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CN112477862B - 一种实现车辆上坡起步辅助控制的方法及装置 - Google Patents

一种实现车辆上坡起步辅助控制的方法及装置 Download PDF

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CN112477862B CN201910786628.1A CN201910786628A CN112477862B CN 112477862 B CN112477862 B CN 112477862B CN 201910786628 A CN201910786628 A CN 201910786628A CN 112477862 B CN112477862 B CN 112477862B
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Abstract

本申请实施例公开了一种实现车辆上坡起步辅助控制的方法及装置，该方法包括：当车辆起步时，估算当前坡度，如果车辆处于坡道激活上坡起步辅助控制功能，进一步检测制动踏板开度，在制动踏板开度达到阈值时，进入零车速控制模式，将第一目标扭矩分配给电机和发动机，实现车辆维持在零车速，不产生溜坡；再检测油门踏板开度，确定驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩，根据驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩确定第二目标扭矩，并分配给电机和发动机，实现混合动力车辆的上坡辅助起步控制，不会产生溜坡。

Description

一种实现车辆上坡起步辅助控制的方法及装置
技术领域
本申请涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种实现车辆上坡起步辅助控制的方法及装置。
背景技术
混合动力车辆，搭载了发动机和驱动电机作为动力源，用户能够选择仅利用电机驱动行驶的纯电动行驶模式以及利用发动机和电机行驶的并联驱动模式。对于混合动力车辆，车辆在坡道上起步时，如若不使用手刹，当右脚离开制动踏板，踩油门过程中，由于对驾驶员扭矩解析进行了滤波，扭矩响应存在滞后，车辆会出现不同程度的后溜，容易引发后车追尾事故。在现有技术中还没有专门针对混合动力汽车的上坡辅助起步的控制方法，在坡道上起步，特别是在出入地下车库等陡坡起步工况下，对驾驶技术要求高，对于新驾驶员，很容易由于起步溜坡造成事故，造成不必要的人身财产损失。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种实现车辆上坡起步辅助控制的方法及装置，以解决现有技术中上坡起步容易溜坡的技术问题。
为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：
一种实现车辆上坡起步辅助控制的方法，所述方法包括：
当车辆档位状态处于驱动档时，根据车辆加速度对当前坡度进行计算；
当所述当前坡度达到第一阈值，检测制动踏板开度；当所述制动踏板开度达到第二阈值，采用双闭环控制计算第一目标扭矩；将所述第一目标扭矩拆分为第一发动机目标扭矩和第一电机目标扭矩，将所述第一发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第一电机目标扭矩发送给电机控制器；
当所述制动踏板开度未达到所述第二阈值，检测油门踏板开度；采用所述双闭环控制计算蠕行所需扭矩，根据所述油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩；
将所述蠕行所需扭矩和所述驾驶员请求扭矩中的较大值确定为第二目标扭矩，将所述第二目标扭矩拆分为第二发动机目标扭矩和第二电机目标扭矩，将所述第二发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第二电机目标扭矩发送给电机控制器。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
如果车辆处于纯电动行驶模式，当所述当前坡度达到第一阈值，根据所述当前坡度计算坡道起步所需扭矩；
如果电机扭矩小于所述坡道起步所需扭矩，向发动机控制器发送启动发动机请求。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述当前坡度计算坡道起步所需扭矩，包括：
根据公式：
Figure BDA0002178244720000021
计算坡道起步所需扭矩；其中，TL为坡道起步所需扭矩，Rt为轮胎滚动半径，n为安全系数，i为电机传动比，η为传动系统效率，M为整车满载质量，f为滚动阻力系数，g为重力加速度，θesti为所述当前坡度，δ为旋转质量换算系数，al为起步加速度。
在一种可能的实现方式中，所述根据车辆加速度对当前坡度进行计算，包括：
计算车辆加速度与车辆行驶加速度之差与重力加速度的比值，获得第一参数值，所述车辆加速度由固结于车辆上的加速度传感器检测得到，所述车辆行驶加速度由纵向车速的微分计算得到；
计算所述第一参数值的反正弦得到当前坡度。
在一种可能的实现方式中，所述采用双闭环控制计算第一目标扭矩，包括：
根据当前车速与目标零车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到第一目标扭矩。
在一种可能的实现方式中，所述采用所述双闭环控制计算蠕行所需扭矩，包括：
根据当前车速与蠕行目标车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到蠕行所需扭矩。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩，包括：
当所述油门踏板开度为零，确定驾驶员请求扭矩为所述蠕行所需扭矩；
当所述油门踏板开度不为零，根据所述油门踏板开度和当前车速确定驾驶员请求扭矩。
一种实现车辆上坡起步辅助控制的装置，所述装置包括：
第一计算单元，用于当车辆档位状态处于驱动档时，根据车辆加速度对当前坡度进行计算；
第一检测单元，用于当所述当前坡度达到第一阈值，检测制动踏板开度；
第二计算单元，用于当所述制动踏板开度达到第二阈值，采用双闭环控制计算第一目标扭矩；
第一分配单元，用于将所述第一目标扭矩拆分为第一发动机目标扭矩和第一电机目标扭矩，将所述第一发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第一电机目标扭矩发送给电机控制器；
第二检测单元，用于当所述制动踏板开度未达到所述第二阈值，检测油门踏板开度；
第三计算单元，用于采用所述双闭环控制计算蠕行所需扭矩；
第四计算单元，用于根据所述油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩；
第二分配单元，用于将所述蠕行所需扭矩和所述驾驶员请求扭矩中的较大值确定为第二目标扭矩，将所述第二目标扭矩拆分为第二发动机目标扭矩和第二电机目标扭矩，将所述第二发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第二电机目标扭矩发送给电机控制器。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第五计算单元，用于如果车辆处于纯电动行驶模式，当所述当前坡度达到第一阈值，根据所述当前坡度计算坡道起步所需扭矩；
发送单元，用于如果电机扭矩小于所述坡道起步所需扭矩，向发动机控制器发送启动发动机请求。
在一种可能的实现方式中，所述第五计算单元，包括：
第一计算子单元，用于根据公式：
Figure BDA0002178244720000041
计算坡道起步所需扭矩；其中，TL为坡道起步所需扭矩，Rt为轮胎滚动半径，n为安全系数，i为电机传动比，η为传动系统效率，M为整车满载质量，f为滚动阻力系数，g为重力加速度，θesti为所述当前坡度，δ为旋转质量换算系数，al为起步加速度。
在一种可能的实现方式中，所述第一计算单元，包括：
第二计算子单元，用于计算车辆加速度与车辆行驶加速度之差与重力加速度的比值，获得第一参数值，所述车辆加速度由固结于车辆上的加速度传感器检测得到，所述车辆行驶加速度由纵向车速的微分计算得到；
第三计算子单元，用于计算所述第一参数值的反正弦得到当前坡度。
在一种可能的实现方式中，所述第二计算单元，包括：
第四计算子单元，用于根据当前车速与目标零车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
第五计算子单元，用于根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到第一目标扭矩。
在一种可能的实现方式中，所述第三计算单元，包括：
第六计算子单元，用于根据当前车速与蠕行目标车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
第七计算子单元，根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到蠕行所需扭矩。
在一种可能的实现方式中，所述根据第四计算单元，包括：
第一确定子单元，用于当所述油门踏板开度为零，确定驾驶员请求扭矩为所述蠕行所需扭矩；
第二确定子单元，用于当所述油门踏板开度不为零，根据所述油门踏板开度和当前车速确定驾驶员请求扭矩。
由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：
本申请实施例当车辆起步时，估算当前坡度，如果车辆处于坡道激活上坡起步辅助控制功能，进一步检测制动踏板开度，在制动踏板开度达到阈值时，进入零车速控制模式，将第一目标扭矩分配给电机和发动机，实现车辆维持在零车速，不产生溜坡；再检测油门踏板开度，确定驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩，根据驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩确定第二目标扭矩，并分配给电机和发动机，实现混合动力车辆的上坡辅助起步控制，不会产生溜坡。
另外如果车辆处于纯电动行驶模式，本申请实施例还可以根据估算的当前坡度估算坡道起步所需扭矩，如果电机扭矩小于坡道起步所需扭矩，即当前电机的扭矩能力不能满足坡道起步需求，向发动机控制器发送启动发动机请求，提前启动发动机以更好满足扭矩需求。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种混合动力汽车中设置的上坡辅助起步控制系统的组成示意图；
图2为本申请实施例提供的一种实现车辆上坡起步辅助控制方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种根据车辆加速度计算当前坡度的方法流程图；
图4为本申请实施例提供的一种判断车辆电机扭矩能力是否能够满足坡道起步需求的方法流程图；
图5为本申请实施例提供的一种采用双闭环控制计算第一目标扭矩的方法流程图；
图6为本申请实施例提供的一种采用双闭环控制计算蠕行所需扭矩的方法流程图；
图7为本申请实施例提供的另外一种现车辆上坡起步辅助控制的方法流程图；
图8为本申请实施例提供的一种实现车辆上坡起步辅助控制装置的组成示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
本申请实施例可以应用在混合动力汽车上坡起步的场景中。
在本实施例提供的混合动力汽车中设置有用于上坡辅助起步的控制系统。参见图1，该图为本申请实施例提供的一种混合动力汽车中设置的上坡辅助起步控制系统的组成示意图。如图1所示，该设置在车辆中的上坡辅助起步控制系统包括：信号输入及处理模块、整车控制器、发动机控制器、离合器控制器和电机控制器。
其中，信号输入及处理模块包括有档位控制器、油门踏板、制动踏板、车速传感器和加速度传感器，且它们分别与整车控制器相连接，以及，它们可以将其分别检测到的混合动力汽车的档位信号、油门踏板开度信号、制动踏板开度信号、车速信号以及加速度信号都输入至整车控制器中；该上坡辅助起步控制系统内的整车控制器可以根据信号输入及处理模块的输入信号进行综合判断并确定请求扭矩，并分配给发动机和电机，整车控制器可以将发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将离合器目标扭矩发送给离合器控制器，将电机目标扭矩发送给电机控制器；其中，发动机控制器根据接收到的发动机目标扭矩控制发动机输出该扭矩，离合器控制器根据接收到的离合器目标扭矩控制离合器输出该扭矩，电机控制器根据接收到的电机目标扭矩控制电机输出该扭矩。本申请实施例提供的实现车辆上坡起步辅助控制的方法可以应用于整车控制器中。
下面对本申请实施例提供的实现车辆上坡起步辅助控制的方法及装置进行具体说明。
实施例一
本申请实施例提供了一种实现车辆上坡起步辅助控制方法。参见图1，该图示出了一种实现车辆上坡起步辅助控制方法的流程示意图，可以包括如下步骤S201-S204：
S201：当车辆档位状态处于驱动档时，根据车辆加速度对当前坡度进行计算。
在本实施例中，整车控制器可以根据车辆的档位控制器输入的信号判断此时混合动力汽车的档位状态，如果通过判断确定车辆处于驱动档位，则表明车辆准备启动。此时，整车控制器可以根据加速度传感器输入的车辆加速度信号对车辆当前所处的坡度进行计算。
在本实施例的一种实现方式中，参见图3，该图为本申请实施例提供的一种根据车辆加速度计算当前坡度的方法流程图，可以包括如下步骤S301-S302：
S301：计算车辆加速度与车辆行驶加速度之差与重力加速度的比值，获得第一参数值，车辆加速度由固结于车辆上的加速度传感器检测得到，车辆行驶加速度由纵向车速的微分计算得到。
在本实施例中，可以根据动力学的方法计算当前坡度。首先，通过固结在车辆上的加速度传感器检测得到车辆加速度，并将车辆加速度记为ax，其中，固结在车辆上的加速度传感器可以是将加速度传感器固定安装在车身上，以使两者之间没有相对运动；然后，通过由非驱动轮转速传感器采集到轮速信号乘以轮胎滚动半径进而计算得到纵向车速，将该纵向车速记为vx，并对该纵向车速vx进行微分计算得出车辆行驶加速度，将该车辆行驶加速度记为
Figure BDA0002178244720000081
最后，可以计算出车辆加速度与车辆行驶加速度之差与重力加速度的比值，并将该比值记为第一参数值A，即：
Figure BDA0002178244720000082
S302：计算第一参数值的反正弦得到当前坡度。
在本实施例中，根据动力学的方法，可以通过计算第一参数值的反正弦即可得到当前坡度，将该当前坡度记为θesti，即：
Figure BDA0002178244720000091
在本实施例的一种实现方式中，在确定混合动力汽车处于坡道后，还需确定混合动力汽车电机的扭矩能力是否能满足该坡道起步的需求，若不满足，则还需进行相应的操作。因此，参见图4，该图示出了本申请实施例提供的一种判断车辆电机扭矩能力是否能够满足坡道起步需求的方法流程图，可以包括如下步骤S401-S402：
S401：如果车辆处于纯电动行驶模式，当当前坡度达到第一阈值，根据当前坡度计算坡道起步所需扭矩。
在本实施例中，可以预先设置一个坡度阈值作为第一阈值，该第一阈值用于确定道路是否为坡道，如果当前道路的坡度大于或者等于第一阈值，则可以表明该道路是坡道；如果当前道路的坡度小于第一阈值，则可以表明该道路不是坡道。则，整车控制器可以根据计算的当前坡度与第一阈值的关系判断车辆是否处于坡道中，如果计算得出的坡度达到或者超过第一阈值，则确定车辆正处于坡道中，在这种情形下可以激活车辆上坡辅助起步的功能；如果计算得出的坡度未达到预设阈值，则确定车辆未处于坡道中，在这种情形下可以重复步骤S301-S302计算当前车辆所处的坡度以及继续检测车辆是否处于坡道中。在实际场景中，可以根据经验或者实车试验预设第一阈值。比如可以以10°作为一个坡度阈值，若当前车辆所处的道路的坡度大于10°，则确定该道路为坡道。
在本实施例中，如果混合动力车辆正处于纯电动行驶模式中，且当前坡度达到预设阈值时，则可根据当前坡度计算坡道起步所需扭矩，以判断混合动力车辆电机的扭矩能力是否可以满足坡道起步的需求。
在本实施例的一种实现方式中，根据当前坡度计算坡道起步所需扭矩的方法，包括：
根据公式：
Figure BDA0002178244720000101
计算坡道起步所需扭矩；
其中，TL为坡道起步所需扭矩，Rt为轮胎滚动半径，n为安全系数，i为电机传动比，η为传动系统效率，M为整车满载质量，f为滚动阻力系数，g为重力加速度，θesti为当前坡度，δ为旋转质量换算系数，al为起步加速度。
在本实施例中，可以根据动力学方法计算得出坡道起步所需扭矩，将计算得出坡道起步所需扭矩记为TL，则：
Figure BDA0002178244720000102
在该式中，Rt为轮胎滚动半径；n为安全系数，其中，该安全系数n可以是在计算坡道起步所需扭矩的过程中，为了保证车辆可以满足坡道起步的需求而预先设置的用于理论计算时进行适当放大的参数；i为电机传动比，其中，该电机传动比i为车辆系统的已知参数；η为传动系统效率，其中，该传动系统效率η为车辆系统的已知参数；M为整车满载质量；f为滚动阻力系数，其中，该滚动阻力系数f与路面附着系数、行驶车速、轮胎压力等有关的参数，该数值可以由软件进行实时动态估算得出；g为重力加速度；θesti为所述当前坡度；δ为旋转质量换算系数，其中，该旋转质量换算系数δ是将整车质量换算为轮端转动惯量的系数，该值为车辆的已知常数；al为起步加速度，其中，该起步加速度al是依据起步平稳的原则，并结合工程设计经验而确定的数值。
S402：如果电机扭矩小于坡道起步所需扭矩，向发动机控制器发送启动发动机请求。
在本实施例中，如果电机扭矩小于计算得到的坡道起步所需扭矩，则整车控制器可以向发动机控制器发送启动发动机的请求，以提前启动发动机。
在本申请实施例中，当电机扭矩小于计算得到的坡道起步所需扭矩代表仅依靠电机难以产生足够的坡道起步所需扭矩，则可以提前启动发动机，以防止车辆溜坡。
S202：当当前坡度达到第一阈值，检测制动踏板开度；当制动踏板开度达到第二阈值，采用双闭环控制计算第一目标扭矩；将第一目标扭矩拆分为第一发动机目标扭矩和第一电机目标扭矩，将第一发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将第一电机目标扭矩发送给电机控制器。
在本实施例中，可以预先设置一个制动踏板的开度值作为第二阈值，该第二阈值用于判断车辆是否具有制动请求，如果检测到车辆制动踏板的开度值大于或者等于第二阈值，确定该车辆具有制动请求；如果检测到车辆制动踏板的开度值大小于第二阈值，确定该车辆不具有制动请求。
在本实施例中，当当前坡度达到第一阈值，即车辆当前正处于坡道时，在该种情形下，整车控制器可以检测车辆的制动踏板开度，以判断驾驶员是否有制动请求。当检测到制动踏板开度达到或者超过第二阈值时，则可以采用双闭环控制计算用于控制车辆保持在零车速的第一目标扭矩。其中，可以将第一目标扭矩记为T1。
双闭环控制是一种用于对车辆动力进行估算的方法。在计算得出第一目标扭矩T1后，整车控制器可以将第一目标扭矩拆分为第一发动机目标扭矩和第一电机目标扭矩，将第一发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将第一电机目标扭矩发送给电机控制器。其中，第一发动机目标扭矩可以是从第一目标扭矩拆分出的发动机所需输出的扭矩，第一电机目标扭矩可以是从第一目标扭矩拆分出的电机所需输出的扭矩。在具体的实现中，可以按照效率优先的原则对第一目标扭矩进行拆分，例如：在电量充足的情况下，对第一目标扭矩的拆分可以按照电机优先的原则；而在电量较低的情况下，则可以按照发动机输出更大的扭矩，电机做扭矩补偿的原则对第一目标扭矩进行拆分。
由此可见，通过计算得出用于控制车辆保持在零车速的第一目标扭矩T1，并对其进行拆分，以及分别分配给发动机和电机，以保证车辆维持在零车速下，避免车辆产生溜坡。
在本实施例的一种实现方式中，参见图5，该图为本申请实施例提出的一种采用双闭环控制计算第一目标扭矩的方法流程图，该方法可以包括步骤S502-S502：
S501：根据当前车速与目标零车速通过比例积分控制计算得到目标加速度。
在本实施例中，可以将车辆的当前车速记为v，将车辆的目标车速记为vt，则车辆的目标零车速即表示车辆的目标车速为零，即vt＝0，将计算得出的目标加速度记为at。整车控制器可以根据车辆的当前车速v与目标零车速vt＝0通过控制理论中的比例积分控制计算得到目标加速度at＝AP+AI。
在该式中，AP为加速度控制器的比例项，AP＝KPa(vt-v)＝KPa(-v)，其中，KPa是加速度控制器的比例系数，该系数KPa可以根据当前车速查表得到；以及，AI为加速度控制器的积分项，AI＝KIa∑(vt-v)＝KIa∑(-v)，该积分项AI具有最大值限制，且在退出该当前控制模式时会进行清零，其中，KIa为加速度控制器的积分系数，该系数KIa可以根据当前车速查表得到。
S502：根据当前加速度、目标加速度与当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到第一目标扭矩。
在本实施例中，可以将当前车辆的加速度记为a，则，可以根据当前加速度a、目标加速度at与当前坡度θesti通过前馈和比例积分控制计算得到第一目标扭矩T1＝FF+TP+TI。
在该式中，FF可以是根据动力学方法推导得到的前馈控制项，
Figure BDA0002178244720000121
TP为扭矩控制器的比例项，TP＝KPT(at-a)，其中，KPT为矩控制器的比例系数，该比例系数KPT可以根据当前加速度查表得到；TI为扭矩控制器的积分项，TI＝KIT∑(at-a)，该积分项TI具有最大值限制，且在退出该当前控制模式时会进行清零，其中，KIT为扭矩控制器的积分系数，该系数KIT可以根据当前加速度查表得到。
即：
Figure BDA0002178244720000131
S203：当制动踏板开度未达到第二阈值，检测油门踏板开度；采用双闭环控制计算蠕行所需扭矩，根据油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩。
在本实施例中，当整车控制器检测到制动踏板开度未达到第二阈值时，则可以表示驾驶员的右脚离开制动踏板，转而去踩油门进行车辆起步的场景。则整车控制器可以检测油门踏板开度，根据油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩。以及，采用双闭环控制计算蠕行所需扭矩。其中，蠕行所需扭矩可以为车辆在蠕行时所需的扭矩，将该蠕行所需扭矩记为T'，可以通过双闭环控制计算蠕行所需扭矩以防止车辆在上坡过程中加速度过大，影响驾驶性；驾驶员请求扭矩可以是驾驶员通过踩油门而请求车辆的扭矩，将驾驶员请求扭矩记为T”。
在本实施例的一种实现方式中，参见图6，该图示出了本申请实施例提供的一种采用双闭环控制计算蠕行所需扭矩的方法流程图，该方法可以包括步骤S601-S602：
S601：根据当前车速与蠕行目标车速通过比例积分控制计算得到目标加速度。
在本实施例中，可以将车辆的当前车速记为v'，蠕行目标车速可以是车辆蠕行时的目标车速vt'，将据当前车速与蠕行目标车速计算得出的目标加速度记为at'。整车控制器可以根据车辆的当前车速v'与蠕行目标车速vt'通过控制理论中的比例积分控制计算得到目标加速度at'＝AP'+AI'。
在该式中，AP'为加速度控制器的比例项，AP'＝KPa'(vt'-v')，其中，KPa'是加速度控制器的比例系数，该系数KPa'可以根据当前车速查表得到；以及，AI'为加速度控制器的积分项，AI'＝KIa'∑(vt'-v')，该积分项AI'具有最大值限制，且在退出该当前控制模式时会进行清零，KIa'为加速度控制器的积分系数，可以根据当前车速查表得到该系数。
S602：根据当前加速度、目标加速度与当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到蠕行所需扭矩。
在本实施例中，可以将当前车辆的加速度记为a'，则，可以根据当前加速度a'、目标加速度a't'与当前坡度θesti通过前馈和比例积分控制计算得到蠕行所需扭矩T'＝FF'+TP'+TI'。
在该式中，FF'可以是根据动力学方法推导得到的前馈控制项，
Figure BDA0002178244720000141
TP'为扭矩控制器的比例项，TP'＝KPT'(at'-a')，其中，KPT'为矩控制器的比例系数，该系数KPT'可以根据当前加速度查表得到；TI'为扭矩控制器的积分项，TI'＝KIT'∑(at'-a')，该积分项TI'具有最大值限制，且在退出该当前控制模式时会进行清零，其中，KIT'为扭矩控制器的积分系数，该系数KIT'可以根据当前加速度查表得到。
即：
Figure BDA0002178244720000142
在本实施例的一种实现方式中，根据油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩的方法可以包括：
当油门踏板开度为零，确定驾驶员请求扭矩为蠕行所需扭矩。
当油门踏板开度不为零，根据油门踏板开度和当前车速确定驾驶员请求扭矩。
在本实施例中，在驾驶员踩油门时，可以将油门踏板的开度记为α，则整车控制器可以根据油门踏板开度α是否为零进而确定驾驶员请求扭矩T”，即
Figure BDA0002178244720000151
在本实施例中，当整车控制器检测到油门踏板开度α为零时，则可以控制车辆进入蠕行模式，则，可以令驾驶员扭矩请求T”即为蠕行所需扭矩T'；当整车控制器检测到油门踏板开度α不为零时，则可以根据油门踏板开度α和当前车速v'进行解析并确定驾驶员请求扭矩T'。其中，驾驶员请求扭矩T'是一个与油门踏板开度α成正比、与当前车速v'成反比的函数，即：当当前车速v'一定时，驾驶员请求扭矩T”随着油门踏板开度α的增大而增大；当油门踏板开度α一定时，驾驶员请求扭矩T”随着当前车速v'的增大而减小。
S204：将蠕行所需扭矩和驾驶员请求扭矩中的较大值确定为第二目标扭矩，将第二目标扭矩拆分为第二发动机目标扭矩和第二电机目标扭矩，将第二发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将第二电机目标扭矩发送给电机控制器。
在本实施例中，为了保证汽车起步时的安全性，整车控制器可以将蠕行所需扭矩和驾驶员请求扭矩中的较大值确定为第二目标扭矩，将第二目标扭矩记为T2。其中，第二目标扭矩T2可以是汽车坡道起步时所需的扭矩。在确定第二目标扭矩T2之后，整车控制器可以将第二目标扭矩T2拆分为第二发动机目标扭矩和第二电机目标扭矩，将第二发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将第二电机目标扭矩发送给电机控制器。其中，第二发动机目标扭矩可以是从第二目标扭矩拆分出的发动机所需输出的扭矩，第二电机目标扭矩可以是从第二目标扭矩拆分出的所需输出的扭矩。在具体的实现中，可以按照效率优先的原则对第二目标扭矩T2进行拆分，例如：在电量充足的情况下，对第二目标扭矩T2的拆分可以按照电机优先的原则；而在电量较低的情况下，则可以按照发动机输出更大的扭矩，电机做扭矩补偿的原则对第二目标扭矩T2进行拆分。由此可见，通过计算得出用于汽车坡道起步时所需的第二目标扭矩T2，并对其进行拆分，以及分别分配给发动机和电机，以保证车辆在坡道起步的过程中不会产生溜坡。
综上，本申请实施例提供的一种实现车辆上坡起步辅助控制方法，当车辆起步时，估算当前坡度，如果车辆处于坡道激活上坡起步辅助控制功能，进一步检测制动踏板开度，在制动踏板开度达到阈值时，进入零车速控制模式，将第一目标扭矩分配给电机和发动机，实现车辆维持在零车速，不产生溜坡；再检测油门踏板开度，确定驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩，根据驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩确定第二目标扭矩，并分配给电机和发动机，实现混合动力车辆的上坡辅助起步控制，不会产生溜坡。
实施例二
在具体的实现场景中，参见图7，该图为本申请实施例提供的另外一种现车辆上坡起步辅助控制的方法流程图。
如图7所示，整车控制器首先检测混合动力汽车的档位状态，如果经过检测并得出档位状态为驱动档，则进入下一步骤，否则将重复本步骤的检测；接着，整车控制器检测当前道路是否为坡道，如果经过检测并得出当前道路为坡道，则进入下一步骤，否则将重复本步骤的检测；接着，整车控制器计算混合动力汽车进行坡道起步所需的扭矩值，并检测混合动力汽车的电机是否能够提供给车辆进行坡道起步的扭矩，如果电机能够提供给车辆进行坡道起步的扭矩，则进入下一步骤，否则整车控制器向发动机控制器发送启动发动机的请求；接着，整车控制器会检测制动踏板的开度是否小于第二阈值以确定驾驶员是否有制动请求，其中，第二阈值如前所述，若是，则进入下一步骤，若否，则进入目标车速为零的零车速模式，以防止车辆溜坡；接着，整车控制器会检测油门踏板开度是否为零，以判断驾驶员是否在进行松开踏板、踩油门进行起步的操作，若是，则计算蠕行所需扭矩与驾驶员所需扭矩，若否，则计算蠕行所需扭矩，并以蠕行所需扭矩作为驾驶员所需扭矩；最后，判断蠕行所需扭矩是否大于驾驶员所需扭矩，若是，则以蠕行所需扭矩作为车辆坡道起步的目标扭矩，若否，则以驾驶员所需扭矩作为车辆坡道起步的目标扭矩，以保证车辆起步的过程不溜坡。
综上，本申请实施例提供的一种实现车辆上坡起步辅助控制方法，当车辆起步时，估算当前坡度，如果车辆处于坡道激活上坡起步辅助控制功能，进一步检测制动踏板开度，在制动踏板开度达到阈值时，进入零车速控制模式，将第一目标扭矩分配给电机和发动机，实现车辆维持在零车速，不产生溜坡；再检测油门踏板开度，确定驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩，根据驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩确定第二目标扭矩，并分配给电机和发动机，实现混合动力车辆的上坡辅助起步控制，不会产生溜坡。
实施例三
参见图8，该图为本申请实施例提供的一种实现车辆上坡起步辅助控制装置的组成示意图，所述装置包括：
第一计算单元801，用于当车辆档位状态处于驱动档时，根据车辆加速度对当前坡度进行计算；
第一检测单元802，用于当所述当前坡度达到第一阈值，检测制动踏板开度；
第二计算单元803，用于当所述制动踏板开度达到第二阈值，采用双闭环控制计算第一目标扭矩；
第一分配单元804，用于将所述第一目标扭矩拆分为第一发动机目标扭矩和第一电机目标扭矩，将所述第一发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第一电机目标扭矩发送给电机控制器；
第二检测单元805，用于当所述制动踏板开度未达到所述第二阈值，检测油门踏板开度；
第三计算单元806，用于采用所述双闭环控制计算蠕行所需扭矩；
第四计算单元807，用于根据所述油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩；
第二分配单元808，用于将所述蠕行所需扭矩和所述驾驶员请求扭矩中的较大值确定为第二目标扭矩，将所述第二目标扭矩拆分为第二发动机目标扭矩和第二电机目标扭矩，将所述第二发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第二电机目标扭矩发送给电机控制器。
在本实施例的一种实现方式中，所述装置还包括：
第五计算单元，用于如果车辆处于纯电动行驶模式，当所述当前坡度达到第一阈值，根据所述当前坡度计算坡道起步所需扭矩；
发送单元，用于如果电机扭矩小于所述坡道起步所需扭矩，向发动机控制器发送启动发动机请求。
在本实施例的一种实现方式中，所述第五计算单元，包括：
第一计算子单元，用于根据公式：
Figure BDA0002178244720000181
计算坡道起步所需扭矩；
其中，TL为坡道起步所需扭矩，Rt为轮胎滚动半径，n为安全系数，i为电机传动比，η为传动系统效率，M为整车满载质量，f为滚动阻力系数，g为重力加速度，θesti为所述当前坡度，δ为旋转质量换算系数，al为起步加速度。
在本实施例的一种实现方式中，所述第一计算单元801，包括：
第二计算子单元，用于计算车辆加速度与车辆行驶加速度之差与重力加速度的比值，获得第一参数值，所述车辆加速度由固结于车辆上的加速度传感器检测得到，所述车辆行驶加速度由纵向车速的微分计算得到；
第三计算子单元，用于计算所述第一参数值的反正弦得到当前坡度。
在本实施例的一种实现方式中，所述第二计算单元803，包括：
第四计算子单元，用于根据当前车速与目标零车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
第五计算子单元，用于根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到第一目标扭矩。
在本实施例的一种实现方式中，所述第三计算单元806，包括：
第六计算子单元，用于根据当前车速与蠕行目标车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
第七计算子单元，根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到蠕行所需扭矩。
在本实施例的一种实现方式中，所述根据第四计算单元807，包括：
第一确定子单元，用于当所述油门踏板开度为零，确定驾驶员请求扭矩为所述蠕行所需扭矩；
第二确定子单元，用于当所述油门踏板开度不为零，根据所述油门踏板开度和当前车速确定驾驶员请求扭矩。
综上，本申请实施例提供的一种实现车辆上坡起步辅助控制装置，当车辆起步时，估算当前坡度，如果车辆处于坡道激活上坡起步辅助控制功能，进一步检测制动踏板开度，在制动踏板开度达到阈值时，进入零车速控制模式，将第一目标扭矩分配给电机和发动机，实现车辆维持在零车速，不产生溜坡；再检测油门踏板开度，确定驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩，根据驾驶员请求扭矩和蠕行所需扭矩确定第二目标扭矩，并分配给电机和发动机，实现混合动力车辆的上坡辅助起步控制，不会产生溜坡。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
还需要说明的是，在本文中，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。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种实现车辆上坡起步辅助控制的方法，其特征在于，所述方法包括：
当车辆档位状态处于驱动档时，根据车辆加速度对当前坡度进行计算；
当所述当前坡度达到第一阈值，检测制动踏板开度；所述第一阈值用于确定道路是否为坡道；
当所述制动踏板开度达到第二阈值，采用双闭环控制计算第一目标扭矩；将所述第一目标扭矩按照效率优先的原则拆分为第一发动机目标扭矩和第一电机目标扭矩，将所述第一发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第一电机目标扭矩发送给电机控制器；所述第二阈值用于判断车辆是否具有制动需求；
当所述制动踏板开度未达到所述第二阈值，检测油门踏板开度；当所述油门踏板开度为零时，控制车辆进入蠕行模式；采用所述双闭环控制计算蠕行所需扭矩，根据所述油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩；所述蠕行所需扭矩为车辆在蠕行时所需的扭矩；将所述蠕行所需扭矩和所述驾驶员请求扭矩中的较大值确定为第二目标扭矩，将所述第二目标扭矩按照效率优先的原则拆分为第二发动机目标扭矩和第二电机目标扭矩，将所述第二发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第二电机目标扭矩发送给电机控制器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果车辆处于纯电动行驶模式，当所述当前坡度达到第一阈值，根据所述当前坡度计算坡道起步所需扭矩；
如果电机扭矩小于所述坡道起步所需扭矩，向发动机控制器发送启动发动机请求。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前坡度计算坡道起步所需扭矩，包括：
根据公式：
Figure FDA0003462490200000011
计算坡道起步所需扭矩；其中，TL为坡道起步所需扭矩，Rt为轮胎滚动半径，n为安全系数，i为电机传动比，η为传动系统效率，M为整车满载质量，f为滚动阻力系数，g为重力加速度，θesti为所述当前坡度，δ为旋转质量换算系数，al为起步加速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车辆加速度对当前坡度进行计算，包括：
计算车辆加速度与车辆行驶加速度之差与重力加速度的比值，获得第一参数值，所述车辆加速度由固结于车辆上的加速度传感器检测得到，所述车辆行驶加速度由纵向车速的微分计算得到；
计算所述第一参数值的反正弦得到当前坡度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用双闭环控制计算第一目标扭矩，包括：
根据当前车速与目标零车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到第一目标扭矩。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述双闭环控制计算蠕行所需扭矩，包括：
根据当前车速与蠕行目标车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到蠕行所需扭矩。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩，包括：
当所述油门踏板开度为零，确定驾驶员请求扭矩为所述蠕行所需扭矩；
当所述油门踏板开度不为零，根据所述油门踏板开度和当前车速确定驾驶员请求扭矩。
8.一种实现车辆上坡起步辅助控制的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一计算单元，用于当车辆档位状态处于驱动档时，根据车辆加速度对当前坡度进行计算；
第一检测单元，用于当所述当前坡度达到第一阈值，检测制动踏板开度；所述第一阈值用于确定道路是否为坡道；
第二计算单元，用于当所述制动踏板开度达到第二阈值，采用双闭环控制计算第一目标扭矩；
第一分配单元，用于将所述第一目标扭矩按照效率优先的原则拆分为第一发动机目标扭矩和第一电机目标扭矩，将所述第一发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第一电机目标扭矩发送给电机控制器；所述第二阈值用于判断车辆是否具有制动需求；
第二检测单元，用于当所述制动踏板开度未达到所述第二阈值，检测油门踏板开度；当所述油门踏板开度为零时，控制车辆进入蠕行模式；
第三计算单元，用于采用所述双闭环控制计算蠕行所需扭矩；所述蠕行所需扭矩为车辆在蠕行时所需的扭矩；
第四计算单元，用于根据所述油门踏板开度确定驾驶员请求扭矩；
第二分配单元，用于将所述蠕行所需扭矩和所述驾驶员请求扭矩中的较大值确定为第二目标扭矩，将所述第二目标扭矩按照效率优先的原则拆分为第二发动机目标扭矩和第二电机目标扭矩，将所述第二发动机目标扭矩发送给发动机控制器，将所述第二电机目标扭矩发送给电机控制器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第五计算单元，用于如果车辆处于纯电动行驶模式，当所述当前坡度达到第一阈值，根据所述当前坡度计算坡道起步所需扭矩；
发送单元，用于如果电机扭矩小于所述坡道起步所需扭矩，向发动机控制器发送启动发动机请求。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第五计算单元，包括：
第一计算子单元，用于根据公式：
Figure FDA0003462490200000041
计算坡道起步所需扭矩；其中，TL为坡道起步所需扭矩，Rt为轮胎滚动半径，n为安全系数，i为电机传动比，η为传动系统效率，M为整车满载质量，f为滚动阻力系数，g为重力加速度，θesti为所述当前坡度，δ为旋转质量换算系数，al为起步加速度。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元，包括：
第二计算子单元，用于计算车辆加速度与车辆行驶加速度之差与重力加速度的比值，获得第一参数值，所述车辆加速度由固结于车辆上的加速度传感器检测得到，所述车辆行驶加速度由纵向车速的微分计算得到；
第三计算子单元，用于计算所述第一参数值的反正弦得到当前坡度。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元，包括：
第四计算子单元，用于根据当前车速与目标零车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
第五计算子单元，用于根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到第一目标扭矩。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第三计算单元，包括：
第六计算子单元，用于根据当前车速与蠕行目标车速通过比例积分控制计算得到目标加速度；
第七计算子单元，根据当前加速度、所述目标加速度与所述当前坡度通过前馈和比例积分控制计算得到蠕行所需扭矩。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，根据第四计算单元，包括：
第一确定子单元，用于当所述油门踏板开度为零，确定驾驶员请求扭矩为所述蠕行所需扭矩；
第二确定子单元，用于当所述油门踏板开度不为零，根据所述油门踏板开度和当前车速确定驾驶员请求扭矩。
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