一種坡道起步輔助控制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及整車控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種坡道起步輔助控制方法和 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 車輛在坡道上起步時(shí)，在駕駛員從制動(dòng)踏板切換至油門踏板的空檔車輛將向后 溜，從而導(dǎo)致起步困難。因此，有必要為車輛配置坡道起步輔助功能，該功能用來為車輛在 坡道上起步時(shí)提供一定的輔助，從而使車輛在坡道上實(shí)現(xiàn)安全起步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種坡道起步輔助控制方法和裝置，以使車輛在坡道上實(shí) 現(xiàn)安全起步。
[0004] -種坡道起步輔助控制方法，包括：
[0005] 判斷車輛是否滿足坡道起步輔助條件；
[0006] 若判斷得到車輛滿足坡道起步輔助條件，則：
[0007] 獲取車輛所在坡道的坡度；
[0008] 再根據(jù)車輛所在坡道的坡度計(jì)算坡道起步輔助扭矩，其中，所述坡道起步輔助扭 矩為保持車輛靜止所需執(zhí)行的電機(jī)輸出扭矩；
[0009] 控制電機(jī)輸出所述坡道起步輔助扭矩，直至油門踏板給定的電機(jī)輸出扭矩大于等 于所述坡道起步輔助扭矩時(shí)，才開始控制電機(jī)輸出所述油門踏板給定的電機(jī)輸出扭矩。
[0010] 其中，車輛滿足坡道起步輔助條件的判斷標(biāo)準(zhǔn)，包括:車速為零，且檔位為前進(jìn)檔， 且電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定轉(zhuǎn)速。
[0011] 其中，所述根據(jù)車輛所在坡道的坡度計(jì)算坡道起步輔助扭矩，包括：
[0012] 將車輛所在坡道的坡度代入公式『二//ΧΓχσχ(^) + 5χ(χα>53)中，計(jì)算得到坡 道起步輔助扭矩；
[0013] 式中，Τ為坡道起步輔助扭矩;η為從車輪端到電機(jī)端的速比;r為車輪半徑;G為車 輛所受重力;3為所述坡度;ζ為車輛的靜摩擦系數(shù);δ為轉(zhuǎn)矩浮動(dòng)系數(shù)，其取值需根據(jù)具體車 型來標(biāo)定。
[0014] 其中，所述獲取車輛所在坡道的坡度，包括:利用公式
[0016] 計(jì)算得到車輛所在坡道的坡度，式中：g為重力加速度;t為從駕駛員松開制動(dòng)踏板 開始計(jì)時(shí)至檢測到電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速所用的時(shí)間;L為車輛在所述t時(shí)間內(nèi)后溜的距離;ζ為車輛 的靜摩擦系數(shù)。
[0017] 可選地，所述控制電機(jī)輸出所述坡道起步輔助扭矩后，還包括：
[0018] 若油門踏板給定的電機(jī)輸出扭矩小于所述坡道起步輔助扭矩，且這一狀態(tài)的持續(xù) 時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)長時(shí)，控制電機(jī)停轉(zhuǎn)，并發(fā)出警示信息。
[0019] -種坡道起步輔助控制裝置，包括：
[0020] 功能啟動(dòng)條件判斷單元，用于判斷車輛是否滿足坡道起步輔助條件；
[0021 ]功能執(zhí)行單元，用于在判斷得到車輛滿足坡道起步輔助條件的情況下，獲取車輛 所在坡道的坡度，再根據(jù)車輛所在坡道的坡度計(jì)算坡道起步輔助扭矩，最后控制電機(jī)輸出 所述坡道起步輔助扭矩;其中，所述坡道起步輔助扭矩為保持車輛靜止所需執(zhí)行的電機(jī)輸 出扭矩；
[0022] 功能退出條件判斷單元，用于判斷油門踏板給定的電機(jī)輸出扭矩是否大于等于所 述坡道起步輔助扭矩；
[0023] 第一功能退出單元，用于在油門踏板給定的電機(jī)輸出扭矩大于等于所述坡道起步 輔助扭矩的情況下，控制電機(jī)輸出所述油門踏板給定的電機(jī)輸出扭矩。
[0024] 其中，所述功能啟動(dòng)條件判斷單元對車輛滿足坡道起步輔助條件的判斷標(biāo)準(zhǔn)，包 括:車速為零，且檔位為前進(jìn)檔，且電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定轉(zhuǎn)速。
[0025] 其中，所述功能執(zhí)行單元為將車輛所在坡道的坡度代入公式：Γ ="幻.xGx(Sin3 +知0_3) 中，以計(jì)算得到坡道起步輔助扭矩的單元；
[0026] 式中，T為坡道起步輔助扭矩;η為從車輪端到電機(jī)端的速比;r為車輪半徑;G為車 輛所受重力;3為車輛所在坡道的坡度;ζ為車輛的靜摩擦系數(shù);δ為轉(zhuǎn)矩浮動(dòng)系數(shù)，其取值需 根據(jù)具體車型來標(biāo)定。
[0027] 其中，所述功能執(zhí)行單元為利用公式
[0029] 獲取得到車輛所在坡道的坡度的單元，式中：g為重力加速度;t為從駕駛員松開制 動(dòng)踏板開始計(jì)時(shí)至檢測到電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速所用的時(shí)間；L為車輛在所述t時(shí)間內(nèi)后溜的距離;ζ 為車輛的靜摩擦系數(shù)。
[0030] 可選地，所述坡道起步輔助控制裝置，還包括:第二功能退出單元，用于在油門踏 板給定的電機(jī)輸出扭矩小于所述坡道起步輔助扭矩，且這一狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間達(dá)到設(shè)定時(shí)長 時(shí)，控制電機(jī)停轉(zhuǎn)，并發(fā)出警示信息。
[0031] 從上述的技術(shù)方案可以看出，為防止車輛在坡道上起步時(shí)后溜，本發(fā)明在駕駛員 松開制動(dòng)踏板時(shí)對車輪施加驅(qū)動(dòng)來阻止車輛后溜，使之繼續(xù)保持在靜止?fàn)顟B(tài)，從而為駕駛 員從制動(dòng)踏板切換至油門踏板提供了充裕的操控時(shí)間，進(jìn)而使車輛在坡道上實(shí)現(xiàn)了安全起 步，同時(shí)也降低了駕駛員的操作難度。
【附圖說明】
[0032] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033] 圖1為車輛在坡道上的靜態(tài)受力圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種坡道起步輔助控制方法流程圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的又一種坡道起步輔助控制方法流程圖；
[0036] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種坡道起步輔助控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的又一種坡道起步輔助控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 車輛停在坡道上時(shí)會(huì)受到重力G產(chǎn)生的垂直于路面的分力F1和沿路面向下的分力 F2的作用，其靜態(tài)受力圖如圖1所示。在F1作用下車輛受到沿路面向上的靜摩擦力，該靜摩 擦力會(huì)試圖阻止車輛移動(dòng);但若車輛所在坡道的坡度δ大到一定程度而使F2>F1時(shí)，就會(huì)導(dǎo) 致車輛后溜，所以在谷較大（即F2>F1)的情況下駕駛員必須要踩住制動(dòng)踏板才能使車輛保 持靜止。
[0039] 但是，車輛在坡道上起步時(shí)需要駕駛員先松開制動(dòng)踏板再踩下油門踏板，而在0較 大的情況下，在駕駛員從制動(dòng)踏板切換至油門踏板的空檔必然會(huì)發(fā)生溜車，因此有必要在 此空檔啟動(dòng)坡道起步輔助功能以使車輛能夠在短時(shí)間內(nèi)繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)，從而為駕駛員 從制動(dòng)踏板切換至油門踏板提供充裕的操作時(shí)間，進(jìn)而使車輛在坡道上實(shí)現(xiàn)安全起步。所 述坡道起步輔助功能的實(shí)現(xiàn)方案即是本發(fā)明實(shí)施例所要闡述的技術(shù)方案。
[0040] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041] 參見圖2,本發(fā)明實(shí)施例公開了一種坡道起步輔助控制方法，以使車輛在坡道上實(shí) 現(xiàn)安全起步，包括：
[0042]步驟201:判斷車輛是否滿足坡道起步輔助條件;若滿足，進(jìn)入步驟202;否則，返回 步驟201;
[0043] 車輛停在坡道上時(shí)車速為零，若此時(shí)檔位為前進(jìn)檔，則坡道起步輔助功能處于待 啟動(dòng)狀態(tài);在此狀態(tài)下，如果車輛所在坡道的坡度較?。碏2<F1)，則在駕駛員松開制動(dòng) 踏板后車輛將前行，如果車輛所在坡道的坡度9較大（即F2 >F1 )，則在駕駛員松開制動(dòng)踏板 后電機(jī)將被車輪倒拖而反轉(zhuǎn)，那么當(dāng)檢測到電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過某一設(shè)定值時(shí)，即可認(rèn)為發(fā) 生了溜坡(理論上應(yīng)當(dāng)以電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過零作為發(fā)生溜坡的判斷標(biāo)準(zhǔn)，但由于車輛傳動(dòng) 系統(tǒng)有一定的間隙和柔性，同時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速也有一定的采集精度，所以車輛后溜一定距離時(shí) 才會(huì)引起可識(shí)別的電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速V，而車速的采集精度相比電機(jī)轉(zhuǎn)速則更差，所以可以以電 機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過v作為發(fā)生溜坡的判斷標(biāo)準(zhǔn)），需要啟動(dòng)坡道起步輔助功能?；诖?，本發(fā)明 實(shí)施例以以下三點(diǎn)同時(shí)成立作為車輛滿足坡道起步輔助條件的判斷標(biāo)準(zhǔn):①車速為零;② 檔位為前進(jìn)檔;③電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過v，v的取值根據(jù)具體車輛標(biāo)定。
[0044] 步驟202:獲取車輛所在坡道的坡度，再根據(jù)所述車輛所在坡道的坡度計(jì)算坡道起 步輔助扭矩，其中，所述坡道起步輔助扭矩為保持車輛靜止所需執(zhí)行的電機(jī)輸出扭矩；
[0045] 正常的電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模式，是控制電機(jī)輸出油門踏板給定的電機(jī)輸出扭矩。但由 于車輛溜坡時(shí)駕駛員尚未來得及踩下油門踏板，因此本發(fā)明實(shí)施例在車輛溜坡時(shí)啟用一種 特殊的電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模式，該模式根據(jù)車輛所在坡道的坡度計(jì)算出保持車輛靜止所需執(zhí)行 的電機(jī)輸出扭矩，并作為指令發(fā)送給電機(jī)控制器進(jìn)行執(zhí)行，從而通過對車輪施加驅(qū)動(dòng)來使 車輛保持在靜止?fàn)顟B(tài)。所述特殊的電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模式，即為車輛需要配置的坡道起步輔助 功能;所述保持車輛靜止所需執(zhí)行的電機(jī)輸出扭矩，就稱為坡道起步輔助扭矩。
[0046] 其中，根據(jù)車輛所在坡道的坡度計(jì)算所述坡道起步輔助扭矩的方法及推導(dǎo)過程如 下：
[0047] 在不考慮靜摩擦力的情況下，根據(jù)車輛所在坡道的坡度計(jì)算所述坡道起步輔助扭 矩的公式為
[0048] 7' = /；x/'xG'xsinf)
[0049] 式中，T為坡道起步輔助扭矩，η為從車輪端到電機(jī)端的速比，r為車輪半徑，G為車 輛所受重力，3為車輛所在坡道的坡度。
[0050] 但因?yàn)橛徐o摩擦力作用，所以坡道起步輔助扭矩會(huì)在/7XrxGxSin3上下浮動(dòng) /7XrxGxfxcos3<為車輛的靜摩擦系數(shù)，因此坡道起步輔助扭矩的理論計(jì)算公式應(yīng)當(dāng)為 7' = "XrXGX(sin 3 + (Xcos:3)。但為實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出扭矩的快速響應(yīng)，同時(shí)為避免電機(jī)輸出 扭矩過沖，因此本實(shí)施例推薦把於乘以一定系數(shù)δ后再增加至忉xrxGXsind 上，從而得到最終的坡道起步輔助扭矩計(jì)算公式
[0051 ] T = /； X r X G X (sin d + δχζχ cos ?))
[0052]其中，δ為轉(zhuǎn)矩浮動(dòng)系數(shù)，其取值需根據(jù)具體車型來標(biāo)定。最終計(jì)算出的坡道起步 輔助扭矩不能作濾波處理，需要電機(jī)盡快響應(yīng)。
[0053]其中，車輛所在坡道的坡度可通過傾角傳感器直接測量得到；也可采用一定的計(jì) 算方式獲得，如:車輛停在坡道上時(shí)，由于F2>F1時(shí)車輛就會(huì)后溜，那么可通過計(jì)算車輛后 溜效果參數(shù)反向推導(dǎo)出車輛所在坡道的坡度。具體的推