CN111409640B - 坡道起步防溜坡控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种坡道起步防溜坡控制方法、装置、设备及存储介质，涉及车辆控制技术领域。本发明通过识别制动踏板开始松开的时机，在制动力卸载期间，驱动力就开始输出。相对于现有技术，本发明更加智能化，在车辆发生后溜之前就提前输出了驱动力，使输出驱动力和制动力的总和保持与坡道阻力的平衡，能够有效地阻止车辆坡道后溜的发生；而且，本发明的控制方法在制动期间无需一直保持输出一定的驱动力，能够有效避免能源的浪费，且避免了动力源过热的可能性。本发明的坡道起步防溜坡装置，基于VCU自主开发平台，在应用层软件中设置一个计算模块即可实现，没有额外增加零部件，开发成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种坡道起步防溜坡控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着电子技术的发展，电控系统已经应用到车辆的各个领域，目前，车辆普遍配备了很多辅助驾驶的功能，例如HHC(Hill-start Hold Control，坡道起步辅助控制)、HDC(Hill Descent Control，陡坡缓降控制)、AVH(Automatic Vehicle Hold，自动驻车控制)等功能，使得车辆驾驶更便捷、更安全。其中，HHC坡道起步辅助控制功能，其原理是在驾驶员松开制动踏板后，系统继续保持踩下制动踏板产生的制动压力一定时间，给予驾驶员脚离开刹车踩油门的时间。但是HHC坡道起步辅助控制功能只有在4％以上的坡度才会激活，而对于4％以下的小坡度是不激活的。另外，考虑到安全问题，目前的车辆控制都是以刹车优先为原则的，即刹车完全松掉以后才允许输出驱动力，但是由于驱动力的输出也需要时间，所以当车辆停在小坡度上，由于HHC坡道起步辅助控制功能没有激活工作，如果等到驾驶员完全松掉制动踏板以后才允许输出驱动力，由于驾驶员踩油门的操作时间及驱动力响应延时的影响，就会造成车辆溜坡现象。小坡度溜坡是大部分车辆都存在的实际问题，小坡度后溜存在与后车碰撞的风险，存在安全隐患，容易引起用户抱怨。
在现有的解决方法中，一种是在驾驶员踩刹车期间依然保留一部分驱动力，这种方法不但浪费能源，而且不适合由于坡道堵车长时间停在坡道上的情况。另一种方法是0速闭环的方法，0速闭环的方法，是识别车辆是否发生后溜，如果车辆发生后溜就增加一定的驱动力，从而阻止车辆继续后溜，虽然与第一种方法相比相对智能，但是这种方法是被动的方法，要先识别到车辆后溜的趋势才会增加驱动力，只能做到削弱车辆后溜的程度，并不能完全消除车辆后溜的隐患。
有鉴于此，有必要提供一种改进的坡道起步防溜坡控制方法，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坡道起步防溜坡控制方法、装置、设备及存储介质，用以解决停在坡道上的车辆在起步时先产生后溜的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种坡道起步防溜坡控制方法，包括以下步骤：
当车辆所在坡道的坡度小于预设坡度时，获取制动踏板的制动信息，根据所述制动信息判断所述制动踏板是否到达开始松开的时机；
当所述制动踏板到达开始松开的时机时，计算防溜坡所需的驱动力，并根据计算结果控制输出相应的驱动力；
根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能，若不退出防溜坡功能，则保持输出驱动力；若退出防溜坡功能，则结束流程。
进一步地，计算防溜坡所需的驱动力包括：获取车辆所在坡道的坡度信息，根据所述制动信息模拟计算获得制动力，根据所述坡度信息模拟计算获得坡道阻力，根据所述坡道阻力与所述制动力的差值得到所述驱动力。
进一步地，根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能时，若驾驶员执行以下任意一种操作，则判断退出防溜坡功能：
踩下油门踏板，使得车辆实际输出的驱动力大于防溜坡所需的驱动力；
打开驻车辅助功能；
打开坡道辅助功能。
进一步地，根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能时，还包括：获取当输出驱动力时驾驶员未进行所述操作的时间，判断驾驶员未进行所述操作的时间是否超过预设时间，若超过，则退出防溜坡功能。
相应地，本发明还提供一种坡道起步防溜坡装置，包括：
获取模块，用于获取制动踏板的制动信息；
计算模块，用于计算阻止车辆后溜所需的驱动力；
判断模块，用于根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能；
控制模块，用于控制输出所述驱动力。
进一步地，所述获取模块还用于获取车辆所在道路的坡度信息；所述计算模块自所述制动踏板开始松开时即进行计算，所述计算模块根据所述制动信息模拟计算获得制动力，所述计算模块根据所述坡度信息模拟计算获得坡道阻力，并计算所述坡道阻力与所述制动力的差值得到所述驱动力。
进一步地，所述判断模块根据驾驶员执行的以下任意一种操作判断退出防溜坡功能：
踩下油门踏板，使得车辆实际输出的驱动力大于防溜坡所需的驱动力；
打开驻车辅助功能；
打开坡道辅助功能。
进一步地，还包括计时模块，用于计算当输出驱动力时驾驶员未进行所述操作的时间，以及第二判断模块，用于判断驾驶员未进行所述操作的时间是否超过预设时间。
相应地，本发明提供一种设备，所述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坡道起步防溜坡控制方法。
相应地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质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处理器加载并执行以实现上述的坡道起步防溜坡控制方法。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明的坡道起步防溜坡控制方法，识别开始松制动踏板的时机，在制动力卸载期间，驱动力就开始输出，抢占制动力卸载的时间，相对于现有技术中0速闭环的方法，具有自发性，更加智能化，在车辆发生后溜之前就提前输出了驱动力，使输出驱动力与制动力的总和保持与坡道阻力的平衡，能有效地阻止车辆坡道后溜的发生，提高了行车安全性；
2、本发明的坡道起步防溜坡控制方法，相对于现有技术中踩制动踏板期间一直预留一部分扭矩的方法，在制动期间无需一直保持输出一定的驱动力，能够有效避免能源的浪费，避免了动力源过热的可能性；
3、本发明的坡道起步防溜坡装置，基于VCU自主开发平台，在应用层软件中设置一个计算模块即可实现，没有额外增加零部件，无需供应商支持，开发成本较低。
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，需说明的是，附图并未按照比例绘制，附图均采用非常简化的形式，仅用以方便、明晰地辅助说明本实施例的目的。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取其它附图。
图1是本发明实施例的坡道起步防溜坡控制方法的流程图；
图2是本发明实施例的坡道起步防溜坡装置的结构示意图。
其中，附图标记对应为：100-获取模块、200-计算模块、300-判断模块、400-控制模块。
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取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本实施例提供了一种坡道起步防溜坡控制方法，本实施例提供了如流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。参阅图1，本实施例的坡道起步防溜坡控制方法包括如下步骤：
S1、当车辆所在坡道的坡度小于预设坡度时，获取制动踏板的制动信息，根据制动信息判断制动踏板是否到达开始松开的时机；；
具体地，根据制动踏板的开度，将制动踏板由踩下状态转换为松开状态的时机作为制动踏板开始松开的时机。
S2、当制动踏板到达开始松开的时机时，计算防溜坡所需的驱动力，并根据计算结果控制输出相应的驱动力；
具体地，当识别到制动踏板开始松开时，即开始计算防溜坡所需驱动力，计算的驱动力为轮端扭矩，因此，本实施例的防溜坡功能也称预补扭功能。
具体地，考虑到坡道起步辅助功能在4％以上的坡才会激活，4％以下的小坡度是不激活的，因此，预设坡度可以为4％。当然，在其他的一些实施方式中，也可以根据车辆的设计要求，将预设坡度设置为其他的坡度值，只要能够实现相同的功能即可。
本实施例中，计算防溜坡所需的驱动力包括：根据制动信息模拟计算获得制动力，根据坡度信息模拟计算获得坡道阻力，根据坡道阻力与制动力的差值得到驱动力。在制动力卸载的过程中，利用驱动力补偿制动力减少的部分，即驱动力为坡道阻力与制动力的差值，使得输出驱动力与制动力的总和与坡道阻力始终保持平衡，以防止车辆溜坡。
进一步地，本实施例的模拟计算算法基于MATLAB中Simulink软件工具进行仿真计算实现。当然，在其他的一些实施例中，驱动力的模拟计算算法也可以通过其他的软件及方法进行仿真计算得到，只要能够实现相同的功能即可。
本实施例的坡道起步防溜坡控制方法，防溜坡所需驱动力与制动力一起抵抗坡道阻力，即制动力减小的过程中，驱动力自动补上，从而实现车辆在坡道保持静止。在制动力卸载期间，驱动力就开始输出，抢占制动力卸载的时间，在车辆发生后溜之前就提前输出了驱动力，一直保持与坡道阻力的平衡，能有效地阻止车辆坡道后溜的发生。而且，本方法更加智能化，在驾驶员感知到后溜之前就预防了车辆后溜的发生，提高了行车安全性，避免了客户抱怨。
在其他的一些实施例中，同样利用提前输出驱动力的思路，但是提前输出驱动力的时机可与本实施例存在差异，例如，踩制动踏板达到预定时间后，驾驶员还没松开制动踏板，将达到预定时间仍未松制动踏板作为开始计算驱动力的时机，以防止车辆溜坡现象的发生。
在其他的一些实施例中，同样利用提前输出驱动力的思路，但是输出驱动力的计算方法可与本实施例存在差异，例如，设定一个固定的驱动力值，按照固定的驱动力值输出动力，以抵抗坡道阻力，防止车辆溜坡现象的发生。
本实施例识别制动踏板松开的时机，以制动踏板开始松开为触发时机，提前输出一个合理的驱动力，在驾驶员可能存在驱动意图的情况下，就开始输出驱动力，以阻止车辆后溜的发生，相对于现有技术中的在踩制动踏板期间依然保留一部分驱动力的方案，本实施例的方法在制动期间无需一直保持输出一定的驱动力，从而避免能源的浪费，且避免了动力源过热的可能性；相对于现有技术中的0速闭环的方法，本实施例的坡道起步防溜坡控制方法，在制动力开始卸载时就开始输出驱动力，也就是制动力在卸载的同时，驱动力开始增加，使得输出驱动力与制动力的总和保持与坡度阻力相平衡，从而防止车辆后溜，本方法利用了制动力还在作用的时间，在车辆发生后溜趋势之前，提前输出一个合适的驱动力，相对现有技术更加智能化。
S3、根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能，若不退出防溜坡功能，则保持输出驱动力；若退出防溜坡功能，则结束流程；
在一个具体的实施方式中，若驾驶员执行以下任意一种操作，则判断退出防溜坡功能：
踩下油门踏板，使得车辆实际输出的驱动力大于防溜坡所需的驱动力；例如车辆执行油门响应，蠕行控制等常规功能，当油门对应的需求驱动力高于防溜坡所需的驱动力就退出防溜坡功能。其中，常规功能是指车辆控制的策略中，除防溜坡功能以外的其他对驱动力有需求的功能，在其他的一些实施例中，车辆执行其他的常规功能时，若油门对应的需求驱动力，也即车辆实际输出的驱动力，高于防溜坡所需的驱动力，防溜坡功能即退出；
或者，打开驻车辅助功能，如EPB(Electrical Park Brake，电子驻车制动系统)、AVH等功能；
或者，打开坡道辅助功能，如HHC等功能。
进一步地，根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能时，还包括：获取当输出驱动力时驾驶员未进行上述操作的时间，判断驾驶员未进行上述操作的时间是否超过预设时间，若超过，则退出防溜坡功能。本实施例中，防溜坡功能激活后，识别到开始松制动踏板，输出防溜坡所需的驱动力，车辆在坡道保持静止。超时保护是指当防溜坡功能激活后，给驾驶员预留一定的操作时间，若驾驶员长时间不操作，由于动力源长时间堵转会存在降低机械件的使用寿命的风险，或者是出于功能安全考虑，因此强制退出防溜坡功能。
需要说明的是，以上仅是判断退出防溜坡功能的优选判断策略条件，但本发明的内容不限于此。
在一个具体的实施方式中，防溜坡功能或预补扭功能的退出过程包括：当识别到防溜坡功能可以退出时，车辆驱动力会从防溜坡所需驱动力切换到常规功能所需的驱动力，比如驾驶员踩油门踏板，车辆驱动力会从防溜坡所需驱动力切换到油门对应的需求驱动力，即防溜坡所需的驱动力将不再计算并且不被响应。以上仅是本发明的优选退出过程策略方案，但本发明的内容不限于此。
需要说明的是，本发明防溜坡功能退出时机的判断和退出过程均不限于如上所述的情况，防溜坡功能退出的时机，可依据系统实际情况设计，退出防溜坡功能要保证驾驶的平顺性，退出过程策略方案也可根据设计要求进行相应的调整。
本发明的坡道起步防溜坡控制方法，将开始松开制动踏板作为触发条件，利用制动力卸载的时间，提前加载驱动力，为驾驶员松开制动踏板踩油门踏板以及动力响应延时争取了时间，从而达到防止车辆坡道后溜的效果。
本发明的另一实施例提供了一种坡道起步防溜坡装置，用于实现上述实施例中的坡道起步防溜坡控制方法，参阅图2，本实施例的坡道起步防溜坡装置包括获取模块100，用于获取制动踏板的制动信息；计算模块200，用于计算阻止车辆后溜所需的驱动力；判断模块300，用于根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能；控制模块400，用于控制输出驱动力。
本实施例中，获取模块100还用于获取车辆所在道路的坡度信息。坡度信息的获取可以通过以下方式：安全气囊控制器模块通过CAN总线向整车控制器(Vehicle controlunit，简称VCU)发送纵向加速度信息，VCU通过该纵向加速度信息模拟坡度信息；通过智能地图提供的坡度信息获取；当然，在其他的一些实施例中，也可以通过其他的方式获取坡度信息，只要能够实现相同的功能即可。
在一个具体的实施方式中，制动踏板的制动信息通过制动传感器获取，计算模块200自开始松制动踏板时即进行计算。
在一个具体的实施方式中，计算模块200包括底盘控制器和整车控制器，底盘控制器根据制动信息模拟计算获得制动力，并通过CAN总线将制动力发送至整车控制器；整车控制器根据坡度信息模拟计算获得坡道阻力，并根据坡道阻力与制动力的差值得到防溜坡所需的驱动力。基于VCU自主开发平台，在应用层软件中设置一个计算模块，没有额外增加零部件，也无需供应商支持，开发成本较低。
进一步地，本实施例的模拟计算算法基于MATLAB中Simulink软件工具实现。当然，在其他的一些实施例中，驱动力的模拟计算算法也可以通过其他的软件及方法进行仿真计算得到，只要能够实现相同的功能即可。
本实施例中，整车控制器还作为控制模块400，用于控制动力源输出防溜坡所需的相应驱动力。
在一个具体的实施方式中，判断模块300根据驾驶员执行的以下任意一种操作判断退出防溜坡功能：
踩下油门踏板，使得车辆实际输出的驱动力大于防溜坡所需的驱动力；
打开驻车辅助功能；
打开坡道辅助功能。
本实施例中，坡道起步防溜坡装置还包括计时模块，用于计算当输出驱动力时驾驶员未进行上述操作的时间，以及第二判断模块，用于判断驾驶员未进行上述操作的时间是否超过预设时间。
在一个具体的实施方式中，当判断模块300判断退出防溜坡功能时，车辆驱动力会从防溜坡所需驱动力切换到常规功能所需的驱动力，比如驾驶员踩油门踏板，车辆驱动力会从防溜坡所需驱动力切换到油门对应的需求驱动力，即防溜坡所需的驱动力将不再计算并且不被响应。以上仅是本发明的优选退出过程策略方案，但本发明的内容不限于此。
需要说明的是，本发明判断模块300判断退出防溜坡功能的时机，以及退出过程均不限于如上所述的几种情况，判断模块300判断退出防溜坡功能的时机，可依据系统实际情况设计，退出防溜坡功能时要保证驾驶的平顺性，退出过程策略方案可根据设计要求进行相应的调整。
本实施例的坡道起步防溜坡装置，基于VCU自主开发平台，在应用层软件中设置一个计算模块，没有额外增加零部件，无需供应商支持，开发成本较低。
本发明的另一实施例提供了一种设备，该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坡道起步防溜坡控制方法。
本发明的另一实施例还提供一种计算机可读存储介质，该存储介质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坡道起步防溜坡控制方法。
本发明的上述实施例，具有如下有益效果：
1、本发明的坡道起步防溜坡控制方法，识别开始松制动踏板的时机，在制动力卸载期间，驱动力就开始输出，抢占制动力卸载的时间，相对于现有技术中0速闭环的方法，具有自发性，更加智能化，在车辆发生后溜之前就提前输出了驱动力，使输出驱动力与制动力的总和保持与坡道阻力的平衡，能有效地阻止车辆坡道后溜的发生，提高了行车安全性；
2、本发明的坡道起步防溜坡控制方法，相对于现有技术中踩制动踏板期间一直预留一部分扭矩的方法，在制动期间无需一直保持输出一定的驱动力，能够有效避免能源的浪费，避免了动力源过热的可能性；
3、本发明的坡道起步防溜坡装置，基于VCU自主开发平台，在应用层软件中设置一个计算模块即可实现，没有额外增加零部件，无需供应商支持，开发成本较低。
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 (10)
1.一种坡道起步防溜坡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当车辆所在坡道的坡度小于预设坡度时，获取制动踏板的制动信息，根据所述制动信息判断所述制动踏板是否到达开始松开的时机；
当所述制动踏板到达开始松开的时机时，计算防溜坡所需的驱动力，并根据计算结果控制输出相应的驱动力，所述驱动力为轮端扭矩；
根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能，若不退出防溜坡功能，则保持输出驱动力；若退出防溜坡功能，则结束流程。
2.根据权利要求1所述的坡道起步防溜坡控制方法，其特征在于，计算防溜坡所需的驱动力包括：获取车辆所在坡道的坡度信息，根据所述制动信息模拟计算获得制动力，根据所述坡度信息模拟计算获得坡道阻力，根据所述坡道阻力与所述制动力的差值得到所述驱动力。
3.根据权利要求1所述的坡道起步防溜坡控制方法，其特征在于，根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能时，若驾驶员执行以下任意一种操作，则判断退出防溜坡功能：
踩下油门踏板，使得车辆实际输出的驱动力大于防溜坡所需的驱动力；
打开驻车辅助功能；
打开坡道辅助功能。
4.根据权利要求3所述的坡道起步防溜坡控制方法，其特征在于，根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能时，还包括：获取当输出驱动力时驾驶员未进行所述操作的时间，判断驾驶员未进行所述操作的时间是否超过预设时间，若超过，则退出防溜坡功能。
5.一种坡道起步防溜坡装置，其特征在于，包括：
获取模块(100)，用于获取制动踏板的制动信息；
计算模块(200)，用于计算阻止车辆后溜所需的驱动力，所述驱动力为轮端扭矩；
判断模块(300)，用于根据驾驶员的操作判断是否退出防溜坡功能；
控制模块(400)，用于控制输出所述驱动力。
6.根据权利要求5所述的坡道起步防溜坡装置，其特征在于，所述获取模块(100)还用于获取车辆所在道路的坡度信息；所述计算模块(200)自所述制动踏板开始松开时即进行计算，所述计算模块(200)根据所述制动信息模拟计算获得制动力，所述计算模块(200)根据所述坡度信息模拟计算获得坡道阻力，并计算所述坡道阻力与所述制动力的差值得到所述驱动力。
7.根据权利要求5所述的坡道起步防溜坡装置，其特征在于，所述判断模块(300)根据驾驶员执行的以下任意一种操作判断退出防溜坡功能：
踩下油门踏板，使得车辆实际输出的驱动力大于防溜坡所需的驱动力；
打开驻车辅助功能；
打开坡道辅助功能。
8.根据权利要求7所述的坡道起步防溜坡装置，其特征在于，还包括计时模块，用于计算当输出驱动力时驾驶员未进行所述操作的时间，以及第二判断模块，用于判断驾驶员未进行所述操作的时间是否超过预设时间。
9.一种坡道起步防溜坡控制设备，其特征在于，所述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如权利要求1-4任一所述的坡道起步防溜坡控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质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处理器加载并执行以实现如权利要求1-4任一所述的坡道起步防溜坡控制方法。
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