一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统。本发明专利技术的方法和系统，在车辆驻车时，不采用锁止变速箱的方法实现驻车，能够在驻车时防止外部撞击导致变速箱损坏，此外，采用电机堵转结合机械锁止机构驻车的方法，一方面保证驻车的可靠性，提升机械驻车锁止结构的寿命；另外，起步时采用电爬行方式结合驾驶员油门踏板驱动方式，更加灵活，防止计算驱动需求扭矩不准确导致起步不平顺，无论在平路还是坡路上均能够保证平稳起步。

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统
本专利技术涉及一种纯电动汽车的驻车和起步操作，特别涉及到一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统。
技术介绍
当前纯电动汽车一般都是自动挡车型，采用驱动电机加单级减速器的驱动形式，取消了传统车的离合器和多挡变速器，针对此类纯电动汽车涉及的停车驻车和起步问题，下述两篇文献提出了两种解决方案。专利文献1(申请号201410497840.3)公开了一种纯电动汽车自动驻车的控制方法，通过VCU接收自动驻车开关按钮信号、P挡开关信号、加速踏板开度信号、制动信号、挡位信号、坡度传感器信号和ABS车速信号，进行不同工况下的逻辑判断后，控制液压制动系统、电机控制器、驻车棘爪驱动装置、仪表信息显示和P挡开关显示。本专利技术主要根据整车在上坡、平路和下坡三种情况，控制液压制动系统、电机和P挡驱动系统，使得在这三种情况下能够驻车，且起步时不溜车。在驻车时主要通过液压制动系统和P挡驱动系统实现，在起步时解除上述两个制动，驱动电机实现起步。专利文献2(申请号201410156280.5)公开了一种纯电动车坡道起步控制方法，主要是先依据坡度传感器识别车辆是否在坡上，然后根据速度、电子手刹、制动踏板等判断车辆是否处于驻车状态，然后判断是否处于坡道起步模式，处于坡道起步模式时，计算前进所需的目标电机扭矩，然后向电机发送扭矩控制指令，当电机扭矩达到目标扭矩时，解除相关制动，实现坡道起步。然而，上述专利文献1提到的停车驻车控制方法，从本质上来说还是依靠的棘轮棘爪锁止变速箱即纯电动车的减速器实现，如果车辆在驻车时受到外部的撞击，例如后车刹车不及时或者前车溜坡，容易导致减速器的损坏，导致车辆无法启动；此外，关于起步控制方法，专利文献1和专利文献2都提到了计算车辆起步所需目标扭矩，然后控制电机达到此扭矩后释放刹车来实现平稳起步，这种方法实际上是很难实现的，因为车辆的载荷是经常变化的，控制器无法在车辆静止时得到车辆当前的实际重量，当前的路面附着系数和轮胎的滚阻系数也很难得到，因此控制器无法精确的计算出车辆起步所需的目标扭矩，很难做到起步平顺。因此，如何更好的解决纯电动车的驻车和平稳起步问题成为亟待解决的课题。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种纯电动汽车驻车和起步控制方法及其控制系统，旨在更好的解决纯电动车的驻车和平稳起步问题。本专利技术采用的技术方案为：本专利技术实施例提供一种纯电动汽车驻车和起步控制方法，包括驻车控制步骤和起步控制步骤，所述驻车控制步骤包括：在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；所述起步控制步骤包括：在基于起步信号判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号；根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；将确定的第一需求电机扭矩和第二需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。可选地，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图；在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。可选地，所述预设车速阈值小于5km/h。可选地，所述在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。可选地，所述在确定车辆处于第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：将车速和电机的角加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电机的冷却水温度高于预设的温度值或者电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。可选地，所述预设阈值为20％。本专利技术另一实施例提供一种纯电动汽车驻车和起步控制系统，包括驻车控制模块和起步控制模块，所述驻车控制模块包括：驻车判定单元，用于在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；坡度确定单元，用于基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；驻车控制单元，用于在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；所述起步控制模块包括：起步判定单元，用于基于起步信号判定驾驶员是否有起步意图，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号第一扭矩确定单元，用于在判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩；第二扭矩确定单元，用于根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；起步控制单元，用于将确定的当前需求电机扭矩和修正需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。可选地，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图；在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。可选地，所述在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纯电动汽车驻车和起步控制方法，其特征在于，包括驻车控制步骤和起步控制步骤，所述驻车控制步骤包括：在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；所述起步控制步骤包括：在基于起步信号判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号；根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；将确定的第一需求电机扭矩和第二需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动汽车驻车和起步控制方法，其特征在于，包括驻车控制步骤和起步控制步骤，所述驻车控制步骤包括：在基于驻车信号判定驾驶员有驻车意图时，确定车辆进入驻车制动模式，所述驻车信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号；基于坡度信号确定车辆所处的坡度状态和坡度大小，所述坡度状态包括上坡和下坡，所述坡度大小包括基于车辆满载质量和驱动电机的堵转能力确定的第一坡度区间、第二坡度区间和第三坡度区间；在所述驻车制动模式下，基于车辆所处的坡度大小，采用预设的驻车方式进行驻车，所述预设的驻车方式包括：在确定车辆处于第一坡度区间和第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车，在确定车辆处于第三坡度区间时，采用锁止制动盘的方式进行驻车；所述起步控制步骤包括：在基于起步信号判定驾驶员有起步意图时，基于加速踏板开度和当前车速确定第一需求电机扭矩，所述起步信号包括电子手刹开关信号、制动踏板信号和挡位信号；根据目标车速与当前车速的差值确定第二需求电机扭矩；将确定的第一需求电机扭矩和第二需求电机扭矩之中的最大者作为目标电机扭矩，并利用所述目标电机扭矩实现车辆起步。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述加速踏板信号表征加速踏板松开，所述制动踏板信号表征制动踏板踩下以及所述车速信号小于预设车速阈值时，判定驾驶员有驻车意图；在所述电子手刹开关信号表征电子手刹开关关闭、所述制动踏板信号表征制动踏板未踩下以及所述挡位信号表征挡位为D挡或者R挡时，判定驾驶员有起步意图。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设车速阈值小于5km/h。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定车辆处于第一坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：将车速和车辆加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定车辆处于第二坡度区间时，采用电机扭矩加锁止制动盘的方式进行驻车包括：将车速和电机的角加速度作为反馈量，进行PID控制，得到用于驻车的需求的电机扭矩；根据车辆所述的坡度状态，输出相应的电机扭矩实现驻车，同时，在确定电机的冷却水温度高于预设的温度值或者电池SOC低于预设阈值或者钥匙门点火开关关闭时，迅速锁止制动盘实现驻车，同时按照预设的速率撤去所述电机扭矩；其中，在车辆处于上坡状态时，输出的电机扭矩为正值，在车辆处于下坡状态时，输出的电机扭矩为负值。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为20％。7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建康，梁赫奇，李川，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22