CN104228828B - 车辆自动保持系统的控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆自动保持系统的控制方法，其包括：一旦接收到车辆的制动信号，即确定车辆所在路面相对于水平线的角度；基于所确定的角度设置最大自动保持时间并指示所述自动保持系统启动自动保持。还提供相应的车辆自动保持系统的控制系统。采用本发明的方法和/或系统可依据路面坡度设置最大保持时间。
Description
技术领域
本发明涉及车辆自动保持技术，具体而言涉及对车辆自动保持功能的控制技术。
背景技术
电子稳定控制（Electronic Stability Control, ESC）近年来在汽车上的应用已很普及，其增强了汽车的稳定性以及增强了汽车在所有工作状况极限范围的车道和方向的控制能力，例如全制动、部分制动、滑行、加速、发动机反拖以及载荷转移。在电子稳定控制中，由电子稳定控制系统所采用的多个传感器来随时监测车辆的行驶状态，比如轮速传感器、偏航率传感器、加速度传感器（纵向和/或横向）、转向角等，从而为电子稳定控制提供所需信息。
除电子稳定控制以外，电子稳定控制系统还提供舒适功能，车辆自动保持就是这样的一种舒适功能。关于车辆自动保持，举例说明如下：在行驶中的车辆停止时，自动保持功能可在驾驶员把脚从制动踏板上移开后仍维持已产生的制动力；在车辆再次开动时，自动保持功能释放。搭载具有自动保持功能的电子稳定系统的车辆，在自动保持功能或者自动保持模式开启的情况下，即可帮助司机实现例示功能。
但是，常规的自动保持，其最大自动保持时间是恒定的。如果车辆在自动保持时间结束时还未开动，则自动保持功能切换到自动驻车制动。如本领域技术人员所知道的那样，这对达成自动保持功能的硬件系统的要求非常高，相应地就增加了车辆的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种车辆自动保持系统的控制方法，依据路面与水平线的角度设置自动保持系统的最大保持时间，从而避免溜车现象的发生。所述控制方法包括：一旦接收到车辆的制动信号，即确定车辆所在路面相对于水平线的角度；基于所确定的角度设置最大自动保持时间并指示所述自动保持系统启动自动保持。
根据本发明的一个方面，所述控制方法还包括：在所述最大自动保持持续时间期间接收到车辆开动信号，即指示所述自动保持控制系统停止自动保持；以及在所述最大自动保持时间结束而未接收到车辆开动信号时，切换到自动驻车制动。
优选地，在上述控制方法中，所述基于所确定的角度设置最大自动保持时间是基于所述最大自动保持持续时间的长短与所确定角度的大小成反比的关系来设置最大自动保持时间。
根据本发明的一个方面，还提供一种车辆自动保持系统的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：第一处理模块，其设置成在接收到车辆的制动信号，即确定车辆所在路面相对于水平线的角度；第二处理模块，其设置成基于所述第一处理模块确定的角度设置最大自动保持时间并指示所述自动保持系统启动自动保持。
根据本发明的又一个方面，提供一种执行如上所述的控制方法和/或包括如上所述的控制系统的车辆自动保持系统。
根据本发明的再一个方面，提供一种包括如上所述的车辆自动保持系统的电子稳定控制系统。
附图说明
图1为流程图，其示意了根据本发明一个示例的车辆自动保持系统的控制方法。
图2是车辆在坡面上的一个示意图。
图3是针对某特定车辆的估算保持力Fhold的曲线图，该估算已将安全偏移计算在内。
图4示意了现有的自动保持系统中，图3中所涉及的特定车辆提供的保持力与液压阀门泄露之间的关系。
图5示意了根据该示例的车辆自动保持系统的控制系统的结构图。
具体实施方式
现在参照附图描述本发明的示意性示例，相同的附图标号表示相同的元件。下文示例而非限制的各实施例有助于本领域技术人员透彻理解本发明。示例中各步骤地执行顺序并取决于标号顺序，例如，标号为14的步骤也可与标号为12的步骤同时执行。同样，各元件、部件、模块及装置在图中的示意仅表明存在这些元件、部件、模块及装置，同时表明它们之间的相对关系，并非限定它们的具体形状。
图1为流程图，其示意了根据本发明一个示例的车辆自动保持系统的控制方法。在本申请中，示意而非限制地以车辆自动保持系统实现在车辆的电子稳定系统中为例进行说明。如已知的那样，电子稳定系统包括用以监测车辆行驶状态的多种传感器。至少这些传感器中的一部分提供本方法执行过程中所需的信息，例如制动信号和开动信号。制动信号或开动信号的获取可基于一个或多个传感器。例如，制动信号可只基于感测制动踏板是否被踩踏的传感器；可替代地，制动信号可基于轮速和车速传感器。作为示例，开动信号可只基于感测油门踏板是否被踩踏的传感器；可替代地，开动信号的获取可基于轮速和车速传感器，或加速度传感器等。
如图1所示，在步骤10，一旦接收到车辆的制动信号，即确定车辆所在路面相对水平线的角度。制动信号表明驾驶员已对车辆实施制动措施，根据本示例，在这种情况下立即确定车辆所在路面相对于水平线的角度。如果路面相对于水平线的角度为0或基本接近0，则表明当前为平坦路面，如果路面相对于水平线的角度大于0，则表明当前路面是具有一定的坡度坡面。可由车辆中已经设置的坡度传感器确定路面相对水平线的角度。本文所有示例中，也将所确定的路面与水平线之间的角度称为坡度，该坡度在路面为平坦路面的情况下值为0。此外，需要说明的是，由于车辆的纵轴与车辆所在路面平行，因此车辆所在路面相对于水平线的角度也是车辆纵轴相对于水平线的角度。
在步骤12，基于所确定的角度设置最大自动保持时间并指示车辆自动保持系统启动自动保持。在本申请中，“最大自动保持时间”指的是车辆进入制动状态时自动保持系统开始工作到自动保持系统在没有接收到车辆再次开动的信号的情况下停止自动保持之间的时间。
在进一步说明本步骤之前，结合图2，3和4对自动保持进行说明。
图2是车辆在坡面上的一个示意图。如图，车辆20处在坡面30上。坡面30与水平面32之间的角度203为α，即坡度为α。车辆20在坡面30上受到重力G的作用，如果不通过车辆的动力部件（例如发动机）施加克服重力G的力，则车辆20会倒滑。为此，车辆将提供保持力Fhold，在其与路面30给予车辆的支持力、路面30与车辆轮胎的摩擦力、重力G形成平衡时便可以保持车辆不动。FHold可按照等式（1）求解：
（1）
其中，Fhold为车辆动力部件提供的保持力，m为车辆质量，为重力加速度，α为坡度。
根据等式（1）可知坡度（0度～90度）越大，Fhold越大。所以对于不同的坡度，车辆动力部件输出的力不同，且坡度越大，输出的力越大。
图3是针对某特定车辆的估算保持力Fhold的曲线图，该估算已将安全偏移计算在内。图3的横坐标变量表征路面的坡度，纵坐标表示在一定坡度下要将车辆保持在具有该坡度的路面所需要的保持力；其中，横坐标的变量为百分比形式的坡度Slop_in_percent，它与实际坡度之间的换算关系如等式（2）所示：
（2）
其中，Slop_in_degree为以度数表示的坡度。按照等式（2），图3中横坐标为30的情况下，亦即Slop_in_percent等于30的情况下，实际坡度大约为16.9度，亦即Slop_in_ degree等于16.9。如图所示，对于Slop_in_percent为30的坡面而言，保持力在40 巴（bar）到45巴 （bar）之间，约为43 bar；对于Slop_in_percent为10的坡面而言，保持力在10 bar到20 bar之间，约为15 bar。术语“保持力”在本文中表示使车辆在具有一定坡度的路面上保持静止所需要的力。
图4示意了现有的自动保持系统中，图3中所涉及的特定车辆提供的保持力与液压阀门泄露之间的关系，其中图4中三条曲线表示的是同类液压阀门，但各液压阀门具有不同的性能。曲线1表征一般性能液压阀门泄露情况与保持力之间的关系，曲线2表征最佳性能液压阀门泄露情况与保持力之间的关系，曲线3表征较差性能液压阀门泄露情况与保持力之间的关系。曲线1中，在5 bar到30 bar之间，液压阀门几乎没有泄露情况，因此几乎不存在保持力的损失，在30bar以后每秒的力略有增加，在70 bar的保持力时，液压阀门泄露导致每秒损失约0.25 bar的力。曲线2中，从10 bar到70 bar保持力的整个范围内，基本不存在液压阀门泄露，相应地，保持力的损失为近乎0。曲线3中，在10 bar到31 bar之间，因液压阀门泄露情况每秒约损失大约1 bar的力，在31bar之后每秒损失的力更多，在70 bar保持每秒损失近2.5 bar的力。不难看出：对于一般性能和较差性能的液压阀门而言，在保持力越大的情况下，泄露情况越严重。如背景技术所提到的，现有技术中的自动保持系统，其最大保持时间T对所有的坡度而言是相同的。参考图3，表征为40的坡面所需保持力在50 bar到60 bar之间，约55 bar；参考图4中的曲线1，55 bar的保持力时，液压阀门泄露每秒损失约0.18 bar的力。参考图3，表征为10的坡面，保持力在10 bar到20 bar之间，约15 bar；参考图4中的曲线1，15 bar时，液压阀门泄露每秒损失的力约为0。显然，采用一般性能的液压阀门时，位于大坡度坡面上的未开动车辆，其保持力将因液压阀门泄露而更快地下降到安全阈值以下，在保持力下降到安全阈值以下，如车辆还未开动且车辆在坡面的停止时间也未达到设定的最大保持时间T，则产生溜车现象。对性能较差的阀门（如图4中的曲线3所示），液压阀门泄露导致的保持力损失更快，因而更容易产生溜车现象，除非车辆在保持力未降到安全阈值以下时已再次开动。因此，按照现有的技术方案，需要通过采用最佳性能的液压阀门，这无疑增大了产品成本。
据此，根据本发明的示例，在图1的步骤12中，最大自动保持时间是可变的，即，在确定了车辆所在路面的坡度时便基于该坡度设置最大启动时间。根据本发明的一个优选示例，所述最大自动保持时间的长短与所确定角度，即坡度的大小成反比。在本申请中，术语“反比”应做广义理解，其可表现为线性变化也表现为非线性变化，其呈现出的是在坡度增大的情况下，最大自动保持时间变小，但自动坡度的变化与最大自动保持时间的变化之间不一定呈线性。举例来说，在确定当前的路面为坡面且坡度为40的情况下，为其设置最大自动保持时间T2，在确定当前的路面为坡面且坡度为20的情况下，为其设置最大自动保持时间T1，在确定当前路面为平坦路面的情况下，设定最大自动保持时间例如为T，其中，T>T1>T2。
根据本发明的一个示例，如果在最大自动保持时间期间接收到车辆开动信号，即指示自动保持系统停止自动保持，在此，“停止”表示终止本次自动保持操作；如果在最大自动保持时间结束而未接收到车辆开动信号时，则切换到自动驻车制动。
如上所述，根据本发明的各示例，车辆的自动保持时间与路面坡度成反向变化。这样，在坡度大的路面，由于自动保持时间短，所以可实现未接收到车辆开动信号的情况下，在液压阀门泄露所导致的保持力损失未到安全阈值以下时，可将车辆切换到自动驻车制动，以避免溜车。
在实际应用中，设置自动保持时间时可进一步考虑车辆中涉及自动保持功能的硬件的品质。例如，针对相同坡度，对于包含质量较差的液压阀门的自动保持系统，所设置的最大自动保持时间可短于针对质量好些的液压阀门所设置的时间。
根据本发明的又一个示例，提供一种车辆自动保持系统的控制系统。图5示意了根据该示例的车辆自动保持系统的控制系统的结构图。其包括第一处理模块60，第二处理模块62和第三处理模块64。第一处理模块60设置成在接收到车辆的制动信号即确定车辆所在路面相对于水平线的角度。第二处理模块62设置成根据第一处理模块60确定的角度，根据基于最大自动保持持续时间长短与所确定角度的大小成反比的关系来设置最大自动保持时间，关于“反比”，如前文所述，应作广义理解。第三处理模块64设置成在最大自动保持时间期间接收到车辆开动信号时即指示自动保持系统停止自动保持，以及在最大自动保持时间结束而未接收到车辆开动信号时切换到自动驻车制动。
如图5所示的系统可实现在车辆的电子稳定系统中，第一处理模块60和第三处理模块64分别与车辆上已经设置的传感器相连接以分别从中获取车辆制动信号和开动信号。例如，第一处理模块60可以与感测制动踏板是否被踩踏的传感器以获得车辆是否被制动的信号，或可替代地，与轮速和车速传感器连接，以获得车速和轮速是否在减小且是否减小到某速度（减小到表征车辆即将停止的速度），由此获得制动信号。第三处理模块64例如可与感测油门踏板是否被踩踏的传感器连接以获得车辆是否开动的信号。同时，第二处理模块62可与车辆上已设置的自动保持系统耦合，以将使其开始自动控制的信号传送该自动保持系统，而第三处理模块62分别与该自动保持系统以及自动驻车系统耦合，从而将停止自动控制的信号传送给该自动保持系统以及在需要时将切换到自动驻车制动的信号传递给该自动驻车制动系统以便其工作。
可以理解到，图5所示的车辆自动保持系统的控制系统可实现为软件、硬件或其结合。
综上所述，根据本发明的各示例，为具有不同坡度的路面，包括坡度约为0的平坦路面，设置针对自动保持系统或自动保持功能的不同的最大保持时间，这就可能实现即使使用品质较低的、用于自动保持功能的硬件（例如液压阀门），也可防止溜车现象的发生。
此外，根据本发明的一个示例，还提供一种包括如上文结合图1所描述的车辆自动保持系统控制方法的车辆自动保持方法。还提供包括如上文结合图5所描述的车辆自动保持系统控制系统的车辆自动保持系统。更进一步，还提供包括这样的车辆自动保持系统的电子稳定控制系统。
尽管已结合附图在上文的描述中，公开了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员可以理解到，可在不脱离本发明精神的情况下，对公开的具体实施例进行变形或修改。本发明的实施例仅用于示意并不用于限制本发明。
Claims (7)
1.一种车辆自动保持系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
一旦接收到车辆的制动信号，即确定车辆所在路面相对于水平线的角度；
基于所确定的角度设置最大自动保持时间以避免车辆因为保持力下降到安全阈值以下而移动，并指示所述自动保持系统启动自动保持；
其中，所述基于所确定的角度设置最大自动保持时间是基于所述最大自动保持持续时间的长短与所确定角度的大小成反比的关系来设置最大自动保持时间。
2.如权利要求1所述的车辆自动保持系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
在所述最大自动保持持续时间期间接收到车辆开动信号，即指示所述自动保持控制系统停止自动保持。
3.一种车辆自动保持系统的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
第一处理模块，其设置成在接收到车辆的制动信号，即确定车辆所在路面相对于水平线的角度；
第二处理模块，其设置成基于所述第一处理模块确定的角度设置最大自动保持时间以避免车辆因为保持力下降到安全阈值以下而移动，并指示所述自动保持系统启动自动保持；
其中，所述第二处理模块设置成基于最大自动保持持续时间长短与所确定角度的大小成反比的关系来设置最大自动保持时间。
4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括:
第三处理模块，其设置成在所述最大自动保持时间期间接收到车辆开动信号时，即指示所述自动保持系统停止自动保持；以及在所述最大自动保持时间结束而未接收到车辆开动信号时，切换到自动驻车制动。
5.一种包括如权利要求1或2所述的车辆自动保持系统的控制方法的车辆自动保持方法。
6.一种包括如权利要求3或4所述的车辆自动保持系统的控制系统的车辆自动保持系统。
7.一种包括如权利要求6所述的车辆自动保持系统的电子稳定控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |