CN110143199B - 商用车车重自适应坡道起步控制方法 - Google Patents

商用车车重自适应坡道起步控制方法 Download PDF

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    • B60W40/06—Road conditions
    • B60W40/076—Slope angle of the road

Abstract

本发明公开一种商用车车重自适应坡道起步控制方法，包括如下步骤：(10)车型分类：将商用车分类，并选定每类车型的坡道起步控制参数；(20)目标车型匹配：根据目标车型，选择对应的坡道起步控制参数；(30)坡道起步控制：依照选择的控制参数，对目标车辆进行坡道起步控制。本发明的商用车车重自适应坡道起步控制方法，无需进行复杂的标定工作，即可实现对每辆商用车坡道起步的精准控制。

Description

商用车车重自适应坡道起步控制方法
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，特别是一种无需标定、适应性好的商用车车重自适应坡道起步控制方法。
背景技术
汽车坡道起步时，驾驶员需要协调控制好离合器、油门和制动，以实现车辆平稳起步；若操作不当，会导致车辆熄火甚至发生溜车现象，同时也会给驾驶员带来心理压力和恐慌。坡道起步辅助技术通过控制制动的释放过程，简化驾驶员操作，使车辆平稳、安全起步。对于商用车而言，其装载质量大，某些车型的满载质量是空载质量的数倍，质量变化对坡道起步控制效果的影响很大。
为改善商用车坡道起步针对该问题，现有坡道起步控制采用集成整车质量估计的方法，主要分为以下两类：
一是基于传感器的商用车坡道起步控制。由于车重直接影响悬架挠度，所以许多研究人员利用悬架位置传感器测量悬架挠度，并结合悬架刚度计算载荷进而计算车重的方法，典型如中国发明专利申请“基于悬架压缩量的车辆重量测定方法与装置”(申请号：201710118886.3，公开日：2017.05.17)。但是传感器的安装位置和数量对测量精度影响很大，而且传感器安装所带来的成本上升，尤其是对于拖挂挂车的车辆，限制了此类方法的应用。
二是基于模型的商用车坡道起步控制。其使用车辆纵向动力学模型结合车辆状态信息(如牵引转矩、车速和纵向加速度)来估计质量。中国发明专利申请“基于实时质量识别的商用车辆坡道起步辅助控制方法”(申请号：201810817315.3，公开日：2018.12.25)公开了一种通过加速度传感器来检测车辆运动状态，然后根据模型对整车质量进行识别的坡道起步控制方法。这种方法中质量识别的精度受到车辆参数标定的影响，若要获取较高精度，则需要对车辆参数进行精确标定，难度大，成本高，不适合大规模推广应用。
总之，现有技术存在的问题是：在不增加额外传感器成本和系统复杂度的情况下，要实现对商用车坡道起步精确控制，需要对每辆车进行繁杂的标定工作，难以在商用车领域进行大规模推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种商用车车重自适应坡道起步控制方法，无需进行复杂的标定工作，即可实现对每辆商用车坡道起步的精准控制。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种商用车车重自适应坡道起步控制方法，包括如下步骤：
(10)车型分类：将商用车分类，并选定每类车型的坡道起步控制参数；
(20)目标车型匹配：根据目标车型，选择对应的坡道起步控制参数；
(30)坡道起步控制：依照选择的控制参数，对目标车辆进行坡道起步控制。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1、无需标定：无需额外安装传感器，系统成本、复杂度低；无需进行繁杂的标定工作，只需选择合适的坡道起步控制参数，就能够完成商用车的坡道起步控制；
2、适应性好：能够自适应整车质量的变化，适用于大规模推广应用。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明商用车车重自适应坡道起步控制方法的主流程图。
图2是图1中车型分类步骤的流程图。
图3是图1中坡道起步控制步骤的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明商用车车重自适应坡道起步控制方法，包括如下步骤：
(10)车型分类：将商用车分类，并选定每类车型的坡道起步控制参数；
如图2所示，所述(10)车型分类步骤包括：
(11)空、满载控制参数计算：
坡道起步中，需求驱动转矩百分比T％d和坡道角度θ之间存在以下关系：
Figure BDA0002063086700000021
式中，T％d为CAN总线上发送的发动机或驱动电机的需求驱动转矩百分比，Tmax为发动机或驱动电机的最大驱动转矩，ig为变速器一挡传动比，i0为主减速器传动比，η为传动系机械效率，r为轮胎半径，m为汽车质量，g为重力加速度；
令坡道起步控制参数
Figure BDA0002063086700000031
分别计算每种车型在空载和满载下的坡道起步控制参数，即kn和kf；
计算空载和满载下的坡道起步控制参数时，分别取空载和满载时的汽车质量，其它参数不变。
(12)车型控制参数选择：将kn和kf相近的车型分为一类，并选取每一类下的最大kn和kf作为此类车型的坡道起步控制参数。
(20)目标车型匹配：根据目标车型，选择对应的坡道起步控制参数；
(30)坡道起步控制：依照选择的控制参数，对目标车辆进行坡道起步控制。
如图3所示，所述(30)坡道起步控制步骤包括：
(31)需求驱动转矩百分比计算：根据加速度传感器测得的坡道角度和当前的坡道起步控制参数，计算需求驱动转矩百分比；
所述(31)需求驱动转矩百分比计算步骤中，初始坡道起步控制参数为空载质量对应的kn；
(32)制动控制：根据需求驱动转矩百分比和实时驱动转矩百分比计算需求气压，并控制制动气室的充放气过程；
所述(32)制动控制中的需求气压按下式计算，
对于行车制动：
Figure BDA0002063086700000032
对于驻车制动：
Figure BDA0002063086700000033
式中，T％为实际的转矩百分比，Pd为需求气压，Ps为行车制动完全施加时的制动气室气压，Pp为驻车制动完全解除时的制动气室气压。
(33)车辆运动状态判别：根据加速度传感器测得的车辆纵向加速度判断车辆的运动状态，当出现后溜趋势时，转至(34)控制参数修正步骤；否则转至(35)车辆起步状态判断步骤；
(34)控制参数修正：根据检测到车辆出现后溜趋势的次数，修正坡道起步控制参数，然后转至(31)需求驱动转矩百分比计算；
所述(34)控制参数修正的具体步骤为：
首次检测到后溜趋势时，将控制参数修正为(kn+kf)/2；若依旧出现后溜趋势，则将控制参数修正为kf。然后将修正后的坡道起步控制参数带入(31)重新计算需求驱动转矩百分比。
(35)车辆起步状态判别：当车速大于0，且驱动力大于坡道阻力时，车辆坡道起步完成；否则转至(32)制动控制步骤。
本发明的商用车车重自适应坡道起步控制方法，无需额外安装传感器，系统成本、复杂度低；仅需在前期根据商用车的车型参数进行少量的坡道起步控制参数计算工作，即可开发出针对不同目标车型的控制参数，同时目标车辆只需根据自身的车型参数选择合适的坡道起步控制参数，就能够保证坡道起步的控制效果，无需进行繁杂的标定工作；除此之外，能够通过系统自带的加速度传感器来判断车辆的后溜趋势，然后对控制参数进行修正，能够实现对商用车整车质量的自适应；基于以上优点，本发明提出的商用车车重自适应的坡道起步控制方法具有很强的适用性，能够在商用车领域大规模推广应用。

Claims (5)

1.一种商用车车重自适应坡道起步控制方法，包括如下步骤：
(10)车型分类：将商用车分类，并选定每类车型的坡道起步控制参数；
(20)目标车型匹配：根据目标车型，选择对应的坡道起步控制参数；
(30)坡道起步控制：依照选择的控制参数，对目标车辆进行坡道起步控制；
其特征在于，所述(10)车型分类步骤包括：
(11)空、满载控制参数计算：
令坡道起步控制参数
Figure FDA0002454569950000011
分别计算每种车型在空载和满载下的坡道起步控制参数，即kn和kf；
式中，Tmax为发动机或驱动电机的最大驱动转矩，ig为变速器一挡传动比，i0为主减速器传动比，η为传动系机械效率，r为轮胎半径，m为汽车质量，g为重力加速度；
(12)车型控制参数选择：将kn和kf相近的车型分为一类，并选取每一类下的最大kn和kf作为此类车型的坡道起步控制参数。
2.根据权利要求1所述的坡道起步控制方法，其特征在于，所述(30)坡道起步控制步骤包括：
(31)需求驱动转矩百分比计算：根据加速度传感器测得的坡道角度和当前的坡道起步控制参数，计算需求驱动转矩百分比；
(32)制动控制：根据需求驱动转矩百分比和实时驱动转矩百分比计算需求气压，并控制制动气室的充放气过程；
(33)车辆运动状态判别：根据加速度传感器测得的车辆纵向加速度判断车辆的运动状态，当出现后溜趋势时，转至(34)控制参数修正步骤；否则转至(35)车辆起步状态判断步骤；
(34)控制参数修正：根据检测到车辆出现后溜趋势的次数，修正坡道起步控制参数，然后转至(31)需求驱动转矩百分比计算；
(35)车辆起步状态判别：当车速大于0，且驱动力大于坡道阻力时，车辆坡道起步完成；否则转至(32)制动控制步骤。
3.根据权利要求2所述的坡道起步控制方法，其特征在于，
所述(31)需求驱动转矩百分比计算步骤中，初始坡道起步控制参数为空载质量对应的kn。
4.根据权利要求2所述的坡道起步控制方法，其特征在于，所述(32)制动控制中的需求气压按下式计算，
对于行车制动：
Figure FDA0002454569950000021
对于驻车制动：
Figure FDA0002454569950000022
式中，T％为实际的转矩百分比，T％d为需求驱动转矩百分比，Pd为需求气压，Ps为行车制动完全施加时的制动气室气压，Pp为驻车制动完全解除时的制动气室气压。
5.根据权利要求2所述的坡道起步控制方法，其特征在于，所述(34)控制参数修正的具体步骤为：
首次检测到后溜趋势时，将控制参数修正为(kn+kf)/2；若依旧出现后溜趋势，则将控制参数修正为kf。
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