[发明专利]一种用于集中式电机驱动车辆的集成式坡道启停控制方法

权利要求书

1.一种用于集中式电机驱动车辆的集成式坡道启停控制方法，其特征在于：其方法包括如下步骤：

步骤一、设计基于电动车蠕行补偿的上坡起步辅助控制系统，上坡起步辅助控制系统以下叙述由坡起辅助系统代替，坡起辅助系统包括坡起策略响应模块和坡起蠕行补偿控制两部分；

坡起策略响应模块负责监控车辆状态、识别驾驶员意图并输出坡起辅助介入标志位，坡起辅助介入标志位初始置0，功能处于未激活状态，设计的激活条件如下：

条件一、当4个车轮轮速中至少有2个低于所设计判断车辆静止门限，即车辆完全停止；

条件二、车辆挡位处于D档且车辆处于上坡路段或车辆挡位处于R档且车辆处于下坡路段，其中道路坡度由坡度估计模块给出；

条件三、驾驶员输入的制动踏板行程和制动主缸压力分别高于所设计坡起辅助激活对应门限；

以上3个条件均满足且持续时间超过所设计坡起辅助激活时间门限时，坡起辅助介入标志位置1，所设计坡起蠕行补偿控制介入控制车辆的制动主缸压力；

在坡起辅助介入标志位置1后，设计的功能退出条件根据驾驶员是否进行正确操作分为主动退出和异常退出两类：

主动退出为驾驶员在所设计坡起辅助退出时间门限内使坡起蠕行补偿控制模块输出的期望制动主缸压力为0，此时坡起辅助介入标志位置0，坡起辅助功能恢复初始状态，

功能异常退出条件如下：

条件一、驱动踏板开度低于所设计驾驶员起步意图识别门限的持续时间超过所设计坡起辅助退出时间门限；

条件二、车辆挡位切换；

上述条件至少一个满足时，坡起辅助介入标志位置0，坡起辅助功能恢复初始状态；

所设计坡起辅助系统的坡起蠕行补偿控制根据驾驶员的起步意图分为两个阶段：

阶段一以整车质量估值和道路坡度估值为输入，基于下式计算能够保证车辆稳定驻坡的期望驻车制动压力P_hold；

式中为整车质量估值，由质量估计模块给出，为道路坡度估计，上坡为正，下坡为负，由坡度估计模块给出，g为重力加速度；r_w为轮胎滚动半径；T_comp为驻坡制动力矩补偿，考虑到道路坡度和整车质量估计存在误差，需要该补偿值弥补估计误差；k_bf与k_br分别为前后轮的制动效能系数；

当检测到驾驶员的起步意图，即驱动踏板开度大于驾驶员起步意图识别门限时，坡起蠕行补偿控制模块进入阶段二，基于驾驶员通过驱动踏板发出的期望驱动力矩增加速率k_rise通过试验标定等方式得到驻坡制动主缸压力下降速度k_fall，通过下式实时计算阶段二的期望制动主缸压力P_hsa2；

P_hsa2＝P_hsa1-k_fall(k_rise)·t_unit (2)

式中t_unit为采样时间；

由于实际坡起过程多种多样，道路坡度和整车质量估计误差不可避免，通过试验标定方式获得的k_rise与k_fall对应关系，无法覆盖所有工况，车辆存在溜坡风险，当传感器检测到车辆溜坡时，将调用电动车辆独有的蠕行功能，对实际电机驱动力矩进行补偿，协同实现车辆安全起步，当坡起辅助功能恢复初始状态后，蠕行功能退出，实际电机驱动力矩完全由驾驶员控制；

综上所设计坡起辅助系统最终输出的期望制动主缸压力P_hsa表示为下式：

步骤二、设计基于驾驶员操作的全场景自动驻车控制系统，全场景自动驻车控制系统以下叙述由自动驻车系统代替，自动驻车系统包括驻车策略响应模块和液压制动保持模块两部分；

驻车策略响应模块负责监控车辆状态、识别驾驶员驻车意图并输出自动驻车介入标志位，自动驻车介入标志位初始置0，功能处于未激活状态，设计的激活条件如下：

条件一、当4个车轮轮速中至少有2个低于所设计判断车辆静止门限，即车辆完全停止；

条件二、车辆行驶加速度为零；

条件三、车辆挡位处于非P档；

在上述条件均满足时，自动驻车介入标志位置1，所设计液压制动保持模块介入控制车辆的制动主缸压力；

在自动驻车介入标志位置1后，设计的功能退出条件根据驾驶员是否进行正确操作分为主动退出和异常退出两类：

异常退出条件可概括为以下两种情况：

情况一、驾驶员进行了包括但不限于打开任意多个车门、打开后备箱及打开主驾驶位安全带危害人身安全的危险操作；

情况二、驾驶员主动将车辆档位切换为P档；

情况三、车辆行驶速度为负值，即溜坡；

在异常条件触发后，所设计功能响应策略模块将主动激活电子驻车制动系统，直到该系统发出电子驻车完成标志位后，自动驻车介入标志位置0；

主动退出逻辑在车辆档位为D或R档时有效，并根据步骤三所设计模块输出的辅助控制请求标志位，被分为以下两种情况：

情况一、在驾驶员操作驱动踏板开度超过所设计驾驶员起步意图识别门限后，若输出无风险起步标志，即辅助控制请求标志位为0，自动驻车介入标志位立即置0，功能恢复初始状态；

情况二、在驾驶员操作驱动踏板开度超过所设计驾驶员起步意图识别门限后，若输出辅助请求标志，即辅助控制请求标志位置1或2，将进一步检测实际车速v_x是否超过所设计车辆成功起步车速门限，该值小于5kmph，条件满足时自动驻车介入标志位置0，功能恢复初始状态；

液压制动保持模块基于式(1)计算期望驻车制动压力P_hold，由于制动踏板操作决策的驾驶员期望制动主缸压力P_mcdri会随着制动踏板抬起逐渐变小最终为0，因此该模块对二者数值大小进行比较，并高选输出作为最终的期望自动驻车制动压力P_ah，如下式所示：

步骤三、设计基于起步风险评估的功能集成交互模块：

功能集成交互模块在自动驻车系统介入后，实时计算车辆起步风险，在识别驾驶员起步意图后，根据当前时刻风险评估结果，输出辅助控制请求标志位，自动调用步骤一所设计系统的控制模块或原车自带纵向运动控制模块协助驾驶员安全起步；

功能集成交互模块在自动驻车介入标志位置1后，根据整车质量估值和道路坡度估值由下式实时计算车辆起步风险值R_s，此时辅助控制请求标志位输出默认值0；

式中：m₀为整备质量；

当驾驶员操作驱动踏板开度超过所设计驾驶员起步意图识别门限时，若此时刻起步风险值大于所设计上坡起步辅助风险门限，则辅助请求标志置1，激活步骤一所设计坡起辅助系统坡起蠕行补偿控制模块，此时车辆仍处于静止状态，实际制动主缸压力将由坡起辅助系统坡起蠕行补偿控制模块决定，在自动驻车介入标志位再次置0时，所设计集成交互模块恢复初始状态，辅助控制请求标志位置0；

若此时起步风险值小于所设计下坡起步辅助风险门限，则辅助请求标志置2，激活原车自带纵向运动控制模块，保证车辆缓慢加速并将车速自动控制在5kmph，当车速v_x超过所设计车辆成功起步车速门限时，虽然辅助控制请求标志位置0，但原车自带纵向运动控制模块并不退出，直到以下条件中的任意一条成立：

条件一、驾驶员使驱动踏板开度大于所设计下坡车速辅助控制退出驱动门限；

条件二、车辆起步风险值R_s大于所设计下坡起步辅助风险门限；

条件三、自动驻车介入标志位置1，且辅助控制请求标志位置0；

条件一表明驾驶员具有从容控制车辆的能力；条件二表明当前道路的下坡行驶风险较小，无需辅助控制；条件三表明车辆再次停车并触发自动驻车功能，交互决策模块将重置上述流程。