车辆的陡坡缓降控制方法及装置与流程

1.本技术涉及车辆智能控制技术领域，特别涉及一种车辆的陡坡缓降控制方法及装置。


背景技术：

2.随着电动汽车电控化、智能化程度的升级，人们对汽车的安全性和舒适性越发重视。陡坡缓降功能是汽车主动安全系统的重要组成部分，陡坡缓降功能是在车辆下陡坡时，通过给车辆施加制动力，使得车辆安全平稳的通过陡坡，提高车辆的驾驶安全性和舒适性。
3.相关技术中，主要通过液压泵反复的施压制动实现纯电动汽车陡坡缓降功能。
4.但是，通过液压施加制动力进行陡坡缓降控制，导致车辆的经济性较差、能量利用率较低，且液压制动系统一旦故障，导致陡坡缓降功能失效时，车辆的安全性较低，亟待解决。


技术实现要素：

5.本技术提供一种车辆的陡坡缓降控制方法及装置，以解决相关技术通过液压施加制动力进行陡坡缓降控制，导致车辆的经济性较差、能量利用率较低，且液压制动系统一旦故障，导致陡坡缓降功能失效时，车辆的安全性较低等问题。
6.本技术第一方面实施例提供一种车辆的陡坡缓降控制方法，包括以下步骤：检测车辆所处坡道的当前坡度，并识别驾驶员的当前驾驶意图；在所述当前坡度大于预设坡度，且所述当前驾驶意图为陡坡缓降意图时，判断所述车辆是否满足滑坡陡降条件；如果所述车辆满足所述滑坡陡降条件，则控制车辆进入陡坡缓降模式，获取所述车辆的能量回收扭矩，并根据所述能量回收扭矩将所述车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速。
7.可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：检测所述车辆的油门踏板信号或者刹车信号；在检测到所述油门踏板信号或者所述刹车信号时，控制所述车辆退出所述陡坡缓降模式。
8.可选地，在本技术的一个实施例中，在控制所述车辆进入所述陡坡缓降模式之前，还包括：判断所述车辆是否为蠕行工况；若是所述蠕行工况，则直接控制车辆进入陡坡缓降模式，将所述车辆的实际车速从蠕行车速提升至所述陡坡缓降车速。
9.可选地，在本技术的一个实施例中，所述滑坡陡降条件包括：所述车辆的速度的变化值和加速度的变化值是否均满足模式条件，且是否有所述驾驶员的刹车信号。
10.可选地，在本技术的一个实施例中，所述根据所述能量回收扭矩将所述车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速之前，还包括：获取所述驾驶员的刹车信号对应的当前车速；根据所述当前车速确定所述陡坡缓降车速。
11.本技术第二方面实施例提供一种车辆的陡坡缓降控制装置，包括：第一检测模块，用于检测车辆所处坡道的当前坡度，并识别驾驶员的当前驾驶意图；第一判断模块，用于在所述当前坡度大于预设坡度，且所述当前驾驶意图为陡坡缓降意图时，判断所述车辆是否
满足滑坡陡降条件；第一控制模块，用于在所述车辆满足所述滑坡陡降条件时，控制车辆进入陡坡缓降模式，获取所述车辆的能量回收扭矩，并根据所述能量回收扭矩将所述车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速。
12.可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：第二检测模块，用于检测所述车辆的油门踏板信号或者刹车信号；第二控制模块，用于在检测到所述油门踏板信号或者所述刹车信号时，控制所述车辆退出所述陡坡缓降模式。
13.可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：第二判断模块，用于在控制所述车辆进入所述陡坡缓降模式之前判断所述车辆是否为蠕行工况；第三控制模块，用于在所述蠕行工况时，则直接控制车辆进入陡坡缓降模式，将所述车辆的实际车速从蠕行车速提升至所述陡坡缓降车速。
14.本技术第三方面实施例提供一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的车辆的陡坡缓降控制方法。
15.本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的车辆的陡坡缓降控制方法。
16.由此，在车辆所处坡道的当前坡度大于一定坡度值，且当前驾驶意图为陡坡缓降意图时，若车辆满足滑坡陡降条件，则控制车辆进入陡坡缓降模式，获取车辆的能量回收扭矩，并根据能量回收扭矩将车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速。提高了车辆的经济性与安全性，且根据能量扭矩进行车速控制，控制方式更加精准。由此，解决了相关技术通过液压施加制动力进行陡坡缓降控制，导致车辆的经济性较差、能量利用率较低，且液压制动系统一旦故障，导致陡坡缓降功能失效时，车辆的安全性较低等问题。
17.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
18.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为根据本技术实施例提供的一种车辆的陡坡缓降控制方法的流程图；
20.图2为根据本技术实施例提供的一种车辆的陡坡缓降控制架构示意图；
21.图3为根据本技术实施例提供的simulink模型图；
22.图4为根据本技术实施例提供的数据仿真结果示意图；
23.图5为根据本技术实施例的车辆的陡坡缓降控制装置的示例图；
24.图6为申请实施例提供的车辆的结构示意图。
25.附图标记：100-第一检测模块、200-第一判断模块、300-第一控制模块、601-存储器、602-处理器和603-通信接口。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
27.下面参考附图描述本技术实施例的车辆的陡坡缓降控制方法及装置。针对上述背景技术中心提到的，通过液压施加制动力进行陡坡缓降控制，导致车辆的经济性较差、能量利用率较低，且液压制动系统一旦故障，导致陡坡缓降功能失效时，车辆的安全性较低的问题，本技术提供了一种车辆的陡坡缓降控制方法，在该方法中，在车辆所处坡道的当前坡度大于一定坡度值，且当前驾驶意图为陡坡缓降意图时，若车辆满足滑坡陡降条件，则控制车辆进入陡坡缓降模式，获取车辆的能量回收扭矩，并根据能量回收扭矩将车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速。提高了车辆的经济性与安全性，且根据能量扭矩进行车速控制，控制方式更加精准。由此，解决了相关技术通过液压施加制动力进行陡坡缓降控制，导致车辆的经济性较差、能量利用率较低，且液压制动系统一旦故障，导致陡坡缓降功能失效时，车辆的安全性较低等问题。
28.具体而言，图1为根据本技术实施例提供的一种车辆的陡坡缓降控制方法的流程图。
29.如图1所示，该车辆的陡坡缓降控制方法包括以下步骤：
30.在步骤s101中，检测车辆所处坡道的当前坡度，并识别驾驶员的当前驾驶意图。
31.可以理解的是，陡坡缓降控制为在车辆下坡时进行辅助制动以控制车辆下坡过程中速度，保证行驶安全。因此，本技术实施例的方法首先对车辆当前所处坡道的坡度进行检测，以根据坡度信息确定是否控制车辆进入陡坡缓降模式。
32.作为一种可能实现的方式，本技术实施例可以在车辆上设置摄像头采集车辆当前位置前方的道路图像，对当前的道路图像进行分析得到车辆所处坡道的当前坡度，例如，在道路图像中设定参考物以及水平标线，通过路面与参考物以及水平标线的位置关系确定坡道坡度。
33.作为另一种可能实现的方式，本技术实施例可以直接调用车辆当前位置的地图信息，从地图信息中获取所处坡道的坡度。例如，通过卫星定位系统定位车辆的当前位置，从地图中提取车辆当前位置的路况信息，进而得到当前所处坡道的坡度信息。
34.作为再一种可能实现的方式，本技术的实施例还可以利用坡度传感器检测当前道路的坡度信息。如，在车辆前部设置坡度传感器，在车辆行驶过程中，直接通过坡度传感器得到坡度信息。
35.在上述实施例的基础上，本技术实施例的方法还可以对驾驶员的当前驾驶意图进行检测，以根据驾驶员的当前驾驶意图确定是否控制车辆进入陡坡缓降模式，以提高车辆控制的准确性，保证用户使用体验。在本技术的实施例中，驾驶员的意图可以为在下陡坡时，是否要进行减速。
36.作为一种可能实现的方式，可以通过检测制动踏板或油门踏板的开合度确定驾驶员的当前驾驶意图，例如，在制动踏板踩下一定距离时，可以认定驾驶员在下陡坡时进行减速，若制动踏板未踩下或踩踏距离过小或者油门踏板踩下，可以认定为驾驶员在下陡坡时不进行减速。
37.作为另一种可能实现的方式，可以通过接收驾驶员的陡坡缓降意图信号识别驾驶员的当前驾驶意图。例如，驾驶员通过车载显示屏开启车辆陡坡缓降功能，本技术实施例可以认定驾驶员的当前意图为陡坡缓降意图。由此，根据驾驶员的需求控制车辆进入车辆陡
坡缓降模式，提高了驾驶体验。
38.在步骤s102中，在当前坡度大于预设坡度，且当前驾驶意图为陡坡缓降意图时，判断车辆是否满足滑坡陡降条件。
39.可以理解的是，在车辆所处坡道的当前坡度过小时，无需使用车辆的陡坡缓降功能对车辆进行控制。在当前坡度大于一定值，且驾驶员的意图为陡坡缓降意图时，可以认定为需要控制车辆进入陡坡缓降模式。为了保证车辆安全，提高驾驶体验，本技术的实施例需要判断车辆的当前状态是否满足滑坡陡降条件，其中，陡坡缓降条件可以为车辆允许进入陡坡缓降模式的条件。在车辆当前状态不满足滑坡陡降条件时，则禁止控制车辆进入陡坡缓降模式，以免发生危险。
40.可选地，在本技术的一个实施例中，滑坡陡降条件包括：车辆速度的变化值和加速度的变化值是否均满足模式条件，且是否有驾驶员的刹车信号。
41.可以理解的是，在下坡过程中，由于重力和惯性原因，在不踩踏油门踏板的情况下，车辆仍然会以一定的加速度进行加速。作为一种具体的实施方式，本技术实施例以车辆的速度变化值和加速度变化值以及驾驶员的刹车信号作为滑坡陡降条件，如，在检测到在一定时间内车辆的加速度或速度变化值大于预先设定的阈值，且制动踏板的开合度大于一定角度时，本技术的实施例可以认定车辆满足坡陡降条件。通过坡陡降条件判断车辆是否可以进入陡坡缓降模式，增加了车辆控制的精准性，提高了车辆的安全性能以及驾驶体验。
42.在上述实施例的基础上，本技术的实施例还可以将无油门踏板信号、荷电状态小于90％、无禁止能量回收的故障、车速无故障，制动扭矩回收功率满足电机额定可允许回馈功率作为坡陡降条件。对此，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置，不作具体限定。
43.在步骤s103中，如果车辆满足滑坡陡降条件，则控制车辆进入陡坡缓降模式，获取车辆的能量回收扭矩，并根据能量回收扭矩将车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速。
44.具体地，陡坡缓降车速可以为车辆以陡坡缓降模式下坡时保持的车速，通过上述过程判断出车辆满足坡陡降条件时，控制车辆进入陡坡缓降模式，对车辆的速度进行调节，将车辆的车速保持在陡坡缓降车速，以使车辆安全平稳的下坡。可以理解的是，在车辆下坡过程中，可以将动能或势能转换为电能供车辆使用，为了提高车辆的经济性能，本技术的实施例结合能量回收扭矩计算需要输出的制动扭矩，通过对电机发出请求扭矩作用于轮端，将车速控制在陡坡缓降车速。
45.可选地，在本技术的一个实施例中，根据能量回收扭矩将车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速之前，还包括：获取驾驶员的刹车信号对应的当前车速；根据当前车速确定陡坡缓降车速。
46.可以理解的是，在车辆下陡坡且车辆未进入陡坡缓降模式之前，驾驶员踩踏制动踏板控制车辆减速，作为一种可能实现的方式，本技术的实施例将驾驶员踩踏制动踏板时的当前车速作为陡坡缓降车速，在车辆进入陡坡缓降模式后，控制车辆保持该陡坡缓降车速，进而使得当前车速符合驾驶员预期，在保证下坡安全的情况下，提高驾驶体验。
47.在一些实施例中，还可以通过驾驶员的设定确定陡坡缓降车速，如驾驶员通过车载显示屏输入下坡时的期望速度，根据期望速度匹配作用于轮端的扭矩大小，结合轮端的扭矩大小及能量回收扭矩确定发电机的输出扭矩大小，进而使车辆保持在驾驶员设定的车速。
48.需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际情况设置陡坡缓降车速的大小，对此不做具体限定。
49.可选地，在本技术的一个实施例中，在控制车辆进入陡坡缓降模式之前，还包括：判断车辆是否为蠕行工况；若是蠕行工况，则直接控制车辆进入陡坡缓降模式，将车辆的实际车速从蠕行车速提升至陡坡缓降车速。
50.可以理解的是，蠕行工况可以为车辆刚刚起步时的情况，在车辆进行起步时，速度较低，当前车速的变化情况不满足滑坡陡降条件，为了进行车辆提速，如果在下坡路段踩踏油门踏板可能会导致车速突然提升，发生危险，因此，本技术的实施例可以直接控制车辆进入陡坡缓降模式，将车辆的实际车速提升至陡坡缓降车速，并保持该车速行驶，无需驾驶员踩踏油门踏板即可实现提速且保持一定的速度下坡，提升了车辆下坡的安全性。
51.举例而言，在车辆为蠕行工况时，不满足陡坡缓降的速度要求，此时蠕行扭矩与滑坡陡降的制动扭矩无影响，本技术的实施例可以将车辆车速逐渐增加至10km/h退出蠕行工况，保持陡坡缓降模式。
52.可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：检测车辆的油门踏板信号或者刹车信号；在检测到油门踏板信号或者刹车信号时，控制车辆退出陡坡缓降模式。
53.可以理解的是，在控制车辆进入陡坡缓降模式后，驾驶员无需踩踏制动踏板，车辆即可保持一定的速度进行下坡。若下坡结束需要进行加速或者前方有突发状况需要进行减速时，需要控制车辆退出陡坡缓降模式。在本技术的实施例中，对车辆的油门踏板信号和刹车信号进行检测，如检测油门踏板和制动踏板的开合度，在检测油门踏板和刹车踏板开合度达到一定值时，本技术实施例的方法控制车辆退出陡坡缓降模式，驾驶员接管车辆，以保证驾驶安全，提高用户的驾驶体验。
54.更进一步地，在车辆进入陡坡缓降模式后，本技术的实施例对车辆进行检测，如检测车辆陡坡缓降功能是否正常或者车辆是否存在故障，若检测到任一故障信号时，控制车辆退出当前的陡坡缓降模式，以免发生危险。
55.下面结合附图的一个具体实施例对本技术实施例的车辆的陡坡缓降控制方法的原理进行详细说明。
56.如图2所示，展示了本技术实施例的车辆的陡坡缓降控制架构。本技术的实施例在燃油车陡坡缓降系统所能实现的功能的基础上，以软件形式将功能搭载在电动车上，主要以车辆控制单元(vehicle control units，vcu)通过执行应答指令，根据能量回收扭矩对电机扭矩进行控制从而实现陡坡缓降功能。
57.具体地，解析驾驶员对陡坡缓降功能的意图，如接受陡坡缓降硬线信号，判断驾驶员驾驶意图。当vcu接受到陡坡缓降使能信号，vcu通过判断此时速度的变化、加速度的变化、以及驾驶员刹车信号，结合陡坡缓降控制(hill descent control，hdc)判断是否满足进入滑坡陡降条件，若判断进入，则仪表显示此时进入陡坡缓降模式，根据能量回收扭矩对电机发出请求扭矩作用于轮端，使得车速控制在目标车速内，即陡坡缓降车速。在此工况模式下，若再次接受到油门踏板信号或者刹车信号，自动退出滑坡陡降模式。
58.图3展示了本技术实施例的陡坡缓降功能simulink模型图，图4展示了实验数据仿真结果。如图3和图4所示，在本技术的车辆的陡坡缓降控制架构可以通过三个模块实现，包括使能模块、坡度判断模块和扭矩输出模块。其中，使能模块可以判断是否满足进入陡坡缓
降条件；坡度判断模块可以通过此时速度变化、加速度变化以及刹车信号，判断此时车辆是否进入陡坡工况，此模块作为使能模块的补充模块；扭矩输出模块：通过接收到使能模块的使能信号判断进入陡坡缓降功能，发出能量回收扭矩限制车速，并限制车速至目标车速。
59.根据本技术实施例提出的车辆的陡坡缓降控制方法，在车辆所处坡道的当前坡度大于一定坡度值，且当前驾驶意图为陡坡缓降意图时，若车辆满足滑坡陡降条件，则控制车辆进入陡坡缓降模式，获取车辆的能量回收扭矩，并根据能量回收扭矩将车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速。提高了车辆的经济性与安全性，且根据能量扭矩进行车速控制，控制方式更加精准。由此，解决了相关技术通过液压施加制动力进行陡坡缓降控制，导致车辆的经济性较差、能量利用率较低，且液压制动系统一旦故障，导致陡坡缓降功能失效时，车辆的安全性较低等问题。
60.其次参照附图描述根据本技术实施例提出的车辆的陡坡缓降控制装置。
61.图5是本技术实施例的车辆的陡坡缓降控制装置的方框示意图。
62.如图5所示，该车辆的陡坡缓降控制装置10包括：第一检测模块100、第一判断模块200和第一控制模块300。
63.其中，第一检测模块100，用于检测车辆所处坡道的当前坡度，并识别驾驶员的当前驾驶意图。第一判断模块200，用于在当前坡度大于预设坡度，且当前驾驶意图为陡坡缓降意图时，判断车辆是否满足滑坡陡降条件。第一控制模块300，用于在车辆满足滑坡陡降条件时，控制车辆进入陡坡缓降模式，获取车辆的能量回收扭矩，并根据能量回收扭矩将车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速。
64.可选地，在本技术的一个实施例中，车辆的陡坡缓降控制装置10还包括：第二检测模块，用于检测车辆的油门踏板信号或者刹车信号；第二控制模块，用于在检测到油门踏板信号或者刹车信号时，控制车辆退出陡坡缓降模式。
65.可选地，在本技术的一个实施例中，车辆的陡坡缓降控制装置10还包括：第二判断模块，用于在控制车辆进入陡坡缓降模式之前判断车辆是否为蠕行工况；第三控制模块，用于在蠕行工况时，则直接控制车辆进入陡坡缓降模式，将车辆的实际车速从蠕行车速提升至陡坡缓降车速。
66.可选地，在本技术的一个实施例中，滑坡陡降条件包括：车辆的速度的变化值和加速度的变化值是否均满足模式条件，且是否有驾驶员的刹车信号。
67.可选地，在本技术的一个实施例中，车辆的陡坡缓降控制装置10还包括：在根据能量回收扭矩将车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速之前，获取驾驶员的刹车信号对应的当前车速，根据当前车速确定陡坡缓降车速。
68.需要说明的是，前述对车辆的陡坡缓降控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的车辆的陡坡缓降控制装置，此处不再赘述。
69.根据本技术实施例提出的车辆的陡坡缓降控制装置，在车辆所处坡道的当前坡度大于一定坡度值，且当前驾驶意图为陡坡缓降意图时，若车辆满足滑坡陡降条件，则控制车辆进入陡坡缓降模式，获取车辆的能量回收扭矩，并根据能量回收扭矩将车辆的实际车速控制在陡坡缓降车速。提高了车辆的经济性与安全性，且根据能量扭矩进行车速控制，控制方式更加精准。由此，解决了相关技术通过液压施加制动力进行陡坡缓降控制，导致车辆的经济性较差、能量利用率较低，且液压制动系统一旦故障，导致陡坡缓降功能失效时，车辆
的安全性较低等问题。
70.图6为本技术实施例提供的车辆的结构示意图。该车辆可以包括：
71.存储器601、处理器602及存储在存储器601上并可在处理器602上运行的计算机程序。
72.处理器602执行程序时实现上述实施例中提供的车辆的陡坡缓降控制方法。
73.进一步地，车辆还包括：
74.通信接口603，用于存储器601和处理器602之间的通信。
75.存储器601，用于存放可在处理器602上运行的计算机程序。
76.存储器601可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
77.如果存储器601、处理器602和通信接口603独立实现，则通信接口603、存储器601和处理器602可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，简称为isa)总线、外部设备互连(peripheral component，简称为pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
78.可选的，在具体实现上，如果存储器601、处理器602及通信接口603，集成在一块芯片上实现，则存储器601、处理器602及通信接口603可以通过内部接口完成相互间的通信。
79.处理器602可能是一个中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
80.本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如上的车辆的陡坡缓降控制方法。
81.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
82.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
83.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
84.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
85.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。