[發明專利]使用永磁同步電動機驅動控制系統的坡道輔助控制方法

在審

• 申請號: 201610052507.0
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105711442A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 張力爭;張志峰
• 申請（專利權）人: 沈陽正大自控工程有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電動汽車技術領域，特別提供了一種使用永磁同步電動機驅動控制系統的坡道輔助控制方法。

背景技術

隨著社會的發展和需求進一步擴大，能源危機和日益嚴重的環境污染越來越制約著人們的生活，汽車行業作為現代經濟的支柱產業，也正面臨著巨大的挑戰和考驗。新能源汽車具有零排放、噪音小、節約能源等優勢，是一種比傳統汽車更適合當代經濟和社會的交通工具，同時也是解決能源問題和環境問題的一個有效方法。

電動汽車以電能作為動力，通過電機直接驅動汽車行駛，具有提速快、穩定的優點。在電動汽車的實際駕駛環境中，出于大部分電動汽車沒有“怠速”，一旦電動汽車停在坡上再次啟動時，松開剎車到踩油門這段時間內車輛會后溜，如果后車跟的太近，有可能發生危險。對駕駛員及車輛安全的考慮，對電動汽車增加坡道輔助功能，可以有效地防止停在坡上的電動汽車再次啟動時后溜的可能。

現在一般的電動汽車用電機驅動控制系統大部分采用矢量控制，如圖1所示，包括電源部分（電池組）、功率單元部分（三相逆變器）、電機部分、車輛信號采集部分（檔位開關、油門踏板、剎車踏板）、控制器部分。其中電池組向三相逆變器提供直流電，經過三相逆變器后產生輸出電流來驅動電機。車輛信號采集部分作用是分別采集檔位開關、油門信號和剎車信號，并將采集到的信號傳遞給轉矩控制器。轉矩控制器主要根據當前電機轉速以及車輛信息進行電流分配、dq軸電流控制器對電機電流實現閉環控制，坐標變換單元實現三相電流到兩相靜止坐標系再到兩相旋轉坐標系的變換SVPWM控制算法將給定的電壓信號變換成PWM信號控制功率單元的開關來驅動電機。

電動汽車目前還處于發展中的階段，相關技術并不完善。目前，電動汽車坡道輔助的方法一般都是采用一旦檢測到車輛需要駐坡時就將電機的控制方式切換到轉速控制模式，由于速度控制必須有溜車行為后才會給出轉矩，因此采用該方法的坡道輔助的電動汽車都不能保證完全不溜車，只是溜車距離長短的問題，做的好的溜車短點，做的不好的溜車長點，取決于電機控制器速度環的控制質量。由此可見，目前還缺少對電動汽車的有效的坡道輔助方法。

發明內容

本發明的目的在于：針對現在電動汽車缺乏有效的坡道輔助的方法，提供一種電動汽車用永磁同步電機驅動控制器坡道輔助系統和控制方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：在傳統的電動汽車用永磁同步電機驅動控制器（圖1）的基礎上，增加了坡道輔助控制模塊，該坡道輔助控制模塊用于判斷什么情況下進入坡道輔助控制模式、什么情況下退出坡道輔助控制模式、進入坡道輔助模式后如何控制永磁同步電機以及退出坡道輔助模式后怎么恢復車速由駕駛員通過油門踏板控制等功能。

本發明一種使用永磁同步電動機驅動控制系統的坡道輔助控制方法，具有坡道輔助控制模式，用于電動汽車坡道輔助控制，其特征在于：所述坡道輔助控制模塊根據汽車檔位信號、油門踏板信號、剎車信號以及車輪轉向判斷車輛是否進入坡道輔助控制模式；

當汽車的檔位信號4為前進擋，但速度傳感器模塊7檢測回來的速度為負值，同時未檢測出剎車信號3和油門信號2時，坡道輔助控制模塊1開始起作用，輸出固定的空間電壓矢量和零電壓矢量和永磁電機的永磁體作用產生轉矩，防止車輛后溜；

下述情況退出坡道輔助模式：

1、坡道輔助控制模塊7處于坡道輔助狀態時，當永磁同步電機控制模塊檢測到剎車信號3，永磁電機控制器退出坡道輔助模式；

2、當油門踏板輸出的轉矩給定值大于坡道輔助模塊7的輸出轉矩給定值，永磁同步電機驅動控制退出坡道輔助模式，轉矩給定值由油門踏板給定。

所述坡道輔助控制模塊在退出坡道輔助模式時，為了防止給定轉矩階躍上升可能使車輛向前竄出，轉矩給定值不是直接由坡道輔助控制模塊的輸出直接階躍變為油門踏板的轉矩輸出，而是通過線性增加的方式實現，線性增加通過一個時間斜坡函數（y=kx+b）實現，直線的斜率k和常數項b由每款車型決定。

所述坡道輔助控制模塊根據汽車檔位信號、油門踏板信號、剎車信號以及車輪轉向判斷車輛是否進入坡道輔助控制模式。

本發明具有以下效果：