一种汽车坡道起步的控制方法及控制系统与流程

1.本申请涉及汽车控制技术领域，特别涉及一种汽车坡道起步的控制方法及控制系统。


背景技术：

2.配置有自动变速箱(amt/at/dct)的车辆可以利用变速箱控制发动机扭矩和离合器的联动状态，保证车辆在起步时发动机增加输出扭矩，以传递合理的动力给车轮，使得车轮能够保持不动或向前滚动。
3.配置有车身稳定系统(esp/esc)或电子刹车控制系统(ebs)的车辆可以利用制动控制器控制刹车片夹紧力，在车轮向后转动时增加制动力，并且稳定一定时间，司机可以在这段时间内采取加油门或其他操作来让车辆保持静止或前行，从而避免溜车。
4.商用车以实用和经济为导向，市场上大量车辆仅配置传统手动变速箱(mt)和基础防抱死系统(abs)，没有坡道起步辅助功能，司机通常采用挂挡后松离合、加油门、松手刹的操作实现起步。这种方式需要左脚、右脚和右手同时操作，对车辆和道路有一定的熟悉度才可顺利完成，否则会因为操作不合理导致熄火、溜车、起步猛，容易引起交通事故。


技术实现要素：

5.本申请实施例提供一种汽车坡道起步的控制方法及控制系统，以解决相关技术中在进行坡道起步时，采用挂挡后松离合、加油门、松手刹的操作，需要左脚、右脚和右手同时操作，容易因操作不合理导致熄火、溜车、起步猛，进而引起交通事故的问题。
6.第一方面，提供了一种汽车坡道起步的控制方法，其包括如下步骤：
7.当存在起步意图时，获取当前负载需求扭矩值c；
8.根据所述当前负载需求扭矩值c，计算出当发动机的负载扭矩百分比处于第一设定值d时，所述发动机的动力扭矩值e；
9.控制所述发动机输出所述动力扭矩值e，以辅助起步。
10.一些实施例中，所述控制方法还包括：
11.判断当前负载扭矩百分比a是否小于等于第二设定值；
12.若是，则不进行辅助起步；
13.否则，进入获取当前负载需求扭矩值c的步骤。
14.一些实施例中，所述第一设定值d的取值范围为：80％≤d≤90％；和/或，
15.获取当前负载需求扭矩值c，包括如下步骤：
16.根据当前负载扭矩百分比a和发动机参考扭矩值b，计算当前负载需求扭矩值c；或，获取发动机当前输出扭矩值，并将该当前输出扭矩值作为当前负载需求扭矩值c。
17.一些实施例中，在计算出所述发动机的动力扭矩值e之后，控制所述发动机输出所述动力扭矩值e，以辅助起步之前，所述控制方法还包括如下步骤：
18.若计算出的所述发动机的动力扭矩值e大于所述发动机的最大输出扭矩值，则将
所述发动机的最大输出扭矩值作为所述发动机的动力扭矩值e。
19.一些实施例中，在控制所述发动机输出所述动力扭矩值e，以辅助起步之后，所述控制方法还包括退出辅助起步。
20.一些实施例中，所述退出辅助起步包括：
21.判断是否存在触发条件，所述触发条件包括油门踏板踩下、离合踏板踩到最低点、刹车踏板踩到最低点、车速大于设定车速、手刹处于驻车状态、变速箱档位为空挡状态、发动机的负载扭矩百分比小于等于第二设定值和所述发动机持续输出动力扭矩值e的时间大于设定时间中的任意一种；
22.若存在，则退出辅助起步；
23.否则，继续执行辅助起步。
24.一些实施例中，所述设定车速为5km/h；和/或，所述第二设定值为15％；和/或，所述设定时间为3s。
25.一些实施例中，所述控制方法还包括起步意图判断步骤。
26.一些实施例中，所述起步意图判断步骤包括：
27.判断车速为0、手刹处于释放状态、变速箱档位为非空挡状态、离合踏板离开最低点且未达到最高点和刹车踏板离开最低点是否同时满足；
28.若同时满足，则存在起步意图；
29.否则，不存在起步意图。
30.第二方面，提供了一种汽车坡道起步的控制系统，其包括控制器，所述控制器用于当存在起步意图时，获取当前负载需求扭矩值c；
31.所述控制器还用于根据所述当前负载需求扭矩值c，计算出当发动机的负载扭矩百分比处于第一设定值d时，所述发动机的动力扭矩值e；以及，
32.控制所述发动机输出所述动力扭矩值e，以辅助起步。
33.本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
34.本申请实施例提供了一种汽车坡道起步的控制方法及控制系统，相对于采用挂挡后松离合、加油门、松手刹的操作实现起步的方式，本申请实施例将松手刹的操作改为松刹车踏板，而加油门的操作直接通过相关控制器比如整车控制器或车身控制器等计算出发动机的动力扭矩值后请求发动机完成，即可完成辅助起步。控制器根据司机操作控制车辆起步，起步更平稳，不会出现熄火、溜车、猛起步的情况，在起步过程中中断起步、重起步等操作也更容易更快捷。
35.控制刹车踏板来控制制动力远比手刹灵敏和易操作，同时解放右手，双手掌握方向盘，对紧急情况应对更加有效。起步时左脚慢慢松开离合踏板，右脚慢慢松开刹车踏板，在这过程中中断起步或重新起步也更方便，同时在紧急情况下本能反应也只会踩踏刹车踏板和离合踏板，直接中断动力输出和刹车，不会有误踩油门的风险，减少交通事故。
附图说明
36.为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。
37.图1为本申请实施例提供的一种汽车坡道起步的控制方法流程图；
38.图2为本申请实施例提供的辅助起步的判断流程图；
39.图3为本申请实施例提供的退出辅助起步的流程图；
40.图4为本申请实施例提供的起步意图判断的流程图。
具体实施方式
41.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
42.参见图1所示，本申请实施例提供的一种汽车坡道起步的控制方法，其包括如下步骤：
43.当存在起步意图时，获取当前负载需求扭矩值c；
44.根据当前负载需求扭矩值c，计算出当发动机的负载扭矩百分比处于第一设定值d时，发动机的动力扭矩值e；
45.控制发动机输出动力扭矩值e，以辅助起步。
46.以下通过一个实例对本申请的原理进行阐述：
47.假如此时发动机当前的转速以及油门状态下，发动机当前负载扭矩百分比a＝95％，发动机参考扭矩值b＝2000n，则可以计算出当前负载需求扭矩值c＝2000n
×
95％＝1900n，发动机当前输出扭矩值也是1900n。
48.这个当前负载需求扭矩值c是当前重力分力、摩擦力、制动力、其他阻力等等一切阻挠车辆前行的力之和，统称为当前负载需求扭矩值。只需要克服这个阻力，车辆就可以前行。
49.同时，这个阻力是实时变化的，最大影响因素是刹车踏板和离合踏板的开度，刹车踏板开度越大制动力越大，这个阻力也就越大，离合踏板开度越小，阻力传递值越大。
50.通常在起步时会慢慢松开刹车踏板和离合踏板，将这个阻力变小，当刹车踏板完全松开时，c会变到最小，这个最小值就是最低起动力，如果发动机不能提供大于这个最小值的驱动力，车辆是无法起动的。
51.为了克服这个1900n的力，就需要发动机输出一个动力扭矩值e，在对发动机进行坡道起步工况标定时，希望发动机的负载扭矩百分比处于第一设定值d，假如d为80％，那么此时发动机需要输出动力扭矩值e＝1900n/80％＝2375n才能满足，故请求发动机输出2375n的输出扭矩，而不是当前的1900n。
52.因此，相对于采用挂挡后松离合、加油门、松手刹的操作实现起步的方式，本申请实施例将松手刹的操作改为松刹车踏板，而加油门的操作直接通过相关控制器比如整车控制器或车身控制器等计算出发动机的动力扭矩值e后请求发动机完成，即可完成辅助起步。控制器根据司机操作控制车辆起步，起步更平稳，不会出现熄火、溜车、猛起步的情况，在起步过程中中断起步、重起步等操作也更容易更快捷。
53.控制刹车踏板来控制制动力远比手刹灵敏和易操作，同时解放右手，双手掌握方
向盘，对紧急情况应对更加有效。起步时左脚慢慢松开离合踏板，右脚慢慢松开刹车踏板，在这过程中中断起步或重新起步也更方便，同时在紧急情况下本能反应也只会踩踏刹车踏板和离合踏板，直接中断动力输出和刹车，不会有误踩油门的风险，减少交通事故。
54.需要说明的是，第一设定值d设定之后就不会变，也就是说，当车辆下线且第一设定值d设定后，通常就是不会变的，在标定过程中，根据车辆情况可以对第一设定值d进行重新设定。
55.参见图2所示，在一个优选的实施方式中，控制方法还包括如下辅助起步的判断步骤：
56.判断当前负载扭矩百分比a是否小于等于第二设定值；
57.若是，则不进行辅助起步；
58.否则，进入获取当前负载需求扭矩值c的步骤。
59.在本实施例中，第二设定值是根据实际需求进行设定的，比如可以设定为14％、15％或16％等，通过将当前负载扭矩百分比a与第二设定值进行大小判断，其目的是，如果当前负载扭矩百分比a较小，比如发动机当前负载扭矩百分比a小于15％，则认为车辆空载或负载很小，发动机怠速输出动力就足够车辆正常起步，此时无需进行起步辅助。而若当前负载扭矩百分比a较大，比如发动机当前负载扭矩百分比a大于15％，则认为车辆负载较大，发动机怠速输出动力不足以使车辆正常起步，此时就需要进行辅助起步。
60.在一个优选的实施方式中，在设定时，第一设定值d不能太大，也不能太小，如果d太小了，意味着请求发动机输出扭矩远大于当前负载所需扭矩，即发动机过量喷油，转速骤升，噪声和震动较大，而若d太大了，则使得输出的动力与负载动力持平，转速会降下来，最终造成憋熄火，故通常第一设定值d的取值范围为：80％≤d≤90％。
61.在一个优选的实施方式中，获取当前负载需求扭矩值c有两种方法，其一为根据当前负载扭矩百分比a和发动机参考扭矩值b，计算当前负载需求扭矩值c；其二为获取发动机当前输出扭矩值，并将该当前输出扭矩值作为当前负载需求扭矩值c。
62.发动机当前负载扭矩百分比a由发动机集成传感器计算获得；发动机参考扭矩值b为发动机测试标定值，与发动机转速成线性关系，一般预设在发动机控制器存储器内，不同转速对应不同参考扭矩；发动机当前输出扭矩值由参考扭矩乘以扭矩百分比获得，或者部分厂家发动机直接计算后广播到can总线上。因此发动机当前负载扭矩百分比、参考扭矩、当前输出扭矩均可在can总线上获取。
63.在一个优选的实施方式中，在计算出发动机的动力扭矩值e之后，控制发动机输出动力扭矩值e，以辅助起步之前，控制方法还包括如下步骤：
64.若计算出的发动机的动力扭矩值e大于发动机的最大输出扭矩值，则将发动机的最大输出扭矩值作为发动机的动力扭矩值e。
65.在一个优选的实施方式中，在控制发动机输出动力扭矩值e，以辅助起步之后，控制方法还包括退出辅助起步。
66.具体地，参见图3所示，退出辅助起步包括如下步骤：
67.判断是否存在触发条件，触发条件包括油门踏板踩下、离合踏板踩到最低点、刹车踏板踩到最低点、车速大于设定车速、手刹处于驻车状态、变速箱档位为空挡状态、发动机的负载扭矩百分比小于等于第二设定值和发动机持续输出动力扭矩值e的时间大于设定时
间中的任意一种；
68.若存在，则退出辅助起步；也就是说，当油门踏板踩下、离合踏板踩到最低点、刹车踏板踩到最低点、车速大于设定车速、手刹处于驻车状态、变速箱档位为空挡状态、发动机的负载扭矩百分比小于等于第二设定值和发动机持续输出动力扭矩值e的时间大于设定时间中，出现任何一种情形时，则退出辅助起步。
69.否则，继续执行辅助起步。
70.在一个优选的实施方式中，设定车速为5km/h，第二设定值为15％，设定时间为3s。
71.在一个优选的实施方式中，控制方法还包括起步意图判断步骤。
72.具体地，参见图4所示，起步意图判断步骤包括：
73.判断车速为0、手刹处于释放状态、变速箱档位为非空挡状态、离合踏板离开最低点且未达到最高点和刹车踏板离开最低点是否同时满足；
74.若同时满足，则存在起步意图；
75.否则，不存在起步意图。
76.本本申请实施例还提供了一种汽车坡道起步的控制系统，其包括控制器，控制器用于当存在起步意图时，获取当前负载需求扭矩值c；
77.控制器还用于根据当前负载需求扭矩值c，计算出当发动机的负载扭矩百分比处于第一设定值d时，发动机的动力扭矩值e；以及，
78.控制发动机输出动力扭矩值e，以辅助起步。
79.在一个优选的实施例中，控制器还用于判断当前负载扭矩百分比a是否小于等于第二设定值；若是，则不进行辅助起步；否则，进入获取当前负载需求扭矩值c的步骤。
80.在一个优选的实施例中，控制器还用于若计算出的发动机的动力扭矩值e大于发动机的最大输出扭矩值，则将发动机的最大输出扭矩值作为发动机的动力扭矩值e。
81.在一个优选的实施例中，控制器还用于判断是否存在触发条件，触发条件包括油门踏板踩下、离合踏板踩到最低点、刹车踏板踩到最低点、车速大于设定车速、手刹处于驻车状态、变速箱档位为空挡状态、发动机的负载扭矩百分比小于等于第二设定值和发动机持续输出动力扭矩值e的时间大于设定时间中的任意一种；若存在，则退出辅助起步；否则，继续执行辅助起步。
82.在一个优选的实施例中，控制器还用于判断车速为0、手刹处于释放状态、变速箱档位为非空挡状态、离合踏板离开最低点且未达到最高点和刹车踏板离开最低点是否同时满足；若同时满足，则存在起步意图；否则，不存在起步意图。
83.其中，该控制器可以采用整车控制器，也可以采用车身控制器。
84.在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
85.需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将
一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
86.以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。