gain = S/S。，其中S為油門踏板踩下的深度，S。為油門踏板被踩到底的深度；計(jì)算常規(guī)扭矩?\= T_.Gain，其中！~_為設(shè)定電機(jī)可用最大輸出扭矩；
[0018]第二子步驟步驟二，比較附加扭矩T。和常規(guī)扭矩T i的大小，設(shè)定給定扭矩為兩者較大的，即Tt= max(T ο, ?\)，并發(fā)送給電機(jī)控制器，通過電機(jī)控制器控制電機(jī)運(yùn)行；步驟六，當(dāng)車速V > vt時(shí)，當(dāng)車輛超過V 3寸，退出坡道起步輔助系統(tǒng)，坡道附加扭矩1^= 0，整車控制器按正常行車驅(qū)動(dòng)策略，發(fā)送相應(yīng)指令給電機(jī)控制器以控制電機(jī)。
[0019]作為優(yōu)選，在電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)控制方法中，當(dāng)車輛重量m無法獲取時(shí)，取m為標(biāo)定值，其值在空載和滿載質(zhì)量之間，并根據(jù)車型需求具體設(shè)定。
[0020]作為優(yōu)選，在電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)控制方法中，在坡度Θ小于預(yù)定的閾值的時(shí)候，取消或降低附加扭矩，靠輪胎滾動(dòng)阻力等來滿足車輛維持在坡道上靜止。
[0021 ] 作為優(yōu)選，在坡道起步輔助系統(tǒng)工作期間，如有檔位回到空擋，則車輛退出坡道起步輔助系統(tǒng)控制策略。
[0022]作為優(yōu)選，在坡道起步輔助系統(tǒng)工作期間，如駕駛員重新踩下制動(dòng)或拉起手剎，則車輛退出坡道起步輔助系統(tǒng)控制策略，當(dāng)松開制動(dòng)踏板或拉起手剎，則車輛按坡道起步輔助系統(tǒng)按照相應(yīng)條件重新啟動(dòng)。
[0023]本發(fā)明能降低坡道起步時(shí)的溜坡風(fēng)險(xiǎn)，能夠防止車輛出現(xiàn)不受控的爬行，提高車輛駕駛的舒適性和操作方便性還能減少電機(jī)系統(tǒng)過熱損壞。
【附圖說明】
[0024]附圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]附圖2為本發(fā)明的一種流程示意圖。
[0026]圖中:1、油門踏板，2、制動(dòng)踏板，3、手剎開關(guān)，4、坡度傳感器，5、整車控制器，6、重量傳感器，7、擋位傳感器，8、電機(jī)控制器，9、電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的部分實(shí)施例。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]—種電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)(參見附圖1、2)，包括油門踏板1、制動(dòng)踏板2和手剎開關(guān)3，還包括坡度傳感器4、整車控制器5、重量傳感器6、擋位傳感器7、電機(jī)控制器8和電機(jī)9，所述油門踏板、制動(dòng)踏板和手剎開關(guān)、坡度傳感器、重量傳感器和擋位傳感器均與所述的整車控制器電連接，所述整車控制器通過所述的電機(jī)控制器與所述電機(jī)電連接。油門踏板、制動(dòng)踏板、手剎開關(guān)、坡度傳感器和擋位傳感器與整車控制器采用硬線連接，所述重量傳感器與整車控制器采用硬線或CAN線連接，整車控制器與電機(jī)控制器采用CAN線連接，電機(jī)控制器與電機(jī)采用硬線連接。重量傳感器為提供車輛重量的ECAS或ESC系統(tǒng)。
[0030]一種電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)控制方法，適用于實(shí)施例所述的電動(dòng)汽車坡道起步輔助系統(tǒng)，
[0031]步驟一，車輛停止在上坡坡道上，使用者將手剎拉起或制動(dòng)踏板踩下，
[0032]步驟二，整車控制器接收坡度傳感器信號(hào)，計(jì)算坡道坡度Θ，接收重量傳感器6信號(hào)，計(jì)算車輛重量m，
[0033]步驟三，使用者將車輛手剎釋放，制動(dòng)松開，并且擋位在D擋或爬坡?lián)跎?，?dāng)車速低于終止車速vt時(shí)，車輛進(jìn)入坡道起步輔助功能；
[0034]步驟四，當(dāng)車速V < Okm/h時(shí)，坡道起步輔助系統(tǒng)執(zhí)行第