CN111186310B - 一种防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备 - Google Patents

一种防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备，涉及车辆技术领域。本发明的防止车辆溜坡的控制方法，根据车辆实际行驶方向与驾驶员需求行驶方向的一致性及变速器挡位信息，对坡道上的车辆进行监控，当发生溜坡现象时，通过调节驱动扭矩或控制车辆紧急制动以阻止车辆溜坡。相对于现有技术，本发明能够消除现有的防溜坡方法因控制系统异常而导致的安全隐患，提高了车辆防溜坡功能的完整性，从而极大地提高了车辆的安全性。

Description

一种防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备。
背景技术
当车辆在坡道上起步或运行时，由于多种因素，如未装配坡道传感器或者传感器信号异常、电机等扭矩输出单元异常等，可能会导致车辆在坡道上溜坡，导致发生安全事故。
已有的专利公开了一种防溜坡控制方法、装置及电动汽车，所述电动汽车包括电机，且采用PID控制系统，包括PID速度环和PID电流环；当电动汽车处于溜坡状态时，获取电动汽车的当前速度；根据电机电流和当前速度，利用能量守恒定律计算出电动汽车的稳定电流值；根据稳定电流值，计算补偿电流；将电机的实际转速输入PID速度环进行计算，得到转矩电流；将补偿电流和转矩电流输入PID电流环，以对电动汽车进行控制，缩短溜坡距离。
另有专利公开了一种电动汽车坡道起步辅助方法，包括：满足行驶条件后，对超时计数器清零，进入坡道辅助起步模式：获取电动汽车运行参数；如果当前踏板开度为0，则根据当前档位值、当前倾角传感器值，确定车辆运行状态；确定车辆运行状态后，根据当前倾角传感器值与当前车速，进入加载扭矩模式或者速度闭环控制操作模式；车辆在不同的运行状态，在加载扭矩模式，扭矩加载后，超时计数器加1，并判断超时计数器是否达到时间阈值；如果是，则退出坡道辅助起步模式；否则返回坡道辅助起步模式；在速度闭环控制操作模式，如果踏板开度大于0，退出坡道辅助起步模式，通过采集汽车行驶数据和倾角传感器信号提高车辆坡道起步的安全。
现有技术的方案中需要控制系统有个前提：动力输出单元(如电机)能正常响应主控制单元(如整车控制器)扭矩请求，或者，整车装配有坡道传感器及信号无异常。但是，在防止车辆溜坡的整个控制链路中可能会存在多种异常情况，此时，会导致控制系统最终不能正常执行控制逻辑，进而导致车辆存在溜坡的安全隐患。
因此，有必要提出一种防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备，用以克服上述背景技术中的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种防止车辆溜坡的控制方法，包括以下步骤：
获取驾驶员需求行驶方向和车辆实际行驶方向信息；
判断所述车辆实际行驶方向与所述驾驶员需求行驶方向是否一致；
若所述车辆实际行驶方向与所述驾驶员需求行驶方向不一致，则获取变速器挡位信息；
判断所述变速器挡位是否处于前进挡或后退挡；
若所述变速器挡位处于前进挡或后退挡，则通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡，若所述变速器挡位不处于前进挡或后退挡，则控制车辆紧急制动。
进一步地，若所述变速器挡位处于前进挡或后退挡，则通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡包括：
获取车辆的当前车速和溜坡时间信息；
根据所述当前车速和所述溜坡时间，计算车辆的实际溜坡距离；
根据所述当前车速和所述实际溜坡距离，计算坡道扭矩补偿；
获取车辆的正常驱动扭矩；
根据所述坡道扭矩补偿和所述正常驱动扭矩，输出最终扭矩。
进一步地，在根据所述坡道扭矩补偿和所述正常驱动扭矩，输出最终扭矩之后，还包括：
根据所述当前车速，计算溜坡距离阈值；
判断所述实际溜坡距离是否大于所述溜坡距离阈值；
若所述实际溜坡距离大于所述溜坡距离阈值，则控制车辆紧急制动，若所述实际溜坡距离不大于所述溜坡距离阈值，则持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息，当所述驾驶员当前需求行驶方向与所述当前实际行驶方向不一致时，则继续通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡。
进一步地，在根据所述坡道扭矩补偿和所述正常驱动扭矩，输出最终扭矩之后，还包括：
判断所述溜坡时间是否大于预设的溜坡时间阈值；
若所述溜坡时间大于预设的溜坡时间阈值，则控制车辆紧急制动，若所述溜坡时间不大于预设的溜坡时间阈值，则持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息，当所述驾驶员当前需求行驶方向与所述当前实际行驶方向不一致时，则继续通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡。
进一步地，在持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息之后，还包括：当所述驾驶员当前需求行驶方向与所述当前实际行驶方向一致时，则控制输出最小恢复补偿扭矩。
进一步地，当所述驾驶员当前需求行驶方向与所述当前实际行驶方向一致时，则控制输出最小恢复补偿扭矩，具体包括：
根据所述当前车速计算最小恢复补偿扭矩；
控制输出溜坡补偿扭矩逐渐减小至最小恢复补偿扭矩。
进一步地，若所述变速器挡位不处于前进挡或后退挡，则控制车辆紧急制动包括：
发送紧急制动信息；
根据所述紧急制动信息，控制车辆紧急制动。
进一步地，在发送紧急制动信息之前，还包括：
发送车辆驱动扭矩为零的请求；
根据所述驱动扭矩请求，控制车辆输出扭矩为零。
相应地，本发明还提供一种防止车辆溜坡的控制装置，用于实现上述的防止车辆溜坡的控制方法，该防止车辆溜坡的控制装置包括：
信息获取模块，用于获取驾驶员需求行驶方向、车辆实际行驶方向信息和变速器挡位信息；
第一判断模块，用于判断所述车辆实际行驶方向与所述驾驶员需求行驶方向是否一致；
第二判断模块，用于判断所述变速器挡位是否处于前进挡或后退挡；
控制模块，用于根据所述车辆实际行驶方向与所述驾驶员需求行驶方向的一致性及所述变速器挡位信息，控制通过调节驱动扭矩或控制车辆紧急制动以阻止车辆溜坡。
相应地，本发明还提供一种防止车辆溜坡的设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现上述的防止车辆溜坡的控制方法。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明的防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备，通过判断驾驶员需求行驶方向与车辆实际行驶方向的一致性，以及变速器的挡位，对坡道上的车辆进行监控，当发生溜坡现象时，控制通过调节驱动扭矩或控制车辆紧急制动以阻止车辆溜坡，相比于现有技术，本发明的防止车辆溜坡的控制方法，能够消除现有的防溜坡方法因控制系统出现异常导致的安全隐患，提高了车辆防溜坡功能的完整性，从而极大地提高了车辆的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明实施例的防止车辆溜坡的控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的防止车辆溜坡的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例
现有技术的防溜坡方法需要控制系统满足以下条件：动力输出单元(如电机)能正常响应主控制单元(如整车控制器)扭矩请求，或者，整车装配有坡道传感器及信号无异常。但是如果发生以下情况，将不能有效达到防溜坡的功能：
a、正常情况下，动力输出单元从通讯网络上获取主控制单元扭矩请求，但是如果扭矩请求报文在网络上通讯异常，如信号丢失，甚至受干扰而发生变化，动力输出单元将无法正确响应主控制单元发出的防止溜坡扭矩，导致车辆溜坡；
b、假设动力输出单元正确获取了主控制单元发出的防止溜坡扭矩，但是由于动力输出单元硬件故障，无法输出正确的防溜坡扭矩，导致车辆溜坡；
c、整车装配的坡道传感器异常，信号不可信，使主控制单元计算的防溜坡扭矩不准确，导致车辆溜坡。
总之，在整个控制链路中可能会存在多种异常情况，导致最终不能正常执行控制逻辑，存在安全隐患。
针对上述问题，为了提高防溜坡功能的完整性，本实施例提供了一种防止车辆溜坡的控制方法，参阅图1，本实施例中的防止车辆溜坡的控制方法包括以下步骤：
获取驾驶员需求行驶方向和车辆实际行驶方向信息；
判断车辆实际行驶方向与驾驶员需求行驶方向是否一致；
若车辆实际行驶方向与驾驶员需求行驶方向不一致，则获取变速器挡位信息；
判断变速器挡位是否处于前进挡或后退挡；
若变速器挡位处于前进挡或后退挡，则通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡，若变速器挡位不处于前进挡或后退挡，则控制车辆紧急制动。
本实施例中的防止车辆溜坡的方法，依据驾驶员需求行驶方向对车辆实际行进方向进行监控，当出现实际车辆行驶方向与驾驶员需求行驶方向不一致时，首先，通过调节驱动扭矩，主动放大驱动扭矩，可有效解决上述问题c；如果由于上述问题a或b导致车辆继续溜坡并达到一定距离后，通过紧急制动，使车辆停止溜坡。本实施例的防止车辆溜坡的控制方法，通过判断驾驶员需求行驶方向与车辆实际行驶方向的一致性，以及变速器的挡位，对坡道上的车辆进行监控，当发生溜坡现象时，控制通过调节驱动扭矩或控制车辆紧急制动以阻止车辆溜坡。相比于现有技术，本实施例的防止车辆溜坡的控制方法，能够消除现有的防溜坡方法因控制系统出现异常导致的安全隐患，提高了车辆防溜坡功能的完整性，从而极大地提高了车辆的安全性。
作为一种具体的实施方式，挡位信息包括驻车挡、空挡、前进挡、倒挡，可以从通讯网络上获取或者计算出，可以从挡位信息判断驾驶员需求行驶方向。若挡位信号是前进挡，则判断驾驶员需求行驶方向为前进；若挡位信号是倒挡，则判断驾驶员需求行驶方向为后退；若挡位信号为驻车挡或者空挡，则判断驾驶员无行驶需求。
作为一种具体的实施方式，车辆实际行驶方向可以由主控制器从通讯网络上获取或者根据车速计算。在根据车辆实际车速判断车辆实际行驶方向时，若车辆实际车速是正值，则判断车辆实际行驶方向是前进；若车辆实际车速是负值，判断车辆实际行驶方向是后退；若车辆实际车速是0，判断车辆状态是停止。
作为一种具体的实施方式，驾驶员需求行驶方向为前进且车辆实际行驶方向是前进，或者，驾驶员需求行驶方向为后退且车辆实际行驶方向是后退，或者，驾驶员无行驶需求且车辆状态是静止，此时认为车辆无溜坡，无需进行溜坡处理；否则，判断为车辆溜坡，进行溜坡处理。
作为一种具体的实施方式，若变速器挡位处于前进挡或后退挡，则通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡包括：
获取车辆的当前车速和溜坡时间信息；
根据当前车速和溜坡时间，计算车辆的实际溜坡距离；
根据当前车速和实际溜坡距离，计算坡道扭矩补偿；
获取车辆的正常驱动扭矩；
根据坡道扭矩补偿和正常驱动扭矩，输出最终扭矩。
本实施例中，判定为溜坡状态后，基于当前车速和溜坡距离计算坡道扭矩补偿值。当溜坡车速越大，溜坡距离越大，计算出的坡道扭矩补偿值越大。该补偿值与正常驱动扭矩计算相加，发送到动力输出单元，提高扭矩输出以阻止车辆继续溜坡。
作为一种具体的实施方式，在根据坡道扭矩补偿和正常驱动扭矩，输出最终扭矩之后，还包括：
根据当前车速，计算溜坡距离阈值；
判断实际溜坡距离是否大于溜坡距离阈值；
若实际溜坡距离大于溜坡距离阈值，则控制车辆紧急制动，若实际溜坡距离不大于溜坡距离阈值，则持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息，当驾驶员当前需求行驶方向与当前实际行驶方向不一致时，则继续通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡。
本实施例中，溜坡距离阈值是用于判定何时进入紧急制动处理阶段，该距离阈值根据实际车速值计算，车速越高，溜坡距离阈值越小；反之，溜坡距离阈值越大。
作为一种具体的实施方式，在根据坡道扭矩补偿和正常驱动扭矩，输出最终扭矩之后，还包括：
判断溜坡时间是否大于预设的溜坡时间阈值；
本实施例中，若溜坡时间大于预设的溜坡时间阈值，则控制车辆紧急制动，若溜坡时间不大于预设的溜坡时间阈值，则持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息，当驾驶员当前需求行驶方向与当前实际行驶方向不一致时，则继续通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡。
本实施例中，从控制调节驱动扭矩以阻止溜坡开始计时，当车辆实际溜坡时间大于预设的溜坡时间阈值，则进入紧急制动处理阶段。
作为一种具体的实施方式，在持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息之后，还包括：当驾驶员当前需求行驶方向与当前实际行驶方向一致时，则控制输出最小恢复补偿扭矩。
作为一种具体的实施方式，当驾驶员当前需求行驶方向与当前实际行驶方向一致时，则控制输出最小恢复补偿扭矩，具体包括：
根据当前车速计算最小恢复补偿扭矩；
控制输出溜坡补偿扭矩逐渐减小至。
本实施例中，当车辆状态从溜坡转换为正常方向驱动，并在正常方向逐渐提高车速后，就可以逐渐减小坡道补偿扭矩了。本实施例基于车速对最小恢复补偿扭矩值进行计算。当车辆刚从溜坡状态转换为正常方向驱动时，车速很低，计算出该值较高，意图是不马上减小坡道补偿扭矩；当车速慢慢在正常方向提升后，计算出该值较低，开始慢慢减小坡道补偿扭矩。输出最小恢复补偿扭矩后，返回至开始时的获取驾驶员需求行驶方向和车辆实际行驶方向信息步骤，以持续监控车辆的溜坡状态。
作为一种具体的实施方式，若变速器挡位不处于前进挡或后退挡，则控制车辆紧急制动包括：
发送车辆驱动扭矩为零的请求；
根据驱动扭矩请求，控制车辆输出扭矩为零，
发送紧急制动信息；
根据紧急制动信息，控制车辆紧急制动。
本实施例中，当车辆在空挡/P挡出现溜坡，或者在前进/后退挡溜坡经过调节驱动扭矩的方式无改善后，则控制车辆紧急制动，以最快速度实现刹车保证安全。控制车辆紧急制动时，将驱动扭矩设置为0Nm，向制动控制单元持续发送紧急制动信号，由制动模块控制车辆进行刹车制动，当车辆静止后，控制器向通讯总线上发送P挡请求，请求整车自动落入P挡。
本发明的另一实施例还提供一种防止车辆溜坡的控制装置，用于实现上述实施例中的防止车辆溜坡的控制方法，参阅图2，本实施例中防止车辆溜坡的控制装置，包括信息获取模块，用于获取驾驶员需求行驶方向、车辆实际行驶方向信息和变速器挡位信息；第一判断模块，用于判断车辆实际行驶方向与驾驶员需求行驶方向是否一致；第二判断模块，用于判断变速器挡位是否处于前进挡或后退挡；控制模块，用于根据车辆实际行驶方向与驾驶员需求行驶方向的一致性及变速器挡位信息，控制通过调节驱动扭矩或控制车辆紧急制动以阻止车辆溜坡。
本发明的另一实施例还提供一种防止车辆溜坡的设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述实施例中的防止车辆溜坡的控制方法。
本发明的上述实施例，具有如下有益效果：
本发明的防止车辆溜坡的控制方法、装置及设备，通过判断驾驶员需求行驶方向与车辆实际行驶方向的一致性，以及变速器的挡位，对坡道上的车辆进行监控，当发生溜坡现象时，控制通过调节驱动扭矩或控制车辆紧急制动以阻止车辆溜坡，相比于现有技术，本发明的防止车辆溜坡的控制方法，能够消除现有的防溜坡方法因控制系统出现异常导致的安全隐患，提高了车辆防溜坡功能的完整性，从而极大地提高了车辆的安全性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种防止车辆溜坡的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取驾驶员需求行驶方向和车辆实际行驶方向信息；
判断所述车辆实际行驶方向与所述驾驶员需求行驶方向是否一致；
若所述车辆实际行驶方向与所述驾驶员需求行驶方向不一致，则获取变速器挡位信息；
判断所述变速器挡位是否处于前进挡或后退挡；
若所述变速器挡位处于前进挡或后退挡，则通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡，若所述变速器挡位不处于前进挡或后退挡，则控制车辆紧急制动；
若所述变速器挡位处于前进挡或后退挡，则通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡包括：
获取车辆的当前车速和溜坡时间信息；
根据所述当前车速和所述溜坡时间，计算车辆的实际溜坡距离；
根据所述当前车速和所述实际溜坡距离，计算坡道扭矩补偿；
获取车辆的正常驱动扭矩；
根据所述坡道扭矩补偿和所述正常驱动扭矩，输出最终扭矩；
在根据所述坡道扭矩补偿和所述正常驱动扭矩，输出最终扭矩之后，还包括：
根据所述当前车速，计算溜坡距离阈值；
判断所述实际溜坡距离是否大于所述溜坡距离阈值；
若所述实际溜坡距离大于所述溜坡距离阈值，则控制车辆紧急制动，若所述实际溜坡距离不大于所述溜坡距离阈值，则持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息，当所述驾驶员当前需求行驶方向与所述当前实际行驶方向不一致时，则继续通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡；或
判断所述溜坡时间是否大于预设的溜坡时间阈值；
若所述溜坡时间大于预设的溜坡时间阈值，则控制车辆紧急制动，若所述溜坡时间不大于预设的溜坡时间阈值，则持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息，当所述驾驶员当前需求行驶方向与所述当前实际行驶方向不一致时，则继续通过调节驱动扭矩阻止车辆溜坡。
2.根据权利要求1所述的防止车辆溜坡的控制方法，其特征在于，在持续获取驾驶员当前需求行驶方向和当前实际行驶方向信息之后，还包括：当所述驾驶员当前需求行驶方向与所述当前实际行驶方向一致时，则控制输出最小恢复补偿扭矩。
3.根据权利要求2所述的防止车辆溜坡的控制方法，其特征在于，当所述驾驶员当前需求行驶方向与所述当前实际行驶方向一致时，则控制输出最小恢复补偿扭矩，具体包括：
根据所述当前车速计算最小恢复补偿扭矩；
控制输出溜坡补偿扭矩逐渐减小至最小恢复补偿扭矩。
4.根据权利要求1所述的防止车辆溜坡的控制方法，其特征在于，若所述变速器挡位不处于前进挡或后退挡，则控制车辆紧急制动包括：
发送紧急制动信息；
根据所述紧急制动信息，控制车辆紧急制动。
5.根据权利要求4所述的防止车辆溜坡的控制方法，其特征在于，在发送紧急制动信息之前，还包括：
发送车辆驱动扭矩为零的请求；
根据所述驱动扭矩请求，控制车辆输出扭矩为零。
6.一种防止车辆溜坡的控制装置，用于实现权利要求1-5中任一项所述的防止车辆溜坡的控制方法，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取驾驶员需求行驶方向、车辆实际行驶方向信息和变速器挡位信息；
第一判断模块，用于判断所述车辆实际行驶方向与所述驾驶员需求行驶方向是否一致；
第二判断模块，用于判断所述变速器挡位是否处于前进挡或后退挡；
控制模块，用于根据所述车辆实际行驶方向与所述驾驶员需求行驶方向的一致性及所述变速器挡位信息，控制通过调节驱动扭矩或控制车辆紧急制动以阻止车辆溜坡。
7.一种防止车辆溜坡的设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-5中任一项所述的防止车辆溜坡的控制方法。
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