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，在駕駛員從制動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 坡道上起步時提供一定的輔助，從而使車輛在坡道上實現(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 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)行的電機輸出扭矩；
[0009] 控制電機輸出所述坡道起步輔助扭矩，直至油門踏板給定的電機輸出扭矩大于等 于所述坡道起步輔助扭矩時，才開始控制電機輸出所述油門踏板給定的電機輸出扭矩。
[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，且檔位為前進檔， 且電機反轉(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踏板 開始計時至檢測到電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速所用的時間;L為車輛在所述t時間內(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) 時間達到設(shè)定時長時，控制電機停轉(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算坡道起步輔助扭矩，最后控制電機輸出 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，控制電機輸出所述油門踏板給定的電機輸出扭矩。
[0024] 其中，所述功能啟動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，且檔位為前進檔，且電機反轉(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 動踏板開始計時至檢測到電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速所用的時間；L為車輛在所述t時間內(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)時間達到設(shè)定時長 時，控制電機停轉(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后溜，本發(fā)明在駕駛員 松開制動踏板時對車輪施加驅(qū)動來阻止車輛后溜，使之繼續(xù)保持在靜止?fàn)顟B(tài)，從而為駕駛 員從制動踏板切換至油門踏板提供了充裕的操控時間，進而使車輛在坡道上實現(xiàn)了安全起 步，同時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)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(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。
【具體實施方式】
[0038] 車輛停在坡道上時會受到重力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 擦力會試圖阻止車輛移動;但若車輛所在坡道的坡度δ大到一定程度而使F2>F1時，就會導(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踏板才能使車輛保 持靜止。
[0039] 但是，車輛在坡道上起步時需要駕駛員先松開制動踏板再踩下油門踏板，而在0較 大的情況下，在駕駛員從制動踏板切換至油門踏板的空檔必然會發(fā)生溜車，因此有必要在 此空檔啟動坡道起步輔助功能以使車輛能夠在短時間內(nèi)繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)，從而為駕駛員 從制動踏板切換至油門踏板提供充裕的操作時間，進而使車輛在坡道上實現(xiàn)安全起步。所 述坡道起步輔助功能的實現(xiàn)方案即是本發(fā)明實施例所要闡述的技術(shù)方案。
[0040] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0041] 參見圖2,本發(fā)明實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 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，進入步驟202;否則，返回 步驟201;
[0043] 車輛停在坡道上時車速為零，若此時檔位為前進檔，則坡道起步輔助功能處于待 啟動狀態(tài);在此狀態(tài)下，如果車輛所在坡道的坡度較小（即F2<F1)，則在駕駛員松開制動 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踏板 后電機將被車輪倒拖而反轉(zhuǎn)，那么當(dāng)檢測到電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過某一設(shè)定值時，即可認為發(fā) 生了溜坡(理論上應(yīng)當(dāng)以電機反轉(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 系統(tǒng)有一定的間隙和柔性，同時電機轉(zhuǎn)速也有一定的采集精度，所以車輛后溜一定距離時 才會引起可識別的電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速V，而車速的采集精度相比電機轉(zhuǎn)速則更差，所以可以以電 機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速超過v作為發(fā)生溜坡的判斷標(biāo)準(zhǔn)），需要啟動坡道起步輔助功能?；诖?，本發(fā)明 實施例以以下三點同時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 檔位為前進檔;③電機反轉(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)行的電機輸出扭矩；
[0045] 正常的電機轉(zhuǎn)矩控制模式，是控制電機輸出油門踏板給定的電機輸出扭矩。但由 于車輛溜坡時駕駛員尚未來得及踩下油門踏板，因此本發(fā)明實施例在車輛溜坡時啟用一種 特殊的電機轉(zhuǎn)矩控制模式，該模式根據(jù)車輛所在坡道的坡度計算出保持車輛靜止所需執(zhí)行 的電機輸出扭矩，并作為指令發(fā)送給電機控制器進行執(zhí)行，從而通過對車輪施加驅(qū)動來使 車輛保持在靜止?fàn)顟B(tài)。所述特殊的電機轉(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] 但因為有靜摩擦力作用，所以坡道起步輔助扭矩會在/7XrxGxSin3上下浮動 /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算公式應(yīng)當(dāng)為 7' = "XrXGX(sin 3 + (Xcos:3)。但為實現(xiàn)電機輸出扭矩的快速響應(yīng)，同時為避免電機輸出 扭矩過沖，因此本實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算公式
[0051 ] T = /； X r X G X (sin d + δχζχ cos ?))
[0052]其中，δ為轉(zhuǎn)矩浮動系數(shù)，其取值需根據(jù)具體車型來標(biāo)定。最終計算出的坡道起步 輔助扭矩不能作濾波處理，需要電機盡快響應(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 算方式獲得，如:車輛停在坡道上時，由于F2>F1時車輛就會后溜，那么可通過計算車輛后 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