專利名稱：電動汽車剎車控制系統及方法
技術領域：
本發明涉及電動汽車控制領域，更具體地說，涉及一種電動汽車剎車控制系統及方法。
背景技術：
現有的汽車油門踏板由于內部機械結構或外部原因(例如踏板被地毯卡住等)存在潛在的風險，即松開油門踏板后，油門踏板可能不會迅速回位，車輛仍處于加速狀態。在緊急情況下，即使駕車人員踩上剎車踏板，油門踏板也不能迅速回位，無法準確體現駕駛員的操作意圖，給駕駛操作帶來了較大的安全隱患。有鑒于此，人們在傳統燃油車上設計了一些剎車優先系統。剎車優先系統(BrakeOverride System, BOS)是指讓駕駛員在踩下油門踏板且油門全開(即油門踏板踩到底)的情況下，仍然能夠通過踩下制動踏板將車停下的系統，也就是說剎車優先系統在探測到駕 駛員試圖實施制動沒有成功時，會自動將發動機工作切換到怠速狀態。隨著全球環保意識的增強和能源問題日漸突出，電動汽車已成為綠色車輛最主要的發展方向。純電動車以其零排放、低噪音等優點越來越受到世界各國的重視，電動汽車相關產業已成為21世紀汽車產業的發展方向。上述剎車優先系統無論是通過硬件實現還是軟件實現，都是基于對發動機控制來實現剎車優先功能。純電動汽車由于取消了發動機，而由電動機提供驅動力矩，因此現有的剎車優先系統不適合直接移植到純電動車上，純電動車依然存在油門踏板無法迅速回位的問題。

發明內容
本發明要解決的技術問題在于，針對上述電動汽車油門踏板無法迅速回位而導致車輛控制失靈的問題，提供一種電動汽車剎車控制系統及方法。本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種電動汽車剎車控制系統，包括電機控制器、油門踏板、剎車踏板以及用于分別從油門踏板和剎車踏板采集油門信號和剎車信號的信號采集單元；所述系統還包括轉矩置位單元以及轉矩清零單元；所述轉矩置位單元，用于在所述信號采集單元采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識置位；所述轉矩清零單元，用于在所述信號采集單元采集到油門信號且所述轉矩封鎖標識被置位時，使電機控制器的輸出轉矩清零。在本發明所述的電動汽車剎車控制系統中，所述系統還包括轉矩復位單元，用于在所述信號采集單元未采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識復位。在本發明所述的電動汽車剎車控制系統中，所述系統還包括轉矩計算單元，用于在所述信號采集單元采集到油門信號且所述轉矩封鎖標識未置位時，計算輸出轉矩并將所述輸出轉矩輸出到驅動電機。在本發明所述的電動汽車剎車控制系統中，所述信號采集單元、轉矩置位單元以及轉矩清零單元位于電機控制器。在本發明所述的電動汽車剎車控制系統中，所述信號采集單元位于整車控制器，所述轉矩置位單元以及轉矩清零單元位于電機控制器，所述整車控制器通過控制器局域網絡與電機控制器連接。本發明還提供一種電動汽車剎車控制方法，所述電動汽車通過油門踏板和剎車踏板采集油門信號和剎車信號，該方法包括以下步驟在采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識置位；在采集到油門信號時，若所述轉矩封鎖標識被置位，使電機控制器的輸出轉矩清零。在本發明所述的電動汽車剎車控制方法中，所述方法還包括在未采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識復位。在本發明所述的電動汽車剎車控制方法中，所述方法還包括在采集到油門信號時，若所述轉矩封鎖標識未置位，使電機控制器計算輸出轉矩并將所述輸出轉矩輸出到驅動電機。在本發明所述的電動汽車剎車控制方法中，所述剎車信號和油門信號通過電機控制器采集。在本發明所述的電動汽車剎車控制方法中，所述剎車信號和油門信號通過整車控制器采集，所述整車控制器通過控制器局域網絡與電機控制器連接。本發明的電動汽車剎車控制系統及方法，在不增加硬件成本的基礎上，引入剎車信號和油門信號到整車控制器或電機控制器，并實現了純電動汽車油門和剎車信號的優先級控制，保證了純電動汽車的駕駛安全。


圖I是本發明電動汽車剎車控制系統第一實施例的示意圖。圖2是本發明電動汽車剎車控制系統第二實施例的示意圖。圖3是油門/剎車踏板電氣原理圖。圖4是油門/剎車踏板輸出工作特性曲線圖。圖5是本發明電動汽車剎車控制方法實施例的流程示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。如圖I所述，是本發明電動汽車剎車控制系統第一實施例的示意圖。本實施例中 的電動汽車剎車控制系統包括電機控制器10、油門踏板、剎車踏板，其中電機控制器10包括信號采集單元11、轉矩置位單元12以及轉矩清零單元13。上述油門踏板和剎車踏板分別用于實現加速控制和剎車控制，其分別包括機械踏板部件以及踏板位置檢測電路(通過傳感器等將踏板部件的機械位置轉換為電信號)。電機控制器10用于控制驅動電機運轉，從而控制電動汽車行駛。信號采集單元11、轉矩置位單元12以及轉矩清零單元13集成到電機控制器IO，其可由軟件、硬件或軟件和硬件的結合實現。信號采集單元11用于分別從油門踏板和剎車踏板采集油門信號(即加速信號)和剎車信號(即停車信號)。在油門踏板被踩下時，信號采集單元11采集到油門信號(即油門踏板檢測電路輸出的電壓值在預設范圍內)，表示此時駕車者希望電動汽車加速；在剎車踏板被踩下時，信號采集單元11采集到剎車信號(即剎車踏板檢測電路輸出的電壓值在預設范圍內)，表示此時駕車者希望電動汽車減速。此外，上述信號采集單元11還可進行其他信號采集，例如運行信號、正轉信號、反轉信號等。轉矩置位單元12用于在信號采集單元11采集到剎車信號時(即剎車踏板被踩下)使轉矩封鎖標識置位，即修改轉矩封鎖標識為“不可加速”狀態。在具體實現時，上述轉矩封鎖標識可以是電機控制器10的寄存器中的一個特定狀態位，在該狀態位被置位時，電機控制器10不再向驅動電機提供轉矩輸出(無論此時油門踏板是否被踩下)。轉矩清零單元13用于在信號采集單元11采集到油門信號且轉矩封鎖標識被置位 時，使電機控制器的輸出轉矩清零，即電機控制器不再向驅動電機輸出轉矩，驅動電機無法在驅動輪產生牽引力，從而電動汽車在空氣阻力、摩擦阻力和爬坡阻力的作用下減速。上述電動汽車剎車控制系統根據剎車信號對轉矩封鎖標識進行置位，并將該轉矩封鎖標識的狀態作為是否向驅動電機提供轉矩輸出的前提，保證在有剎車信號時電機控制器10不輸出轉矩，從而實現了剎車優先功能。在上述的電動汽車剎車控制系統中，電機控制器10還可包括轉矩復位單元。該轉矩復位單元用于在信號采集單元11未采集到剎車信號(即剎車踏板未被踩下)時使轉矩封鎖標識復位，即修改轉矩封鎖標識為“可加速”狀態。上述電機控制器10還包括轉矩計算單元，用于在信號采集單元11采集到油門信號且轉矩封鎖標識未置位時，根據油門信號計算輸出轉矩并將輸出轉矩輸出到驅動電機。如圖3、4所示，油門踏板/剎車踏板通過電路將油門踏板/剎車踏板的旋轉角度轉換為不同的電壓輸出，不同的踏板量程范圍有所不同。油門踏板的量程范圍對應電機控制器的轉矩輸出范圍，即油門信號為零點(0. 75V)時，電機控制器10輸出轉矩也為0，油門信號達到最大值(3. 84V)時，電機控制器10輸出電機峰值轉矩。如圖2所示，在本發明的電動汽車剎車控制系統的第二實施例中，除了包括電機控制器20、油門踏板、剎車踏板外，還包括整車控制器30，整車控制器30通過控制器局域網絡(Controller Area Network, CAN)與電機控制器20連接，以將信號傳遞給電機控制器20，電機控制器20根據接收到的指令控制電機運行。上述整車控制器30包括信號采集單元31，轉矩置位單元21和轉矩清零單元22則位于電機控制器20。電機控制器20用于控制驅動電機運轉，從而控制電動汽車行駛。信號采集單元31、轉矩置位單元21以及轉矩清零單元22可由軟件、硬件或軟件和硬件的結合實現。與第一實施例相同地，信號采集單元31用于分別從油門踏板和剎車踏板采集油門信號(即加速信號)和剎車信號(即停車信號)。轉矩置位單元21用于在信號采集單元31采集到剎車信號時(即剎車踏板被踩下)使轉矩封鎖標識置位，即修改轉矩封鎖標識為“不可加速”狀態。轉矩清零單元22用于在信號采集單元31采集到油門信號且轉矩封鎖標識被置位時，使電機控制器的輸出轉矩清零，即電機控制器不再向驅動電機輸出轉矩，驅動電機無法在驅動輪產生牽引力，從而電動汽車在空氣阻力、摩擦阻力和爬坡阻力的作用下減速。同樣地，上述電機控制器20還可包括轉矩復位單元及轉矩計算單元，其中轉矩復位單元用于在信號采集單元31未采集到剎車信號(即剎車踏板未被踩下)時使轉矩封鎖標識復位，即修改轉矩封鎖標識為“可加速”狀態；轉矩計算單元用于在信號采集單元31采集到油門信號且轉矩封鎖標識未置位時，根據油門信號計算輸出轉矩并將輸出轉矩輸出到驅動電機。如圖5所示，是本發明電動汽車剎車控制方法實施例的示意圖。該方法包括以下步驟步驟S51 :通過油門踏板和剎車踏板采集油門信號和剎車信號。例如在油門踏板被踩下時，可采集到油門信號(即油門踏板檢測電路輸出的電壓值在預設范圍內)，表示此 時駕車者希望電動汽車加速；在剎車踏板被踩下時，可采集到剎車信號(即剎車踏板檢測電路輸出的電壓值在預設范圍內)，表示此時駕車者希望電動汽車減速。上述油門信號/剎車信號可通過電機控制器采集，也可通過整車控制器采集(該整車控制器通過控制器局域網絡與電機控制器連接，以將采集的信號傳遞給電機控制器)。步驟S52 :判斷是否采集到剎車信號，并在采集到剎車信號時執行步驟S53，否則執行步驟S54。步驟S53 :將轉矩封鎖標識置位，即修改轉矩封鎖標識為“不可加速”狀態。在具體實現時，上述轉矩封鎖標識可以是電機控制器的寄存器中的一個特定狀態位，同時返回步驟S51繼續進行信號采集。步驟S54 :使轉矩封鎖標識復位，即修改轉矩封鎖標識為“可加速”狀態，同時返回步驟S51繼續進行信號采集。步驟S55 :判斷是否采集到油門信號，若采集到油門信號則執行步驟S56，否則執行步驟S57。步驟S56 :判斷轉矩封鎖標識是否置位，若轉矩封鎖標識被置位則執行步驟S57，否則執行步驟S58。步驟S57 :使電機控制器的輸出轉矩清零，即控制驅動電機不再產生牽引力，同時返回步驟S51繼續采集信號。步驟S58 :使電機控制器根據油門信號計算輸出轉矩并將輸出轉矩輸出到驅動電機，同時返回步驟S51繼續采集信號。上述方法根據檢測到的油門踏板和剎車踏板信號進行優先級控制，保證在有剎車信號的時候電機控制器不輸出轉矩，從而實現剎車優先功能。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種電動汽車剎車控制系統，包括電機控制器、油門踏板、剎車踏板以及用于分別從油門踏板和剎車踏板采集油門信號和剎車信號的信號采集單元；其特征在于所述系統還包括轉矩置位單元以及轉矩清零單元；所述轉矩置位單元，用于在所述信號采集單元采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識置位；所述轉矩清零單元，用于在所述信號采集單元采集到油門信號且所述轉矩封鎖標識被置位時，使電機控制器的輸出轉矩清零。
2.根據權利要求I所述的電動汽車剎車控制系統，其特征在于所述系統還包括轉矩復位單元，用于在所述信號采集單元未采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識復位。
3.根據權利要求I或2所述的電動汽車剎車控制系統，其特征在于所述系統還包括轉矩計算單元，用于在所述信號采集單元采集到油門信號且所述轉矩封鎖標識未置位時，計算輸出轉矩并將所述輸出轉矩輸出到驅動電機。
4.根據權利要求I所述的電動汽車剎車控制系統，其特征在于所述信號采集單元、轉矩置位單元以及轉矩清零單元位于電機控制器。
5.根據權利要求I所述的電動汽車剎車控制系統，其特征在于所述信號采集單元位于整車控制器，所述轉矩置位單元以及轉矩清零單元位于電機控制器，所述整車控制器通過控制器局域網絡與電機控制器連接。
6.一種電動汽車剎車控制方法，所述電動汽車通過油門踏板和剎車踏板采集油門信號和剎車信號，其特征在于該方法包括以下步驟 在采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識置位； 在采集到油門信號時，若所述轉矩封鎖標識被置位，使電機控制器的輸出轉矩清零。
7.根據權利要求6所述的電動汽車剎車控制方法，其特征在于所述方法還包括在未采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識復位。
8.根據權利要求6或7所述的電動汽車剎車控制方法，其特征在于所述方法還包括在采集到油門信號時，若所述轉矩封鎖標識未置位，使電機控制器計算輸出轉矩并將所述輸出轉矩輸出到驅動電機。
9.根據權利要求6所述的電動汽車剎車控制方法，其特征在于所述剎車信號和油門信號通過電機控制器采集。
10.根據權利要求6所述的電動汽車剎車控制方法，其特征在于所述剎車信號和油門信號通過整車控制器采集，所述整車控制器通過控制器局域網絡與電機控制器連接。
全文摘要
本發明提供了一種電動汽車剎車控制系統，包括電機控制器、油門踏板、剎車踏板以及用于分別從油門踏板和剎車踏板采集油門信號和剎車信號的信號采集單元；所述系統還包括轉矩置位單元以及轉矩清零單元；所述轉矩置位單元，用于在所述信號采集單元采集到剎車信號時使轉矩封鎖標識置位；所述轉矩清零單元，用于在所述信號采集單元采集到油門信號且所述轉矩封鎖標識被置位時，使電機控制器的輸出轉矩清零。本發明還提供一種對應的方法。本發明在不增加硬件成本的基礎上，引入剎車信號和油門信號到整車控制器或電機控制器，并實現了純電動汽車油門和剎車信號的優先級控制，保證了純電動汽車的駕駛安全。
文檔編號B60T8/17GK102700531SQ20121020780
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者沈俊偉 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司, 蘇州匯川技術有限公司, 蘇州默納克控制技術有限公司