CN114475562B - 一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法和系统，车辆在交通拥堵的坡道上跟车行驶，前车减速后驾驶员释放油门踏板使车辆减速，根据车辆信息判断是否需要进行坡道跟车制动辅助控制，当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，通过施加摩擦制动力使车辆停车并保持在坡道上静止；当跟车距离增大后，驾驶员踩下油门踏板，通过线控制动摩擦扭矩与电机驱动扭矩协调控制，使车辆由静止开始行驶，不发生车辆溜坡。本发明解决坡道交通拥堵跟车的制动控制问题，减少制动踏板的操纵次数及油门踏板与制动踏板的来回切换次数，简化跟车操作的同时提升安全性。

Description

一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法和系统
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法和系统。
背景技术
随着车辆智能化、电动化发展，采用电动伺服驱动的线控制动系统响应制动请求在制动系统内建压速率更快，可实现更精准、高效的纵向减速度控制，是实现高级驾驶辅助和自动驾驶的安全保障。线控制动系统不仅仅响应驾驶员的制动请求，还与整车高级驾驶辅助系统ADAS、动力域控制器等进行更多信号交互，响应其他控制器的制动请求，实现整车的更多增值功能，如ACC、AEB、协调式制动能量回收等。
车辆在拥堵坡道上低速跟车行驶时，驾驶员需要控制油门踏板保证与前车的跟车距离，避免与前车发生追尾。当跟车距离无法继续减小时驾驶员无法通过操纵油门踏板使车辆维持低速向前行驶的状态，此时驾驶员必须踩下制动踏板使车辆停车避免车辆发生溜坡，当需要继续向前行驶时由静止进行坡道起步，现阶段多数车辆配置了上坡辅助功能。
上坡辅助是车身稳定系统的一种衍生功能，车辆处于上坡由静止启动时，驾驶员脚离开刹车踏板时上坡辅助系统会自动地保持制动液压2-3秒的时间，此时车辆就不会因为重力和惯性溜坡。在上坡辅助退出前，驾驶员必须以适当的力和速度操纵油门踏板使车辆产生驱动力矩，若油门踏板力过小或操纵速度过慢，制动液压泄压后驱动力不足会造成车辆后溜；若油门踏板操作力过大或操纵速率过快，则会影响驾乘舒适性，甚至造成轮边制动异响。
拥堵坡道低速跟车频繁停车和起步，驾驶员需要在油门踏板与制动踏板之间来回切换，驾驶员的操纵控制强度大，当油门踏板与制动踏板控制不当时还会影响驾乘舒适性，甚至造成安全事故。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法和系统，用于解决坡道交通拥堵跟车的制动控制问题，减少制动踏板的操纵次数及油门踏板与制动踏板的来回切换次数，简化跟车操作的同时提升安全性。
本发明采用的技术方案是：一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，车辆在交通拥堵的坡道上跟车行驶，前车减速后驾驶员释放油门踏板使车辆减速，根据车辆信息判断是否需要进行坡道跟车制动辅助控制，当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，通过施加摩擦制动力使车辆停车并保持在坡道上静止；当跟车距离增大后，驾驶员踩下油门踏板，通过线控制动摩擦扭矩与电机驱动扭矩协调控制，使车辆由静止开始行驶，不发生车辆溜坡。
进一步地，当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，计算当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩和目标扭矩对应的液压摩擦制动力，根据液压摩擦制动力建立制动液压，使车辆保持静止状态。
进一步地，当跟车距离增大后，驾驶员踩下油门踏板，车辆产生相应的电机驱动扭矩，判断电机驱动扭矩是否大于等于当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩，根据判断结果确定是否施加线控制动摩擦扭矩。
进一步地，当电机驱动扭矩小于所述目标扭矩时，根据目标扭矩与电机驱动扭矩计算线控制动摩擦扭矩，施加计算的的线控制动摩擦扭矩使车辆在坡道上保持静止状态；当电机驱动扭矩增加后，线控制动摩擦扭矩对应降低，直到电机驱动扭矩达到所述目标扭矩，线控制动摩擦扭矩完全退出。
进一步地，满足以下条件时，判断需要进行坡道跟车制动辅助控制：1)车辆的档位处于D档；2)车辆所处的坡度大于等于坡度设定阈值；3)车辆的车速小于等于车速设定阈值；4)驾驶员未踩下制动踏板和油门踏板。
进一步地，所述坡度设定阈值为2％～5％。
更进一步地，所述车速设定阈值为0～1km/h。
一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制系统，包括
驱动扭矩检测传感器，用于检测车辆的电机驱动扭矩，并发送给动力总成控制器；
车辆参数检测传感器，用于检测车速信号、制动踏板信号、油门踏板信号、档位信号，并发送给线控制动控制器；
坡度检测传感器，用于检测车辆停车状态的坡度信号，并发送给线控制动控制器；
动力总成控制器，用于根据目标扭矩确定对应的目标制动液压，或用于根据目标扭矩和电机驱动扭矩确定对应的目标制动液压，发送给线控制动控制器
线控制动控制器，用于根据接收的信息判别是否需要进行坡道跟车制动辅助控制；当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，根据接收的信息计算当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩发送至动力总成控制器，根据目标制动液压向线控制动执行器发送摩擦制动扭矩需求命令；
线控制动执行器，用于根据摩擦制动扭矩需求命令建立目标制动液压施加线控制动摩擦扭矩使车辆保持静止状态。
进一步地，满足以下条件时，判断需要进行坡道跟车制动辅助控制：1)车辆的档位处于D档；2)车辆所处的坡度大于等于坡度设定阈值；3)车辆的车速小于等于车速设定阈值；4)驾驶员未踩下制动踏板和油门踏板。
更进一步地，所述车速设定阈值为0～1km/h。
本发明的有益效果是：
本发明车辆在交通拥堵坡道上跟车行驶，驱动扭矩维持车辆的跟车速度。当前车减速或停车后，驾驶员释放油门踏板向前滑行，驱动扭矩逐渐降低至怠速扭矩，车速降低；当车辆车速降低至设定阈值后，线控制动辅助介入建立制动压力施加摩擦制动扭矩，车辆车速快速降低至0停止，同时线控制动摩擦扭矩维持，驾驶员未踩下制动踏板，车辆在坡道上保持静止状态，车辆不溜坡，简化了操作；当驾驶员踩下油门踏板，动力总成驱动扭矩随时间增加，通过协调式车辆坡道辅助控制，摩擦制动扭矩随着驱动扭矩的上升而减小，二者共同作用到车轮的扭矩达到坡道辅助目标扭矩，使车辆在坡道保持静止，直到驱动扭矩达到坡道辅助目标扭矩，坡道辅助退出，整个制动辅助控制过程中，驾驶员仅操作油门踏板，未操作制动踏板，减少了油门踏板与制动踏板来回切换的次数，简化了交通拥堵坡道的跟车驾驶操作，同时提升了跟车行驶的安全性。
本发明在坡道辅助工作过程中，根据当前坡度所需的目标扭矩与车辆实时驱动扭矩的差值，线控制动控制器快速响应协调控制施加相应的摩擦制动扭矩，使车辆在坡道上保持静止状态，可保证车辆坡道辅助起步的平顺性和稳定性，避免坡道辅助退出过早导致溜坡，同时避免坡道辅助退出过晚导致拖滞和噪音。
本发明协调式车辆坡道坡道辅助工作中，驾驶员可根据自身驾驶习惯采用油门踏板加载速度，在坡道近距离跟车阶段，可采用缓慢加载油门踏板的方式，避免驱动扭矩过大导致车辆加速度大，与前车的跟车距离难以控制。
附图说明
图1为本发明车辆跟车坡道辅助控制系统的原理示意图。
图2为本发明车辆跟车坡道辅助控制方法的流程图
图3为本发明坡道辅助控制第一实施例的扭矩变化示意图。
图4为本发明坡道辅助控制第二实施例的扭矩变化示意图。
图5为本发明坡道辅助控制第三实施例的扭矩变化示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本发明提供一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制系统，包括
驱动扭矩检测传感器，用于检测车辆的电机驱动扭矩，并发送给动力总成控制器；
车辆参数检测传感器，用于检测车速信号、制动踏板信号、油门踏板信号、档位信号，并发送给线控制动控制器；
坡度检测传感器，用于检测车辆停车状态的坡度信号，并发送给线控制动控制器；
动力总成控制器，用于根据目标扭矩确定对应的目标制动液压，或用于根据目标扭矩和电机驱动扭矩确定对应的目标制动液压，发送给线控制动控制器；
线控制动控制器，用于根据接收的信息判别是否需要进行坡道跟车制动辅助控制；当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，根据接收的信息计算当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩发送至动力总成控制器，根据目标制动液压向线控制动执行器发送摩擦制动扭矩需求命令；
线控制动执行器，用于根据摩擦制动扭矩需求命令建立目标制动液压施加线控制动摩擦扭矩使车辆保持静止状态。
基于上述的制动辅助控制系统，本发明还提供一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，车辆在交通拥堵的坡道上跟车行驶，前车减速后驾驶员释放油门踏板使车辆减速，根据车辆信息判断是否需要进行坡道跟车制动辅助控制，当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，通过施加摩擦制动力使车辆停车并保持在坡道上静止；当跟车距离增大后，驾驶员踩下油门踏板，通过线控制动摩擦扭矩与电机驱动扭矩协调控制，使车辆由静止开始行驶，不发生车辆溜坡。
上述方案中，当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，计算当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩和目标扭矩对应的液压摩擦制动力，根据液压摩擦制动力建立制动液压，使车辆保持静止状态。
上述方案中，当跟车距离增大后，驾驶员踩下油门踏板，车辆产生相应的电机驱动扭矩，判断电机驱动扭矩是否大于等于当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩，根据判断结果确定是否施加线控制动摩擦扭矩。当电机驱动扭矩小于所述目标扭矩时，根据目标扭矩与电机驱动扭矩计算线控制动摩擦扭矩，施加计算的的线控制动摩擦扭矩使车辆在坡道上保持静止状态；当电机驱动扭矩增加后，线控制动摩擦扭矩对应降低，直到电机驱动扭矩达到所述目标扭矩，线控制动摩擦扭矩完全退出。
上述方案中，满足以下条件时，判断需要进行坡道跟车制动辅助控制：1)车辆的档位处于D档；2)车辆所处的坡度大于等于坡度设定阈值，所述坡度设定阈值为2％～5％；3)车辆的车速小于等于车速设定阈值，所述车速设定阈值为0～1km/h；4)驾驶员未踩下制动踏板和油门踏板。
如图2所示，上述制动辅助控制方法的具体控制步骤如下：
S0：车辆启动，车辆拥堵坡道跟车行驶的辅助制动控制程序运行；
S1：车辆在交通拥堵的坡道跟车行驶，线控制动控制器获取车辆坡道辅助制动控制功能是否开启，若该功能处于开启状态，则转入S2，否则转入S1；
S2：当前车减速后，驾驶员释放油门踏板使车辆减速，并判断制动踏板和油门踏板是否踩下，若制动踏板踩下，则执行常规制动操作，即线控制动系统建立与驾驶员踩下制动踏板行程相应的制动液压对车辆施加制动，并转入S1；若油门踏板踩下，则转入S1；若制动踏板和油门踏板均未踩下，则转入S3；
S3:判断车辆车速是否降到车速设定阈值，若大于车速设定阈值，则继续判断制动踏板和油门踏板是否踩下，若降低到车速设定阈值，则转入S4；所述车速设定阈值为跟车车速即将降低到车辆完全停止的车速，一般的阈值可设定为1km/h以内，也可将该阈值直接设定为0.
S4：线控制动控制器通过传感器获取当前坡度，并结合车辆设计参数计算使车辆保持静止所需的目标扭矩，并发送给动力总成控制器；并根据所需的目标扭矩计算制动系统所需建立的目标制动液压，并控制线控制动执行器在制动系统内建立目标制动液压施加摩擦制动扭矩使车辆保持静止状态。
S5：当跟车距离增大后，驾驶员踩下油门踏板，动力总成控制器通过传感器获取实时驱动扭矩，并判断实时驱动扭矩是否达到当前坡道辅助的目标扭矩，若达到则转入S8，否则转入S6.
S6：动力总成控制器计算实时驱动扭矩与目标扭矩的差值，并向线控制动控制器发送实时摩擦制动扭矩的需求。
S7：线控制动控制器响应动力总成控制器的实时摩擦制动扭矩需求，计算对应的制动液压需求并控制线控制动执行器在制动系统内建立制动液压对车辆施加摩擦制动。车辆的驱动力与摩擦制动力协调控制，使车辆保持静止。当驱动扭矩增加后，线控制动摩擦扭矩对应降低。
S8：实时驱动扭矩达到目标扭矩后，线控制动摩擦扭矩完全退出，车辆坡道制动辅助控制结束，转入S1。
图3为本发明坡道辅助制动控制第一实施例的扭矩变化示意图，车辆在交通拥堵坡道上跟车行驶，驱动扭矩维持车辆的跟车速度。当前车减速或停车后，驾驶员释放油门踏板向前滑行，驱动扭矩逐渐降低至怠速扭矩，车速降低。当车辆车速降低至设定阈值后，线控制动辅助介入建立制动压力施加摩擦制动扭矩，车辆车速快速降低至0停止，同时线控制动摩擦扭矩维持，驾驶员未踩下制动踏板，车辆在坡道上保持静止状态，车辆不溜坡，简化了操作。
图4为本发明坡道辅助制动控制第二实施例的扭矩变化示意图，协调式车辆坡道坡道辅助工作中，驾驶员踩下油门踏板，动力总成驱动扭矩随时间增加，通过协调式车辆坡道辅助控制，摩擦制动扭矩随着驱动扭矩的上升而减小，二者共同作用到车轮的扭矩达到坡道辅助目标扭矩，使车辆在坡道保持静止，直到驱动扭矩达到坡道辅助目标扭矩，坡道辅助退出。当制动扭矩上升过程中，由于驾驶员油门踏板开度出现减小，动力总成驱动扭矩降低，此时通过线控制动控制摩擦制动扭矩进一步增大，避免车辆出现溜破。
图5为本发明坡道辅助控制第三实施例的扭矩变化示意图，协调式车辆坡道坡道辅助工作中，驾驶员可根据自身驾驶习惯采用油门踏板加载速度，在坡道近距离跟车阶段，可采用缓慢操纵油门踏板的方式，随着动力总成的驱动扭矩缓慢上升，线控制动控制器控制摩擦制动扭矩缓慢减小，二者共同作用到车轮的扭矩达到坡道辅助目标扭矩，直到驱动扭矩达到坡道辅助目标扭矩，坡道辅助退出。当车辆上坡启动加速时，驱动扭矩按驾驶员的意图缓慢平稳上升，避免驱动扭矩过大导致车辆加速度大，与前车的跟车距离难以控制。
以上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，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，其特征在于：车辆在交通拥堵的坡道上跟车行驶，前车减速后驾驶员释放油门踏板使车辆减速向前滑行，驱动扭矩逐渐降低至怠速扭矩，车速降低，根据车辆信息判断是否需要进行坡道跟车制动辅助控制，当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，线控制动辅助介入建立制动压力施加摩擦制动扭矩，通过施加摩擦制动力使车辆停车并保持在坡道上静止，同时线控制动摩擦扭矩维持，驾驶员未踩下制动踏板；当跟车距离增大后，驾驶员踩下油门踏板，通过线控制动摩擦扭矩与电机驱动扭矩协调控制，使车辆由静止开始行驶，不发生车辆溜坡；
当跟车距离增大后，驾驶员踩下油门踏板，车辆产生相应的电机驱动扭矩，判断电机驱动扭矩是否大于等于当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩，根据判断结果确定是否施加线控制动摩擦扭矩；
当电机驱动扭矩小于所述目标扭矩时，根据目标扭矩与电机驱动扭矩计算线控制动摩擦扭矩，施加计算的的线控制动摩擦扭矩使车辆在坡道上保持静止状态；当电机驱动扭矩增加后，线控制动摩擦扭矩对应降低，直到电机驱动扭矩达到所述目标扭矩，线控制动摩擦扭矩完全退出。
2.根据权利要求1所述的拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，其特征在于：当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，计算当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩和目标扭矩对应的液压摩擦制动力，根据液压摩擦制动力建立制动液压，使车辆保持静止状态。
3.根据权利要求1所述的拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，其特征在于：满足以下条件时，判断需要进行坡道跟车制动辅助控制：1)车辆的档位处于D档；2)车辆所处的坡度大于等于坡度设定阈值；3)车辆的车速小于等于车速设定阈值；4)驾驶员未踩下制动踏板和油门踏板。
4.根据权利要求3所述的拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，其特征在于：所述坡度设定阈值为2％～5％。
5.根据权利要求3所述的拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，其特征在于：所述车速设定阈值为0～1km/h。
6.一种实现权利要求1所述的拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法的拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制系统，其特征在于：包括
驱动扭矩检测传感器，用于检测车辆的电机驱动扭矩，并发送给动力总成控制器；
车辆参数检测传感器，用于检测车速信号、制动踏板信号、油门踏板信号、档位信号，并发送给线控制动控制器；
坡度检测传感器，用于检测车辆停车状态的坡度信号，并发送给线控制动控制器；
动力总成控制器，用于根据目标扭矩确定对应的目标制动液压，或用于根据目标扭矩和电机驱动扭矩确定对应的目标制动液压，发送给线控制动控制器
线控制动控制器，用于根据接收的信息判别是否需要进行坡道跟车制动辅助控制；当判断需要进行坡道跟车制动辅助控制时，根据接收的信息计算当前坡度下保持车辆静止状态所需的目标扭矩发送至动力总成控制器，根据目标制动液压向线控制动执行器发送摩擦制动扭矩需求命令；
线控制动执行器，用于根据摩擦制动扭矩需求命令建立目标制动液压施加线控制动摩擦扭矩使车辆保持静止状态。
7.根据权利要求6所述的拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，其特征在于：满足以下条件时，判断需要进行坡道跟车制动辅助控制：1)车辆的档位处于D档；2)车辆所处的坡度大于等于坡度设定阈值；3)车辆的车速小于等于车速设定阈值；4)驾驶员未踩下制动踏板和油门踏板。
8.根据权利要求7所述的拥堵坡道车辆跟车行驶的制动辅助控制方法，其特征在于：所述车速设定阈值为0～1km/h。
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