车辆的控制方法、系统及车辆与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆的控制方法、系统及车辆。

背景技术：

相关技术中，车辆在行驶过程中，如果控制系统出现故障导致车辆意外加速，此时，通过检测当前车辆的实际加速度值与驾驶员的期望加速度值是否一致，如果当前车辆的实际加速度值大于驾驶员的期望加速度值，则确定车辆正处于意外加速的状态，便会在一定时间内切断整车的动力系统的动力输出，进而保证车辆的行驶安全。

上述控制方式是存在以下缺点；由于车辆的行驶工况、车辆载荷情况、坡度影响以及环境变化等因素也可能引起车辆在一定车速、一定踏板下的车辆加速度值出现偏差或者波动，由于驾驶员的期望加速度是根据汽车理论方程计算出数值，此数值在定车速定踏板下的计算值即为定值。因此在整车行驶情况下，由于车辆状态、行驶工况、坡度变化以及环境影响引起的车辆的实际加速度值与驾驶员的期望加速度值存在偏差，此时，仍然会认为控制系统已经出现了故障，并切断了动力系统输出，但是，此偏差并非由于控制系统的故障造成的，即：并非意外加速，因此，在此种情况下切断动力系统输出显然存在问题，影响驾驶体验。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种异常转矩安全临界曲线的生成方法。

本发明的第二个目的在于提出一种车辆的控制方法。该方法可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，并当车辆的意外加速是由车辆的控制系统故障造成时，可以及时地切断车辆的动力输出，从而有效避免意外加速导致的危险，提升行车安全。

本发明的第三个目的在于提出一种异常转矩安全临界曲线的生成系统。

本发明的第四个目的在于提出一种车辆的控制系统。

本发明的第五个目的在于提出一种车辆。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种异常转矩安全临界曲线的生成方法，包括：获取车辆载荷信息、车辆设计参数和环境信息；根据所述车辆载荷信息、车辆设计参数和环境信息对异常加速度安全临界曲线进行转换，以得到所述异常转矩安全临界曲线，其中，所述异常转矩安全临界曲线由多个异常转矩和一一对应于所述多个异常转矩的多个允许持续时间确定。

本发明实施例的异常转矩安全临界曲线的生成方法，根据生成的异常转矩安全临界曲线，可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，从而可以使车辆准确无误地采取适当的应对措施，提升行车安全。

在一些示例中，还包括：根据如下方式生成所述异常加速度安全临界曲线，其中，获取前后车在异常加速前的车辆距离、后车恢复到安全状态后时前车与后车的车辆距离、后车产生的异常加速度值、后车切断动力输出时的减速度值和驾驶员反应时间；根据所述前后车在异常加速前的车辆距离、后车恢复到安全状态后时前车与后车的车辆距离、后车切断动力输出时的减速度值和驾驶员反应时间得到多个异常加速度和一一对应于所述多个异常加速度的多个临界安全时间；根据多个异常加速度和一一对应于所述多个异常加速度的多个临界安全时间生成所述异常加速度安全临界曲线，其中，所述临界安全时间指异常加速发生到切断动力输出的时间间隔上限值。

在一些示例中，所述减速度值为[0.08m/s^2，0.12m/s^2]之间，所述驾驶员反应时间为[1.3s，1.7s]之间。

本发明的第二方面公开了一种车辆的控制方法，包括以下步骤：获取车辆的实际驱动扭矩与车辆需求扭矩之间的差值，作为异常转矩；查询预存的异常转矩安全临界曲线，以得到对应于所述异常转矩的允许持续时间，其中，所述预存的异常转矩安全临界曲线为根据上述第一方面的实施例所述的异常转矩安全临界曲线；当达到所述允许持续时间后，控制所述车辆切断动力输出。

根据本发明实施例的车辆的控制方法，可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，并当车辆的意外加速是由车辆的控制系统故障造成时，可以及时地切断车辆的动力输出，从而有效避免意外加速导致的危险，提升行车安全。

在一些示例中，所述查询预存的异常转矩安全临界曲线，以得到对应于所述异常转矩的允许持续时间，包括：判断所述异常转矩是否大于预设值；如果是，则根据所述异常扭矩从所述异常转矩安全临界曲线中查找对应于所述异常扭矩的允许持续时间。

本发明的第三方面的实施例公开了一种异常转矩安全临界曲线的生成系统，包括：获取模块，用于获取车辆载荷信息、车辆设计参数和环境信息；生成模块，用于根据所述车辆载荷信息、车辆设计参数和环境信息对异常加速度安全临界曲线进行转换，以得到所述异常转矩安全临界曲线，其中，所述异常转矩安全临界曲线由多个异常转矩和一一对应于所述多个异常转矩的多个允许持续时间确定。

本发明实施例的异常转矩安全临界曲线的生成系统，根据生成的异常转矩安全临界曲线，可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，从而可以使车辆准确无误地采取适当的应对措施，提升行车安全。

在一些示例中，所述生成模块用于：获取前后车在异常加速前的车辆距离、后车恢复到安全状态后时前车与后车的车辆距离、后车产生的异常加速度值、后车切断动力输出时的减速度值和驾驶员反应时间；根据所述前后车在异常加速前的车辆距离、后车恢复到安全状态后时前车与后车的车辆距离、后车切断动力输出时的减速度值和驾驶员反应时间得到多个异常加速度和一一对应于所述多个异常加速度的多个临界安全时间；根据多个异常加速度和一一对应于所述多个异常加速度的多个临界安全时间生成所述异常加速度安全临界曲线，其中，所述临界安全时间指异常加速发生到切断动力输出的时间间隔上限值。

本发明的第四方面的实施例公开了一种车辆的控制系统，包括：异常转矩获取模块，用于获取车辆的实际驱动扭矩与车辆需求扭矩之间的差值，作为异常转矩；控制模块，用于查询预存的异常转矩安全临界曲线，以得到对应于所述异常转矩的允许持续时间，当达到所述允许持续时间后，控制所述车辆切断动力输出，其中，所述预存的异常转矩安全临界曲线为根据上述第三方面的实施例所述的异常转矩安全临界曲线。

根据本发明实施例的车辆的控制系统，可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，并当车辆的意外加速是由车辆的控制系统故障造成时，可以及时地切断车辆的动力输出，从而有效避免意外加速导致的危险，提升行车安全。

在一些示例中，所述控制模块用于判断所述异常转矩是否大于预设值，如果是，则根据所述异常扭矩从所述异常转矩安全临界曲线中查找对应于所述异常扭矩的允许持续时间。

本发明的第五方面的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述的第四方面实施例所述的车辆的控制系统。该车辆可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，并当车辆的意外加速是由车辆的控制系统故障造成时，可以及时地切断车辆的动力输出，从而有效避免意外加速导致的危险，提升行车安全。

本发明的附加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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述的或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的车辆的控制方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的车辆的控制方法的详细流程图；

图3是根据本发明一个实施例的车辆的控制方法中异常转矩安全临界曲线的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的车辆的控制方法中异常加速度安全临界曲线的示意图；

图5是前后车行驶的示意图；

图6是根据图5所述的前后车行驶过程中后车发生异常加速而引起的异常加速距离分析图；

图7是根据本发明一个实施例的车辆的控制系统的结构框图。

附图标记说明：

车辆的控制系统700、异常转矩获取模块710、控制模块720。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的根据本发明一个实施例的车辆的控制方法、系统及车辆。

图1是根据本发明一个实施例的车辆的控制方法的流程图。如图1所示，并结合图2，根据本发明一个实施例的车辆的控制方法，包括如下步骤：

s101：获取车辆的实际驱动扭矩与车辆需求扭矩之间的差值，作为异常转矩。

首先，需要得到车辆的实际驱动扭矩，具体来说，可以检测车辆的运行参数以及工况信息，并根据车辆的运行参数以及工况信息得到车辆的实际驱动扭矩。

在该示例中，车辆的运行参数包括但不限于车速v和加速度a，工况信息包括但不限于坡度值slpoe。车速v和加速度a可以通过相应的传感器检测得到，或者根据轮速等计算车速v，然后根据车速v的变化情况计算出加速度a，需要说明的是，本发明并不限制得到车速v和加速度a的方式。

根据车辆的运行参数以及工况信息得到车辆的实际驱动扭矩，例如：根据车辆的运行参数以及工况信息，通过理论计算出车辆当前的驱动转矩tact，即：车辆的实际驱动扭矩tact。需要说明的是，根据车辆的运行参数以及工况信息如何得到车辆的实际驱动扭矩tact属于现有技术，此处不做赘述。

车辆需求扭矩可以根据加速踏板状态和车速等得到，即：根据当前的加速踏板状态、当前的车速计算出驾驶员的实际电机需求转矩treq，即：车辆需求扭矩treq。

在得到车辆需求扭矩treq之后，计算异常转矩δt，则δt＝tact-treq。

s102：查询预存的异常转矩安全临界曲线，以得到对应于异常转矩的允许持续时间，其中，异常转矩安全临界曲线由多个异常转矩和一一对应于多个异常转矩的多个允许持续时间确定。

异常转矩安全临界曲线如图3所示，其中，异常转矩安全临界曲线可通过如下方式得到，包括：获取车辆载荷信息、车辆设计参数和环境信息；根据车辆载荷信息、车辆设计参数和环境信息对异常加速度安全临界曲线进行转换，以得到异常转矩安全临界曲线。

在该示例中，异常加速度安全临界曲线如图4所示，结合图4所示，可根据不同的车辆情况，如：车辆载荷情况、车辆迎风面积、风阻系数、环境信息等将如图4所示的异常加速度安全临界曲线折算成如图3所示的异常转矩安全临界曲线。

在根据异常加速度安全临界曲线得到异常转矩安全临界曲线之前，需要生成异常加速度安全临界曲线，其中，生成异常加速度安全临界曲线的方式如下：获取前后车在异常加速前的车辆距离、后车恢复到安全状态后时前车与后车的车辆距离、后车产生的异常加速度值、后车切断动力输出时的减速度值和驾驶员反应时间；根据前后车在异常加速前的车辆距离、后车恢复到安全状态后时前车与后车的车辆距离、后车切断动力输出时的减速度值和驾驶员反应时间得到多个异常加速度和一一对应于多个异常加速度的多个临界安全时间；根据多个异常加速度和一一对应于多个异常加速度的多个临界安全时间生成异常加速度安全临界曲线，其中，临界安全时间指异常加速发生到切断动力输出的时间间隔上限值。

具体来说，如何得到异常加速度安全临界曲线的分析如下：

如图5所示，为车辆行驶示意图。在初始状态①中，在t0时刻，前车与后车均以车速v1，加速度a1下行驶，前车与后车的距离为δs。

在状态②中，在t1时刻，后车出现意外加速情况，后车此时的加速度值由a1增加到了a1+δa值，此时刻前车与后车的车速为v2，前车与后车的距离仍为δs。

在状态③与状态④中，后车的安全监测控制系统检测到车辆意外加速可能会引起追尾前车的情况发生，在td时刻，安全监测控制系统开始切断整车动力输出，此时后车的加速度由a1+δa降到-a0，后车开始减速行驶，此时刻前车与后车的距离变为δs1。td为驱动转矩切断时间，

在状态⑤中，在thr时刻，驾驶员开始介入干预，并进行制动处理，此时刻前车与后车的距离变为δs2。thr为驾驶员反应时间。

本发明实施例的方式的目的是：要求在后车出现异常加速的且是由于控制系统出现故障而导致的异常加速度情况下，对后车动力系统输出进行切断控制，并在驾驶员进入干预前后车对前车不会造成追尾情况的发生，因此要求，在状态⑤中，前车与后车的距离δs2应大于0，具体分析如下：

如图6所示，由于后车出现异常加速，为了防止后车追尾前车，要求δs2>0，具体计算公式如下：

其中，δs为前后车在异常加速前的车辆距离，δs2为恢复到安全状态后的前车与后车的车辆距离，δa为后车产生的异常加速度值，δa0为车辆无驱动与制动输入时的减速度值，即：后车切断动力输出时的减速度值，δt为异常加速发生到安全监控系统切断动力输出的时间间隔，即：临界安全时间，δthr为驾驶员反应时间。

例如：δa0为车辆空档滑行时的减速度，减速度值通常为[0.08m/s^2，0.12m/s^2]之间，如：0.1m/s^2；δthr为驾驶员反应时间，通常为[1.3s，1.7s]之间，如：1.5s，δs为前后车行驶时的安全行驶距离，δs的大小与车速相关，以堵车行驶工况为例，安全行驶距离如2m，则选择几个异常转矩为例如，则有：

当δa＝4m/s²时，则临界安全时间的上限值δt＝0.3957s；

当δa＝3m/s²时，则临界安全时间的上限值δt＝0.5581s；

当δa＝2m/s²时，则临界安全时间的上限值δt＝1.0120s；

当δa＝1.78m/s²时，则临界安全时间的上限值δt＝1.45s；

当δa<1.78m/s²时，则在驾驶员的反应时间1.5s内，驾驶员完全可以将车辆由于异常加速引起的异常行驶距离控制在2m以内。因此，在上述情况下，如果异常转矩δa<1.78m/s²，则完全可以不进行主动的切断动力系统的动力输出，驾驶员也有足够的反应时间采取制动措施。

同理，对于如图3所示的曲线而言，判断异常转矩是否大于预设值；如果是，则根据异常扭矩从异常转矩安全临界曲线中查找对应于异常扭矩的允许持续时间，即：如果异常转矩小于预设值，则驾驶员完全可以将车辆由于异常加速引起的异常行驶距离控制在适当的距离内，即：不会与前车发生碰撞的距离。如图2所示，具体来说，判断δt是否超过预设阀值t1(预设值)，如果δt大于t1值，则转至s105。

由上述公式，带入不同的异常加速度δa(即：异常转矩)，计算不同的临界安全时间的上限值δt，最终可以得到如图4所示的一条关于异常加速度与允许的安全时间的安全临界曲线，即：得到异常加速度和一一对应于多个异常加速度的多个临界安全时间，当异常加速度δa的持续时间达到图4中所示曲线上时切断动力输出。

s103：当达到允许持续时间后，控制车辆切断动力输出。

作为一个具体的示例，以电动汽车为例，则根据δt值查表得到允许的极限持续时间td，并在此刻开始计时，当时间δt大于等于查异常加速度安全临界曲线得到的时间阀值td(即：允许持续时间)，则整车控制器发送给电机控制器切断驱动转矩指令，进而电机控制器控制电机切断动力输出，保证车辆的行车安全。

根据本发明实施例的车辆的控制方法，可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，并当车辆的意外加速是由车辆的控制系统故障造成时，可以及时地切断车辆的动力输出，从而有效避免意外加速导致的危险，提升行车安全。

图7是根据本发明一个实施例的车辆的控制系统的结构框图。如图7所示，根据本发明一个实施例的车辆的控制系统700，包括：异常转矩获取模块710和控制模块720。

其中，异常转矩获取模块710用于获取车辆的实际驱动扭矩与车辆需求扭矩之间的差值，作为异常转矩。控制模块720用于查询预存的异常转矩安全临界曲线，以得到对应于所述异常转矩的允许持续时间，当达到所述允许持续时间后，控制所述车辆切断动力输出，其中，所述异常转矩安全临界曲线由多个异常转矩和一一对应于所述多个异常转矩的多个允许持续时间确定。

在本发明的一个实施例中，异常转矩获取模块710在获取车辆的实际驱动扭矩与车辆需求扭矩之间的差值，作为异常转矩之前，首先可以检测车辆的运行参数以及工况信息，并根据所述车辆的运行参数以及工况信息得到车辆的实际驱动扭矩。

在本发明的一个实施例中，所述异常转矩安全临界曲线通过如下方式得到，包括：获取车辆载荷信息、车辆设计参数和环境信息；根据所述车辆载荷信息、车辆设计参数和环境信息对异常加速度安全临界曲线进行转换，以得到所述异常转矩安全临界曲线。

在本发明的一个实施例中，所述控制模块720还用于根据如下方式生成所述异常转矩安全临界曲线，其中，获取前后车在异常加速前的车辆距离、后车恢复到安全状态后时前车与后车的车辆距离、后车产生的异常加速度值、后车切断动力输出时的减速度值和驾驶员反应时间；根据所述前后车在异常加速前的车辆距离、后车恢复到安全状态后时前车与后车的车辆距离、后车切断动力输出时的减速度值和驾驶员反应时间得到多个异常加速度和一一对应于所述多个异常加速度的多个临界安全时间；根据多个异常加速度和一一对应于所述多个异常加速度的多个临界安全时间生成所述异常转矩安全临界曲线，其中，所述临界安全时间指异常加速发生到切断动力输出的时间间隔上限值。

在本发明的一个实施例中，所述控制模块720用于判断所述异常转矩是否大于预设值，如果是，则根据所述异常扭矩从所述异常转矩安全临界曲线中查找对应于所述异常扭矩的允许持续时间。

根据本发明实施例的车辆的控制系统，可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，并当车辆的意外加速是由车辆的控制系统故障造成时，可以及时地切断车辆的动力输出，从而有效避免意外加速导致的危险，提升行车安全。

需要说明的是，本发明实施例的车辆的控制系统的具体实现方式与本发明实施例的车辆的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，包括：上述实施例所述的车辆的控制系统。该车辆可准确地确定出车辆的意外加速是否由车辆的控制系统故障造成，并当车辆的意外加速是由车辆的控制系统故障造成时，可以及时地切断车辆的动力输出，从而有效避免意外加速导致的危险，提升行车安全。

另外，本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

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发明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是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多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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。