專利名稱：一種新能源汽車的坡道起步的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新能源汽車的坡道起步的控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著世界范圍內(nèi)能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，人們對汽車節(jié)能減排的要求也逐漸提高。新能源汽車以其低噪聲、無污染、能量來源多樣化、能量效率高的特點(diǎn)受到了人們越來越多的關(guān)注，從而推動(dòng)了新能源汽車的加速發(fā)展。但是目前采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的新能源汽車中，如果車輛配置中沒有坡度傳感器或牽引 力控制系統(tǒng)，則新能源汽車在坡道上起步時(shí)出現(xiàn)倒溜的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，而且倒溜距離過長時(shí)容易與后車發(fā)生碰撞事故。綜上所述，如何使新能源汽車在沒有坡度傳感器和牽引力控制系統(tǒng)的情況下，減少倒溜的距離，降低與后車發(fā)生碰撞事故的幾率，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新能源汽車的坡道起步的控制方法，該新能源汽車的坡道起步的控制方法可以使新能源汽車在沒有坡度傳感器和牽引力控制系統(tǒng)的情況下，減少倒溜的距離，降低與后車發(fā)生碰撞事故的幾率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種新能源汽車的坡道起步的控制方法，包括步驟I)計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度；2)調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩,退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩。優(yōu)選地，步驟I)之前還包括步驟判斷電機(jī)是否運(yùn)行在第二象限或第四象限，如果是，進(jìn)入步驟1)，如果否，則調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩；當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在第二象限時(shí)，電機(jī)的輸出扭矩為正，轉(zhuǎn)速為負(fù)；當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在第四象限時(shí)，電機(jī)的輸出扭矩為負(fù)，轉(zhuǎn)速為正。優(yōu)選地，調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩具體包括判斷整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩，如果是，則退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩；如果否，則判斷新能源汽車的電機(jī)的轉(zhuǎn)速是否大于設(shè)定轉(zhuǎn)速，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)則減小蠕行扭矩，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)則增加蠕行扭矩，并重新判斷整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩。優(yōu)選地，所述設(shè)定轉(zhuǎn)速具體為電機(jī)在平路蠕行模式中的最大轉(zhuǎn)速。
優(yōu)選地，步驟I)具體為計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度。優(yōu)選地，計(jì)算倒溜距離為S值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度的具體步驟為得到新能源汽車倒溜距離S的時(shí)間t ；估算汽車所處的坡道的坡度，并進(jìn)一步估算汽車在該坡道上蠕行需要的蠕行扭矩；計(jì)算扭矩響應(yīng)梯度為T=KS/t，(K > I)。優(yōu)選地，得到新能源汽車倒溜距離S的時(shí)間t的具體步驟包括開啟定時(shí)器，判斷汽車倒溜距離SI是否等于S，若是則記錄時(shí)間t，若否則汽車?yán)^續(xù)倒溜。
優(yōu)選地，當(dāng)電機(jī)系統(tǒng)處于蠕行模式時(shí)，電機(jī)通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。本發(fā)明提供的新能源汽車的坡道起步的控制方法包括步驟I)計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度；2)調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩。使用上述方法進(jìn)行汽車的坡道起步時(shí)，啟動(dòng)汽車后電機(jī)系統(tǒng)直接進(jìn)入蠕行模式，首先計(jì)算汽車倒溜距離為S或者小于S的任一值時(shí)，所需要的扭矩響應(yīng)梯度，進(jìn)而根據(jù)扭矩響應(yīng)梯度調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至最終整車需求扭矩大于電機(jī)的蠕行扭矩，則退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩，此時(shí)汽車停止倒溜。其中倒溜距離S的值可以根據(jù)汽車的具體情況設(shè)定，該方法中無需通過坡度傳感器或牽引力控制系統(tǒng)來控制汽車的倒溜距離，而僅僅通過調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩使之最終小于整車需求扭矩，來使汽車在坡道上起步時(shí)減少倒溜距離。綜上所述，本發(fā)明所提供的新能源汽車的坡道起步的控制方法可以使新能源汽車在沒有坡度傳感器和牽引力控制系統(tǒng)的情況下，減少倒溜的距離，降低與后車發(fā)生碰撞事故的幾率。


為了更清楚地說明本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所使用的附圖作簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例中提供的新能源汽車的坡道起步的控制方法的流程圖；圖2為電機(jī)系統(tǒng)在四個(gè)象限運(yùn)行的示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中提供的新能源汽車的坡道起步的控制方法的原理框圖；圖4為汽車在坡道起步螺行過程中電機(jī)的輸出扭矩與時(shí)間的關(guān)系圖；圖5為汽車在坡道起步蠕行過程中電機(jī)的轉(zhuǎn)速與時(shí)間的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的在于提供一種新能源汽車的坡道起步的控制方法，該新能源汽車的坡道起步的控制方法可以使新能源汽車在沒有坡度傳感器和牽引力控制系統(tǒng)的情況下，減少倒溜的距離，降低與后車發(fā)生碰撞事故的幾率。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例所提供的新能源汽車的坡道起步的控制方法包括步驟SI計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度；S2調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩。
使用上述方法進(jìn)行汽車的坡道起步時(shí)，啟動(dòng)汽車后電機(jī)系統(tǒng)直接進(jìn)入蠕行模式，首先計(jì)算汽車倒溜距離為S或者小于S的任一值時(shí)，所需要的扭矩響應(yīng)梯度，進(jìn)而根據(jù)扭矩響應(yīng)梯度調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至最終整車需求扭矩大于電機(jī)的蠕行扭矩，則退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩，此時(shí)汽車停止倒溜。其中倒溜距離S的值為汽車設(shè)計(jì)人員根據(jù)車輛整備質(zhì)量在車輛后溜距離的容許范圍內(nèi)選取的值。該方法中無需通過坡度傳感器或牽引力控制系統(tǒng)來控制汽車的倒溜距離，而僅僅通過調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩使之最終小于整車需求扭矩，來使汽車在坡道上起步時(shí)減少倒溜距離。優(yōu)選地，在步驟SI之前還可以包括步驟SO判斷電機(jī)是否運(yùn)行在第二象限或第四象限，如果是，進(jìn)入步驟Si，如果否，則調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩。其中，如圖2所示，當(dāng)汽車的電機(jī)的輸出扭矩為正，轉(zhuǎn)速也為正，此時(shí)電機(jī)運(yùn)行在第一象限，汽車為平整路面前行起步；當(dāng)電機(jī)的輸出扭矩為正，轉(zhuǎn)速為負(fù)，此時(shí)電機(jī)運(yùn)行在第二象限，汽車為上坡道起步；電機(jī)的輸出扭矩為負(fù)，轉(zhuǎn)速為負(fù)，此時(shí)電機(jī)運(yùn)行在第三象限，汽車為平整路面倒退起步；電機(jī)輸出扭矩為負(fù)，轉(zhuǎn)速為正，此時(shí)電機(jī)運(yùn)行在第四象限，汽車為倒車上坡道起步。即汽車的電機(jī)在第二象限或第四象限運(yùn)行時(shí)，汽車屬于上坡起步的狀態(tài)。這樣首先執(zhí)行步驟SO即判斷汽車是否屬于坡道起步狀態(tài)，執(zhí)行步驟SI，以確保汽車處于坡道起步狀態(tài)后再進(jìn)行操作，避免了汽車不在坡道起步狀態(tài)時(shí)執(zhí)行SI步驟的操作浪費(fèi)。另外，步驟S2和SO中調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩可以具體包括判斷整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩，如果是，則退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩；如果否，則判斷新能源汽車的電機(jī)的轉(zhuǎn)速是否大于設(shè)定轉(zhuǎn)速，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)則減小蠕行扭矩，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)則增加蠕行扭矩，并重新判斷整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩。需要說明的是，車輛的蠕行為車輛啟動(dòng)后，不踩油門，車輛緩慢向前的行駛方式。由于車輛屬于自動(dòng)行駛，故車速不能過快，電機(jī)轉(zhuǎn)速也不能過快，此時(shí)車輛處于蠕行模式。而蠕行扭矩為車輛在蠕行模式下電機(jī)的最大扭矩。在整車需求扭矩不大于蠕行扭矩時(shí)，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速則增加蠕行扭矩，使得整車需求扭矩始終不大于蠕行扭矩，即新能源汽車的電機(jī)始終處于蠕行模式。優(yōu)選地，設(shè)定轉(zhuǎn)速具體為電機(jī)在平路蠕行模式中的最大轉(zhuǎn)速。其中在步驟SI中，可以計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度。S值可以根據(jù)汽車的具體型號或者行駛的坡道的坡度具體設(shè)定，S值為汽車倒溜的最大距離，如此直接計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度，可以避免汽車的倒溜距離大于S值。其中，計(jì)算倒溜距離為S值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度的具體步驟可以為得到新能源汽車倒溜距離S的時(shí)間t ；估算汽車所處的坡道的坡度sin Θ ^ S/gt2 ;并進(jìn)一步估算汽車在該坡道上蠕行需要的蠕行扭矩T mg sin Θ Xr/i，其中，m為車輛的整備質(zhì)量，r車輛滾動(dòng)半徑，i為車輛減速比；由上述公式可知，在估算汽車所處的坡道的坡度時(shí)，忽略車輛的滾動(dòng)阻力及車輛與坡道的摩擦阻力，并根據(jù)坡度的估算值進(jìn)一步得出蠕行扭矩的估算值；計(jì)算扭矩響應(yīng)梯度為T = KS/t，(K > I)。優(yōu)選地，得到新能源汽車倒溜距離S的時(shí)間t的具體步驟包括開啟定時(shí)器，判斷汽車倒溜距離S1是否等于S，若是則記錄時(shí)間t，若否則汽車?yán)^續(xù)倒溜。其中，由于S值為汽車倒溜的最大距離，而S1為實(shí)際倒溜的距離。即S1不大于S。 在S1不等于S時(shí)，即新能源汽車沒有停止倒溜車，需要繼續(xù)計(jì)時(shí)。其中，在電機(jī)系統(tǒng)處于蠕行模式時(shí)，電機(jī)通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。其中，轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制為自動(dòng)控制領(lǐng)域中，按照電機(jī)某個(gè)轉(zhuǎn)速為目標(biāo)值，通過調(diào)節(jié)其他輸出參數(shù)，使電機(jī)轉(zhuǎn)速維持在這個(gè)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值上。如圖3-5所示，可以將電機(jī)系統(tǒng)的蠕行模式分為平整路面蠕行模式、過渡坡起蠕行模式和坡道起步蠕行模式，平整路面蠕行模式為車輛在平整路面上蠕行的模式；坡道起步蠕行模式為當(dāng)計(jì)算出車輛坡度后車輛進(jìn)入的蠕行模式；過渡坡起蠕行模式為車輛在坡道上起步，坡道還在計(jì)算中，此時(shí)進(jìn)入的蠕行模式。汽車啟動(dòng)后，電機(jī)系統(tǒng)直接進(jìn)入蠕行模式，在o-tl時(shí)間段內(nèi)連續(xù)檢測電機(jī)是否運(yùn)行在第二象限，在該時(shí)間段內(nèi)若判斷汽車的電機(jī)不在第二象限運(yùn)行，即汽車不處于坡道起步狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)直接進(jìn)入平整路面蠕行模式，并且調(diào)整電機(jī)輸出的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，則退出蠕行模式相應(yīng)整車需求，其中在調(diào)整電機(jī)輸出的蠕行扭矩的過程中，若電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速則增加電機(jī)輸出的蠕行扭矩，若電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速則減小電機(jī)輸出的蠕行扭矩，設(shè)定轉(zhuǎn)速是指電機(jī)在平路蠕行模式中的最大轉(zhuǎn)速。若在(Kt1時(shí)間段內(nèi)連續(xù)檢測電機(jī)運(yùn)行在第二象限，在tl時(shí)刻判斷汽車處于坡道起步狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入過渡坡起蠕行模式，電機(jī)系統(tǒng)開啟計(jì)時(shí)器，同時(shí)控制電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入坡道起步蠕行模式，增加電機(jī)系統(tǒng)輸出的蠕行扭矩，且蠕行扭矩的相應(yīng)梯度是平整路面蠕行模式的扭矩梯度的K倍，K>1，其中，K值的選取，主要根據(jù)設(shè)計(jì)人員對車輛后溜距離要求設(shè)定，該參數(shù)與車輛的整備質(zhì)量密切相關(guān)，隨著K值增大，S值減小。當(dāng)汽車的累計(jì)倒溜距離為S時(shí),記錄時(shí)間為Δ t,計(jì)算坡道起步的需求扭矩為T ^ mgS/g(tl At+At2) Xr/i,然后調(diào)整電機(jī)系統(tǒng)輸出的蠕行扭矩，若蠕行扭矩小于整車的需求扭矩，則退出蠕行模式，響應(yīng)整車的需求扭矩，若蠕行扭矩大于整車的需求扭矩，此時(shí)若電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速則增加電機(jī)輸出的蠕行扭矩，若電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定速度則減小電機(jī)輸出的蠕行扭矩，直至蠕行扭矩小于整車的需求扭矩。其中，設(shè)定轉(zhuǎn)速是指電機(jī)在平路蠕行模式中的最大轉(zhuǎn)速。另外，圖4中，ABCD段為平整路面蠕行模式，BE段為過渡坡起蠕行模式，EFG段為坡道起步蠕行模式。其中，平整路面蠕行模式為車輛在平整路面上蠕行的模式；坡道起步蠕行模式為當(dāng)計(jì)算出車輛坡度后車輛進(jìn)入的蠕行模式；過渡坡起蠕行模式為車輛在坡道上起步，坡道還在計(jì)算中，此時(shí)進(jìn)入的蠕行模式。
本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。對所公開的實(shí)施例的上述說明，本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，包括步驟 1)計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度； 2)調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，步驟I)之前還包括步驟 判斷電機(jī)是否運(yùn)行在第二象限或第四象限，如果是，進(jìn)入步驟1)，如果否，則調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩； 當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在第二象限時(shí)，電機(jī)的輸出扭矩為正，轉(zhuǎn)速為負(fù)； 當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在第四象限時(shí)，電機(jī)的輸出扭矩為負(fù)，轉(zhuǎn)速為正。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩具體包括 判斷整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩， 如果是，則退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩； 如果否，則判斷新能源汽車的電機(jī)的轉(zhuǎn)速是否大于設(shè)定轉(zhuǎn)速，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)則減小蠕行扭矩，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于設(shè)定轉(zhuǎn)速時(shí)則增加蠕行扭矩，并重新判斷整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，所述設(shè)定轉(zhuǎn)速具體為電機(jī)在平路蠕行模式中的最大轉(zhuǎn)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，步驟I)具體為計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，計(jì)算倒溜距離為S值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度的具體步驟為 得到新能源汽車倒溜距離S的時(shí)間t ； 估算汽車所處的坡道的坡度，并進(jìn)一步估算汽車在該坡道上蠕行需要的蠕行扭矩； 計(jì)算扭矩響應(yīng)梯度為T=KS/t，(K > I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，得到新能源汽車倒溜距離S的時(shí)間t的具體步驟包括 開啟定時(shí)器，判斷汽車倒溜距離S1是否等于S，若是則記錄時(shí)間t，若否則汽車?yán)^續(xù)倒溜。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，當(dāng)電機(jī)系統(tǒng)處于蠕行模式時(shí)，電機(jī)通過轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新能源汽車的坡道起步的控制方法，包括步驟1)計(jì)算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時(shí)的扭矩響應(yīng)梯度；2)調(diào)整電機(jī)的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應(yīng)整車需求扭矩。其中倒溜距離S的值可以根據(jù)汽車的具體情況設(shè)定，該方法中無需通過坡度傳感器或牽引力控制系統(tǒng)來控制汽車的倒溜距離，通過增加電機(jī)系統(tǒng)蠕行扭矩，減小車輛坡道起步倒溜距離。
文檔編號B60L15/20GK102887081SQ20121036989
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者萬艷寬 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司