一种车辆坡道坡度识别方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种车辆坡道坡度识别方法和装置，其包括：获取车辆前轮平均轮速、后轮平均轮速、发动机扭矩变化率、制动主缸压力、惯性加速度传感器测得的纵向加速度；分别对后轮平均轮速和前轮平均轮速进行滤波差分处理，获得后轮加速度滤波值和前轮加速度滤波值；对惯性加速度传感器测得的纵向加速度进行滤波，获得惯性纵向加速度滤波值；根据后轮加速度滤波值与前轮加速度滤波值的差值、发动机扭矩变化率、制动主缸压力、以及后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值，确定车辆在坡道的坡度角。该识别方法采用车辆现有的传感器对坡道进行识别，从而能够修正车辆的控制，既能够节约成本，还能够有效的保证获得的坡道坡度的精度更高。

A method and device for identifying the gradient of vehicle ramp

【技术实现步骤摘要】
一种车辆坡道坡度识别方法和装置
本专利技术涉及车辆传动控制领域，尤其涉及一种车辆坡道坡度识别方法和装置。
技术介绍
目前多数乘用车都已经安装了自动变速箱，换挡逻辑一般基于车速及油门开度，在平路标定好换挡逻辑，在上坡行驶时，由于油门开度变化大，会造成频繁换挡问题；而在下坡行驶时，油门开度低，车辆处于高速档，也不能较好的利用发动机进行制动。另外，在电动车的起步控制中，需要根据坡道调整启动扭矩，以防车辆溜坡。因此，对于车辆纵向控制来说，识别坡道很有必要。现有的坡道识别方法主要包括：一种是基于传感器的识别方法，比较简单直接，但是如果需要精确的检测，则要采用高精度的传感器，然而采用高精度的传感器会增加车辆成本；另一种是基于整车动力学的方法，其通过大量数量进行运算，存在标定数据量大，而且受车辆载荷、路面状况以及风速的影响会造成较大的不确定性；还有一种是采用陀螺仪直接测量车辆倾角反映坡度的方法，其是通过陀螺仪来测量坡度，但是陀螺仪只能直接测量车辆在X、Y、Z方向上的加速度及X、Y、Z轴的角速度，因为存在积分误差原因，采用了惯性补偿及重力加速度补偿，需要添加新的传感器，造成成本较高，且该方法也需要获取车辆的实际纵向加速度，而在测量车辆的实际纵向加速度时通常会具有较大的噪声，进而对测量结果造成影响，使得测量结果的精度较低。
技术实现思路
基于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种车辆坡道坡度识别方法和装置，采用车辆现有的传感器对坡道进行识别，从而能够修正车辆的控制，既能够节约成本，还能够有效的保证获得的坡道坡度的精度更高。基于此，本专利技术的技术方案为：一种车辆坡道坡度识别方法，其包括以下步骤：获取车辆前轮平均轮速、后轮平均轮速、发动机扭矩变化率、制动主缸压力、惯性加速度传感器测得的纵向加速度；分别对所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行滤波差分处理，获得后轮加速度滤波值和前轮加速度滤波值；对所述惯性加速度传感器测得的纵向加速度进行滤波，获得惯性纵向加速度滤波值；以及根据所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值、所述发动机扭矩变化率、所述制动主缸压力、以及所述后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值，确定所述车辆在坡道的坡度角。可选的，所述滤波差分处理的过程包括：分别对所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行滤波处理；分别对经过滤波后的所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行差分处理，获得后轮实际纵向加速度和前轮实际纵向加速度，以及分别对所述后轮实际纵向加速度所述前轮实际纵向加速度进行滤波处理，获得后轮加速度滤波值和前轮加速度滤波值。可选的，所述后轮平均轮速包括第一时刻和第二时刻的后轮平均轮速；所述前轮平均轮速包括所述第一时刻和所述第二时刻的前轮平均轮速；所述第一时刻先于所述第二时刻；以及所述差分处理的过程包括：计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间间隔；计算经过滤波后的所述第二时刻的后轮平均轮速与所述第一时刻的后轮平均轮速的差值，并将计算得到差值除以所述时间间隔，以得到后轮实际纵向加速度；以及计算经过滤波后的所述第二时刻的前轮平均轮速与所述第一时刻的前轮平均轮速的差值，并将计算得到的差值除以所述时间间隔，以得到前轮实际纵向加速度。可选的，在确定所述车辆在坡道的坡度角之前，还包括：获取所述惯性加速度传感器测得的侧向加速度；对所述侧向加速度进行滤波处理。可选的，所述确定所述车辆在坡道的坡度角的计算过程，包括：判断所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值是否大于前后轮加速度差异阈值，判断所述发机扭矩变化率是否大于扭矩变化率阈值、判断所述制动主缸压力是否大于制动主缸压力阈值；如果所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值大于所述前后轮加速度差异阈值、所述发机扭矩变化率大于所述扭矩变化率阈值或者所述制动主缸压力大于所述制动主缸压力阈值，则确定所述车辆在坡道的坡度角为上一时刻的坡度角；如果所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值小于所述前后轮加速度差异阈值、所述发机扭矩变化率小于所述扭矩变化率阈值以及所述制动主缸压力小于所述制动主缸压力阈值，则判断滤波后的所述侧向加速度是否大于惯性侧向加速度阈值；如果所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值小于所述前后轮加速度差异阈值、所述发机扭矩变化率小于所述扭矩变化率阈值、所述制动主缸压力小于所述制动主缸压力阈值、以及滤波后的所述侧向加速度大于所述惯性侧向加速度阈值，则对所述后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值进行滤波处理，并利用反正弦函数对滤波后的差值进行计算，获得所述车辆在坡道的坡度角；如果所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值小于所述前后轮加速度差异阈值、所述发机扭矩变化率小于所述扭矩变化率阈值、所述制动主缸压力小于所述制动主缸压力阈值、以及滤波后的所述侧向加速度小于所述惯性侧向加速度阈值，则利用反正弦函数对所述后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值进行计算，获得所述车辆在坡道的坡度角。可选的，所述滤波处理包括滑动平均滤波。可选的，所述获取车辆的前轮平均轮速和后轮平均轮速时所需要的各前轮、后轮的轮速通过ESP控制器进行测量，且所述惯性加速度传感器集成于所述ESP控制器上。本专利技术还提供了一种车辆坡道坡度识别装置，其包括：第一数据获取模块，获取车辆前轮平均轮速、后轮平均轮速、发动机扭矩变化率、制动主缸压力、惯性加速度传感器测得的纵向加速度；差分滤波模块，分别对所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行滤波差分处理，获得后轮加速度滤波值和前轮加速度滤波值；第一滤波模块，对所述惯性加速度传感器测得的纵向加速度进行滤波，获得惯性纵向加速度滤波值；以及坡道坡度识别模块，根据所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值、所述发动机扭矩变化率、所述制动主缸压力、以及所述后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值，确定所述车辆在坡道的坡度角。可选的，所述差分滤波模块包括：第一滤波单元，分别对所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行滤波处理；差分单元，分别对经过滤波后的所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行差分处理，获得后轮实际纵向加速度和前轮实际纵向加速度，以及第二滤波单元，分别对所述后轮实际纵向加速度所述前轮实际纵向加速度进行滤波处理，获得后轮加速度滤波值和前轮加速度滤波值。可选的，所述差分单元包括：第一单元，所述后轮平均轮速包括第一时刻和第二时刻的后轮平均轮速；所述前轮平均轮速包括所述第一时刻和所述第二时刻的前轮平均轮速；所述第一时刻先于所述第二时刻；第二单元，计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间间隔；第三单元，计算经过滤波后的所述第二时刻的后轮平均轮速与所述第一时刻的后轮平均轮速的差值，并将计算得到差值除以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆坡道坡度识别方法，其特征在于，包括：/n获取车辆前轮平均轮速、后轮平均轮速、发动机扭矩变化率、制动主缸压力、惯性加速度传感器测得的纵向加速度；/n分别对所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行滤波差分处理，获得后轮加速度滤波值和前轮加速度滤波值；/n对所述惯性加速度传感器测得的纵向加速度进行滤波，获得惯性纵向加速度滤波值；以及/n根据所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值、所述发动机扭矩变化率、所述制动主缸压力、以及所述后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值，确定所述车辆在坡道的坡度角。/n

【技术特征摘要】
1.一种车辆坡道坡度识别方法，其特征在于，包括：
获取车辆前轮平均轮速、后轮平均轮速、发动机扭矩变化率、制动主缸压力、惯性加速度传感器测得的纵向加速度；
分别对所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行滤波差分处理，获得后轮加速度滤波值和前轮加速度滤波值；
对所述惯性加速度传感器测得的纵向加速度进行滤波，获得惯性纵向加速度滤波值；以及
根据所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值、所述发动机扭矩变化率、所述制动主缸压力、以及所述后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值，确定所述车辆在坡道的坡度角。


2.如权利要求1所述的车辆坡道坡度识别方法，其特征在于，所述滤波差分处理的过程包括：
分别对所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行滤波处理；
分别对经过滤波后的所述后轮平均轮速和所述前轮平均轮速进行差分处理，获得后轮实际纵向加速度和前轮实际纵向加速度，以及
分别对所述后轮实际纵向加速度所述前轮实际纵向加速度进行滤波处理，获得后轮加速度滤波值和前轮加速度滤波值。


3.如权利要求2所述的车辆坡道坡度识别方法，其特征在于，所述后轮平均轮速包括第一时刻和第二时刻的后轮平均轮速；所述前轮平均轮速包括所述第一时刻和所述第二时刻的前轮平均轮速；所述第一时刻先于所述第二时刻；以及所述差分处理的过程包括：
计算所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间间隔；
计算经过滤波后的所述第二时刻的后轮平均轮速与所述第一时刻的后轮平均轮速的差值，并将计算得到差值除以所述时间间隔，以得到后轮实际纵向加速度；以及
计算经过滤波后的所述第二时刻的前轮平均轮速与所述第一时刻的前轮平均轮速的差值，并将计算得到的差值除以所述时间间隔，以得到前轮实际纵向加速度。


4.如权利要求1所述的车辆坡道坡度识别方法，其特征在于，
在确定所述车辆在坡道的坡度角之前，还包括：获取所述惯性加速度传感器测得的侧向加速度；对所述侧向加速度进行滤波处理。
所述确定所述车辆在坡道的坡度角的计算过程，包括：
判断所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值是否大于前后轮加速度差异阈值，判断所述发机扭矩变化率是否大于扭矩变化率阈值、判断所述制动主缸压力是否大于制动主缸压力阈值；
如果所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值大于所述前后轮加速度差异阈值、所述发机扭矩变化率大于所述扭矩变化率阈值或者所述制动主缸压力大于所述制动主缸压力阈值，则确定所述车辆在坡道的坡度角为上一时刻的坡度角；
如果所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值小于所述前后轮加速度差异阈值、所述发机扭矩变化率小于所述扭矩变化率阈值以及所述制动主缸压力小于所述制动主缸压力阈值，则判断滤波后的所述侧向加速度是否大于惯性侧向加速度阈值；
如果所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值小于所述前后轮加速度差异阈值、所述发机扭矩变化率小于所述扭矩变化率阈值、所述制动主缸压力小于所述制动主缸压力阈值、以及滤波后的所述侧向加速度大于所述惯性侧向加速度阈值，则对所述后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值进行滤波处理，并利用反正弦函数对滤波后的差值进行计算，获得所述车辆在坡道的坡度角；
如果所述后轮加速度滤波值与所述前轮加速度滤波值的差值的绝对值小于所述前后轮加速度差异阈值、所述发机扭矩变化率小于所述扭矩变化率阈值、所述制动主缸压力小于所述制动主缸压力阈值、以及滤波后的所述侧向加速度小于所述惯性侧向加速度阈值，则利用反正弦函数对所述后轮加速度滤波值与惯性纵向加速度滤波值的差值进行计算，获得所述车辆在坡道的坡度角。


5.如权利要求1至4任一项所述的车辆坡道坡度识别方法，其特征在于，所述滤波处理包括滑动平均滤波。


6.如权利要求1至4任一项所述的车辆坡道坡度识别方法，其特征在于，所述获取车辆的前轮平均轮速和后轮平均轮速时所需要的各前轮、后轮的轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓成，李秦，马传帅，梅兴泰，林长青，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44