CN111959291A - 一种汽车在干性路况的脱困方法与系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车在干性路况的脱困方法与系统，脱困方法包括：监测到汽车被困后，让汽车完全自由停稳；以小扭矩将驱动轮朝第一方向驱动，车轮开始转动，在驱动轮停止旋转后，逐渐加大扭矩，直到驱动轮打滑或被动轮停止转动，记录第一方向打滑扭矩，所述第一方向为前进或后退；立即转换驱动方向，以第一方向打滑扭矩的70％～100％为设定扭矩朝第二方向驱动车轮，直到驱动轮打滑或被动轮停止旋转，所述驱动方向转换操作时间应在汽车退回到完全自由停稳位置以前；监测汽车是否脱困，若否，则立即转换驱动方向，以前述设定扭矩再驱动车轮；若是，则汽车完成脱困。本发明无需借助工具和外力及很大的扭矩输出，即可实现在干性路况的快速脱困。

Description

一种汽车在干性路况的脱困方法与系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种汽车在干性路况的脱困方法与系统。

背景技术

汽车在行驶过程中，若遇到砂石、冰雪、凹坑等不良路况，车轮可能会发生打滑或陷入坑里。

当车轮打滑时，若持续朝一个方向转动车轮，车轮会将坑越刨越深，使汽车更难脱困。现有解决方法通常是往车轮陷入的凹坑内塞入石头、树枝、各种垫子等其他物体，通过增大摩擦力实现脱困，或者依靠人力、绞索、拖车等外力进行脱困，也有采用各种专用装置来完成脱困的，上述方法需要较多人力、物力资源，且时间效率低下。虽然已有人发明多种脱困专用装置安装在车轮或车体上，但安装过程复杂繁琐，且随车携带会增加汽车的重量和油耗、占据车内空间，并且使用时可能带来难以接受的噪声。

当车轮落入凹坑，特别是所有驱动轮同时落入坑内或浅沟内时，靠汽车自身的动力脱困往往非常困难，所以有的车会在车上安装绞盘，利用地面固定物体提供支撑，再依靠车内动力驱动绞盘把自己拉出来。但是，只有特殊汽车才会安装绞盘，普通家用车，特别是单纯的前驱或后驱电动汽车，一旦陷入坑沟，一般就很难自主脱困了。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需借助工具和外力即可快速脱困的汽车在干性路况的脱困方法与系统。

本发明提供一种汽车在干性路况的脱困方法，包括：S1、监测到汽车被困后，让汽车完全自由停稳；S2、以小扭矩将驱动轮朝第一方向驱动，车轮开始转动，在驱动轮停止旋转后，逐渐加大扭矩，直到驱动轮打滑或被动轮停止转动，记录第一方向打滑扭矩，所述第一方向为前进或后退；S3、立即转换驱动方向，以设定扭矩驱动车轮，直到汽车已经脱困，或者驱动轮打滑或被动轮停止旋转，所述设定扭矩数值在所述第一方向打滑扭矩数值的0.7倍至1倍之间的范围内，所述驱动方向转换操作时间在汽车回到完全自由停稳位置以前；S4、若驱动轮打滑或被动轮停止旋转，返回步骤S3；若汽车已经脱困，则完成脱困。

进一步地，所述步骤S1中，所述汽车被困的监测方式为：有附着力的被动车轮停止转动，但是驱动轮又在转动，则认为汽车被困。

进一步地，所述步骤S2中，所述驱动轮打滑是指：驱动轮轮速突然升高且所有被动轮转速远低于驱动轮转速。

进一步地，所述步骤S5中，所述汽车已经脱困的监测方式为：某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度超过前一次转角值的两倍以上，则判断为汽车已经脱困；所述被动轮或转角最小的车轮的转动角度是步骤S3与S4中每次以所述设定扭矩朝第二方向或第一方向驱动车轮时，被动轮或转角最小的车轮的转动角度。

进一步地，所述步骤S2中，还包括：在单侧驱动轮失去抓地力时，将驱动差速器锁止，或对无抓地力的车轮单侧施加制动力以保持有抓地力车轮的驱动力。

本发明还提供一种汽车在干性路况的脱困系统，包括监控模块、控制模块、驱动模块，所述控制模块连接所述监控模块与所述驱动模块；所述监控模块用以监测车轮是否被困、驱动轮是否打滑、被动轮是否停止转动、汽车是否已经脱困；所述控制模块用以在汽车被困，并且汽车完全自由停稳后，然后控制驱动模块以小扭矩将驱动轮朝第一方向驱动，车轮开始转动，在驱动轮停止旋转后，逐渐加大扭矩，直到驱动轮打滑或被动轮停止转动，记录第一方向打滑扭矩，所述第一方向为前进或后退，然后控制所述驱动模块立即转换驱动方向，以设定扭矩汽车已经脱困，或者驱动车轮，直到驱动轮打滑或被动轮停止旋转，所述设定扭矩数值在所述第一方向打滑扭矩数值的0.7倍至1倍之间的范围内，然后在汽车未脱困情况下控制所述驱动模块重复立即转换驱动方向，以设定扭矩驱动车轮，直到驱动轮打滑或被动轮停止旋转的操作，直到汽车已经脱困。

进一步地，所述监控模块监测所述汽车被困的方式为：有附着力的被动车轮停止转动，但是驱动轮又在转动，则认为汽车被困。

进一步地，所述监控模块监测所述驱动轮打滑的方式为：驱动轮轮速突然升高且所有被动轮转速远低于驱动轮转速。

进一步地，所述监控模块监测所述汽车已经脱困的方式为：某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度超过前一次转角值的两倍以上，则判断为汽车已经脱困；所述某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度是该次以所述设定扭矩驱动车轮的过程中，被动轮或转角最小的车轮所转动的角度。

进一步地，所述控制模块还用以控制在单侧驱动轮失去抓地力时，将驱动差速器锁止，或对无抓地力的车轮单侧施加制动力以保持有抓地力车轮的驱动力。

本发明提供的汽车在干性路况的脱困方法与系统，在不改变车轮或车身结构、不加装特殊装备的情况下，仅仅通过改变对汽车动力的控制，在车体惯性的作用下，前后摆动车身，并使幅度逐渐加大，车轮很快也可以摆出坑洞，无需借助工具和外力，也不需要具备很大的扭矩输出，即可实现快速脱困。

附图说明

图1为本发明实施例汽车脱困方法的步骤流程示意图。

图2为本发明实施例汽车脱困系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本实施例中，一种汽车在干性路况的脱困方法，包括如下步骤。

S1、监测到汽车被困后，让汽车完全自由停稳。具体而言，当汽车行驶时，实时监测汽车驱动与被动车轮的旋转状态；如果驱动轮在旋转，而被动轮停止转动，就判断驱动轮已经在打滑或有车轮陷坑，于是停止驱动，让汽车完全自由停稳，并启动脱困模式。

S2、以小扭矩将驱动轮朝第一方向(前进或后退)驱动，车轮开始转动，在驱动轮停止旋转后，逐渐加大扭矩，驱动轮重新开始旋转，直到驱动轮打滑或被动轮停止转动，记录第一方向打滑扭矩(即打滑前的最大扭矩，设为G1)。扭矩的施加可以由系统自动生成，也可以通过人工改变加速踏板的深度来控制。驱动轮打滑是指：驱动轮轮速突然升高且所有被动轮转速远低于驱动轮转速。在单侧驱动轮失去抓地力时，可将驱动差速器锁止，或对无抓地力的车轮单侧施加制动力以保持有抓地力车轮的驱动力。

S3、立即转换驱动方向，以设定扭矩G2驱动车轮，直到汽车已经脱困，或者驱动轮打滑或被动轮停止旋转。设定扭矩数值在第一方向打滑扭矩数值的0.7倍至1倍之间的范围内，即0.7G1<＝G2<＝G1，例如若第一方向打滑扭矩G1为200Nm，那么设定扭矩G2可设在140Nm与200Nm之间的某个值，如160Nm、180Nm。驱动方向转换操作时间在汽车回到完全自由停稳位置以前。第一次转换驱动方向后是朝第二方向(第二方向为与第一方向相反的方向，例如若第一方向为前进，则第二方向为后退)，第二次转换驱动方向后则又是朝第一方向，依此类推。

S4、若驱动轮打滑或被动轮停止旋转，返回步骤S3；若汽车已经脱困，则完成脱困。

汽车已经脱困的监测方式为：某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度超过前一次转角值的两倍以上，则判断为汽车已经脱困。某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度是步骤S3中该次以设定扭矩驱动车轮的过程中，被动轮或转角最小的车轮所转动的角度。

本发明还提供一种汽车在干性路况的脱困系统，包括监控模块、控制模块、驱动模块。控制模块连接监控模块与驱动模块。监控模块用以监测汽车驱动轮和被动轮的状态，并将信号传递给控制模块。控制模块用以根据监控模块反馈的信号，控制驱动模块。驱动模块用以根据控制模块的指令快速改变驱动的前进或后退的方向及驱动力的大小。

具体而言，监控模块用以监测车轮是否被困、驱动轮是否打滑、被动轮是否停止转动、汽车是否已经脱困。本实施例中，监控模块监测汽车被困的方式为：有附着力的被动车轮停止转动，但是驱动轮又在转动，则认为汽车被困。监控模块监测驱动轮打滑的方式为：驱动轮轮速突然升高且至少有一个被动轮转速远低于驱动轮。监控模块监测汽车已经脱困的方式为：某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度超过前一次转角值的两倍以上，则判断为汽车已经脱困。

具体而言，控制模块用以在汽车被困，并且汽车完全自由停稳后，然后控制驱动模块以小扭矩将驱动轮朝第一方向驱动，车轮开始转动，在驱动轮停止旋转后，逐渐加大扭矩，驱动轮重新开始旋转，直到驱动轮打滑，记录第一方向打滑扭矩，第一方向为前进或后退；然后控制驱动模块立即转换驱动方向，以设定扭矩驱动车轮，直到汽车已经脱困，或者驱动轮打滑或被动轮停止旋转，所述驱动转向在车轮回到自由停稳的位置以前完成，所述设定扭矩数值在所述第一方向打滑扭矩数值的0.7倍至1倍之间的范围内；然后在汽车未脱困情况下控制所述驱动模块重复立即转换驱动方向，以设定扭矩驱动车轮，直到驱动轮打滑或被动轮停止旋转的操作，直到汽车已经脱困。

本实施例的原理为：一旦驱动轮打滑，就尽快转换驱动方向，在车体往回摆动的同时施加改变了方向的驱动力，这样才能使车辆摆动幅度迅速加大，并最终利用惯性和每次加入的动能“摆”出受困位置。

与现有技术相比，本发明汽车在干性路况的脱困方法与系统，在不改变车轮或车身结构、不加装特殊装备的情况下，仅仅通过改变对汽车动力的控制，在车体惯性的作用下，前后摆动车身，并使幅度逐渐加大，车轮很快也可以摆出坑洞，无需借助工具和外力，也不需要具备很大的扭矩输出，即可实现快速脱困。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种汽车在干性路况的脱困方法，其特征在于，包括：S1、监测到汽车被困后，让汽车完全自由停稳；S2、以小扭矩将驱动轮朝第一方向驱动，车轮开始转动，在驱动轮停止旋转后，逐渐加大扭矩，直到驱动轮打滑或被动轮停止转动，记录第一方向打滑扭矩，所述第一方向为前进或后退；S3、立即转换驱动方向，以设定扭矩驱动车轮，直到汽车已经脱困，或者驱动轮打滑或被动轮停止旋转，所述设定扭矩数值在所述第一方向打滑扭矩数值的0.7倍至1倍之间的范围内，所述驱动方向转换操作时间在汽车退回到完全自由停稳位置以前；S4、若驱动轮打滑或被动轮停止旋转，返回步骤S3；若汽车已经脱困，则完成脱困。

2.如权利要求1所述的脱困方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述汽车被困的监测方式为：有附着力的被动车轮停止转动，但是驱动轮又在转动，则认为汽车被困。

3.如权利要求1所述的脱困方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述驱动轮打滑是指：驱动轮轮速突然升高且所有被动轮转速远低于驱动轮转速。

4.如权利要求1所述的脱困方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述汽车已经脱困的监测方式为：某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度超过前一次转角值的两倍以上，则判断为汽车已经脱困；所述某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度是步骤S3中该次以所述设定扭矩驱动车轮的过程中，被动轮或转角最小的车轮所转动的角度。

5.如权利要求1所述的脱困方法，其特征在于，所述步骤S2中，还包括：在单侧驱动轮失去抓地力时，将驱动差速器锁止，或对无抓地力的车轮单侧施加制动力以保持有抓地力车轮的驱动力。

6.一种汽车在干性路况的脱困系统，其特征在于，包括监控模块、控制模块、驱动模块，所述控制模块连接所述监控模块与所述驱动模块；所述监控模块用以监测汽车是否被困、驱动轮是否打滑、被动轮是否停止转动、汽车是否已经脱困；所述控制模块用以在汽车被困，并且汽车完全自由停稳后，然后控制驱动模块以小扭矩将驱动轮朝第一方向驱动，车轮开始转动，在驱动轮停止旋转后，逐渐加大扭矩，直到驱动轮打滑，记录第一方向打滑扭矩，所述第一方向为前进或后退，然后控制所述驱动模块立即转换驱动方向，以设定扭矩驱动车轮，直到汽车已经脱困，或者驱动轮打滑或被动轮停止旋转，所述驱动转向在车轮回到自由停稳的位置以前完成，所述设定扭矩数值在所述第一方向打滑扭矩数值的0.7倍至1倍之间的范围内，然后在汽车未脱困情况下控制所述驱动模块重复立即转换驱动方向，以设定扭矩驱动车轮，直到驱动轮打滑或被动轮停止旋转的操作，直到汽车已经脱困。

7.如权利要求6所述的脱困系统，其特征在于，所述监控模块监测所述汽车被困的方式为：有附着力的被动车轮停止转动，但是驱动轮又在转动，则认为汽车被困。

8.如权利要求6所述的脱困系统，其特征在于，所述监控模块监测所述驱动轮打滑的方式为：驱动轮轮速突然升高且所有被动轮转速都低于驱动轮转速。

9.如权利要求6所述的脱困系统，其特征在于，所述监控模块监测所述汽车已经脱困的方式为：某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度超过前一次转角值的两倍以上，则判断为汽车已经脱困；所述某次被动轮或转角最小的车轮的转动角度是该次以所述设定扭矩驱动车轮的过程中，被动轮或转角最小的车轮所转动的角度。

10.如权利要求6所述的脱困系统，其特征在于，所述控制模块还用以控制在单侧驱动轮失去抓地力时，将驱动差速器锁止，或对无抓地力的车轮单侧施加制动力以保持有抓地力车轮的驱动力。

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