用于车辆的坡道起步辅助控制方法和系统与流程

本公开涉及一种用于车辆的坡道起步辅助控制方法和系统，并且更具体地，涉及这样一种用于车辆的坡道起步辅助控制(HAC)方法和系统，该方法和系统防止车辆在平坦的道路上制动之后加速时由于将平坦的道路错误地识别为坡道而产生的HAC功能的故障和敏感操作。

背景技术：

通常，为了在坡道(例如，上坡道路)上停止车辆然后重新启动车辆，驾驶员释放制动踏板并接合加速踏板，并且此时，当驱动力不足时，车辆向后(即，在坡道的向下方向上)移动。因此，已经提出了坡道起步辅助控制(在下文中，被称为“HAC”)，其中，当停在坡道上的车辆启动时，制动装置将制动力提供至相应的车轮以防止车辆向后移动。

这样的HAC是这样一种功能，即，当驾驶员识别出坡道(例如，当检测到坡道时)并接合加速踏板时，在从车辆的动力单元产生足以防止车辆向后移动的驱动转矩之前将制动力施加至相应的车轮，然后释放该制动力。HAC功能在车辆的停止状态或者在释放制动踏板(压力不再施加到踏板上)的车辆的解除制动状态下操作。另外，HAC功能是电子稳定控制(ESC)系统的附加功能之一，该系统保持轮缸的液压(例如，制动压力)以允许在产生爬坡所需的驱动转矩之前ESC液压调节器产生车轮制动器的制动力，并且因此防止车辆不注意地向后移动。

此外，在HAC系统中，为了测量道路的坡度以及为了检测道路是平坦道路还是坡道，使用纵向加速度传感器(G传感器)并且HAC系统的控制器被配置为使用由纵向加速度传感器(在下文中，被称为“加速度传感器”)感测的加速度值检测并识别具有指定坡度或指定坡度以上的坡道。

基本地，加速度传感器输出0作为当车辆在平坦道路上以恒定速度行驶时感测的加速度值，当车辆在平坦道路上加速或减速时输出正的(+)或负的(-)加速度值，并且当车辆在上坡道路或下坡道路上以恒定速度行驶或停止时输出正的(+)或负的(-)加速度值，如在相关技术的图1中示例性地示出的。道路的坡度(θ)是HAC系统的操作中的输入量。道路是平坦道路还是坡道通过从由加速度传感器感测的值计算道路的坡度来确定，当坡度大于设定值时基于坡度值来确定必要制动压力，并且轮缸的液压(制动力)通过追踪制动压力作为目标值的ESC调节器的阀来调节。

另外，在平坦道路上比在坡道上更频繁地出现HAC故障，这是因为在接合制动踏板以突然制动车辆时会产生俯冲(nose dive)，并且在脱离接合制动踏板或者车辆在突然制动之后加速时，会产生上仰(nose up)，并且因此加速度传感器输出与在坡道上输出的值相同的值。换言之，在车辆突然减速且然后在平坦道路上行驶时，会产生车辆在俯仰方向上的行为，如在相关技术的图2A和图2B中示例性示出的，平坦道路可能被错误识别为具有坡度并且HAC功能可能会被不必要地操作。

特别地，尽管车辆可能在平坦道路上行驶，但由加速度传感器感测的值会使得确定车辆在坡道上行驶，并且因此，ESC液压调节器的阀致动器可被操作以调节相应的车轮制动器的液体压力。因此，液压调节器可能在平坦道路上被操作，因此，车辆会减速、会产生由液压调节器的阀的操作所引起的噪声和由轮盘和衬垫之间的摩擦力所引起的噪声并且车辆是不稳定的。

技术实现要素：

本发明提供了用于车辆的坡道起步辅助控制方法和系统，该方法和系统可以防止由于车辆在平坦的道路上制动之后加速时在坡道的确定中使用由加速度传感器感测的值将平坦的道路错误识别为坡道所产生的HAC功能的故障和敏感操作。

在一个方面中，本发明提供一种用于车辆的坡道起步辅助控制方法，该方法可以包括：实时获取车辆状态信息；基于车辆状态信息确定是否接收到驾驶员制动输入；基于确定接收到驾驶员制动输入从与制动有关的信息计算由制动力产生的车辆的制动减速度；确定与计算出的制动减速度相对应的车辆在俯仰方向上的倾斜度；使用车辆状态信息从车辆的纵向加速度信号计算道路坡度；使用车辆在俯仰方向上的倾斜度调节从纵向加速度信号计算的道路坡度；使用所校正的道路坡度和实时获得的车辆状态信息确定是否满足HAC进入条件；以及响应确定满足HAC进入条件，产生制动力以防止车辆在坡道上向后移动。

附图说明

现在将参考在附图中示出的本发明的示例性实施方式来详细描述本发明的上述特征和其它特征，所述示例性实施方式在下文中仅以举例说明的方式给出并且因此并非对本发明造成限制，并且在附图中：

图1是示出了根据相关技术的当车辆在坡道上行驶时纵向加速度的检测的视图；

图2A和图2B是示出了根据相关技术的当在车辆制动之后脱离接合制动踏板时由于车辆在俯仰方向上的行为导致的纵向加速度的检测的视图；

图3是示出了根据本发明的一个示例性实施方式的坡道起步辅助控制方法的流程图；以及

图4A至图4C是示出了反映根据本发明的一个示例性实施方式的车辆在俯仰方向上倾斜度的道路坡度的视图。

应当理解，附图不必按比例绘制，附图呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的表示。如本文所公开的本发明的特定设计特征，包括，例如，特定尺寸、定向、位置和形状，将部分由具体的预期应用和使用环境来确定。在附图中，在整个附图的几个图，参考标号指的是本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动交通工具，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、大巴车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、插入式(plug-in，外接充电式)混合动力电动车辆、氢动力车辆、以及其他可替代的燃料(例如，从除石油以外的资源获得的燃料)车辆。

虽然示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性的过程，但是应理解的是，示例性过程还可由一个或多个模块执行。此外，应该理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。该存储器被配置为存储模块，并且处理器具体地被配置为执行所述模块以进行下文中进一步描述的一个或多个处理。

此外，本发明的控制逻辑在计算机可读介质上可体现为包括由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的非易失性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡以及光学数据存储装置。计算机可读介质也可分布在网络耦接的计算机系统中，使得例如通过远程通信服务器(telematics server)或控制器局域网络(CAN)以分布式方式存储和执行该计算机可读介质。

本文所使用的术语仅是用于描述具体实施方式的目的，而非旨在限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则如本文所用的单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式。应该进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”规定了阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或附加有一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的术语的任意及全部组合。

在下文中，现将详细参考本发明的各种示例性实施方式，在附图中示出并在下面描述了这些实施方式的实例。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解的是，本文的描述并非旨在将本发明限于那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅覆盖示例性实施方式，而且覆盖在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种变形、修改、等同物以及其他实施方式。

图3是示出了根据本发明的一个示例性实施方式的坡道起步辅助控制方法的流程图。在本发明中，车辆状态信息可以通过安装在车辆内的相应的检测单元(例如，传感器)来获得，可以基于所获得的车辆状态信息执行坡道起步辅助控制(HAC)，其中，可以产生制动装置的制动力以当在坡道具有大于设定值的坡度的条件下、在车辆的停止状态的条件下，以及在脱离接合制动踏板(例如，压力不再施加到制动踏板上)的条件下启动车辆时，防止车辆向后移动。

然而，在根据本发明的坡道起步辅助控制方法中，为了克服传统的问题，即，由于仅使用从由加速度传感器感测的值确定的坡度而在平坦的道路上产生HAC功能的故障和敏感操作，可以使用车辆在俯仰方向上的倾斜度来调节从由加速度传感器感测的值确定的坡度值，并且，响应于使用校正的坡度值确定道路是具有大于设定值的坡度的坡道，可以确定与校正的坡度值相对应的目标制动压力，并且可以调节轮缸的制动压力的产生和制动力的产生。

用于参考，图4A至图4C是示出了反映车辆在俯仰方向上的倾斜度(在下文中，称为“俯仰倾斜度”)的道路坡度，即，反映依据车辆的制动减速度的坡度的道路坡度的视图。在本发明中，反映依据车辆的制动减速度的坡度的道路坡度可以被计算为“依据加速度传感器感测的值的坡度-依据制动减速度的坡度”，并且计算出的道路坡度可用于在HAC过程中区分平坦的道路和坡道并且用作输入变量以确定制动压力。具体地，坡道表示具有大于设定值的坡度的道路(例如，倾斜的道路表面)。

如在图4A中示例性地示出的，当行驶在平坦的道路上的车辆突然减速(例如，压力突然施加到制动踏板上)时，出现在俯仰方向上车辆行为，并且因此，反映车辆的俯仰倾斜度的道路坡度(0％，平坦的道路的坡度)小于设定值。换言之，道路坡度可以被计算为通过从由加速度传感器(G传感器)感测的值确定的坡度减去基于车辆的制动减速度(通过制动的车辆的减速度)的坡度而获得的值，并且，当使用计算出的道路坡度时，与仅使用由加速度传感器感测的值确定的坡度确定车辆是否进入HAC的传统方法相比，可以抑制HAC功能的故障和敏感操作。例如，假设从由加速度传感器感测的值确定的坡度是0.1％并且基于车辆的制动减速度的坡度(车辆的俯仰倾斜度)是0.1％，则输入至HAC逻辑的道路坡度可以被计算为‘0.1％-0.1％＝0％’。

此外，如在图4B中示例性地示出的，当行驶在坡道上的车辆突然减速时，也会出现在俯仰方向上的车辆行为，并且道路坡度(θ)可以被计算为通过从由加速度传感器感测的值确定的坡度减去基于车辆的制动减速度的坡度而获得的值。例如，假设从由加速度传感器感测的值确定的坡度是-0.2％并且基于车辆的制动减速度的坡度是0.1％，则输入至HAC逻辑的道路坡度可以被计算为‘-0.2％-0.1％＝-0.3％’。

此外，如在图4C中示例性地示出的，当行驶在具有相对小的坡度的坡道上的车辆突然减速时，也会出现在俯仰方向上的车辆行为，并且道路坡度(θ)可以被计算为通过从由加速度传感器感测的值确定的坡度减去基于车辆的制动减速度的坡度而获得的值。例如，假设从由加速度传感器感测的值确定的坡度是-0.1％并且基于车辆的制动减速度的坡度是0.1％，则输入至HAC逻辑的道路坡度可以被计算为‘-0.1％-0.1％＝-0.2％’。

因为由于在俯仰方向上的车辆行为导致的车辆倾斜度可以反映在通过从由加速度传感器感测的值确定的坡度减去基于车辆的制动减速度的坡度而获得的校正的道路坡度中，所以校正的道路坡度可以指示更准确的实际道路坡度。

在下文中，将参考图3详细地描述根据本发明的控制过程。首先，控制器可被配置为实时地收集通过相应的检测单元(例如，传感器)检测的车辆状态信息(操作S11)。具体地，车辆状态信息可以是HAC所必需的的已知的传感器信号和车辆信息，并且可以包括表示制动踏板的操作状态的制动踏板信号、车轮速度信号、车辆速度信号，以及车辆的纵向加速度信号。

此外，在本发明中，车辆状态信息还可包括在制动过程中从主缸产生的液压(即，主缸压力)或者在制动过程中从每个轮缸产生的制动压力(即，轮缸压力)。这样的轮缸压力可以通过安装在车辆的每个车轮的轮缸上的压力传感器来检测，并且检测出的轮缸压力可以用于计算每个车轮的制动力。可替换地，当压力传感器安装在主缸上时，可以从通过主缸的压力传感器检测的主缸压力来估算每个轮缸的压力，并且然后每个轮缸的压力可以用于估算每个车轮的制动力。此外，车辆状态信息可以选择性地进一步包括停车制动器的操作信息、车辆的首摇率信号(例如，来自首摇率传感器的信号)、表示加速踏板的位置的加速踏板信号、油门位置信号，等。

在操作S11之后，控制器可被配置为基于收集的车辆状态信息确定是否接收到驾驶员制动输入，即，基于制动踏板信号确定制动踏板是否被接合(例如，由驾驶员操作)(操作S12)。具体地，可以从来自制动踏板开关的作为制动踏板信号的信号来确定制动踏板是否被操作，并且，当输入来自制动踏板开关的打开信号时，控制器可被配置为确定制动踏板被操作(制动踏板打开)。

此外，响应于在操作S12中确定接收到驾驶员制动输入，可以使用实时获得的车辆状态信息从与制动有关的信息计算在产生制动力的过程中通过制动产生的车辆减速度。为了这个目的，在制动过程中可以从相应的车轮制动器的轮缸产生的液压估算相应的车轮的制动力，即，制动压力(操作S13)，作为与制动有关的信息。可以通过安装在轮缸上的压力传感器来检测相应的轮缸的制动压力。

可替换地，当压力传感器安装在主缸上时，可以从通过主缸的压力传感器检测的主缸的压力(例如，从主缸产生的液压)来估算相应的轮缸的压力，并且然后相应的轮缸的压力可以用于估算车轮制动器的制动力。换言之，可以使用相应的轮缸的估算的压力值来估算相应的车轮制动器的制动力。

用于从主缸的压力估算相应的轮缸的压力的方法(包括在车辆制动控制中通过数学计算从主缸的压力估算相应的轮缸的压力的方法)是本领域技术人员所已知的，因此将省去对其的详细描述。此外，可以使用包括衬垫的摩擦系数和圆盘的旋转半径的车轮制动器信息从通过轮缸的压力传感器检测的压力值或者从主缸的压力估算的作为轮缸的制动压力的压力值来计算相应的车轮制动器的制动力。用于从轮缸的压力计算车轮制动器的制动力的方法(包括在车辆制动器控制中通过数学计算来计算车轮制动器的制动力的方法)是本领域技术人员所已知的，因此将省去对其的详细描述。

此外，在估算相应的车轮的制动力之后，可以使用估算出的制动力来计算平均制动减速度(操作S14)。具体地，可以在从接收到操作制动踏板的驾驶员制动输入之后产生主缸的压力时开始至车轮速度传感器的车轮速度变为0时的时间计算平均制动减速度。可以基于相应的车轮的制动力和平均制动减速度以及车辆负载分配信息来计算车辆的重心处的车辆的总体平均制动减速度，这是因为加速度传感器安装在车辆的重心处。

具体地，相应的车轮的制动力在坐标系上被移动至车辆的重心，并且因此可以数学地计算车辆的重心处的车辆的总体平均制动减速度。此后，可以使用所计算出的车辆的总体平均制动减速度来确定车辆在俯仰方向上的倾斜度(操作S15)，其中，由于在制动过程中的减速的影响而出现俯冲，即，依据制动减速度的坡度(车辆的俯仰倾斜度)。

可以从映射根据平均制动减速度的俯仰倾斜度的映射数据计算车辆在俯仰方向上的倾斜度，并且然后可以从映射数据获得与所计算出的总体平均制动减速度相对应的俯仰倾斜度。此后，可以在车辆停止之后从由加速度传感器感测的纵向加速度值来计算道路坡度(操作S16)，并且可以使用俯仰倾斜度来校正(例如，调节)从所感测的纵向加速度值计算的道路坡度(操作S17)。具体地，可以通过将从感测的纵向加速度值计算的道路坡度减去俯仰倾斜度来计算实际道路坡度，即，校正的坡度值，并且可以使用所计算的校正的坡度值作为HAC进入条件的输入来确定是否满足HAC进入条件(操作S18)。

如HAC进入和操作条件的一个实例，HAC功能可被设置为在车辆的发动状态下操作。逻辑可以被配置为在满足所有以下状态时执行产生车轮制动器的制动力的HAC功能：车辆的发动状态、停车制动器的关闭状态、加速踏板的关闭状态、油门的打开程度为0的状态、制动踏板的关闭状态(制动踏板开关的关闭状态)、车辆的停止状态，道路坡度大于设定值的状态，以及没有产生车辆的首摇率的状态。

可以从来自加速器位置传感器(APS)的作为加速踏板信号的信号(APS＝0)确定加速踏板的关闭状态，并且可以从来自油门位置传感器(TPS)的作为油门位置信号的信号(TPS＝0)确定油门的打开程度为0的状态。此外，制动踏板的关闭状态(制动踏板开关的关闭状态)表示驾驶员制动输入被释放的状态(例如，踏板被断开接合并且压力不再施加到踏板上)并且可以从制动踏板开关的作为制动踏板信号的信号确定，并且可以从作为车辆速度信号的来自车辆速度传感器的信号或者来自车轮速度传感器的信号确定车辆的停止状态。

此外，在HAC进入条件中，道路坡度可以使用基于制动减速度(俯仰倾斜度)的坡度而表示从车辆的纵向加速度信号，即，来自加速度传感器的信号确定的坡度的校正值。当在操作S18中满足HAC进入条件时，可以使用实际道路坡度(即，从感测的纵向加速度值计算的道路坡度与俯仰倾斜度之间的差值)来计算防止车辆向后移动的制动压力(操作S19)。使用道路坡度计算目标制动压力的方法与传统的HAC中的方法相同，是本领域技术人员所已知的，因此将省去对其的详细描述。此后，使用所计算的制动压力作为目标值，控制器可被配置为通过ESC液压调节器调节用于产生制动力的轮缸的压力以达到目标值(操作S20)。

在根据本发明的用于车辆的HAC控制方法中，可以另外使用在制动过程中由车辆的减速度产生的车辆在俯仰方向上的倾斜度，并且从感测的纵向加速度值计算的坡度和与车辆的减速度相对应的车辆在俯仰方向上的倾斜度之间的差值可以用作实际道路坡度值。换言之，与这种差值相对应的校正的坡度值可以用于确定车辆是否进入HAC并且在HAC中计算目标制动压力，并且因此，可以反映车辆在俯仰方向上的倾斜度，从而有效地防止HAC功能的故障。具体地，可以有效防止在平坦的道路上的车辆突然制动之后重新发动车辆时频繁产生的HAC功能的故障，并且因此可以解决由HAC功能的敏感操作所引起的问题。

如从以上描述显而易见的，在根据本发明的用于车辆的坡道起步辅助控制(HAC)方法中，可以使用通过在从由加速度传感器感测的值获得的坡度中反映车辆在俯仰方向上的倾斜度而校正的坡度作为输入来执行HAC，从而有效防止在平坦的道路上的HAC功能的故障和敏感操作。此外，可以防止由于HAC功能的故障所导致的驾驶员的不满并且可以防止由HAC的故障所引起的噪声，例如由ESC液压调节器的阀的操作所引起的噪声或由轮盘与衬垫之间的摩擦力所引起的噪声。此外，可以防止由于HAC功能的故障所导致的车辆的不稳定并且可以提高车辆的市场价值。

已经参照本发明的示例性实施方式详细描述了本发明。然而，本领域技术人员应当理解，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施方式进行改变，本发明的范围由所附权利要求及它们的等同物限定。