[发明专利]使用永磁同步电动机驱动控制系统的坡道辅助控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别提供了一种使用永磁同步电动机驱动控制系统的坡道辅助控制方法。

背景技术

随着社会的发展和需求进一步扩大，能源危机和日益严重的环境污染越来越制约着人们的生活，汽车行业作为现代经济的支柱产业，也正面临着巨大的挑战和考验。新能源汽车具有零排放、噪音小、节约能源等优势，是一种比传统汽车更适合当代经济和社会的交通工具，同时也是解决能源问题和环境问题的一个有效方法。

电动汽车以电能作为动力，通过电机直接驱动汽车行驶，具有提速快、稳定的优点。在电动汽车的实际驾驶环境中，出于大部分电动汽车没有“怠速”，一旦电动汽车停在坡上再次启动时，松开刹车到踩油门这段时间内车辆会后溜，如果后车跟的太近，有可能发生危险。对驾驶员及车辆安全的考虑，对电动汽车增加坡道辅助功能，可以有效地防止停在坡上的电动汽车再次启动时后溜的可能。

现在一般的电动汽车用电机驱动控制系统大部分采用矢量控制，如图1所示，包括电源部分（电池组）、功率单元部分（三相逆变器）、电机部分、车辆信号采集部分（档位开关、油门踏板、刹车踏板）、控制器部分。其中电池组向三相逆变器提供直流电，经过三相逆变器后产生输出电流来驱动电机。车辆信号采集部分作用是分别采集档位开关、油门信号和刹车信号，并将采集到的信号传递给转矩控制器。转矩控制器主要根据当前电机转速以及车辆信息进行电流分配、dq轴电流控制器对电机电流实现闭环控制，坐标变换单元实现三相电流到两相静止坐标系再到两相旋转坐标系的变换SVPWM控制算法将给定的电压信号变换成PWM信号控制功率单元的开关来驱动电机。

电动汽车目前还处于发展中的阶段，相关技术并不完善。目前，电动汽车坡道辅助的方法一般都是采用一旦检测到车辆需要驻坡时就将电机的控制方式切换到转速控制模式，由于速度控制必须有溜车行为后才会给出转矩，因此采用该方法的坡道辅助的电动汽车都不能保证完全不溜车，只是溜车距离长短的问题，做的好的溜车短点，做的不好的溜车长点，取决于电机控制器速度环的控制质量。由此可见，目前还缺少对电动汽车的有效的坡道辅助方法。

发明内容

本发明的目的在于：针对现在电动汽车缺乏有效的坡道辅助的方法，提供一种电动汽车用永磁同步电机驱动控制器坡道辅助系统和控制方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：在传统的电动汽车用永磁同步电机驱动控制器（图1）的基础上，增加了坡道辅助控制模块，该坡道辅助控制模块用于判断什么情况下进入坡道辅助控制模式、什么情况下退出坡道辅助控制模式、进入坡道辅助模式后如何控制永磁同步电机以及退出坡道辅助模式后怎么恢复车速由驾驶员通过油门踏板控制等功能。

本发明一种使用永磁同步电动机驱动控制系统的坡道辅助控制方法，具有坡道辅助控制模式，用于电动汽车坡道辅助控制，其特征在于：所述坡道辅助控制模块根据汽车档位信号、油门踏板信号、刹车信号以及车轮转向判断车辆是否进入坡道辅助控制模式；

当汽车的档位信号4为前进挡，但速度传感器模块7检测回来的速度为负值，同时未检测出刹车信号3和油门信号2时，坡道辅助控制模块1开始起作用，输出固定的空间电压矢量和零电压矢量和永磁电机的永磁体作用产生转矩，防止车辆后溜；

下述情况退出坡道辅助模式：

1、坡道辅助控制模块7处于坡道辅助状态时，当永磁同步电机控制模块检测到刹车信号3，永磁电机控制器退出坡道辅助模式；

2、当油门踏板输出的转矩给定值大于坡道辅助模块7的输出转矩给定值，永磁同步电机驱动控制退出坡道辅助模式，转矩给定值由油门踏板给定。

所述坡道辅助控制模块在退出坡道辅助模式时，为了防止给定转矩阶跃上升可能使车辆向前窜出，转矩给定值不是直接由坡道辅助控制模块的输出直接阶跃变为油门踏板的转矩输出，而是通过线性增加的方式实现，线性增加通过一个时间斜坡函数（y=kx+b）实现，直线的斜率k和常数项b由每款车型决定。

所述坡道辅助控制模块根据汽车档位信号、油门踏板信号、刹车信号以及车轮转向判断车辆是否进入坡道辅助控制模式。

本发明具有以下效果：