一种车辆限速辅助控制方法及系统与流程

本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆限速辅助控制方法及系统。

背景技术：

汽车行驶中，遇到一些诸如连续下坡特殊道路时，由于重力的作用，即使驱动力为零，车辆仍有可能继续加速，反拖驱动电机使其转速超过电机的转速上限，电机控制器(mcu)为了保护自己从而向整车控制器(vcu)发送三级故障信息，整车控制器给整车发送下高压指令。在下坡等特殊道路中，一旦出现整车下电以后，会让驾驶员感到恐慌，极有可能会出现安全风险。目前一般采取的办法是进行语音提示，希望驾驶员自主控制车速以避免故障发生。但是由于超速过程时间短，驾驶员难以把握，因此对于驾驶轻卡的驾驶员来说，往往来不及做出反应，导致特殊道路上很难避免故障发生，影响车辆高速行驶安全。

因此，有必要提供一种无需人为操作的方案，避免在车辆行驶过程中尤其是在下坡过程中出现驱动电机扭矩输出为零或行驶中下高压的情况，提高行车安全性。

技术实现要素：

为了降低在车辆行驶过程中尤其是下坡过程中出现驱动电机扭矩输出为零或行驶中下高压的概率，尽量避免出现驱动电机扭矩输出为零或行驶中下高压的情况，提高行车安全性，本发明提出了一种车辆限速辅助控制方法及系统，本发明具体是以如下技术方案实现的。

本发明提供的一种车辆限速辅助控制方法，包括：

获取车辆的当前车速；

将所述当前车速分别与预设的第一阈值、预设的第二阈值和预设的第三阈值进行比较，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述第三阈值大于所述第二阈值；

如果所述当前车速不大于所述第一阈值，执行无坡度控制步骤；

如果所述当前车速大于所述第一阈值且不大于所述第二阈值，执行踏板控制步骤；

如果所述当前车速大于所述第二阈值且不大于所述第三阈值，执行制动控制步骤；

如果所述当前车速大于所述第三阈值，执行保护控制步骤。

本发明车辆限速辅助控制方法的进一步改进在于，所述无坡度控制步骤包括：获取加速踏板指令和制动踏板指令；根据所述加速踏板指令和所述制动踏板指令控制所述车辆行驶；

所述踏板控制步骤包括：获取所述车辆的加速踏板行程；判断所述加速踏板行程是否为零；如果所述加速踏板行程为零，控制所述车辆滑行行驶；如果所述加速踏板行程不为零，降低车辆电机的输出扭矩；

所述制动控制步骤包括：控制所述车辆电机输出反拖扭矩；

所述保护控制步骤包括：控制所述车辆的整车控制器断电并显示报警提示信息。

本发明车辆限速辅助控制方法的更进一步改进在于，所述如果所述加速踏板行程不为零，降低车辆电机的输出扭矩包括：

如果所述加速踏板行程不为零，根据所述加速踏板行程和所述输出扭矩之间的预设关系，确定目标限扭扭矩；

控制所述车辆电机输出所述目标限扭扭矩。

本发明车辆限速辅助控制方法的更进一步改进在于，还包括，于根据所述加速踏板指令和所述制动踏板指令控制所述车辆行驶之后，返回执行获取车辆的当前车速的步骤；

于控制所述车辆滑行行驶或降低车辆电机的输出扭矩之后，返回执行获取车辆的当前车速的步骤。

本发明车辆限速辅助控制方法的更进一步改进在于，所述控制所述车辆电机输出反拖扭矩包括：

获取所述车辆的加速度、电机转速、电池荷电状态和发动机功率；

根据所述加速度、所述电机转速、所述电池荷电状态和所述发动机功率，确定目标反拖扭矩；

控制所述车辆电机输出所述目标反拖扭矩。

本发明车辆限速辅助控制方法的更进一步改进在于，所述根据所述加速度、所述电机转速、所述电池荷电状态和所述发动机功率，确定目标反拖扭矩包括：

根据所述加速度确定第一反拖扭矩；

根据所述电机转速确定第二反拖扭矩；

根据所述电池荷电状态和所述发动机功率确定第三反拖扭矩；

在所述第一反拖扭矩、所述第二反拖扭矩和所述第三反拖扭矩中确定最小反拖扭矩，将所述最小反拖扭矩作为所述目标反拖扭矩。

本发明车辆限速辅助控制方法的更进一步改进在于，还包括：

于控制所述车辆电机输出反拖扭矩之后，再次获取车辆的当前车速；

将再次获取的当前车速分别与所述第一阈值和所述第三阈值进行比较；

如果所述再次获取的当前车速不大于所述第一阈值，执行所述无坡度控制步骤；

如果所述再次获取的的当前车速大于所述第一阈值且不大于所述第三阈值，执行所述制动控制步骤；

如果所述再次获取的当前车速大于所述第三阈值，执行所述保护控制步骤。

此外，本发明还提供一种车辆限速辅助控制系统，所述系统用于执行上述的方法，所述系统包括：

获取模块，用于获取所述车辆的当前车速；

比较模块，用于比较所述当前车速、预设的第一阈值、预设的第二阈值和预设的第三阈值，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述第三阈值大于所述第二阈值；

无坡度控制模块，用于在所述当前车速不大于所述第一阈值时，执行无坡度控制；

踏板控制模块，用于在所述当前车速大于所述第一阈值且不大于所述第二阈值时，执行踏板控制；

制动控制模块，用于在所述当前车速大于所述第二阈值且不大于所述第三阈值时，执行制动控制；

保护控制模块，用于在所述当前车速大于所述第三阈值时，执行保护控制。

本发明车辆限速辅助控制系统的进一步改进在于，所述无坡度控制模块包括第一无坡度控制单元和第二无坡度控制单元，所述第一无坡度控制单元用于获取加速踏板指令和制动踏板指令；所述第二无坡度控制单元用于根据所述加速踏板指令和所述制动踏板指令控制所述车辆行驶；

所述踏板控制模块包括第一踏板控制单元、第二踏板控制单元和第三踏板控制单元，所述第一踏板控制单元用于获取所述车辆的加速踏板行程；判断所述加速踏板行程是否为零；所述第二踏板控制单元用于在所述加速踏板行程为零时控制所述车辆滑行行驶；所述第三踏板控制单元用于在所述加速踏板行程不为零时降低车辆电机的输出扭矩；

所述制动控制模块包括第一制动控制单元，所述第一制动控制单元用于控制所述车辆电机输出反拖扭矩；

所述保护控制模块包括第一保护控制单元，所述第一保护控制单元用于控制所述车辆的整车控制器断电并显示报警提示信息。

本发明车辆限速辅助控制系统的更进一步改进在于，所述第三踏板控制单元包括踏板控制第一子单元和踏板控制第二子单元；所述踏板控制第一子单元用于在所述加速踏板行程不为零时，根据所述加速踏板行程和所述输出扭矩之间的预设关系，确定目标限扭扭矩；所述踏板控制第二子单元用于控制所述车辆电机输出所述目标限扭扭矩；

所述第一制动控制单元包括制动控制第一子单元、制动控制第二子单元和制动控制第三子单元；所述制动控制第一子单元用于获取所述车辆的加速度、电机转速、电池荷电状态和发动机功率；所述制动控制第二子单元用于根据所述加速度、所述电机转速、所述电池荷电状态和所述发动机功率，确定目标反拖扭矩；所述制动控制第三子单元用于控制所述车辆电机输出所述目标反拖扭矩。

采用上述技术方案，本发明提供的一种车辆限速辅助控制方法及系统，具有如下有益效果：

本发明综合考虑车辆所在坡度、整车总质量和车辆行驶速度对所需辅助制动力的影响，根据当前车速变化量计算辅助制动减速度，得出电机反转辅助制动扭矩使车速降低，可以降低电机出现二级故障和三级故障的概率。

本发明用于辅助驾驶员控制车辆在下坡路段保持车速稳定，根据不同车速范围执行不同控制方式，使驾驶员可以专心控制车辆的方向保证车辆的行驶安全，本发明在控制车辆的过程中，不干扰驾驶员的操作，符合驾驶员的驾驶习惯且保证行车安全的原则。

本发明可以大幅降低下坡路段驾驶员的操作和心理负担，降低电机出现二级故障和三级故障的概率，提高了下坡路段车辆的行驶安全。本发明中利用电机的转矩响应速度快、控制精度高的优势，基于电机响应进行辅助制动，避免了机械制动系统响应延时较大造成制动效果不佳的问题。本发明中电机反转产生的制动能量回馈可提高车辆的燃油经济性，且能够降低机械制动由于频繁制动产生热失效的概率，避免大功率下长时间使用可能会因热衰退而引发制动安全问题。

本发明可以根据实时车速进行控制方式切换，可以下坡过程中对车辆进行更精准、全面的控制，保证行车安全。

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，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地介绍，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他的附图。

图1为本发明实施例1提供的车辆限速辅助控制方法的流程图；

图2为本发明实施例2提供的车辆限速辅助控制系统的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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做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。

为了降低在车辆行驶过程中尤其是下坡过程中出现驱动电机扭矩输出为零或行驶中下高压的概率，提高行车安全性，本发明提出了一种车辆限速辅助控制方法及系统。

实施例1：

结合图1所示，本实施例1提供的一种车辆限速辅助控制方法包括：

步骤s101：获取车辆的当前车速；

步骤s102：将当前车速分别与预设的第一阈值、预设的第二阈值和预设的第三阈值进行比较，第二阈值大于第一阈值，第三阈值大于第二阈值；

步骤s103：如果当前车速不大于第一阈值，执行无坡度控制步骤；

步骤s104：如果当前车速大于第一阈值且不大于第二阈值，执行踏板控制步骤；

步骤s105：如果当前车速大于第二阈值且不大于第三阈值，执行制动控制步骤；

步骤s106：如果当前车速大于第三阈值，执行保护控制步骤。

本实施例1中，根据当前车速的数值范围确定下一步控制步骤；其中，无坡度控制步骤中，按照正常控制方式控制车辆，即按照在平路上的控制方式来控制车辆，车辆进入正常行驶模式；踏板控制步骤中，根据加速踏板的来控制车辆，车辆进入踏板控制模式；制动控制步骤中，对车辆进行制动控制，车辆进入辅助制动模式；保护控制步骤中，对车辆进行电机保护，车辆进入电机保护模式。

本实施例1中，正常行驶模式为：整车动力系统正常响应加速和制动踏板的情况。辅助制动模式为：当车速达到一定限值时，随着车速继续上升，电机输出反转扭矩。电机保护模式为：当车速达到一定限值时，电机进行自我保护报二级故障，整车高压下电(制动及转向除外)，仪表语音提示制动停车。本实施例1尤其适用于增程式轻卡，由于轻卡在下坡等特殊道路中，一旦出现整车下电以后，会让驾驶员感到恐慌，极有可能会出现安全风险；本实施例1在下坡过程中对车辆进行控制，降低出现整车下电的概率，同时可以保持车速稳定，有利于驾驶员专心驾驶，提高行车安全性。

进一步地，无坡度控制步骤包括：获取加速踏板指令和制动踏板指令；根据加速踏板指令和制动踏板指令控制车辆行驶；

踏板控制步骤包括：获取车辆的加速踏板行程；判断加速踏板行程是否为零；如果加速踏板行程为零，控制车辆滑行行驶；如果加速踏板行程不为零，降低车辆电机的输出扭矩；

制动控制步骤包括：控制车辆电机输出反拖扭矩；

保护控制步骤包括：控制车辆的整车控制器断电并显示报警提示信息。

本实施例1中无坡度控制步骤中，整车处于正常行驶模式，加速踏板和制动踏板均正常响应驾驶员操作指令。踏板控制步骤中，如果加速踏板行程为零(驾驶员没有踩下加速踏板)，车辆进入自由滑行模式，在自由滑行模式中，车辆随惯性力行驶同时电机处于反拖状态进行滑行回馈；如果加速踏板行程不为零(驾驶员踩下加速踏板)，车辆进入加速限扭模式，在加速限扭模式中，降低电机的输出扭矩。制动控制步骤中，车辆进入辅助制动模式，在辅助制动模式中，电机输出反拖扭矩。保护控制步骤中，车辆进入电机保护模式，整车控制器断电，车辆仪表显示报警提示信息。本实施例1中，加速限扭模式为：车速到达一定限值时，对电机输出扭矩进行限扭，降低整车动力输出；自由滑行模式为：整车随惯性力行驶同时电机处于反拖状态进行滑行回馈。

较佳地，保护控制步骤中，将当前车速与预设的第四阈值进行比较；如果当前车速大于第三阈值并小于或等于第四阈值，显示报警提示信息；如果当前车速大于第四阈值，控制车辆的整车控制器断电。

更进一步地，如果加速踏板行程不为零，降低车辆电机的输出扭矩包括：如果加速踏板行程不为零，根据加速踏板行程和输出扭矩之间的预设关系，确定目标限扭扭矩；控制车辆电机输出目标限扭扭矩。

本实施例1中，如果当前车速大于第一阈值且不大于第二阈值，执行踏板控制步骤；此时，如果加速踏板行程不为零，确定目标限扭扭矩并控制电机输出目标限扭扭矩。其中，可以根据加速踏板行程和预设的对应关系，确定标定的电机输出扭矩，将标定的电机输出扭矩作为目标限扭扭矩。

更进一步地，车辆限速辅助控制方法还包括：于根据加速踏板指令和制动踏板指令控制车辆行驶之后，返回执行获取车辆的当前车速的步骤；于控制车辆滑行行驶或降低车辆电机的输出扭矩之后，返回执行获取车辆的当前车速的步骤。

随着车速变化，本实施例1可以根据实时车速切换控制方式。当执行无坡度控制步骤或踏板控制步骤后，车速仍有可能会降低或增加；本实施例在进行无坡度控制或踏板控制的时长达到预设时长后，返回获取当前车速的步骤，进行循环控制；由此可以根据实时车速调整控制方式。其中，可以根据实际需求调整预设时长。

更进一步地，控制车辆电机输出反拖扭矩包括：获取车辆的加速度、电机转速、电池荷电状态和发动机功率；根据加速度、电机转速、电池荷电状态和发动机功率，确定目标反拖扭矩；控制车辆电机输出目标反拖扭矩。

更进一步地，根据加速度、电机转速、电池荷电状态和发动机功率，确定目标反拖扭矩包括：根据加速度确定第一反拖扭矩；根据电机转速确定第二反拖扭矩；根据电池荷电状态和发动机功率确定第三反拖扭矩；在第一反拖扭矩、第二反拖扭矩和第三反拖扭矩中确定最小反拖扭矩，将最小反拖扭矩作为目标反拖扭矩。

本实施例1中，如果当前车速大于第二阈值且不大于第三阈值，执行制动控制步骤，确定目标反拖扭矩，并控制车辆电机输出目标反拖扭矩。

更进一步地，车辆限速辅助控制方法还包括：于控制车辆电机输出反拖扭矩之后，再次获取车辆的当前车速；将再次获取的当前车速分别与第一阈值和第三阈值进行比较；如果再次获取的当前车速不大于第一阈值，执行无坡度控制步骤；如果再次获取的的当前车速大于第一阈值且不大于第三阈值，执行制动控制步骤；如果再次获取的当前车速大于第三阈值，执行保护控制步骤。

本实施例1中，执行制动控制步骤后，车速仍有可能会降低或增加；执行制动控制的时长达到预设时长后，再次获取当前时间点的车速，如果再次获取的当前车速不大于第一阈值，切换执行无坡度控制步骤；如果再次获取的当前车速大于第三阈值，切换执行保护控制步骤。本实施例1中，一旦进入制动控制步骤后，如果车速继续上升至大于第三阈值，整车进入电机保护模式；进入制动控制步骤后，只有当车速下降至不大于第一阈值，整车才进入正常的行驶模式，才撤销电机反拖扭矩、解除制动控制；由此可以提供一种更加有安全保障性的控制方法，确保车辆行驶安全。

本实施例1可以根据实时车速进行控制方式切换，可以在车辆行驶过程中对车辆进行更精准、全面的控制，保证行车安全。

实施例2：

结合图2所示，本实施例2提供一种车辆限速辅助控制系统10，系统用于执行上述的方法，系统10包括：

获取模块20，用于获取车辆的当前车速；

比较模块30，用于比较当前车速、预设的第一阈值、预设的第二阈值和预设的第三阈值，第二阈值大于第一阈值，第三阈值大于第二阈值；

无坡度控制模块41，用于在当前车速不大于第一阈值时，执行无坡度控制；

踏板控制模块42，用于在当前车速大于第一阈值且不大于第二阈值时，执行踏板控制；

制动控制模块43，用于在当前车速大于第二阈值且不大于第三阈值时，执行制动控制；

保护控制模块44，用于在当前车速大于第三阈值时，执行保护控制。

进一步地，无坡度控制模块41包括第一无坡度控制单元和第二无坡度控制单元，第一无坡度控制单元用于获取加速踏板指令和制动踏板指令；第二无坡度控制单元用于根据加速踏板指令和制动踏板指令控制车辆行驶；

踏板控制模块42包括第一踏板控制单元、第二踏板控制单元和第三踏板控制单元，第一踏板控制单元用于获取车辆的加速踏板行程；判断加速踏板行程是否为零；第二踏板控制单元用于在加速踏板行程为零时控制车辆滑行行驶；第三踏板控制单元用于在加速踏板行程不为零时降低车辆电机的输出扭矩；

制动控制模块43包括第一制动控制单元，第一制动控制单元用于控制车辆电机输出反拖扭矩；

保护控制模块44包括第一保护控制单元，第一保护控制单元用于控制车辆的整车控制器断电并显示报警提示信息。

更进一步地，第三踏板控制单元包括踏板控制第一子单元和踏板控制第二子单元；踏板控制第一子单元用于在加速踏板行程不为零时，根据加速踏板行程和输出扭矩之间的预设关系，确定目标限扭扭矩；踏板控制第二子单元用于控制车辆电机输出目标限扭扭矩；

第一制动控制单元包括制动控制第一子单元、制动控制第二子单元和制动控制第三子单元；制动控制第一子单元用于获取车辆的加速度、电机转速、电池荷电状态和发动机功率；制动控制第二子单元用于根据加速度、电机转速、电池荷电状态和发动机功率，确定目标反拖扭矩；制动控制第三子单元用于控制车辆电机输出目标反拖扭矩。

更进一步地，无坡度控制模块41还包括第三无坡度控制单元，第三无坡度控制单元用于在第二无坡度控制单元根据加速踏板指令和制动踏板指令控制车辆行驶之后，触发获取模块20；

踏板控制模块42还包括第四踏板控制单元，第四踏板控制单元用于：在第二踏板控制单元控制车辆滑行行驶或第三踏板控制单元降低车辆电机的输出扭矩之后，触发获取模块20。

更进一步地，制动控制第二子单元用于：根据加速度确定第一反拖扭矩；根据电机转速确定第二反拖扭矩；根据电池荷电状态和发动机功率确定第三反拖扭矩；在第一反拖扭矩、第二反拖扭矩和第三反拖扭矩中确定最小反拖扭矩，将最小反拖扭矩作为目标反拖扭矩。

更进一步地，车辆限速辅助控制系统还包括触发模块，触发模块用于在第一制动控制单元控制车辆电机输出反拖扭矩之后，再次获取车辆的当前车速；将再次获取的当前车速分别与第一阈值和第三阈值进行比较；如果再次获取的当前车速不大于第一阈值，触发无坡度控制模块41；如果再次获取的当前车速大于第一阈值且不大于第三阈值，触发制动控制模块43；如果当前车速大于第三阈值，触发保护控制模块44。

本发明综合考虑车辆所在坡度、整车总质量和车辆行驶速度，对所需辅助制动力的影响，根据当前车速变化量计算辅助制动减速度，得出电机反转辅助制动扭矩使车速降低，可以避免下坡引起的超速出现整车二级故障和三级故障。

本发明用于辅助驾驶员控制车辆在行驶过程中尤其是下坡路段或冰雪路段行驶过程中保持车速稳定，根据不同车速范围执行不同控制方式，使驾驶员可以专心控制车辆的方向保证车辆的行驶安全，本发明在控制车辆的过程中，不干扰驾驶员的操作，符合驾驶员的驾驶习惯且保证行车安全的原则。

本发明可以大幅降低下坡路段驾驶员的操作和心理负担，降低电机出现二级故障和三级故障的概率，提高了车辆的行驶安全。本发明中利用电机的转矩响应速度快、控制精度高的优势，基于电机响应进行辅助制动，避免了机械制动系统响应延时较大造成制动效果不佳的问题。本发明中电机反转产生的制动能量回馈可提高车辆的燃油经济性，且能够降低机械制动由于频繁制动产生热失效的概率，避免大功率下长时间使用可能会因热衰退而引发制动安全问题。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。