计入了车辆横向加速度的坡道辅助控制模块和系统的制作方法

本申请涉及一种坡道辅助控制模块和系统，其能够基于车辆横向加速度确定坡道辅助控制的启动。

背景技术：

坡道辅助控制是电子车身稳定程序的一项扩展功能。当车辆在坡道上爬坡时，在驾驶员的脚松开制动踏板后，坡道辅助控制程序可将车辆继续保持制动一小段时间，使得驾驶员能够从容地将脚移到油门踏板上并且踩下油门踏板而使得车辆获得驱动力，从而防止溜车造成事故。

传统的坡道辅助控制基于来自车辆纵向加速度传感器的检测数据。在车辆静止状态下，基于纵向加速度传感器的检测数据确定坡道的坡度。当由此确定的坡度达到一定值时，坡道辅助控制程序启动而保持制动。然而，当车辆处在相对于坡道的横向时(例如在坡道上横停或掉头)，纵向加速度传感器的检测结果可能为零或很小，因而不能正确地反映坡道的坡度，坡道辅助控制程序误认为道路没有坡度或坡度很小而不启动。在这种情况下，在驾驶员将方向盘沿着使车辆转向上坡的方向转动后，在将脚从制动踏板朝向油门踏板移动期间，车辆转向轮处有可能发生溜车。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种坡道辅助控制方案，其能够在车辆转弯或掉头爬坡时避免溜车。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于车辆的坡道辅助控制模块，所述坡道辅助控制模块与信息采集部通信连接，用以通过信息采集部至少获取下述信息：车辆横向加速度，车辆速度，发动机转速，转向轮或方向盘的转角和转动方向，制动踏板和油门踏板状态；

所述坡道辅助控制模块配置成在满足下述全部条件时对转向轮实施坡道保持制动：

条件1、车速为零或接近于零，且车辆驱动力小于一最小值；

条件2、车辆横向加速度大于一加速度预定值；

条件3、转向轮或方向盘朝向爬坡方向转动；

条件4、转向轮或方向盘的转向角大于一相应的转角预定值；并且

条件5、制动踏板被松开。

根据一种可行实施方式，所述坡道辅助控制模块还通过信息采集部获取变速箱的当前挡位，并且所述坡道辅助控制模块结合变速箱挡位处于前进挡还是倒车挡判断转向轮或方向盘的转动方向是否指向爬坡方向。

根据一种可行实施方式，所述坡道辅助控制模块与电子车身稳定程序连接，或者构造为电子车身稳定程序中的一个模块。

根据一种可行实施方式，所述坡道辅助控制模块通过所述电子车身稳定程序对转向轮实施坡道保持制动。

根据一种可行实施方式，所述条件4中的转向轮的转角预定值为大约35度。

根据一种可行实施方式，对转向轮实施坡道保持制动的时间为大约1.5秒至2秒。

根据一种可行实施方式，在经过了所述坡道保持制动时间后，如果油门踏板状态指示油门已被踩下，则解除对转向轮的制动；如果油门踏板状态指示油门没有被踩下，则维持对转向轮的制动，直至检测到油门踏板被踩下。

根据一种可行实施方式，所述加速度预定值为大约2.5m/s²。

根据一种可行实施方式，所述坡道辅助控制模块还通过信息采集部获取车辆纵向加速度；并且所述坡道辅助控制模块还被配置成在车辆横向加速度和纵向加速度这两个向量的和向量的大小大于一附加加速度预定值时对转向轮实施坡道保持制动。

根据一种可行实施方式，车辆驱动力的最小值是至少基于所述加速度预定值、车重、车辆滚动阻力而确定的。

根据本申请的另一个方面，提供了一种用于车辆的坡道辅助控制系统，包括信息采集部和与信息采集部通信连接的前述坡道辅助控制模块。

根据本申请的坡道辅助控制方案，车辆横向加速度被考虑，从而能够更准确地反映车道的坡度，并且在必要时启动坡道辅助控制，避免横向于坡道的车辆在转向爬坡时溜车。

附图说明

本申请的前述和其它方面将通过下面参照附图所做的详细介绍而被更完整地理解和了解，其中：

图1是为了解释本申请基本原理的示意图；

图2是根据本申请的一种可行实施方式的坡道辅助控制系统的框图。

具体实施方式

本申请总体上涉及车辆的坡道辅助控制，用于在车辆掉头爬坡或起步转向爬坡时防止溜车。首先，参照图1中的示意图来解释本申请的原理。如图中所示，车辆1处在相对于坡道2的大致横向，坡道2与水平面之间形成坡度θ。这里所谓的处在大致横向，是指车辆1的纵向(即车身前后方向)大致垂直于坡道2的纵向，而车辆1的横向(即车身左右方向)大致沿着坡道2的纵向。或者，可以在车辆1的纵向与坡道2的纵向之间的夹角大于一个角度值(例如60度)时，称车辆1处在相对于坡道2的大致横向。

坡道2的纵向，对于规则的道路来说，是指道路的延伸方向；对于不规则的道路(例如带坡度的地面)来说，是指路面上与水平面之间的夹角最大的方向。坡道2的纵向又可分为彼此相反的爬坡方向和下坡方向。

在图1所示的例子中，车辆1的前轮为转向轮3。需要指出，在车辆的前后车轮都为转向轮的情况下，这里提到转向轮时应理解为包含全部前后转向轮。

如图1所示，在车辆从横停状态起步转向爬坡时，或向下行驶后掉头向上爬坡时，驾驶员转动方向盘，使得转向轮3相对于车辆纵向转动一个角度，如图1中箭头t所示，使得车辆1转向或掉头后会朝向爬坡方向前进。

在车辆起步时，驾驶员需要踩下制动踏板来将挡把置于合适的挡位，而在车辆掉头时，驾驶员通常也需要踩下制动踏板来使车辆减速。之后，驾驶员的脚移离制动踏板踩下油门踏板。在制动踏板被松开而油门踏板被踩下之前这段时间，车辆获得的来自发动机的驱动力很小或是没有驱动力。在这种情况下，如果转向轮3处在非制动状态，那么，在车辆重力的作用下，转向轮3有可能沿箭头s所示方向向后滚动，从而车辆前部向下溜动，即发生溜车。

在车辆的电子车身稳定程序中，由纵向和横向加速度传感器检测到的车辆纵向加速度ax和横向加速度ay都被采用。但如前所述，现有技术中的坡道辅助控制仅基于纵向加速度ax确定是否启动坡道辅助控制。在图1所示车辆大致横向于坡道2的状况下，大致垂直于坡道纵向的纵向加速度ax基本上为零或很小，未达到启动坡道辅助控制的阈值，因而仅凭纵向加速度ax不能正确反映真实坡度θ。

为了避免车辆在转向起步爬坡时或在掉头爬坡时发生溜车，本申请提出了一种坡道辅助控制系统，其主要包括坡道辅助控制模块10和信息采集部20，如图2中的框图所示。该坡道辅助控制系统除了能够在车辆1处在相对于坡道2的大致纵向时基于纵向加速度ax确定坡道辅助控制的启动外，还能基于大致沿坡道纵向(大致指向下坡方向)的车辆横向加速度ay的因素确定坡道辅助控制的启动。

该坡道辅助控制模块10与信息采集部20通信连接，用以从信息采集部20至少获取下述与车辆相关的检测信息：

车辆横向加速度ay、纵向加速度ax；

车辆速度，发动机转速，变速箱挡位，转向轮3(或方向盘)的转角和转动方向，制动踏板和油门踏板状态，等等。

信息采集部20可以包括检测上述信息的检测装置中的一些或全部，和/或包括能够提供上述参数的车辆数据总线。

坡道辅助控制模块10还与车辆的制动系统30相连，该制动系统30至少能够对转向轮3施加制动力，优选还能对车辆的非转向轮施加制动力。

坡道辅助控制模块10构造成基于从信息采集部20获取的信息确定坡道辅助控制的启动条件。根据一种可行实施方式，在满足下述全部条件时启动坡道辅助控制：

(1)车辆驱动力小于一最小值(例如发动机怠速状态)，且车速为零或接近于零(低于一设定的速度阈值，例如，降速到低于该速度阈值)；

(2)车辆横向加速度ay大于一加速度预定值，例如大约2.5m/s²；

(3)转向轮3(或方向盘)朝向爬坡方向转动(需要结合挡位是前进挡还是倒车挡判断)，这可以通过转动方向与车辆横向加速度ay的指向相逆来判断出；

(4)转向轮3(或方向盘)的转向角大于一转角预定值，例如转向轮3的转角大于35度(对于方向盘，可以根据方向盘的转向角度与转向轮3的转向角之间的比例关系确定方向盘的转角预定值)；并且

(5)制动踏板处在松开状态。

在上述条件全部满足时，坡道辅助控制模块10确定车辆转向轮有下溜可能，因而需要实施坡道保持制动，其中坡道辅助控制模块10即通过制动系统30向转向轮3施加制动力一小段时间，例如大约1.5秒至2秒。之后，如果油门踏板状态指示油门已被踩下，则解除制动系统30对转向轮3的制动；如果油门踏板状态指示油门没有被踩下，则继续维持制动系统30对转向轮3的制动，直至检测到油门踏板被踩下。

通过这一小段制动时间，驾驶员能够从容地将脚移动到油门踏板上并且踩下油门踏板，之后，车辆即获得了来自发动机的驱动力而正常爬坡。在沿爬坡方向行驶时，如果出现驾驶员踩下制动踏板、然后再松开制动踏板、然后踩下油门踏板的情况，则坡道辅助控制系统切换到基于纵向加速度ax确定是否向转向轮3实施坡道保持制动。

在上述条件(1)中，车辆驱动力的最小值应与所述加速度预定值、车重、车辆滚动阻力等因素结合确定。此处车辆滚动阻力为全部车轮的滚动阻力之和。

此外，在讨论可能溜车的状态时，转向轮3的转角比方向盘的转角更为直观。然而，方向盘的转角信息容易由方向盘转角传感器获得，因此上述条件(4)中优选采用方向盘的转角预定值。

本申请的坡道辅助控制模块可以构造为电子车身稳定程序中的一个模块，并且实施坡道辅助控制时可由电子车身稳定程序对制动系统30实施控制。或者，本申请的坡道辅助控制模块可以构造为一个附加的模块而与电子车身稳定程序连接，并且实施坡道辅助控制时可由坡道辅助控制模块10或由电子车身稳定程序对制动系统30实施控制。

此外，在判断车辆转向轮是否有下溜可能的条件时，可以进一步计入纵向加速度ax，即同时考虑车辆横向加速度ay和纵向加速度ax两方面的因素。在这种方案中，横向加速度ay和纵向加速度ax这两个向量的和向量的大小是否大于一附加加速度预定值可以作为判断车辆转向轮是否有下溜可能时的条件。这在车辆的纵向偏离坡道横向较大角度的状态下是很有效的。此处的附加加速度预定值可以与前述适用于横向加速度的加速度预定值相等或不等。

可以看出，根据本申请，在车辆大致横向于坡道并且将要转向爬坡的情况下，通过考察车辆横向加速度ay、车辆转向轮(或方向盘)的转动方向和转向角来判断车辆转向轮是否有下溜的可能，并且在转向轮有下溜的趋势时对转向轮实施短时间的制动。这样，就能在横向于坡道的车辆向爬坡过渡时避免溜车，从而提高驾驶安全性。

此外，本申请的坡道辅助控制模块和系统虽然针对车辆大致横向于坡道时的情形判断并在必要时实施坡道辅助控制，但坡道辅助控制模块和系统对车辆处于横向的判断是利用车辆现有的检测元件(最重要的是横向加速度传感器)实现的，而不需要为判断横向添加额外的检测元件，因此，能够避免因坡道辅助控制模块和系统中增加横向坡道辅助控制功能而造成成本升高。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。