專利名稱：一種新能源汽車的坡道起步的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛制造技術領域，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：
近年來，隨著世界范圍內能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴重，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、能量效率高的特點受到了人們越來越多的關注，從而推動了新能源汽車的加速發(fā)展。但是目前采用電機驅動的新能源汽車中，如果車輛配置中沒有坡度傳感器或牽引 力控制系統，則新能源汽車在坡道上起步時出現倒溜的現象較為嚴重，而且倒溜距離過長時容易與后車發(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，是目前本領域技術人員急需解決的問題。

發(fā)明內容
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)計算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時的扭矩響應梯度；2)調整電機的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩,退出蠕行模式，響應整車需求扭矩。優(yōu)選地，步驟I)之前還包括步驟判斷電機是否運行在第二象限或第四象限，如果是，進入步驟1)，如果否，則調整電機的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應整車需求扭矩；當電機運行在第二象限時，電機的輸出扭矩為正，轉速為負；當電機運行在第四象限時，電機的輸出扭矩為負，轉速為正。優(yōu)選地，調整電機的蠕行扭矩，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，響應整車需求扭矩；如果否，則判斷新能源汽車的電機的轉速是否大于設定轉速，如果電機的轉速大于設定轉速時則減小蠕行扭矩，如果電機的轉速小于設定轉速時則增加蠕行扭矩，并重新判斷整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩。優(yōu)選地，所述設定轉速具體為電機在平路蠕行模式中的最大轉速。
優(yōu)選地，步驟I)具體為計算整車需求扭矩和倒溜距離為S值時的扭矩響應梯度。優(yōu)選地，計算倒溜距離為S值時的扭矩響應梯度的具體步驟為得到新能源汽車倒溜距離S的時間t ；估算汽車所處的坡道的坡度，并進一步估算汽車在該坡道上蠕行需要的蠕行扭矩；計算扭矩響應梯度為T=KS/t，(K > I)。優(yōu)選地，得到新能源汽車倒溜距離S的時間t的具體步驟包括開啟定時器，判斷汽車倒溜距離SI是否等于S，若是則記錄時間t，若否則汽車繼續(xù)倒溜。
優(yōu)選地，當電機系統處于蠕行模式時，電機通過轉速閉環(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)計算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時的扭矩響應梯度；2)調整電機的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應整車需求扭矩。使用上述方法進行汽車的坡道起步時，啟動汽車后電機系統直接進入蠕行模式，首先計算汽車倒溜距離為S或者小于S的任一值時，所需要的扭矩響應梯度，進而根據扭矩響應梯度調整電機的蠕行扭矩，直至最終整車需求扭矩大于電機的蠕行扭矩，則退出蠕行模式，響應整車需求扭矩，此時汽車停止倒溜。其中倒溜距離S的值可以根據汽車的具體情況設定，該方法中無需通過坡度傳感器或牽引力控制系統來控制汽車的倒溜距離，而僅僅通過調整電機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)明中的技術方案，下面將對實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)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實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為電機系統在四個象限運行的示意圖；圖3為本發(fā)明實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的輸出扭矩與時間的關系圖；圖5為汽車在坡道起步蠕行過程中電機的轉速與時間的關系圖。
具體實施例方式本發(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。下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。請參閱圖1，本發(fā)明實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計算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時的扭矩響應梯度；S2調整電機的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應整車需求扭矩。
使用上述方法進行汽車的坡道起步時，啟動汽車后電機系統直接進入蠕行模式，首先計算汽車倒溜距離為S或者小于S的任一值時，所需要的扭矩響應梯度，進而根據扭矩響應梯度調整電機的蠕行扭矩，直至最終整車需求扭矩大于電機的蠕行扭矩，則退出蠕行模式，響應整車需求扭矩，此時汽車停止倒溜。其中倒溜距離S的值為汽車設計人員根據車輛整備質量在車輛后溜距離的容許范圍內選取的值。該方法中無需通過坡度傳感器或牽引力控制系統來控制汽車的倒溜距離，而僅僅通過調整電機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判斷電機是否運行在第二象限或第四象限，如果是，進入步驟Si，如果否，則調整電機的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應整車需求扭矩。其中，如圖2所示，當汽車的電機的輸出扭矩為正，轉速也為正，此時電機運行在第一象限，汽車為平整路面前行起步；當電機的輸出扭矩為正，轉速為負，此時電機運行在第二象限，汽車為上坡道起步；電機的輸出扭矩為負，轉速為負，此時電機運行在第三象限，汽車為平整路面倒退起步；電機輸出扭矩為負，轉速為正，此時電機運行在第四象限，汽車為倒車上坡道起步。即汽車的電機在第二象限或第四象限運行時，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)后再進行操作，避免了汽車不在坡道起步狀態(tài)時執(zhí)行SI步驟的操作浪費。另外，步驟S2和SO中調整電機的蠕行扭矩，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，響應整車需求扭矩；如果否，則判斷新能源汽車的電機的轉速是否大于設定轉速，如果電機的轉速大于設定轉速時則減小蠕行扭矩，如果電機的轉速小于設定轉速時則增加蠕行扭矩，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后，不踩油門，車輛緩慢向前的行駛方式。由于車輛屬于自動行駛，故車速不能過快，電機轉速也不能過快，此時車輛處于蠕行模式。而蠕行扭矩為車輛在蠕行模式下電機的最大扭矩。在整車需求扭矩不大于蠕行扭矩時，如果電機的轉速小于設定轉速則增加蠕行扭矩，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始終處于蠕行模式。優(yōu)選地，設定轉速具體為電機在平路蠕行模式中的最大轉速。其中在步驟SI中，可以計算整車需求扭矩和倒溜距離為S值時的扭矩響應梯度。S值可以根據汽車的具體型號或者行駛的坡道的坡度具體設定，S值為汽車倒溜的最大距離，如此直接計算整車需求扭矩和倒溜距離為S值時的扭矩響應梯度，可以避免汽車的倒溜距離大于S值。其中，計算倒溜距離為S值時的扭矩響應梯度的具體步驟可以為得到新能源汽車倒溜距離S的時間t ；估算汽車所處的坡道的坡度sin Θ ^ S/gt2 ;并進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為車輛的整備質量，r車輛滾動半徑，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，忽略車輛的滾動阻力及車輛與坡道的摩擦阻力，并根據坡度的估算值進一步得出蠕行扭矩的估算值；計算扭矩響應梯度為T = KS/t，(K > I)。優(yōu)選地，得到新能源汽車倒溜距離S的時間t的具體步驟包括開啟定時器，判斷汽車倒溜距離S1是否等于S，若是則記錄時間t，若否則汽車繼續(xù)倒溜。其中，由于S值為汽車倒溜的最大距離，而S1為實際倒溜的距離。即S1不大于S。 在S1不等于S時，即新能源汽車沒有停止倒溜車，需要繼續(xù)計時。其中，在電機系統處于蠕行模式時，電機通過轉速閉環(huán)控制。其中，轉速閉環(huán)控制為自動控制領域中，按照電機某個轉速為目標值，通過調節(jié)其他輸出參數，使電機轉速維持在這個轉速的目標值上。如圖3-5所示，可以將電機系統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計算出車輛坡度后車輛進入的蠕行模式；過渡坡起蠕行模式為車輛在坡道上起步，坡道還在計算中，此時進入的蠕行模式。汽車啟動后，電機系統直接進入蠕行模式，在o-tl時間段內連續(xù)檢測電機是否運行在第二象限，在該時間段內若判斷汽車的電機不在第二象限運行，即汽車不處于坡道起步狀態(tài)，此時電機直接進入平整路面蠕行模式，并且調整電機輸出的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，則退出蠕行模式相應整車需求，其中在調整電機輸出的蠕行扭矩的過程中，若電機的轉速大于設定轉速則增加電機輸出的蠕行扭矩，若電機的轉速小于設定轉速則減小電機輸出的蠕行扭矩，設定轉速是指電機在平路蠕行模式中的最大轉速。若在(Kt1時間段內連續(xù)檢測電機運行在第二象限，在tl時刻判斷汽車處于坡道起步狀態(tài)，此時電機系統進入過渡坡起蠕行模式，電機系統開啟計時器，同時控制電機系統進入坡道起步蠕行模式，增加電機系統輸出的蠕行扭矩，且蠕行扭矩的相應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，主要根據設計人員對車輛后溜距離要求設定，該參數與車輛的整備質量密切相關，隨著K值增大，S值減小。當汽車的累計倒溜距離為S時,記錄時間為Δ t,計算坡道起步的需求扭矩為T ^ mgS/g(tl At+At2) Xr/i,然后調整電機系統輸出的蠕行扭矩，若蠕行扭矩小于整車的需求扭矩，則退出蠕行模式，響應整車的需求扭矩，若蠕行扭矩大于整車的需求扭矩，此時若電機的轉速大于設定轉速則增加電機輸出的蠕行扭矩，若電機的轉速小于設定速度則減小電機輸出的蠕行扭矩，直至蠕行扭矩小于整車的需求扭矩。其中，設定轉速是指電機在平路蠕行模式中的最大轉速。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計算出車輛坡度后車輛進入的蠕行模式；過渡坡起蠕行模式為車輛在坡道上起步，坡道還在計算中，此時進入的蠕行模式。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。對所公開的實施例的上述說明，本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術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，在其他實施例中實現。因此，本發(fā)明 不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
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)計算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時的扭矩響應梯度； 2)調整電機的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應整車需求扭矩。
2.根據權利要求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 判斷電機是否運行在第二象限或第四象限，如果是，進入步驟1)，如果否，則調整電機的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應整車需求扭矩； 當電機運行在第二象限時，電機的輸出扭矩為正，轉速為負； 當電機運行在第四象限時，電機的輸出扭矩為負，轉速為正。
3.根據權利要求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，調整電機的蠕行扭矩，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，響應整車需求扭矩； 如果否，則判斷新能源汽車的電機的轉速是否大于設定轉速，如果電機的轉速大于設定轉速時則減小蠕行扭矩，如果電機的轉速小于設定轉速時則增加蠕行扭矩，并重新判斷整車需求扭矩是否大于蠕行扭矩。
4.根據權利要求3所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，所述設定轉速具體為電機在平路蠕行模式中的最大轉速。
5.根據權利要求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)具體為計算整車需求扭矩和倒溜距離為S值時的扭矩響應梯度。
6.根據權利要求5所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，計算倒溜距離為S值時的扭矩響應梯度的具體步驟為 得到新能源汽車倒溜距離S的時間t ； 估算汽車所處的坡道的坡度，并進一步估算汽車在該坡道上蠕行需要的蠕行扭矩； 計算扭矩響應梯度為T=KS/t，(K > I)。
7.根據權利要求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的時間t的具體步驟包括 開啟定時器，判斷汽車倒溜距離S1是否等于S，若是則記錄時間t，若否則汽車繼續(xù)倒溜。
8.根據權利要求I所述的新能源汽車的坡道起步的控制方法，其特征在于，當電機系統處于蠕行模式時，電機通過轉速閉環(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)計算整車需求扭矩和倒溜距離為S或小于S的任一值時的扭矩響應梯度；2)調整電機的蠕行扭矩，直至整車需求扭矩大于蠕行扭矩，退出蠕行模式，響應整車需求扭矩。其中倒溜距離S的值可以根據汽車的具體情況設定，該方法中無需通過坡度傳感器或牽引力控制系統來控制汽車的倒溜距離，通過增加電機系統蠕行扭矩，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