本发明涉及汽车制造技术领域，特别涉及一种新能源汽车坡道环境下的控制方法及系统。
背景技术：
随着汽车工业的飞速发展和人们生活条件的不断改善，汽车已经成为人们出行不可或缺的交通工具之一。汽车保有量逐年增加，越来越多的人拥有了私家车。目前随着人们环保意识的不断提升，新能源汽车，尤其是电动汽车得到快速发展。
传统汽车陡坡缓降系统一般是通过发动机制动力与电控制动系统(如abs、esc)共同作用，配合变速箱降低档位，使车辆下坡低速行驶。但是，在坡道缓降介入时，液压泵反复施压制动会造成能量损失，而且刹车制动盘容易发热，可能会导致坡道缓降功能失效，影响制动安全性，再者液压制动系统效率低，成本高，容易产生故障。新能源汽车一般只配备单级减速器，未使用较为复杂的变速箱，无法通过变换档位产生制动力控制车辆下坡速度。目前电动汽车陡坡缓降功能大多需要借助坡道传感器、陡坡缓降设置按钮、制动推杆、刹车盘温度传感器、控制制动管路压力等硬件实现，势必会增加整车零部件成本，与此同时，忽略了对制动能量的回收，降低新能源汽车的优势。
本发明采用坡道传感器、车用永磁同步电机速度和电流信息、动力电池、电池能源管理模块、刹车踏板和机械制动来控制坡道缓降的速度和能量回馈制动的大小，实现可靠陡坡缓降的同时尽可能的吸收制动能量。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供了一种新能源汽车坡道环境下的控制方法及系统，主要采用根据坡道传感器、车用永磁同步电机的速度电流信息和刹车踏板开度来确定能量回馈制动和机械制动的配比以实现陡坡缓降，以解决现有技术中陡坡缓降依赖于机械制动、忽略对陡坡缓降时能量回收的问题。
本发明提供了一种新能源汽车坡道环境下的控制方法，包括如下步骤：
获取坡道传感器的信息，判断车辆是否处于下坡状态，若是，则执行陡坡缓降模式判断；若否，则返回；
获取加速踏板开度和刹车踏板开度，根据加速踏板和刹车踏板的开度状态来确定是否进入陡坡缓降模式；
进入陡坡缓降模式，根据车速和控制永磁同步电机q轴电流给定大小，控制能量回馈制动的大小；
获取动力电池的soc大小，当soc小于等于第一阈值时，通过电池能源管理模块控制以小于第一充电电流的电流对动力电池充电；当soc大于第一阈值且小于第二阈值时，通过电池能源管理模块控制以小于第二充电电流的电流对动力电池充电；当soc大于等于第二阈值时，通过电池能源管理模块控制不允许充电；
跟踪刹车踏板开度，当刹车踏板开度增大时，调整永磁同步电机q轴电流给定以增大能量回馈制动；
当能量回馈制动到最大输出时，增加机械刹车。
可选的，所述坡道传感器，采用水平仪或者陀螺仪，上坡下坡时角度正负定义依据各厂家的技术特点。
可选的，所述根据加速踏板开度和刹车踏板开度状态来确定是否进入陡坡缓降模式的具体方法为：
当加速踏板开度大于零时不进入陡坡缓降模式；当加速踏板开度为零且刹车踏板开度大于等于零时，进入陡坡缓降模式。
可选的，所述根据车速和控制永磁同步电机q轴电流给定来控制能量回馈制动的大小具体计算方法为：
iq＝fpi(ve-v)
其中，iq为q轴电流给定；fpi为pi运算函数；ve陡坡缓降期望速度；v为车速；则ve-v为pi运算函数的输入。
可选的，所述获取动力电池的soc第一阈值为50％，第二阈值为95％。
可选的，所述第一充电电流等于动力电池的最大充电电流，所述第二充电电流等于动力电池平均充电电流的50％。
可选的，当刹车踏板开度增大时调整永磁同步电机q轴电流给定以增大能量回馈制动的具体方法为：
其中，d为当前刹车踏板开度；dmax为刹车踏板最大开度。
可选的，所述能量回馈制动到最大输出的判断方法是：当从所述电池能源管理模块获取的充电电流大于允许的充电电流时，则判断能量回馈制动达到最大输出。
本发明的另一个目的在于提供了一种新能源汽车坡道环境下的控制系统，包括：踏板开度获取模块，能量回馈制动模块，动力电池模块，机械刹车模块，坡道传感器模块，陡坡缓降模式判断模块，电池能源管理模块，永磁同步电机q轴电流控制模块、车速获取模块；
所述陡坡缓降模式判断模块分别与所述踏板开度获取模块、坡道传感器模块相连，用于根据加速踏板开度、刹车踏板开度、坡道传感器数值判断是都进入陡坡缓降模式；
所述能量回馈制动模块分别与所述永磁同步电机q轴电流控制模块、车速获取模块、踏板开度获取模块相连，用于根据刹车踏板开度、车速控制q轴电流给定来实现能量回馈制动；
所述动力电池模块与所述电池能源管理模块相连，用于收集电池能源管理模块反馈回来的充电电流；
所述电池能源管理模块与所述能量回馈制动模块、机械刹车模块相连，用于控制能量回馈制动回馈的电流大小，使给动力电池的充电电流不超过限定值，也用于根据充电电流大小判断是否启用机械刹车模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用根据加速踏板开度、刹车踏板开度来判断是否进入陡坡缓降模式的方法，可以省掉陡坡缓降开关，当有加速踏板开度也可迅速退出陡坡缓降模式。
2、本发明采用能量回馈制动实现陡坡缓降的方法，可以回收剩余能量，增加新能源汽车的续航。
3、本发明采用刹车踏板控制能量回馈制动大小的方法，可以有效控制陡坡缓降的速度，且不影响回收剩余能量。
4、本发明采用电池能源管理模块来控制回馈制动时的充电电流，能提高动力电池的充电效率，增加回馈制动时的安全性。
5、本发明采用电池能源管理模块监控充电电流确定是否启用机械刹车的方法，即保障控制系统的安全性又不影响对陡坡缓降速度的控制。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明一种新能源汽车坡道环境下的控制系统图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种新能源汽车坡道环境下的控制方法，包括如下步骤：
获取坡道传感器的信息，判断车辆是否处于下坡状态，若是，则执行陡坡缓降模式判断；若否，则返回；
获取加速踏板开度和刹车踏板开度，根据加速踏板和刹车踏板的开度状态来确定是否进入陡坡缓降模式；
进入陡坡缓降模式，根据车速和控制永磁同步电机q轴电流给定大小，控制能量回馈制动的大小；
获取动力电池的soc大小，当soc小于等于第一阈值时，通过电池能源管理模块控制以小于第一充电电流的电流对动力电池充电；当soc大于第一阈值且小于第二阈值时，通过电池能源管理模块控制以小于第二充电电流的电流对动力电池充电；当soc大于等于第二阈值时，通过电池能源管理模块控制不允许充电；
跟踪刹车踏板开度，当刹车踏板开度增大时，调整永磁同步电机q轴电流给定以增大能量回馈制动；
当能量回馈制动到最大输出时，增加机械刹车；当从所述电池能源管理模块获取的充电电流大于允许的充电电流时，则判断能量回馈制动达到最大输出。即当soc小于等于第一阈值时，允许的充电电流为第一充电电流，当soc大于第一阈值且小于第二阈值时，允许的充电电流为第二充电电流。
可选的，坡道传感器采用水平仪或者陀螺仪，上坡下坡时角度正负定义依据各厂家的技术特点。
可选的，根据加速踏板开度和刹车踏板开度状态来确定是否进入陡坡缓降模式的具体方法为：
当加速踏板开度大于零时不进入陡坡缓降模式；当加速踏板开度为零且刹车踏板开度大于等于零时，进入陡坡缓降模式。当驾驶员在踩加速踏板时，不会进入陡坡缓降模式；或者在陡坡缓降模式下，有加速踏板开度时，会立刻退出陡坡缓降模式。
可选的，根据车速和控制永磁同步电机q轴电流给定来控制能量回馈制动的大小具体计算方法为：
iq＝fpi(ve-v)
其中，iq为q轴电流给定；fpi为pi运算函数；ve陡坡缓降期望速度；v为车速；则ve-v为pi运算函数的输入；iq的数值符号为负。
可选的，动力电池的soc的第一阈值为50％，第二阈值为95％。
可选的，第一充电电流等于动力电池的最大充电电流，第二充电电流等于动力电池平均充电电流的50％。
动力电池soc小于等于50％已经进入中低电量状态，允许以最大电流充电；动力电池soc大于50％小于95％，电量中高状态，处于安全允许以等于动力电池平均充电电流的50％充电。动力电池soc大于等于95％，能量回馈对电能补充的意义不大，所以控制不充电。
可选的，当刹车踏板开度增大时调整永磁同步电机q轴电流给定以增大能量回馈制动的具体方法为：
其中，d为当前刹车踏板开度；dmax为刹车踏板最大开度。
可选的，能量回馈制动到最大输出的判断方法是：当从电池能源管理模块获取的充电电流大于允许的充电电流时，则判断能量回馈制动达到最大输出。
本发明的另一个目的在于提供了一种新能源汽车坡道环境下的控制系统，包括：踏板开度获取模块51，能量回馈制动模块52，动力电池模块53，机械刹车模块54，坡道传感器模块55，陡坡缓降模式判断模块56，电池能源管理模块57，永磁同步电机q轴电流控制模块58、车速获取模块59。
陡坡缓降模式判断模块56分别与踏板开度获取模块51、坡道传感器模块55相连，用于根据加速踏板开度、刹车踏板开度、坡道传感器数值判断是都进入陡坡缓降模式；
能量回馈制动模块52分别与永磁同步电机q轴电流控制模块58、车速获取模块59、踏板开度获取模块51相连，用于根据刹车踏板开度、车速控制q轴电流给定来实现能量回馈制动；
动力电池模块53与电池能源管理模块57相连，用于收集电池能源管理模块反馈回来的充电电流；
电池能源管理模块57与能量回馈制动模块52、机械刹车模块54相连，用于控制能量回馈制动回馈的电流大小，使给动力电池的充电电流不超过限定值，也用于根据充电电流大小判断是否启用机械刹车模块。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易的实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
1.一种新能源汽车坡道环境下的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取坡道传感器的信息，判断车辆是否处于下坡状态，若是，则执行陡坡缓降模式判断；若否，则返回；
获取加速踏板开度和刹车踏板开度，根据加速踏板和刹车踏板的开度状态来确定是否进入陡坡缓降模式；
进入陡坡缓降模式，根据车速和控制永磁同步电机q轴电流给定大小，控制能量回馈制动的大小；
获取动力电池的soc大小，当soc小于等于第一阈值时，通过电池能源管理模块控制以小于第一充电电流的电流对动力电池充电；当soc大于第一阈值且小于第二阈值时，通过电池能源管理模块控制以小于第二充电电流的电流对动力电池充电；当soc大于等于第二阈值时，通过电池能源管理模块控制不允许充电；
跟踪刹车踏板开度，当刹车踏板开度增大时，调整永磁同步电机q轴电流给定以增大能量回馈制动；
当能量回馈制动到最大输出时，增加机械刹车。
2.如权利要求1所述的新能源汽车坡道环境下的控制方法，其特征在于，所述坡道传感器采用水平仪或者陀螺仪。
3.如权利要求1所述的新能源汽车坡道环境下的控制方法，其特征在于，所述根据加速踏板开度和刹车踏板开度状态来确定是否进入陡坡缓降模式的具体方法为：
当加速踏板开度大于零时不进入陡坡缓降模式；当加速踏板开度为零且刹车踏板开度大于等于零时，进入陡坡缓降模式。
4.如权利要求1所述的新能源汽车坡道环境下的控制方法，其特征在于，所述根据车速和控制永磁同步电机q轴电流给定来控制能量回馈制动的大小具体计算方法为：
iq＝fpi(ve-v)
其中，iq为q轴电流给定；fpi为pi运算函数；ve陡坡缓降期望速度；v为车速；则ve-v为pi运算函数的输入。
5.如权利要求1所述的新能源汽车坡道环境下的控制方法，其特征在于，所述获取动力电池的soc第一阈值为50％，第二阈值为95％。
6.如权利要求1所述的新能源汽车坡道环境下的控制方法，其特征在于，所述第一充电电流等于动力电池的最大充电电流，所述第二充电电流等于动力电池平均充电电流的50％。
7.如权利要求1所述的新能源汽车坡道环境下的控制方法，其特征在于，当刹车踏板开度增大时调整永磁同步电机q轴电流给定以增大能量回馈制动的具体方法为：
其中，d为当前刹车踏板开度；dmax为刹车踏板最大开度。
8.如权利要求1所述的新能源汽车坡道环境下的控制方法，其特征在于，所述能量回馈制动到最大输出的判断方法是：当从所述电池能源管理模块获取的充电电流大于允许的充电电流时，则判断能量回馈制动达到最大输出。
9.一种新能源汽车坡道环境下的控制系统，其特征在于，包括踏板开度获取模块，能量回馈制动模块，动力电池模块，机械刹车模块，坡道传感器模块，陡坡缓降模式判断模块，电池能源管理模块，永磁同步电机q轴电流控制模块、车速获取模块；
所述陡坡缓降模式判断模块分别与所述踏板开度获取模块、坡道传感器模块相连，用于根据加速踏板开度、刹车踏板开度、坡道传感器数值判断是都进入陡坡缓降模式；
所述能量回馈制动模块分别与所述永磁同步电机q轴电流控制模块、车速获取模块、踏板开度获取模块相连，用于根据刹车踏板开度、车速控制q轴电流给定来实现能量回馈制动；
所述动力电池模块与所述电池能源管理模块相连，用于收集电池能源管理模块反馈回来的充电电流；
所述电池能源管理模块与所述能量回馈制动模块、机械刹车模块相连，用于控制能量回馈制动回馈的电流大小，使给动力电池的充电电流不超过限定值，也用于根据充电电流大小判断是否启用机械刹车模块。
技术总结