车辆起步控制方法、装置、设备及存储介质转让专利
申请号 : CN202011432703.3
文献号 : CN112392946B
文献日 : 2021-10-01
发明人 : 戴冬华 , 陈加超 , 覃嘉园 , 刘建斌 , 赵知立
申请人 : 安徽江淮汽车集团股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种车辆起步控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:在接收到起步控制指令时,获取发动机的转速上升斜率和起步目标转速,控制所述发动机以所述转速上升斜率从当前起步转速增大至所述起步目标转速;
获取离合器的离合器扭矩上升斜率和离合器目标扭矩,控制所述离合器以所述离合器扭矩上升斜率从当前离合器起步扭矩增大至所述离合器目标扭矩;
根据所述当前起步转速和所述起步目标转速获得所述发动机的发动机起步扭矩,并获取所述发动机的发动机扭矩上升斜率和发动机期望扭矩,控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机期望扭矩;
通过PID控制算法基于所述离合器目标扭矩维持所述发动机至所述起步目标转速和所述发动机期望扭矩,以实现车辆的起步控制;
所述根据所述当前起步转速和所述起步目标转速获得所述发动机的发动机起步扭矩的步骤,具体包括:
获取所述发动机的当前起步转速,并计算所述当前起步转速和所述起步目标转速的转速差值;
根据所述转速差值在预设扭矩映射表中查找所述发动机的发动机起步扭矩。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在接收到起步控制指令时,获取发动机的转速上升斜率和起步目标转速,控制所述发动机以所述转速上升斜率从当前起步转速增大至所述起步目标转速的步骤,具体包括:在接收到起步控制指令时,获取当前油门开度,并根据所述油门开度在第一斜率关系映射表中查找发动机的转速上升斜率;
根据所述油门开度在第二转速关系映射表中查找所述发动机的起步目标转速;
控制所述发动机以所述转速上升斜率从当前起步转速增大至所述起步目标转速。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取离合器的离合器扭矩上升斜率和离合器目标扭矩,控制所述离合器以所述离合器扭矩上升斜率从当前离合器起步扭矩增大至所述离合器目标扭矩的步骤,具体包括:获取当前油门开度,并根据所述油门开度在第二斜率关系映射表中查找所述离合器的离合器扭矩上升斜率;
获取所述离合器的当前离合器起步扭矩,并控制所述离合器以所述离合器扭矩上升斜率从所述当前离合器起步扭矩增大至所述离合器目标扭矩。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述发动机的发动机扭矩上升斜率和发动机期望扭矩,控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机期望扭矩的步骤,具体包括:获取当前油门开度,并根据所述油门开度在第三斜率关系映射表中查找所述发动机的发动机扭矩上升斜率;
获取所述发动机的发动机期望扭矩,并控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机期望扭矩。
5.如权利要求1~4中任一项所述的方法,其特征在于,所述通过PID控制算法基于所述离合器目标扭矩维稳所述发动机至所述起步目标转速和所述发动机期望扭矩,以实现自动挡起步控制的步骤,具体包括:
获取当前油门开度,并根据所述油门开度在预设调节关系映射表中查找与PID控制算法对应的调节控制参数;
根据所述调节控制参数调节和所述离合器目标扭矩维持所述发动机至所述起步目标转速和所述发动机期望扭矩,以实现车辆的起步控制。
6.一种车辆起步控制装置,其特征在于,所述装置包括:转速控制模块,用于在接收到起步控制指令时,获取发动机的转速上升斜率和起步目标转速,控制所述发动机以所述转速上升斜率从当前起步转速增大至所述起步目标转速;
离合器扭矩控制模块,用于获取离合器的离合器扭矩上升斜率和离合器目标扭矩,控制所述离合器以所述离合器扭矩上升斜率从当前离合器起步扭矩增大至所述离合器目标扭矩;
发动机扭矩控制模块,用于根据所述当前起步转速和所述起步目标转速获得所述发动机的发动机起步扭矩,并获取所述发动机的发动机扭矩上升斜率和发动机期望扭矩,控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机期望扭矩;
起步调节模块,用于通过PID控制算法基于所述离合器目标扭矩维持所述发动机至所述起步目标转速和所述发动机期望扭矩,以实现车辆的起步控制;
所述发动机扭矩控制模块,还用于获取所述发动机的当前起步转速,并计算所述当前起步转速和所述起步目标转速的转速差值;
所述发动机扭矩控制模块,还用于根据所述转速差值在预设扭矩映射表中查找所述发动机的发动机起步扭矩。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述转速控制模块,还用于在接收到起步控制指令时,获取当前油门开度,并根据所述油门开度在第一斜率关系映射表中查找发动机的转速上升斜率;
所述转速控制模块,还用于根据所述油门开度在第二转速关系映射表中查找所述发动机的起步目标转速;
所述转速控制模块,还用于控制所述发动机以所述转速上升斜率从当前起步转速增大至所述起步目标转速。
8.一种车辆起步控制设备,其特征在于,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆起步控制程序,所述车辆起步控制程序配置为实现如权利要求1至5中任一项所述的车辆起步控制方法的步骤。
9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有车辆起步控制程序,所述车辆起步控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的车辆起步控制方法的步骤。
说明书 :
车辆起步控制方法、装置、设备及存储介质
技术领域
背景技术
开制动且踩油门踏板,车辆从静止开始移动,这个过程称为起步。两种方式的控制方法并不
一样,其中,车辆起步的过程中,从车辆起步的驾驶性能上分析,影响车辆起步的驾驶性能
的因素有起步冲击度、响应性、动力性、转速波动等,且由于车辆起步时发动机与离合器存
在较大滑差,起步过程中会导致离合器生热,势必会影响离合器的使用寿命。因此,如何减
少车辆起步过程中离合器的摩擦生热,延长离合器寿命,提高车辆起步的平稳性,成为一个
亟待解决的问题。
发明内容
稳性的技术问题。
机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机期望扭矩;
骤,具体包括:
骤,具体包括:
的步骤,具体包括:
速;
目标扭矩;
控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机期
望扭矩;
车辆起步控制程序配置为实现如上文所述的车辆起步控制方法的步骤。
法的步骤。
离合器的离合器扭矩上升斜率和离合器目标扭矩,控制所述离合器以所述离合器扭矩上升
斜率从当前离合器起步扭矩增大至所述离合器目标扭矩,根据所述当前起步转速和所述起
步目标转速获得所述发动机的发动机起步扭矩,并获取所述发动机的发动机扭矩上升斜率
和发动机期望扭矩,控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增
大至所述发动机期望扭矩,通过PID控制算法基于所述离合器目标扭矩维持所述发动机至
所述起步目标转速和所述发动机期望扭矩,以实现车辆的起步控制。通过以定斜率上升的
方式,协同增大当前起步转速、当前离合器起步扭矩以及发动机起步扭矩,并结合PID控制
算法来维稳发动机转速,实现了车辆的平稳起步,减小了车辆起步过程中的离合器的摩擦
生热,延长了离合器寿命,也避免了因发动机扭矩上升过快,带来的起步冲击等影响驾驶感
受的现象的发生,进一步提高了车辆起步的平稳性。
附图说明
具体实施方式
1005。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示
屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接
口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真
(WIreless‑FIdelity,WI‑FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random
Access Memory,RAM)存储器,也可以是稳定的非易失性存储器(Non‑Volatile Memory,
NVM),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
器1001、存储器1005可以设置在车辆起步控制设备中,所述车辆起步控制设备通过处理器
1001调用存储器1005中存储的车辆起步控制程序,并执行本发明实施例提供的车辆起步控
制方法。
结构,本实施对此不加以限制。在具体实现中,可将车辆起步控制过程分为3个阶段:过渡阶
段、上升阶段和同步阶段。
摩擦力,也避免了该过程中产生拖拽发动机转速的现象。该阶段主要控制思路是可根据油
门开度通过查表法获得固定斜率(即离合器扭矩上升斜率)稳定上升离合器扭矩,并根据油
门开度通过查表获得对应的起步目标转速,还可基于起步目标转速和发动机的当前起步转
速的转速差值通过查表法获得对应的发动机起步扭矩值,然后,变速箱主动请求该扭矩值,
当超过预设时长或者发动机当前起步转速达到预设转速值后,根据发动机当前起步转速与
预设起步转速的差值,采用PID控制算法进行转速维稳,所述预设时长和所述预设转速值均
可根据实际需求进行设置,本实施例对此不加以限制。
表法获得发动机的转速上升斜率,然后根据发动机的转速上升斜率增大发动机的当前起步
转速,并根据油门开度通过查表法获得发动机扭矩上升斜率,并请求根据该斜率上升发动
机扭矩,直至达到发动机期望扭矩;离合器扭矩跟随发动机扭矩变化,同时根据发动机的当
前起步转速与预设起步转速的转速差值进行PID控制,保证发动机转速跟随目标转速。
目标转速不变;变速箱不再主动请求发动机扭矩,发动机根据自身控制输出净扭矩,离合器
扭矩发动机的当前起步转速与起步目标转速的转速差值进行PID控制,确保最终转速同步,
以完成车辆起步。
方法对应的车辆起步控制过程示意图,图3中,上半部分的虚线表示起步目标转速的变化示
意图,从上至下顺位的第二条为发动机转速N变化示意图,可理解为发动机的当前起步转
速,从上至下顺位的第三条为可实时获取的输入轴转速的变化示意图;下半部分的从上至
下顺位第一条为发动机期望扭矩的变化示意图,虚线部分为发动机请求扭矩的变化示意
图,从上至下顺位的第三条为发动机起步扭矩的变化示意图,从上至下顺位的第四条为当
前离合器起步扭矩的变化示意图,从上至下顺位的第五条为油门开度的变化示意图。
第二起步目标转速N2(即同步阶段所要达到的转速),为了精准获得第一起步目标转速N1,
可在接收到起步控制指令时,获取当前油门开度O,根据所述油门开度O在第一转速关系映
射表中查找过渡阶段的发动机的第一起步目标转速N1,并控制所述发动机以趋近于第一起
步目标转速N1运行,所述起步控制指令可理解为用于开始执行下述车辆起步流程的指令,
通过控制车辆在过渡阶段以趋近于第一起步目标转速N1的转速运行,从而提高发动机扭矩
的输出能力,避免由于离合器负载增大导致的发动机转速拖拽,所述第一转速关系映射表
如表1所示,
N1(rpm) 850 850 900 900 950 950 1000 1050 1100 1200 1300
速上升斜率kn增大转速,减小起步过程的离合器的滑磨,延长离合器使用寿命。所述第一斜
率关系映射表如表2所示(在具体实现中,为了进一步提高获得的发动机的转速上升斜率的
精度,可以加入环境因素进第一斜率关系映射表中进行斜率计算,所述环境因素可为温度、
海拔等),
Kn(rpm/s) 50 50 50 100 100 100 200 200 250 250 300
时,可停止增大发动机起步转速,维持在当前起步转速,所述第二起步目标转速N2可理解为
车辆起步的同步阶段所需要达到的起步转速,所述第二转速关系映射表如表3所示,
同步阶段时,以转速上升斜率kn增大至第二起步目标转速N2,通过以定斜率上升的方式,可
以减小起步过程中的滑磨生热,从减少起步过程离合器损伤,在具体实现中,还可根据起步
时间t确定转速上升斜率,如kn≥(N2‑N1)/t。
获取所述离合器的当前离合器起步扭矩,并控制所述离合器以所述离合器扭矩上升斜率k1
从所述当前离合器起步扭矩增大至所述离合器目标扭矩,按照转速上升斜率k1增大转速,
可克服静摩擦力,实现车辆从静止到移动,以稳定的变化斜率增大转速,也使得车辆起步过
渡阶段平稳舒适,避免冲击。其中,小油门时,斜率可以较小(如表4所示),以保证起步平顺
性;大油门时,斜率可以较大(如表4所示),以保证起步动力性。所述第二斜率关系映射表如
表4所示(在具体实现中,为了进一步提高获得的离合器扭矩上升斜率的精度,可以加入环
境因素进第二斜率关系映射表中进行斜率计算,所述环境因素可为温度、海拔等),所述第
二斜率关系映射表如表4所示,
k1(Nm/s) 5 5 10 10 15 15 15 20 20 25 25
以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机期望扭矩;
据所述转速差值Ne在预设扭矩映射表中查找所述发动机的发动机起步扭矩Te,所述预设扭
矩映射表如表5所示(在具体实现中,为了进一步提高获得的发动机起步扭矩Te的精度,可
以加入环境因素进预设扭矩关系映射表中进行斜率计算,所述环境因素可为温度、海拔
等),
矩干预的方式,基于发动机起步扭矩Te获得发动机请求扭矩Tr,即Tr=Te+Tc,Tc为当前时
刻的离合器扭矩(即当前离合器起步扭矩)。
升斜率Ke,获取所述发动机的发动机期望扭矩,并控制所述发动机以所述发动机扭矩上升
斜率Ke从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机期望扭矩,也就是说,还可基于过渡阶段
结束时的发动机请求扭矩Tr,按照发动机扭矩上升斜率Ke通过主动干预的方式,控制发动
机请求扭矩Tr以发动机扭矩上升斜率Ke增大,当发动机请求扭矩Tr达到发动机期望扭矩
时,不再增大,维持在发动机期望扭矩,使得发动机起步扭矩平稳上升至发动机期望扭矩,
避免因发动机扭矩上升过快,带来的起步冲击等影响驾驶感受的现象的发生,提高车辆起
步的平稳性,所述第三斜率关系映射表如表6所示,表6
据所述调节控制参数调节和所述离合器目标扭矩维持所述发动机至所述起步目标转速和
所述发动机期望扭矩Td,以实现车辆的起步控制。
步转速N0大于第一起步目标转速N1时,退出上述的查表控制方式,采用PI控制方式来维稳
转速,具体地,可计算当前起步转速N0与第一起步目标转速N1的转速差值Ne和转速差值Ne
对应的转速变化斜率Kn,并根据油门开度在第一预设调节关系映射表中查找P项及I项的调
节控制系数,此时主动请求的发动机请求扭矩Tr大小为Tr=Tr1+P*Ne+Kn*I,Tr1为前一时
刻的Tr值,进一步地,此处也可以加入D项控制,使得系统更加稳定,所述第一预设调节关系
映射表如表7所示,
1000*I 2 2 2 4 4 4 4 6 6 6 6
渡阶段,进入到上升阶段,所述预设车速、预设扭矩值以及第一预设时长均可根据实际需求
进行设置,本实施例对此不加以限制。
转速,具体地,Tc=Tc0+T△e+P1*Ne+Kn*I1,其中Tc0为刚进入上升阶段时的离合器扭矩,T
△e为发动机起步扭矩变化量(可通过当前时刻的发动机起步扭矩值减去前一时刻发动机
起步扭矩值获得);Ne为转速差值,Kn为与转速差值Ne对应的转速变化斜率,P1和I1可以通
过在第二预设调节关系映射表中基于油门开度O查找获得,进一步地,此处也可以加入D项
控制,使得系统更加稳定,所述第二预设调节关系映射表如表8所示,
1000*P1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3
1000*I1 2 2 2 4 4 4 4 6 6 6 6
时,退出上升阶段,进入到同步阶段,所述第二预设时长可根据实际需求进行设置,本实施
例对此不加以限制。
起步,所述目标转速差和第三预设时长均可根据实际需求进行设置,本实施例对此不加以
限制。
取离合器的离合器扭矩上升斜率和离合器目标扭矩,控制所述离合器以所述离合器扭矩上
升斜率从当前离合器起步扭矩增大至所述离合器目标扭矩,根据所述当前起步转速和所述
起步目标转速获得所述发动机的发动机起步扭矩,并获取所述发动机的发动机扭矩上升斜
率和发动机期望扭矩,控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩
增大至所述发动机期望扭矩,通过PID控制算法基于所述离合器目标扭矩维持所述发动机
至所述起步目标转速和所述发动机期望扭矩,以实现车辆的起步控制。通过以定斜率上升
的方式,协同增大当前起步转速、当前离合器起步扭矩以及发动机起步扭矩,并结合PID控
制算法来维稳发动机转速,实现了车辆的平稳起步,减小了车辆起步过程中的离合器的摩
擦生热,延长了离合器寿命,也避免了因发动机扭矩上升过快,带来的起步冲击等影响驾驶
感受的现象的发生,进一步提高了车辆起步的平稳性。
骤。
转速;
目标扭矩;
矩,控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩增大至所述发动机
期望扭矩;
取离合器的离合器扭矩上升斜率和离合器目标扭矩,控制所述离合器以所述离合器扭矩上
升斜率从当前离合器起步扭矩增大至所述离合器目标扭矩,根据所述当前起步转速和所述
起步目标转速获得所述发动机的发动机起步扭矩,并获取所述发动机的发动机扭矩上升斜
率和发动机期望扭矩,控制所述发动机以所述发动机扭矩上升斜率从所述发动机起步扭矩
增大至所述发动机期望扭矩,通过PID控制算法基于所述离合器目标扭矩维持所述发动机
至所述起步目标转速和所述发动机期望扭矩,以实现车辆的起步控制。通过以定斜率上升
的方式,协同增大当前起步转速、当前离合器起步扭矩以及发动机起步扭矩,并结合PID控
制算法来维稳发动机转速,实现了车辆的平稳起步,减小了车辆起步过程中的离合器的摩
擦生热,延长了离合器寿命,也避免了因发动机扭矩上升过快,带来的起步冲击等影响驾驶
感受的现象的发生,进一步提高了车辆起步的平稳性。
器目标扭矩。
矩。
且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有
的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该
要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做
出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质
(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可
以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。