基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统及其方法，根据整车控制信号以及电机转速进行实时判断是否进入驻坡模式，无需接受VCU整车运行模式判断，进入驻坡状态后，在MCU的控制下由转矩模式切换至转速模式，处于转速模式下的MCU可以控制转速给定为零速实现驻坡，该模式下驱动电机为实现零速恒定，可以根据不同坡度角对应的不同重力分量自己调节输出转矩。整个驻坡流程完全由MCU自主识别与控制，转矩控制精度高，实时性强。

【技术实现步骤摘要】
基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统及其方法
本专利技术涉及电力传动
，尤其涉及纯电动汽车基于电机控制器(MCU)的驻坡和半坡起步转矩控制与电动汽车用永磁同步电机的堵转保护领域，具体是指一种基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统及其方法。
技术介绍
应用于新能源汽车场合的驻坡和半坡起步辅助控制，一般是基于整车控制器(VCU)的编程来实现，然而，一些常见的低速电动车、老年代步电动车等纯电动汽车中均未集成VCU，恰恰是这些电动汽车由于其驾驶人员的特殊性，驻坡和半坡起步辅助控制成为其安全保障的一种必然状态。考虑到纯电动汽车不一定全都集成了VCU的情况，若能够从电机控制器(MCU)编程的角度开发纯电动汽车的驻坡和半坡起步辅助控制程序，不仅可以解决驻坡和半坡起步状态通用性问题，而且基于MCU的驻坡和半坡起步辅助控制在不同坡度的坡道上对转矩的调节更加精确，实时性高，半坡起步更是能够平滑切换，杜绝因驾驶人员操作习惯不同，导致的半坡启动出现溜车、延迟动作以及状态冲击等不良现象；而在考虑堵转保护后，更能对长时间处于驻坡和半坡起步辅助状态下的MCU的功率开关IGBT模块作出保护。MCU的正常工作状态为转矩状态，电动汽车行驶在不同路况和不同工况下，VCU根据反馈回来的实际转速、油门的开度等给MCU发送指令转矩，MCU在转矩状态下将从VCU接受过来的指令转矩作为控制系统的给定目标值，进而输出转矩驱动电机使电动汽车正常行驶。驻坡和半坡起步辅助控制的实际路况是在具有一定坡度角的坡道之上，这便存在一个问题，如图1中所示，实际中的坡道坡度角各不相同，在坡道之上，电动汽车驻坡以及上坡主要克服其自身重力在坡道平行方向上的分量。不同的坡度角下，电动汽车要达到驻坡的效果，所要克服的重力分量不同，MCU需要输出的转矩大小自然不同，如果MCU仍然工作于转矩状态之下，那么在不同坡度角的坡度上MCU的指令转矩大小无法确定。这一情况当然也可以通过对不同坡度角进行转矩标定来进行弥补，但是电动汽车上同样需要安装判断坡度角的装置，这方面同样增加了硬件成本，同样不予考虑。实际驾驶中，不同驾驶人员的操作习惯不同，往往会在松手刹与踩油门的先后顺序上存在差异，因此很容易出现半坡起步时溜车、延迟以及状态冲击的现象。纯电动汽车进入驻坡状态后，驱动电机维持零速的状态与电机堵转效果类似，众所周知电机长时间处于堵转状态会维持较大的电流，驻坡状态下为克服整车在坡道方向的重力分量同样需要维持较大的电流，坡度角度越大，需要克服的重力分量就越大，自然需要维持的电流给定量也越大，电机会在短时间内发热，同样MCU中IGBT或者其他功率器件也会发热，对硬件损耗巨大。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供了一种无延时、无溜车、无冲击、工程实用、尽可能减少长时间处于驻坡辅助状态下MCU功率模块IGBT过温烧毁的现象的基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统及其方法。为了实现上述的目的，本专利技术的基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统及其方法具体如下：该基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统，其主要特点是，所述的辅助控制系统对电动车在坡面上的工作状态进行划分，并使所述的电动车工作在预设的工作状态中，所述的工作状态包括预驻坡状态和退出驻坡状态，所述的MCU根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对所述的预驻坡状态和退出驻坡状态进行选通，并控制所述的电动车进入所述的预驻坡状态或退出驻坡状态；所述的预驻坡状态下包括三种分状态，分别为驻坡状态、退出驻波保持预驻坡状态以及半坡起步状态，其中所述的电动车在退出驻坡保持预驻坡状态和预驻坡状态下具有相同的工作状态，所述的退出驻坡状态下包括两种分状态，即自由溜坡状态和半坡起步状态，所述的MCU在所述的预驻坡状态或退出驻坡状态下根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对分状态进行选择；驻坡状态下所述的电动车的电机工作在零转速状态下，非驻坡状态下所述的电动车的电机工作在转矩状态下。较佳地，所述的预驻坡状态和退出驻坡状态由所述的MCU根据其检测到的当前车辆行驶状态信息进行选通为：所述的MCU检测到当前电动车行驶状态信息有D挡、无油门、有刹车且转速小于5rpm，或当前电动车行驶状态信息有D挡、无油门、无P挡且转速小于5rpm，则所述的MCU控制该电动车进入所述的预驻坡状态；所述的MCU检测到当前电动车行驶状态信息有N档、P档、R档、转速大于第一预设转速阈值四种情况之一，且该行驶状态信息的维持时间大于第一预设时间阈值，则所述的MCU控制该电动车进入所述的退出驻坡状态。较佳地，所述的MCU在所述的预驻坡状态下根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对分状态进行选择为：所述的MCU在预驻坡状态下检测到当前电动车行驶状态信息有无刹车且电机转速小于一溜坡预设转速，或挂P挡且电机转速小于所述的溜坡预设转速时，所述的电动车在MCU的控制下进入驻坡状态；所述的MCU在驻坡状态下检测到当前电动车行驶状态信息有刹车或挂P挡时，所述的电动车在MCU的控制下进入所述的退出驻坡保持预驻坡状态；所述的MCU在驻坡状态下检测到当前电动车行驶状态信息有油门的开度大于一预设油门开度阈值，且进一步的检测到当前油门响应电流大于当前驻坡电流时，所述的电动车在MCU的控制下进入半坡起步状态。较佳地，所述的MCU检测到所述的电动车工作在驻坡状态的时间达到第二预设时间阈值后，所述的MCU向该电动车的电机发送转速指令，以第一预设转速运转，使所述的电动车以一预设指令速度上爬，并通过第一电流限制值限制转速环输出的电流。较佳地，所述的MCU在所述的退出驻坡状态下根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对分状态进行选择为：所述的MCU在退出驻坡状态下检测到当前电动车行驶状态信息有油门的开度大于第一预设油门开度阈值，且进一步的检测到当前油门响应电流大于当前驻坡电流时，所述的电动车在MCU的控制下进入半坡起步状态；否则所述的电动车在MCU的控制下进入自由溜坡状态。较佳地，所述的MCU将被选通的状态和分状态对应的标志位置1。上述的基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统实现驻坡与半坡起步的辅助控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：(1)所述的MCU检测当前电动车行驶状态信息，并根据所述的行驶状态信息选择该电动车当前的工作状态；(2)所述的MCU根据选定的工作状态控制所述的电动车进入相应的工作状态。较佳地，所述的步骤(1)包括以下步骤：(1.1)所述的MCU检测当前电动车行驶状态信息，对预驻坡状态和退出驻坡状态进行选通，若选通所述的预驻坡状态，则进入步骤(1.2)，若选通所述的退出驻坡状态，则进入步骤(1.3)；(1.2)所述的MCU根据检测到的当前电动车行驶状态信息，对所述的预驻坡状态下的三种分状态进行选择，并在选择后进入步骤(2)；(1.3)所述的MCU根据检测到的当前电动车行驶状态信息，对所述的退出驻坡状态下的两种分状态进行选择，并在选择后进入步骤(2)。更佳地，所述的步骤(1.1)为：所述的MCU检测到当前电动车行驶状态信息有D挡、无油门、有刹车且转速小于5rpm，或当前电动车行驶状态信息有D挡、无油门、无P挡且转速小于5rpm，则所述的MCU控制该电动车进入所述的预驻坡状态；所述的MCU检测到当前电动车行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统，其特征在于，所述的辅助控制系统对电动车在坡面上的工作状态进行划分，并使所述的电动车工作在预设的工作状态中，所述的工作状态包括预驻坡状态和退出驻坡状态，所述的MCU根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对所述的预驻坡状态和退出驻坡状态进行选通，并控制所述的电动车进入所述的预驻坡状态或退出驻坡状态；所述的预驻坡状态下包括三种分状态，分别为驻坡状态、退出驻波保持预驻坡状态以及半坡起步状态，其中所述的电动车在退出驻坡保持预驻坡状态和预驻坡状态下具有相同的工作状态，所述的退出驻坡状态下包括两种分状态，即自由溜坡状态和半坡起步状态，所述的MCU在所述的预驻坡状态或退出驻坡状态下根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对分状态进行选择；驻坡状态下所述的电动车的电机工作在零转速状态下，非驻坡状态下所述的电动车的电机工作在转矩状态下。

【技术特征摘要】
1.一种基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统，其特征在于，所述的辅助控制系统对电动车在坡面上的工作状态进行划分，并使所述的电动车工作在预设的工作状态中，所述的工作状态包括预驻坡状态和退出驻坡状态，所述的MCU根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对所述的预驻坡状态和退出驻坡状态进行选通，并控制所述的电动车进入所述的预驻坡状态或退出驻坡状态；所述的预驻坡状态下包括三种分状态，分别为驻坡状态、退出驻波保持预驻坡状态以及半坡起步状态，其中所述的电动车在退出驻坡保持预驻坡状态和预驻坡状态下具有相同的工作状态，所述的退出驻坡状态下包括两种分状态，即自由溜坡状态和半坡起步状态，所述的MCU在所述的预驻坡状态或退出驻坡状态下根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对分状态进行选择；驻坡状态下所述的电动车的电机工作在零转速状态下，非驻坡状态下所述的电动车的电机工作在转矩状态下。2.根据权利要求1所述的基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统，其特征在于，所述的预驻坡状态和退出驻坡状态由所述的MCU根据其检测到的当前车辆行驶状态信息进行选通为：所述的MCU检测到当前电动车行驶状态信息有D挡、无油门、有刹车且转速小于5rpm，或当前电动车行驶状态信息有D挡、无油门、无P挡且转速小于5rpm，则所述的MCU控制该电动车进入所述的预驻坡状态；所述的MCU检测到当前电动车行驶状态信息有N档、P档、R档、转速大于第一预设转速阈值四种情况之一，且该行驶状态信息的维持时间大于第一预设时间阈值，则所述的MCU控制该电动车进入所述的退出驻坡状态。3.根据权利要求1所述的基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统，其特征在于，所述的MCU在所述的预驻坡状态下根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对分状态进行选择为：所述的MCU在预驻坡状态下检测到当前电动车行驶状态信息有无刹车且电机转速小于一溜坡预设转速，或挂P挡且电机转速小于所述的溜坡预设转速时，所述的电动车在MCU的控制下进入驻坡状态；所述的MCU在驻坡状态下检测到当前电动车行驶状态信息有刹车或挂P挡时，所述的电动车在MCU的控制下进入所述的退出驻坡保持预驻坡状态；所述的MCU在驻坡状态下检测到当前电动车行驶状态信息有油门的开度大于一预设油门开度阈值，且进一步的检测到当前油门响应电流大于当前驻坡电流时，所述的电动车在MCU的控制下进入半坡起步状态。4.根据权利要求1所述的基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统，其特征在于，所述的MCU检测到所述的电动车工作在驻坡状态的时间达到第二预设时间阈值后，所述的MCU向该电动车的电机发送转速指令，以第一预设转速运转，使所述的电动车以一预设指令速度上爬，并通过第一电流限制值限制转速环输出的电流。5.根据权利要求1所述的基于MCU驻坡与半坡起步的辅助控制系统，其特征在于，所述的MCU在所述的退出驻坡状态下根据其检测到的当前车辆行驶状态信息对分状态进行选择为：所述的MCU在退出驻坡状态下检测到当前电动车行驶状态信息有油门的开度大于第一预设油门开度阈值，且进一步的检测到当前油门响应电流大于当前驻坡电流时，所述的电动车在MCU的控制下进入半坡起步状态；否则所述的电动车在MCU的控制下进入自由溜坡状态。6.根据权利要求1所述的基于MCU驻坡与半坡起步的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，蔡良生，林利，赵艳，浦蓉杰，
申请(专利权)人：上海中科深江电动车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31