CN102050119A - 在装备自控手动变速箱的车辆上实现at缓行模式的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在装备自控手动变速箱(包括AMT/DCT)的车辆上实现AT缓行模式的方法，其包括：根据预定值对所述车辆的运行参数进行标定；以及，在所述车辆上设置多个功能模块，并根据所述车辆的硬件配置情况使能或屏蔽其中相应的所述功能模块，被使能的所述功能模块用于通过所获取的所述车辆的行驶状态信息，从而对所述车辆的发动机、离合器和变速箱进行相应地调控操作，以在所述车辆上实现所述缓行模式。本发明方法在不增加成本的前提下，能够极大地提高现有的装备自控手动变速箱车辆的城市低速驾驶、驻车控制性能，从而可以有效地提升产品的市场竞争力，并且技术效果已经过实车认证，因此本发明具备广阔的市场推广及应用前景。

Description

在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法

【技术领域】

本发明专利涉及一种实现车辆缓行模式的方法，尤其涉及一种通过对发动机控制模块(ECM，Engine Control Model)和变速箱控制模块(TCM，Transmission Control Model)进行精确的协调控制，从而能在装备自控手动变速箱的车辆上实现装配常规自动变速箱(AT，Automatic Transmission)的车辆具备的缓行(creep)模式，使其具备原先在AT车型上才有的帮助驾驶员进行停车入库、坡道起步、缓行跟车等优势功能，本发明属于汽车技术领域。

【背景技术】

随着现代科技的持续发展以及人们生活水平需求的不断提升，汽车技术领域的发展可谓一日千里。尤其是中国的汽车行业，自进入二十一世纪以来已逐渐发展成为世界第二大消费国。但是，随着地球上石油资源的日益匮乏，用户对汽车节油耗能方面的要求越来越高，因此也就日益凸现出电控系统的重要性。

与装配常规自动变速箱AT相比，装配自控手动变速箱的车辆在燃油经济性上具有极大的优势，这使得它已成为车辆新变速系统的主流。这种自控手动变速箱在商业上也被称为“手自一体化”，它包括AMT(AutomaticMechanical Transmission)和DCT(Double Clutch Transmission)，是采用机械式离合器(干式/湿式)来进行分离、滑动、结合操作而获得不同的动力传动结果，而无常规自动变速箱AT的液力变矩器/耦合器等液力传动。大多变速箱系统采用与常规手动变速箱相同或接近的齿轮变速箱和常规片式离合器，由电控系统来控制变速箱档位和离合器位置的操作。装配自控手动变速箱的车辆能够极大地提高燃油的经济效率，但是伴随其普及化，它所存在的主要缺点(如换档质量、无缓行功能等)也日渐暴露并成为亟需解决的重要问题之一。

如上所述，装配自控手动变速箱的车辆在获得良好的油耗性能的同时，确实也非常遗憾地损失了常规自动变速箱AT具备的最为重要的缓行功能，导致不利于在城市复杂道路工况下的低速行驶、坡道驾驶及驻车性能。因此，尽管中国用户对燃油的经济性要求较高，而且装配常规自动变速箱AT的车辆相对于装配自控手动变速箱的车辆而言，前者的燃油消耗大而在经济性上完全不具备任何竞争优势，但是由于上述的中国城市驾驶路况复杂拥挤、用户对于车辆在低速情形下的驾驶性和控制精度要求高，而常规自动变速箱AT在这种驾驶工况下表现出来的优秀的缓行功能导致了大量用户仍旧会舍弃装备自控手动变速箱的车辆而购买AT车型。此外，尽管大多数高档DCT车型通过同时装配ESP(Electronic Stability Program)和坡道传感器而实现了部分的缓行功能(如坡道驻车)，但是这种技术方案的整体成本、整合程度要求均颇高，并不利于进行广泛地普及。而且，在当前的中国国情下，大多数装备自控手动变速箱车辆的优势正是在于其成本低廉，所以更不可能采用如此昂贵而复杂的方式来模拟实现部分的缓行功能。

综上所述，因此亟须一种方法来解决上述问题，通过改进现有的装备自控手动变速箱的车辆，使其具备用户所需要的缓行功能，从而能够实现接近装备常规自动变速箱AT车型的缓行模式的驾驶效果。

【发明内容】

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其能够灵活地根据装备自控手动变速箱(包括AMT和DCT)的车辆的不同硬件(例如，ESP、ABS、坡道传感器、高精度车速传感器和手刹开关等)配置情况，成功地解决了现有的装备自控手动变速箱的车辆在驾驶界面上不具备装备常规自动变速箱AT车型的缓行模式的相同功能，从而导致不利于在城市复杂道路工况下的低速行驶、坡道驾驶及驻车性能等问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其包括：

根据预定值对所述车辆的运行参数进行标定；以及

在所述车辆上设置多个功能模块，并根据所述车辆的硬件配置情况使能或屏蔽其中相应的所述功能模块，被使能的所述功能模块用于通过所获取的所述车辆的行驶状态信息，从而对所述车辆的发动机、离合器和变速箱进行相应地调控操作，以在所述车辆上实现所述缓行模式。

优选地，所述进行标定的运行参数包括离合器目标转速、缓行离合器目标扭矩、缓行模式控制时间、离合器结合点、在平路路况下车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态至离合器位置状态从“脱开”状态进入“滑动”状态之间的持续时间T1、在平路路况下车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态至车辆开始移动之间的持续时间T2、在平路路况下车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态至达到缓行离合器目标扭矩之间的缓行模式控制时间T3、和/或在平路路况下车辆开始移动所需的最小离合器扭矩。

优选地，所述功能模块包括主控模块，其用于通过总线与发动机控制器与变速箱控制器进行通讯，以协调控制所述发动机控制器和所述变速箱控制器的工作时序。

优选地，所述主控模块与所述发动机控制器和所述变速箱控制器之间的通讯信息包括：所述发动机控制器输出的信息包括：发动机怠速参考值、缓行禁止命令、车辆制动开关状态、油门位置状态、发动机转速、发动机阻力矩、发动机指示扭矩、最大发动机扭矩、和/或诊断信息；以及，所述变速箱控制器输出的信息包括：缓行离合器扭矩、缓行离合器目标扭矩、档位信息、离合器状态、缓行状态、车速、和/或诊断信息。

优选地，所述主控模块的处理内容包括：

A、当所述主控模块根据所述车辆的行驶状态信息判断符合缓行条件时，通知所述变速箱控制器在所述总线上将缓行模式标志位标识为“启动”状态，从而启动所述缓行模式，并通过所述总线与所述发动机控制器进行通讯完成以下的时序控制：

a1、通过设定的车辆加速预期产生预期的离合器目标转速；

a2、通过所述离合器目标转速产生缓行离合器目标扭矩；

a3、根据标定设置控制所述离合器的状态，并通过在所述a1-a3过程中进行闭环控制，从而使得所述离合器在向其所要达到的所述缓行离合器目标扭矩靠近过程中，其离合器位置状态从开始的“脱开”状态最终进入“滑动”状态并跟随所述缓行离合器目标扭矩；

B、在符合以下条件之一时，由所述主控模块通知所述变速箱控制器在所述总线上将所述缓行模式标志位标识为“退出”状态，从而退出所述缓行模式：

b1、出现所述离合器彻底结合完成缓行的情形；

b2、出现强制退出的情形，所述强制退出的情形包括踩油门操作、踩制动操作、发动机低怠速、和/或进行离合器保护；

C、在所述离合器经过所述缓行模式其位置状态进入“结合”后，由所述主控模块与所述发动机控制器进行通讯以控制并保证过渡的平稳。

优选地，所述缓行离合器目标扭矩包含所述车辆在当前行驶状态下的坡道、负荷信息，并在设置所述缓行模式标志位的同时由所述主控模块完成对所述缓行离合器目标扭矩的计算并将其发送至所述总线以使得所述车辆的其他模块获取当前的坡道信息。

优选地，所述功能模块还包括均连接于所述主控模块的以下各模块：

坡道负荷估算模块，其用于在常规坡道负荷预估基础上进行车辆起步及制动情形下的模糊估算处理；

辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块，其包括：限制缓行最大扭矩子模块和防溜坡子模块，所述限制缓行最大扭矩子模块用于根据发动机缓行能力模型和变速箱缓行能力模型以及预定的最大限制缓行扭矩值以限制缓行模式下的最大扭矩，从而实时调节辅助坡道起步、驻坡和缓行的执行能力，所述防溜坡子模块用于实现防溜坡控制；

离合器保护及相关控制模块，其包括：离合器保护子模块以及无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块，所述离合器保护子模块用于在所述离合器出现超温故障时缓慢退出所述缓行模式，所述无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块用于在出现车辆在启动所述缓行模式后因各种原因不能前行而空磨所述离合器的无意义缓行工况情形下实现退出所述缓行模式；

离合器异响控制及退出质量控制模块，其用于在所述离合器在大扭矩情形下以打开方式退出所述缓行模式时，以缓和打开的方式解决可能产生的离合器异响并避免发动机怠速转速上升；

缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块，其用于通过短时间关闭大负荷器件来提升车辆的缓行能力及提高制动真空度；

缓行退出平顺性控制模块，其用于在所述变速箱控制器执行所述离合器闭合退出所述缓行模式时，通过所述发动机控制器控制发动机扭矩实现平顺退出，并在退出所述缓行模式之后的阶段内感知坡道信息并保证整车运行的平顺性；以及

驾驶员下车模糊检测模块，其用于在驾驶员未挂空挡下车的情况下进行模糊检测并停止车辆缓行，同时能够在车辆高速溜动时自动采取安全措施。

优选地，所述坡道负荷估算模块在常规坡道负荷预估基础上进行车辆制动情形下的模糊估算的处理步骤包括：

步骤PD11、开始；

步骤PD12、常规坡道负荷预估条件满足，所述常规坡道负荷预估条件满足是指在满足车辆系统稳定的情形下根据一般物理学原理进行常规坡道负荷的估算；

步骤PD13、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则执行步骤PD14；否则，执行步骤PD16；

步骤PD14、判断F-F₀-mg×sin@的数值是否小于等于m×(dv/dt)的数值：如果是，则执行步骤PD15；否则，执行步骤PD16；

步骤PD15、无操作，并返回执行步骤PD12；

步骤PD16、按照公式F-F₀-mg×sin@＝m×(dv/dt)计算坡道负荷；以及

步骤PD17、输出坡道负荷估算结果，然后执行步骤PD12；

其中，所述步骤PD14和步骤PD16中的参数含义是：m为整车质量，a为车辆加速度，g为重力加速度，@为坡道角度，F₀为车辆移动的发动机最小扭矩对应的轮边力，F为根据发动机扭矩模型、档位速比、车轮半径计算至车轮边的轮边力；

所述坡道负荷估算模块在常规坡道负荷预估基础上进行车辆起步情形下的模糊估算的处理步骤包括：

步骤PD21、开始，初始化计时器；

步骤PD22、起步条件满足，所述起步条件满足是指通过踩油门使得车辆从低速开始加速直至所述离合器首次完全结合；

步骤PD23、由所述变速箱控制器从所述发动机控制器读取所述总线消息，获得油门位置信息，并将目标计时器初始化为标定值，所述标定值用于平衡因为采用常规手动变速箱的低精度车速传感器而产生的传感器信号时序滞后误差；

步骤PD24、判断所述计时器的当前数值是否大于所述目标计时器的标定值：如果是，则执行步骤PD26；否则，执行步骤PD25；

步骤PD25、无操作，并将所述计时器的当前数值进行加1处理，然后重复执行步骤PD24；

步骤PD26、启动坡道负荷预估和更新；以及

步骤PD27、判断是否起步条件满足：如果是，则返回执行步骤PD26；否则，返回执行步骤PD21。

优选地，所述限制缓行最大扭矩子模块限制缓行最大扭矩的处理步骤包括：

步骤XZ11、开始；

步骤XZ12、缓行条件满足；

步骤XZ13、由所述变速箱控制器从所述发动机控制器读取所述总线消息，并将发动机当前转速下能达到的最大发动机扭矩减去发动机当前摩擦扭矩和最大缓行扭矩安全余量的标定值之和后得到的数值、限制缓行最大扭矩的标定值二者中的最小值设定为缓行最大目标扭矩，其中所述最大缓行扭矩安全余量用于限制实际扭矩以保证系统稳定性和鲁棒性；以及

步骤XZ14、将缓行发动机控制器最大目标扭矩、缓行变速箱控制器最大目标扭矩二者中的最小值设定为限制缓行最大扭矩，其中所述缓行发动机控制器最大目标扭矩是由结合实现所述发动机当前转速的最大输出扭矩能力模型、所述发动机当前转速的最大摩擦补偿扭矩、以及为保持系统鲁棒性而设定的扭矩预留量进行计算而获得，所述缓行变速箱控制器最大目标扭矩是变速箱系统设定的最大绝对缓行扭矩标定值。

优选地，所述防溜坡子模块进行防溜坡控制的处理步骤包括：

步骤LP11、开始；

步骤LP12、当所述变速箱处于D或R档时，判断离合器当前转速是否小于第一标定速度：如果是，则确认车辆当前已经停止并执行步骤LP13；否则，无操作；

步骤LP13、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则执行步骤LP13；否则，无操作；

步骤LP14、判断离合器当前转速是否大于第二标定速度：如果是，则执行步骤LP15；否则，无操作：

步骤LP15、启动驻坡模式，仅启动常规坡道负荷预估的扭矩部分以保证车辆在无制动力情况下仍可处于坡道停车状态，然后执行步骤LP16；

步骤LP16、比较计时器的当前数值和标定值并进行如下处理：

如果计时器的当前数值＜标定值并且车辆制动开关处于“ON”状态，则执行步骤LP15；

如果计时器的当前数值＞标定值并且车辆制动开关处于“ON”状态，则执行步骤LP17；

如果计时器的当前数值＜标定值并且车辆制动开关处于“OFF”状态，则执行步骤LP18；

否则，保持循环；

步骤LP17、退出所述缓行模式，并且返回执行LP11；以及

步骤LP18、将车辆由缓行的所述驻坡模式切换为所述缓行模式，然后返回执行LP11。

优选地，所述防溜坡子模块进行防溜坡控制的处理步骤还包括：

步骤LP19、在所述步骤LP12与所述步骤LP13之间检测当前是否进行刹车或车辆起步操作而改变条件：如果是，则执行步骤LP11；否则，执行步骤LP13；以及

在所述步骤LP13与所述步骤LP14之间检测当前是否进行刹车或车辆起步操作而改变条件：如果是，则执行步骤LP11；否则，执行步骤LP14。

优选地，所述无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块的处理步骤包括：

步骤WY11、开始；

步骤WY12、常规缓行条件满足情形下，通过所述总线读取来自所述发动机控制器的信息获得所述发动机在当前状态下能达到的最大扭矩和摩擦扭矩信息；

步骤WY13、判断当前缓行扭矩值是否大于所述发动机在当前状态下能达到的最大扭矩减去所述摩擦扭矩和最大缓行扭矩安全余量之和后得到的数值，其中所述最大缓行扭矩安全余量用于限制实际扭矩以保证系统的稳定性和鲁棒性：如果是，则执行步骤WY14；否则，执行步骤WY15；

步骤WY14、进一步判断车辆当前加速度或者车辆当前速度是否大于其各自的标定值：如果是，则执行步骤WY16；否则，执行步骤WY15；

步骤WY15、启动所述主控模块，然后执行步骤WY12；

步骤WY16、初始化计时器并将所述计时器进行加1处理，然后判断所述计时器的当前数值是否大于标定值：如果是，则执行步骤WY17；否则，返回执行步骤WY15；

步骤WY17、将缓行扭矩减至0并退出所述缓行模式，然后执行步骤WY12；以及

步骤WY18、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则返回执行步骤WY12；否则，执行步骤WY17。

优选地，所述离合器异响控制及退出质量控制模块的处理步骤包括：

步骤YX11、开始；

步骤YX12、常规缓行条件满足，然后执行步骤YX13；

步骤YX13、判断离合器是否被彻底关闭：如果是，则执行步骤YX14；否则，执行步骤YX15；

步骤YX14、以相对快速的第一段打开速率打开离合器，所述第一段打开速率为标定值，然后执行步骤YX15；

步骤YX15、判断缓行条件是否不满足：如果是，则执行步骤YX16；否则，返回执行步骤YX12；

步骤YX16、以相对慢速的第二段打开速率打开离合器，所述第二段打开速率为标定值，然后执行步骤YX17；

步骤YX17、判断缓行扭矩是否减至0：如果是，则执行步骤YX18；否则，返回执行步骤YX15；

步骤YX17、将缓行扭矩减至0并退出所述缓行模式，然后执行步骤YX12；以及

步骤YX18、在缓行扭矩减至0之后，将所述缓行模式标志位标识为“退出”状态，然后返回执行步骤YX11。

优选地，所述缓行退出平顺性控制模块的处理步骤包括：

步骤TC11、开始；

步骤TC12、获取标定值以确认所述车辆是否装备自控手动变速箱：如果是则执行步骤TC15，否则执行步骤TC13，同时从所述总线上获取缓行模式标志位以判断当前的缓行模式状态；

步骤TC13、从所述总线上获取所述离合器的位置状态，并判断其是否不处于“脱开”状态：如果是，则执行步骤TC14；否则，执行步骤TC18；

步骤TC14、判断发动机当前转速是否大于所述发动机控制器所设定的当前怠速目标转速：如果是，则执行步骤TC16；否则，执行步骤TC17；

步骤TC15、将设定的缓行发动机补偿扭矩设置为当前的缓行发动机补偿扭矩，然后执行步骤TC19；

步骤TC16、在退出所述缓行模式时，按照设定的标定值速度慢速减少缓行扭矩，然后执行步骤TC19；

步骤TC17、保持当前的缓行发动机补偿扭矩不变，然后执行步骤TC19；

步骤TC18、将当前的缓行发动机补偿扭矩设置为0，然后执行步骤TC19；以及

步骤TC19、结束。

优选地，所述驾驶员下车模糊检测模块的处理步骤包括：

步骤JS11、开始；

步骤JS12、当前缓行条件满足，则执行步骤JS13；

步骤JS13、判断驾驶员车门是否处于开启状态：如果处于开启状态，则执行步骤JS14；否则，执行步骤JS19；

步骤JS14、阻止所述缓行模式，初始化计时器并且在每次循环时对所述计时器进行加1处理；

步骤JS15、判断计时器的当前数值是否大于标定值，所述计时器被设置用于“离合器打开、变速箱处于非空档状态”的定时计数：如果所述计时器的当前数值大于标定值，则执行步骤JS18；否则，执行步骤JS16；

步骤JS16、判断离合器当前速度是否大于标定值：如果是，则执行步骤JS17；否则，执行步骤JS12；

步骤JS17、当通过车速、变速箱变速比计算后，离合器当前转速大于当前档位发动机怠速的设定值时，所述离合器自行结合；

步骤JS18、将所述变速箱的档位转至空挡，保持当前的所有运行状态，并且清除所述计时器；

步骤JS19、判断是否“发生过驾驶员车门打开”：如果是，则执行步骤JS21；否则，执行步骤JS20；

步骤JS20、继续所述缓行模式；

步骤JS21、复位计时器，然后检查车辆制动开关是否处于“ON”状态，如果处于“ON”状态再检测缓行条件是否满足，然后执行步骤JS22；以及

步骤JS22、通过所述总线(4)通知所述发动机控制器(2)使能缓行模式并开始启动，然后返回执行步骤JS12。

优选地，当所述车辆的硬件配置中无坡道传感器、高精度车速传感器和手刹开关、ESP和ABS时，使能所述功能模块中的主控模块，坡道负荷估算模块，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块，离合器保护及相关控制模块，离合器异响控制及退出质量控制模块，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块，缓行退出平顺性控制模块，以及驾驶员下车模糊检测模块；或者

当所述车辆的硬件配置中包括坡道传感器、高精度车速传感器和手刹开关时，使能所述功能模块中的主控模块，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块，离合器保护及相关控制模块，离合器异响控制及退出质量控制模块，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块，以及缓行退出平顺性控制模块；或者

当所述车辆的硬件配置中包括坡道传感器、手刹开关、ESP和ABS时，使能所述功能模决中的主控模块，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块，离合器保护及相关控制模块，离合器异响控制及退出质量控制模块，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块，缓行退出平顺性控制模块，以及驾驶员下车模糊检测模块。

本发明的有益效果在于：本发明方法通过采用先进的电子控制技术以及软件技术手段，实现发动机控制器和变速箱控制器的精确控制和协作，从而在现有的装备自控手动变速箱的车辆上实现AT车型的缓行模式，并且能够在坡道状态下达到超出AT车型的缓行性能(例如，坡道辅助起步和防溜坡功能等)。本发明方法不仅可以在低成本的未装配ESP、ABS、坡道传感器、高精度方向车速传感器等硬件的普通自控手动变速箱的车辆上使用，同时还可以向下兼容用于采用了上述硬件的自控手动变速箱的车辆并可以在这些硬件的支持下获得更佳的性能。本发明方法在不增加成本的前提下，能够极大地提高现有的装备自控手动变速箱车辆的城市低速驾驶、驻车控制性能，从而可以有效地提升产品的市场竞争力，并且技术效果已经过实车认证，因此本发明具备广阔的市场推广及应用前景。

【附图说明】

以下将结合附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步的详细描述。其中：

图1是本发明方法根据装备自控手动变速箱的车辆不同硬件配置情况进行功能模块使能设置的一个较佳实施例的配置示意图；

图2是本发明方法根据装备自控手动变速箱的车辆不同硬件配置情况进行功能模块使能设置的又一个较佳实施例的配置示意图；

图3是本发明方法根据装备自控手动变速箱的车辆不同硬件配置情况进行功能模块使能设置的另一个较佳实施例的配置示意图；

图4是本发明方法中的主控模块的工作逻辑图；

图5是本发明方法中的根据一般物理学原理进行坡道负荷预估分析的示意图；

图6是本发明方法中的坡道负荷预估模块在常规坡道负荷预估基础上进行车辆制动情形下模糊估算处理的逻辑图；

图7是本发明方法中的坡道负荷预估模块在常规坡道负荷预估基础上进行车辆起步情形下模糊估算处理的逻辑图；

图8是本发明方法中的限制缓行最大扭矩子模块进行缓行最大扭矩限制处理的逻辑图；

图9是本发明方法中所使用的变速箱缓行扭矩模型的构建处理示意图；

图10是本发明方法中的防溜坡子模块进行防溜坡控制处理的逻辑图；

图11是本发明方法中无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块的处理逻辑图；

图12是本发明方法中的离合器异响控制及退出质量控制模块的处理逻辑图；

图13是本发明方法中的缓行退出平顺性控制模块的处理逻辑图；

图14是本发明方法中的驾驶员下车模糊检测模块的处理逻辑图。

【具体实施方式】

为了能够更加清楚、准确地了解本发明的完整技术方案，以下将针对说明书与权利要求书中所涉及到的各名词术语进行解释说明。

缓行功能：是指当在低速或停车时，变速箱档位选择置于前进/倒退档时，驾驶员可以仅通过刹车的踩(停)放(走)来获得车辆在前进/后退方向的低加速度/低速行进能力，而不需要任何油门操作。

带坡道功能的缓行功能：是指当车辆的控制系统检测出车辆处于坡道，该功能能够按坡道要求分别加强/减弱相应方向的缓行动力，给驾驶员一个接近平路的缓行加速度值，并根据不同坡道分别实现缓行、驻坡、防后溜等工况。

缓行模式状态的指示：是指根据缓行模式标志位的信息(通常由数字位“1”代表“启动”状态、数值位“0”代表“退出”状态)在总线上发送的车辆当前运行状态信号。

常规缓行条件：是指设定的可以启动缓行模式的各种条件，其包括但并不局限于以下列出的具体条件：

A、油门值为零；

B、制动被释放；

C、已经处于缓行允许的档位(常规可为1/R档，也可设定1/R/2档)；

D、发动机控制器显示怠速处于正常值范围(用户可标定)、故障码。

常规坡道负荷预估条件：常规条件是指坡道负荷预估只在离合器位置状态处于“完全结合”时才进行，而当离合器的位置状态处于“滑动”或“脱开”情况下时并不进行。其基本原理是只有在离合器位置状态处于“完全结合”时，才能够精确获得F＝m×(a+g×sin@)数值(该公式及式中的参数含义详见后述)，但是通过模糊理论可以扩展可预估条件。

限制缓行最大扭矩：指如果发动机已经达到解决最大输出扭矩，仍旧不能提供当前坡道状态的缓行扭矩要求，增加缓行扭矩会造成发动机转速不稳、甚至熄火。通过发动机控制器在总线上实时广播发动机最大扭矩能力，变速箱控制器在此能力范围内保证鲁棒性的条件下设定缓行扭矩。

缓行发动机补偿扭矩：发动机控制器命令发动机输出扭矩，以满足变速箱控制器执行的离合器扭矩；同时在变速箱控制器退出缓行模式时，由发动机控制器设置合理的发动机输出扭矩。

驻坡模式：在坡道上保持车辆速度为零不溜车，实现方法分为ESP制动实现，或动力系统输出相应动力。在本发明的优选实施方案中采用后一种方式，即仅启动缓行的坡道补偿部分扭矩完成驻坡模式。

(缓行、离合器、发动机)扭矩：包括目标扭矩和实际扭矩，其中目标扭矩是通过控制希望系统执行的扭矩，实际扭矩则是功能模块根据执行器执行反馈计算出的扭矩。

缓行离合器目标扭矩：它是一个包含了坡道、负荷信息的信号，其特点是要求在设置缓行模式标志位的同时完成计算并发送至总线，用于通知车辆的其他模块当前的坡道信息。此信号可以为坡道值、负荷值、扭矩值外的任何相应信息格式。

标定值：标定值是指可设定的变量，它可以由用户来进行设置以适应不同的车辆硬件，并能够进行个性化调整，其是用户接口。

公式F＝m×(a+g×sin@)+F₀：它是一般物理学原理公式，其中，m为整车质量，a为车辆加速度，F₀为车辆移动的发动机最小扭矩对应的轮边力，F为根据发动机扭矩模型、档位速比、车轮半径计算至车轮边的轮边力，@为坡道角度。

以下详细说明本发明的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法的一个较佳实施例的完整技术方案。

首先，在本发明方法中需要根据预定值对装备自控手动变速箱的车辆的一些重要运行参数进行标定。请参考图3的图面所示，这些需要进行标定的运行参数包括但并不限于：离合器目标转速、缓行离合器目标扭矩、缓行模式控制时间、离合器结合点、在平路路况下(在图3中分别使用单粗线、双细线来对应表示平路和坡道路况)车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态(对应时间点A)至离合器位置状态从“脱开”状态进入“滑动”状态(对应时间点B)之间的持续时间T1、在平路路况下车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态(对应时间点A)至车辆开始移动(对应时间点C)之间的持续时间T2、在平路路况下车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态至达到缓行离合器目标扭矩(即离合器位置状态从“滑动”状态进入“结合”状态对应的时间点D)之间的缓行模式控制时间T3、以及在平路路况下车辆开始移动所需的最小离合器扭矩等等。

其次，本发明发明需要在装备自控手动变速箱的车辆上设置多个功能模块，并且通过这些功能模块根据所获取的装备自控手动变速箱的车辆的行驶状态信息，来对该车型的发动机、离合器和变速箱进行相应地调控操作，从而在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT车型的缓行模式。这些功能模块均是本发明的重要组成部分，以下结合图1先初步予以说明。

主控模块11，它是功能模块的核心模块，用于通过CAN总线4与发动机控制器2与变速箱控制器3进行通讯，以协调控制发动机控制器2和变速箱控制器3的工作时序。其中，主控模块11与发动机控制器2和变速箱控制器3之间的通讯信息包括：发动机控制器2输出的信息(例如，包括但不限于发动机怠速参考值、缓行禁止命令、车辆制动开关状态、油门位置状态、发动机转速、发动机阻力矩、发动机指示扭矩、最大发动机扭矩以及诊断信息等)、变速箱控制器3输出的信息(例如，包括但不限于缓行离合器扭矩、缓行离合器目标扭矩、档位信息、离合器状态、缓行状态、车速以及诊断信息等)。

坡道负荷估算模块12，其连接于主控模块11并被用于在常规坡道负荷预估基础上进行车辆起步及制动情形下的模糊估算处理。

辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块13，其连接于主控模块11并包括：限制缓行最大扭矩子模块131和防溜坡子模块132，限制缓行最大扭矩子模块131用于根据发动机缓行能力模型和变速箱缓行能力模型以及预定的最大限制缓行扭矩值以限制缓行模式下的最大扭矩，从而实时调节辅助坡道起步、驻坡和缓行的执行能力；防溜坡子模块132用于实现防溜坡控制。

离合器保护及相关控制模块14，其连接于主控模块11并包括：离合器保护子模块141以及无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块142，离合器保护子模块141用于在离合器出现超温故障时缓慢退出缓行模式并且可以再检测到用户请求缓行模式情况下进行声音报警，其中缓慢退出采用在一定温度范围内逐渐减少缓行能力(缓行扭矩)来提醒用户并同时进行声音报警；无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块142用于在出现车辆在启动缓行模式后因各种原因不能前行而空磨离合器的无意义缓行工况(例如，强拉手刹、坡道很大、车辆顶着其他物体等，并且可以通过判断缓行扭矩和车辆加速特性来检测出前两种无意义缓行工况)情形下(在装配ESP的情况下应由ESP进行制动保持车辆锁止)实现退出缓行模式。

离合器异响控制及退出质量控制模块15，其连接于主控模块11并被用于在离合器在大扭矩情形下以打开方式退出缓行模式时，以缓和打开的方式解决可能产生的离合器异响并避免发动机怠速转速上升。

缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块16，其连接于主控模块11并被用于通过短时间关闭大负荷附件(例如空调负荷)来提升车辆的缓行爬坡能力，并且在车辆没有专门的主动真空泵辅助制动时通过采用以上方式提高发动机真空度来实现提高制动真空度。由于缓行模式具有特别要求发动机强扭矩响应的特点，致使制动真空度有下降恶化的趋势，所以本缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块对于解决此类问题具有重要意义。

缓行退出平顺性控制模块17，其连接于主控模块11并被用于在变速箱控制器3执行离合器闭合退出缓行模式时，通过发动机控制器2控制发动机扭矩实现平顺退出，并在退出缓行模式之后的阶段内感知坡道信息并保证整车运行的平顺性。由于缓行模式的退出可以被分类为：1)踩制动、离合器保护等确定方式的退出；2)离合器转速和发动机同步后“退出(或称过渡)”至车辆滚动怠速状态的退出；3)踩油门“退出(或称过渡)”至车辆加速状态。后二者的退出其实是一种“过渡”，对此必须保证发动机扭矩没有剧烈的变化而导致车辆前后串动，所以必须将缓行扭矩缓慢、平顺降低或保持；另外，上述第二种退出仍是一种特殊的缓行，但变速箱控制器已经退出控制，发动机控制器必须根据变速箱控制器退出时“交给”的信息和怠速的闭环控制估计扭矩输出，保证仍旧可以继续保持车辆表现出缓行模式，此种方式在长的大坡道时尤其重要。没有这种功能的结果则是：在变速箱控制器关闭离合器时，并在将缓行模式标志位标识为“退出”状态时，车辆产生串动；在上坡缓行模式时，变速箱控制器关闭离合器时，并将缓行模式标志位标识为“退出”状态时，车辆因为突然减去大扭矩而产生严重串动并可能发动机熄火；在上坡缓行模式时，车辆起步将感觉到车辆在踩油门瞬间车辆不但不能保持原先的加速感，且还有向后倒退感。而应用本缓行退出平顺性控制模块17，则能够在驾驶中完全感觉不到上述第二种的缓行退出，并且在加速时车辆动力连惯。

驾驶员下车模糊检测模块18，其连接于主控模块11并被用于在驾驶员未挂空挡下车的情况下进行模糊检测并停止车辆缓行。这是由于自控手动变速箱采用“线控”方式的排档杆来驱动，而低成本的“线控”没有锁止机构且需要电驱动才能工作，在操作界面上不同于常规AT采用机械式排挡杆。在驾驶员不熟悉“线控”排挡杆操作的情况下，有时会未挂空挡下车而可能产生安全意外。此外，本驾驶员下车模糊检测模块18还能够在车辆高速溜动时自动采取安全措施。

需要特别指出的是，可以根据装备自控手动变速箱的车辆的硬件配置情况相应地、灵活地使能或屏蔽其中的若干功能模块。在此所述的车型硬件配置，具体是指坡道传感器、高精度车速传感器和手刹开关、ESP和ABS等辅助车载装置。正如图1、图2以及图3所示，它们分别示出了根据本发明方法而针对装备自控手动变速箱的车辆的三种具体硬件配置情况，进行上述功能模块使能设置的三个较佳实施例。

如图1所示，当在装备自控手动变速箱的车辆上并未装配坡道传感器、高精度车速传感器和手刹开关、ESP和ABS时，为了确保实现本发明的发明目的，需要使能(在图1中以实线框表示功能模块被使能、以虚线框表示功能模块被屏蔽，图2和图3具有相同的示意)功能模块中的主控模块11，坡道负荷估算模块12，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块13，离合器保护及相关控制模块14，离合器异响控制及退出质量控制模块15，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块16，缓行退出平顺性控制模块17，以及驾驶员下车模糊检测模块18。

或者，又如图2所示，当在装备自控手动变速箱的车辆上装配了坡道传感器、高精度车速传感器和手刹开关时，为了确保实现本发明的发明目的，需要使能功能模块中的主控模块11，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块13，离合器保护及相关控制模块14，离合器异响控制及退出质量控制模块15，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块16，以及缓行退出平顺性控制模块17。

此外，再如图3所示，当在装备自控手动变速箱的车辆上装配了坡道传感器、手刹开关、ESP和ABS时，为了确保实现本发明的发明目的，需要使能功能模块中的主控模块11，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块13，离合器保护及相关控制模块14，离合器异响控制及退出质量控制模块15，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块16，缓行退出平顺性控制模块17，以及驾驶员下车模糊检测模块18。

正是通过以上的一系列完整的技术方案，可以灵活地基于车辆的硬件装配情况，通过各种功能模块(尤其是主控模块11)来协调控制发动机控制器2和变速箱控制器3，最终能够在装备自控手动变速箱的车辆上达到接近AT车型缓行功能的质量，并且在坡道情况下更是可以提供超出AT车型的坡道辅助起步和防溜坡功能。

为了能够进一步地理解本发明方法中所涉及到的各种功能模块的特点、优点以及工作处理方式，下面结合其各自的工作逻辑图分别进行详细描述。

请参阅图4，它是主控模块11的工作逻辑图。如前所述，主控模块11是本发明中的核心模块，其所涉及的处理内容包括：

当它根据装备自控手动变速箱的车辆的行驶状态信息判断符合缓行条件时，就通知变速箱控制器3在CAN总线4上将缓行模式标志位标识为“启动”状态，从而启动缓行模式，并通过CAN总线4与发动机控制器2进行通讯完成以下的时序控制：

a1、通过设定的车辆加速预期产生预期的离合器目标转速，对于具体的车辆加速预期可以按车辆生产商的要求调整不同的加速感；

a2、通过离合器目标转速产生缓行离合器目标扭矩，具体可以采用公式F＝m×(a+g×sin@)+F₀，同时根据车辆速比等信息运算至离合器的扭矩需求，在上述公式中的各参数含义是：m为整车质量，a为车辆加速度，g为重力加速度，@为坡道角度，F₀为车辆移动的发动机最小扭矩对应的轮边力，F为根据发动机扭矩模型、档位速比、车轮半径计算至车轮边的轮边力；

a3、根据标定设置控制离合器的状态，并通过在a1-a3过程中进行闭环控制，从而使得离合器在向其所要达到的缓行离合器目标扭矩靠近过程中，其离合器位置状态从开始的”脱开”状态最终进入“滑动”状态并跟随缓行离合器目标扭矩；

此外，在符合以下条件之一时，由主控模块11通知变速箱控制器3在CAN总线4上将缓行模式标志位标识为“退出”状态，从而退出缓行模式：

b1、出现离合器彻底结合完成缓行的情形；

b2、出现强制退出的情形，所述强制退出的情形包括踩油门操作、踩制动操作、发动机低怠速和/或进行离合器保护，

另外，在离合器经过缓行模式进入“结合”位置状态后，由主控模块11与发动机控制器2进行通讯以控制并保证过渡的平稳。

请参阅图5，它是本发明方法中的根据一般物理学原理进行坡道负荷预估分析的示意图。在该图中，各参数的含义完全同上。因此，按照一般物理学原理，很显然可以根据公式F-F₀-mg×sin@＝m×(dv/dt)估算获得常规坡道负荷。常规坡道负荷估算的特点在于，它存在较强的滞后性，而且在整个估算条件中并不包括低速行驶、制动、起步等状态。

通过坡道负荷估算模块12，完全可以对上述缺陷进行合理的优化处理。如图6所示，坡道负荷估算模块12能够在上述的常规坡道负荷预估基础上进行车辆制动情形下的模糊估算的处理，其具体步骤包括：

步骤PD11、开始；

步骤PD12、判断常规坡道负荷预估条件满足；

步骤PD13、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则执行步骤PD14；否则，执行步骤PD16；

步骤PD14、判断F-F₀-mg×sin@的数值是否小于等于m×(dv/dt)的数值：如果是，则执行步骤PD15；否则，执行步骤PD16；

步骤PD15、无操作，并返回执行步骤PD12；

步骤PD16、按照公式F-F₀-mg×sin@＝m×(dv/dt)计算坡道负荷；以及

步骤PD17、输出坡道负荷估算结果，然后执行步骤PD12。

再如图7所示，坡道负荷估算模块12还可以基于常规坡道负荷预估而进行车辆起步情形下的模糊估算，其具体处理步骤包括：

步骤PD21、开始，初始化计时器；

步骤PD22、起步条件满足，起步条件满足是指通过踩油门使得车辆从低速开始加速直至离合器首次完全结合；

步骤PD23、由变速箱控制器3从发动机控制器2读取CAN总线4消息，获得油门位置信息，并将目标计时器初始化为标定值，因为采用常规手动变速箱的低精度车速传感器(＜18脉冲/转)而将会在车速信号上有很大的延迟和跳动，为此增加根据起步油门位置为参照设定标定值，以此来平衡所产生的传感器信号时序滞后误差；

步骤PD24、判断计时器的当前数值是否大于目标计时器的标定值：如果是，则执行步骤PD26；否则，执行步骤PD25；

步骤PD25、无操作，并将计时器的当前数值进行加1处理，然后重复执行步骤PD24；

步骤PD26、启动坡道负荷预估和更新；以及

步骤PD27、判断是否起步条件满足：如果是，则返回执行步骤PD26；否则，返回执行步骤PD21。

请参阅图8，它是限制缓行最大扭矩子模块131进行缓行最大扭矩限制处理的逻辑图，其具体处理步骤包括：

步骤XZ11、开始；

步骤XZ12、缓行条件满足；

步骤XZ13、由变速箱控制器3从发动机控制器2读取CAN总线4消息，并将当前发动机转速下能达到的最大发动机扭矩减去当前的发动机摩擦扭矩和最大缓行扭矩安全余量的标定值之和后得到的数值、限制缓行最大扭矩的标定值二者中的最小值设定为缓行最大目标扭矩，其中最大缓行扭矩安全余量用于限制实际扭矩以保证系统稳定性和鲁棒性；以及

步骤XZ14、将缓行发动机控制器最大目标扭矩、缓行变速箱控制器最大目标扭矩二者中的最小值设定为限制缓行最大扭矩，其中上述的缓行发动机控制器最大目标扭矩是由结合实现所述发动机当前转速的最大输出扭矩能力模型、所述发动机当前转速的最大摩擦补偿扭矩、以及为保持系统鲁棒性而设定的扭矩预留量进行计算而获得，上述的缓行变速箱控制器最大目标扭矩是变速箱系统设定的最大绝对缓行扭矩标定值。

在图9中示意性地说明了本发明方法中所使用的变速箱缓行扭矩模型5的构建处理过程。构建变速箱缓行扭矩模型5包括四个输入部分，它们分别是：在第一输入部分NM1根据离合器目标转速，结合整车参数(车重、变速箱信息、轮胎信息等)计算达到离合器目标转速所需要的发动机扭矩部分；在第二输入部分NM2根据离合器目标转速和离合器实际转速的差值进行动态扭矩补偿部分；在第三输入部分NM3根据整车提供的滚阻信息设定摩擦补偿扭矩部分；在第四输入部分NM4进行坡道负荷扭矩补偿部分的计算，它是前述的是坡道负荷预估的反运算处理。

如图10所示，它是防溜坡子模块132进行防溜坡控制处理的逻辑图。防溜坡子模块是本发明方法各功能模块中重要模块之一，由其实现的防溜坡控制的具体处理步骤包括：

步骤LP11、开始；

步骤LP12、当变速箱处于D或R档时，判断离合器当前转速是否小于被用来辅助确定车辆当前是否已经停止的第一标定速度：如果是，则确认车辆当前已经停止并执行步骤LP13；否则，无操作；

步骤LP13、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则执行步骤LP13；否则，无操作；

步骤LP14、判断离合器当前转速是否大于第二标定速度：如果是，则执行步骤FL15；否则，无操作：

步骤LP15、启动驻坡模式，仅启动常规坡道负荷预估的扭矩部分以保证车辆在无制动力情况下仍可处于坡道停车状态，然后执行步骤LP16；

步骤LP16、比较计时器的当前数值和标定值并进行如下处理：

如果计时器的当前数值＜标定值并且车辆制动开关处于“ON”状态，则执行步骤LP15；

如果计时器的当前数值＞标定值并且车辆制动开关处于“ON”状态，则执行步骤LP17；

如果计时器的当前数值＜标定值并且车辆制动开关处于“OFF”状态，则执行步骤LP18；

否则，保持循环；

步骤LP17、退出缓行模式，并且返回执行LP11；以及

步骤LP18、将车辆由缓行的驻坡模式切换为缓行模式，然后返回执行LP11。

此外，在上述的防溜坡控制的处理步骤中还包括：

步骤LP19、在步骤LP12与步骤LP13之间检测当前是否进行刹车或车辆起步操作而改变条件：如果是，则执行步骤LP11；否则，执行步骤LP13；以及，在步骤LP13与步骤LP14之间检测当前是否进行刹车或车辆起步操作而改变条件：如果是，则执行步骤LP11；否则，执行步骤LP14。

再请参阅图11，它是无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块142的处理逻辑图，其具体处理步骤包括：

步骤WY11、开始；

步骤WY12、常规缓行条件满足情形下，通过CAN总线4读取来自发动机控制器2的信息获得发动机在当前状态下能达到的最大扭矩和摩擦扭矩信息；

步骤WY13、判断当前缓行扭矩值是否大于发动机在当前状态下能达到的最大扭矩MaxIndTorq减去摩擦扭矩TorqLoss和最大缓行扭矩安全余量MaxTorqSafeMargin之和后得到的数值，其中最大缓行扭矩安全余量MaxTorqSafeMargin用于限制实际扭矩以保证系统的稳定性和鲁棒性：如果是，则执行步骤WY14；否则，执行步骤WY15；

步骤WY14、进一步判断车辆当前加速度或者车辆当前速度是否大于其各自的标定值：如果是，则执行步骤WY16；否则，执行步骤WY15；

步骤WY15、启动主控模块11，然后执行步骤WY12；

步骤WY16、初始化计时器并将计时器进行加1处理，然后判断计时器的当前数值是否大于标定值：如果是，则执行步骤WY17；否则，返回执行步骤WY15；

步骤WY17、将缓行扭矩减至0并退出缓行模式(可以按照不同级别采用两种不同的保持时间后退出缓行模式，通过缓行目标扭矩大于一个用户可设定的扭矩值，然后判断当时的速度、加速度是否大于用户设定值来进入两种不同的退出时间滞后：一种短时间退出为判别到有手刹操作或者很大的坡度，另一种较长时间退出则是提供一个机会在离合器磨损不大的情况下尽量完成大坡道缓行)，然后执行步骤WY12；以及

步骤WY18、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则返回执行步骤WY12；否则，执行步骤WY17。

又如图12所示，它是离合器异响控制及退出质量控制模块15的处理逻辑图，其具体处理步骤包括：

步骤YX11、开始；

步骤YX12、常规缓行条件满足，然后执行步骤YX13；

步骤YX13、判断离合器是否被彻底关闭：如果是，则执行步骤YX14；否则，执行步骤YX15；

步骤YX14、以相对快速的第一段打开速率打开离合器，该第一段打开速率为标定值，然后执行步骤YX15；

步骤YX15、判断缓行条件是否不满足：如果是，则执行步骤YX16；否则，返回执行步骤YX12；

步骤YX16、以相对慢速的第二段打开速率打开离合器，该第二段打开速率为标定值，然后执行步骤YX17；

步骤YX17、判断缓行扭矩是否减至0：如果是，则执行步骤YX18；否则，返回执行步骤YX15；

步骤YX17、将缓行扭矩减至0并退出缓行模式，然后执行步骤YX12；以及

步骤YX18、在缓行扭矩减至0之后，将缓行模式标志位标识为“退出”状态，然后返回执行步骤YX11。

再请参阅图13，它是缓行退出平顺性控制模块17的处理逻辑图，其具体处理步骤包括：

步骤TC11、开始；

步骤TC12、获取标定值以确认该车辆是否装备自控手动变速箱：如果是则执行步骤TC15，否则执行步骤TC13，同时从CAN总线4上获取缓行模式标志位以判断当前的缓行模式状态；

步骤TC13、从CAN总线4上获取离合器的位置状态，并判断其是否不处于“脱开”状态：如果是，则执行步骤TC14；否则，执行步骤TC18；

步骤TC14、判断发动机当前转速是否大于发动机控制器(2)所设定的当前怠速目标转速：如果是，则执行步骤TC16；否则，执行步骤TC17；

步骤TC15、将设定的缓行发动机补偿扭矩设置为当前的缓行发动机补偿扭矩，然后执行步骤TC19；

步骤TC16、在退出所述缓行模式时，按照设定的标定值速度慢速减少缓行扭矩，然后执行步骤TC19；

步骤TC17、保持当前的缓行发动机补偿扭矩不变，然后执行步骤TC19；

步骤TC18、将当前的缓行发动机补偿扭矩设置为0，然后执行步骤TC19；

步骤TC19、结束。

最后，请参阅图14，它是驾驶员下车模糊检测模块18的处理逻辑图，其具体处理步骤包括：

步骤JS11、开始；

步骤JS12、当前缓行条件满足，然后执行步骤JS13；

步骤JS13、判断驾驶员车门是否处于开启状态(对此可以通过设置一个变量来记录车门开启或闭合的状态并由传感器进行读取，如果车门开启则将该变量立即置位，而如果车门关闭则将该变量立即复位)：如果是，则执行步骤JS14；否则，执行步骤JS19；

步骤JS14、阻止缓行模式，初始化计时器并且在每次循环时对计时器进行加1处理；

步骤JS15、判断计时器的当前数值是否大于标定值，该计时器被设置用于“离合器打开、变速箱处于非空档状态”的定时计数：如果该计时器的当前数值大于标定值，则执行步骤JS18；否则，执行步骤JS16；

步骤JS16、判断离合器当前速度是否大于标定值：如果是，则执行步骤JS17；否则，执行步骤JS12；

步骤JS17、当通过车速、变速箱变速比计算后，离合器当前转速大于当前档位发动机怠速的设定值时，离合器自行结合；

步骤JS18、将变速箱的档位转至空挡，保持当前的所有运行状态，并且清除计时器；

步骤JS19、判断是否“发生过驾驶员车门打开”(对此可以通过针对“发生过驾驶员车门打开”专设一个变量用以在驾驶员车门打开后将其置位，并且在车门关闭后未满足后续步骤JS21条件时并不复位此标志位)：如果是，则执行步骤JS21；否则，执行步骤JS20；

步骤JS20、继续缓行模式；

步骤JS21、复位计时器(该计时器在上述步骤JS15中有它的使用目的的说明，当计数时间大于一定值时则触发相应的功能；计时器都是在“开始”时初始化，操作上只有累加、清零等处理)，然后检查车辆制动开关是否处于“ON”状态，如果处于“ON”状态再检测缓行条件是否满足，然后执行步骤JS22；以及

步骤JS22、通过CAN总线4通知发动机控制器2使能缓行模式并开始启动，然后返回执行步骤JS12。

以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明的一种在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，这些个例仅被用于说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情形下，本领域的普通技术人员还可以做出各种的变形和改进。例如，可以针对车辆的具体硬件装配情况以及实际用户需求而灵活自由地继续使能或屏蔽掉前述的一个或多个功能模块/子模块、可以将这些功能模块内置于发动机控制器、变速箱控制器和/或其他合适的汽车电子模块中、可以采用CAN总线标准之外的其他类型总线架构进行信息通讯等等。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (16)

1.一种在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据预定值对所述车辆的运行参数进行标定；以及

在所述车辆上设置多个功能模块，并根据所述车辆的硬件配置情况使能或屏蔽其中相应的所述功能模块，被使能的所述功能模块用于通过所获取的所述车辆的行驶状态信息，从而对所述车辆的发动机、离合器和变速箱进行相应地调控操作，以在所述车辆上实现所述缓行模式。

2.根据权利要求1所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述进行标定的运行参数包括离合器目标转速、缓行离合器目标扭矩、缓行模式控制时间、离合器结合点、在平路路况下车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态至离合器位置状态从“脱开”状态进入“滑动”状态之间的持续时间(T1)、在平路路况下车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态至车辆开始移动之间的持续时间(T2)、在平路路况下车辆从缓行模式状态被设置为“启动”状态至达到缓行离合器目标扭矩之间的缓行模式控制时间(T3)、和/或在平路路况下车辆开始移动所需的最小离合器扭矩。

3.根据权利要求1所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述功能模块包括主控模块(11)，其用于通过总线(4)与发动机控制器(2)与变速箱控制器(3)进行通讯，以协调控制所述发动机控制器(2)和所述变速箱控制器(3)的工作时序。

4.根据权利要求3所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述主控模块(11)与所述发动机控制器(2)和所述变速箱控制器(3)之间的通讯信息包括：

所述发动机控制器(2)输出的信息包括：发动机怠速参考值、缓行禁止命令、车辆制动开关状态、油门位置状态、发动机转速、发动机阻力矩、发动机指示扭矩、最大发动机扭矩、和/或诊断信息；以及

所述变速箱控制器(3)输出的信息包括：缓行离合器扭矩、缓行离合器目标扭矩、档位信息、离合器状态、缓行状态、车速、和/或诊断信息。

5.根据权利要求3所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述主控模块(11)的处理内容包括：

A、当所述主控模块(11)根据所述车辆的行驶状态信息判断符合缓行条件时，通知所述变速箱控制器(3)在所述总线(4)上将缓行模式标志位标识为“启动”状态，从而启动所述缓行模式，并通过所述总线(4)与所述发动机控制器(2)进行通讯完成以下的时序控制：

a1、通过设定的车辆加速预期产生预期的离合器目标转速；

a2、通过所述离合器目标转速产生缓行离合器目标扭矩；

a3、根据标定设置控制所述离合器的状态，并通过在所述a1-a3过程中进行闭环控制，从而使得所述离合器在向其所要达到的所述缓行离合器目标扭矩靠近过程中，其离合器位置状态从开始的“脱开”状态最终进入“滑动”状态并跟随所述缓行离合器目标扭矩；

B、在符合以下条件之一时，由所述主控模块(11)通知所述变速箱控制器(3)在所述总线(4)上将所述缓行模式标志位标识为“退出”状态，从而退出所述缓行模式：

b1、出现所述离合器彻底结合完成缓行的情形；

b2、出现强制退出的情形，所述强制退出的情形包括踩油门操作、踩制动操作、发动机低怠速、和/或进行离合器保护；

C、在所述离合器经过所述缓行模式其位置状态进入“结合”状态后，由所述主控模块(11)与所述发动机控制器(2)进行通讯以控制并保证过渡的平稳。

6.根据权利要求5所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述缓行离合器目标扭矩包含所述车辆在当前行驶状态下的坡道、负荷信息，并在设置所述缓行模式标志位的同时由所述主控模块(11)完成对所述缓行离合器目标扭矩的计算并将其发送至所述总线(4)以使得所述车辆的其他模块获取当前的坡道信息。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述功能模块还包括均连接于所述主控模块(11)的以下各模块：

坡道负荷估算模块(12)，其用于在常规坡道负荷预估基础上进行车辆起步及制动情形下的模糊估算处理；

辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块(13)，其包括：限制缓行最大扭矩子模块(131)和防溜坡子模块(132)，所述限制缓行最大扭矩子模块(131)用于根据发动机缓行能力模型和变速箱缓行能力模型以及预定的最大限制缓行扭矩值以限制缓行模式下的最大扭矩，从而实时调节辅助坡道起步、驻坡和缓行的执行能力，所述防溜坡子模块(132)用于实现防溜坡控制；

离合器保护及相关控制模块(14)，其包括：离合器保护子模块(141)以及无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块(142)，所述离合器保护子模块(141)用于在所述离合器出现超温故障时缓慢退出所述缓行模式，所述无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块(142)用于在出现车辆在启动所述缓行模式后因各种原因不能前行而空磨所述离合器的无意义缓行工况情形下实现退出所述缓行模式；

离合器异响控制及退出质量控制模块(15)，其用于在所述离合器在大扭矩情形下以打开方式退出所述缓行模式时，以缓和打开的方式解决可能产生的离合器异响并避免发动机怠速转速上升；

缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块(16)，其用于通过短时间关闭大负荷器件来提升车辆的缓行能力及提高制动真空度；

缓行退出平顺性控制模块(17)，其用于在所述变速箱控制器(3)执行所述离合器闭合退出所述缓行模式时，通过所述发动机控制器(2)控制发动机扭矩实现平顺退出，并在退出所述缓行模式之后的阶段内感知坡道信息并保证整车运行的平顺性；以及

驾驶员下车模糊检测模块(18)，其用于在驾驶员未挂空挡下车的情况下进行模糊检测并停止车辆缓行，同时能够在车辆高速溜动时自动采取安全措施。

8.根据权利要求7所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述坡道负荷估算模块(12)在常规坡道负荷预估基础上进行车辆制动情形下的模糊估算的处理步骤包括：

步骤PD11、开始；

步骤PD12、常规坡道负荷预估条件满足，所述常规坡道负荷预估条件满足是指在满足车辆系统稳定的情形下根据一般物理学原理进行常规坡道负荷的估算；

步骤PD13、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则执行步骤PD14；否则，执行步骤PD16；

步骤PD14、判断F-F₀-mg×sin@的数值是否小于等于m×(dv/dt)的数值：如果是，则执行步骤PD15；否则，执行步骤PD16；

步骤PD15、无操作，并返回执行步骤PD12；

步骤PD16、按照公式F-F₀-mg×sin@＝m×(dv/dt)计算坡道负荷；以及

步骤PD17、输出坡道负荷估算结果，然后执行步骤PD12；

其中，所述步骤PD14和步骤PD16中的参数含义是：m为整车质量，a为车辆加速度，g为重力加速度，@为坡道角度，F₀为车辆移动的发动机最小扭矩对应的轮边力，F为根据发动机扭矩模型、档位速比、车轮半径计算至车轮边的轮边力；

所述坡道负荷估算模块(12)在常规坡道负荷预估基础上进行车辆起步情形下的模糊估算的处理步骤包括：

步骤PD21、开始，初始化计时器；

步骤PD22、起步条件满足，所述起步条件满足是指通过踩油门使得车辆从低速开始加速直至所述离合器首次完全结合；

步骤PD23、由所述变速箱控制器(3)从所述发动机控制器(2)读取所述总线(4)消息，获得油门位置信息，并将目标计时器初始化为标定值，所述标定值用于平衡因为采用常规手动变速箱的低精度车速传感器而产生的传感器信号时序滞后误差；

步骤PD24、判断所述计时器的当前数值是否大于所述目标计时器的标定值：如果是，则执行步骤PD26；否则，执行步骤PD25；

步骤PD25、无操作，并将所述计时器的当前数值进行加1处理，然后重复执行步骤PD24；

步骤PD26、启动坡道负荷预估和更新；以及

步骤PD27、判断是否起步条件满足：如果是，则返回执行步骤PD26；否则，返回执行步骤PD21。

9.根据权利要求7所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述限制缓行最大扭矩子模块(131)限制缓行最大扭矩的处理步骤包括：

步骤XZ11、开始；

步骤XZ12、缓行条件满足；

步骤XZ13、由所述变速箱控制器(3)从所述发动机控制器(2)读取所述总线(4)消息，并将发动机当前转速下能达到的最大发动机扭矩减去发动机当前摩擦扭矩和最大缓行扭矩安全余量的标定值之和后得到的数值、限制缓行最大扭矩的标定值二者中的最小值设定为缓行最大目标扭矩，其中所述最大缓行扭矩安全余量用于限制实际扭矩以保证系统稳定性和鲁棒性；以及

步骤XZ14、将缓行发动机控制器最大目标扭矩、缓行变速箱控制器最大目标扭矩二者中的最小值设定为限制缓行最大扭矩，其中所述缓行发动机控制器最大目标扭矩是由结合实现所述发动机当前转速的最大输出扭矩能力模型、所述发动机当前转速的最大摩擦补偿扭矩、以及为保持系统鲁棒性而设定的扭矩预留量进行计算而获得，所述缓行变速箱控制器最大目标扭矩是变速箱系统设定的最大绝对缓行扭矩标定值。

10.根据权利要求7所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述防溜坡子模块(132)进行防溜坡控制的处理步骤包括：

步骤LP11、开始；

步骤LP12、当所述变速箱处于D或R档时，判断离合器当前转速是否小于第一标定速度：如果是，则确认车辆当前已经停止并执行步骤LP13；否则，无操作；

步骤LP13、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则执行步骤LP13；否则，无操作；

步骤LP14、判断离合器当前转速是否大于第二标定速度：如果是，则执行步骤LP15；否则，无操作：

步骤LP15、启动驻坡模式，仅启动常规坡道负荷预估的扭矩部分以保证车辆在无制动力情况下仍可处于坡道停车状态，然后执行步骤LP16；

步骤LP16、比较计时器的当前数值和标定值并进行如下处理：

如果计时器的当前数值＜标定值并且车辆制动开关处于“ON”状态，则执行步骤LP15；

如果计时器的当前数值＞标定值并且车辆制动开关处于“ON”状态，则执行步骤LP17；

如果计时器的当前数值＜标定值并且车辆制动开关处于“OFF”状态，则执行步骤LP18；

否则，保持循环；

步骤LP17、退出所述缓行模式，并且返回执行LP11；以及

步骤LP18、将车辆由缓行的所述驻坡模式切换为所述缓行模式，然后返回执行LP11。

11.根据权利要求10所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述防溜坡子模块(132)进行防溜坡控制的处理步骤还包括：

步骤LP19、在所述步骤LP12与所述步骤LP13之间检测当前是否进行刹车或车辆起步操作而改变条件：如果是，则执行步骤LP11；否则，执行步骤LP13；以及

在所述步骤LP13与所述步骤LP14之间检测当前是否进行刹车或车辆起步操作而改变条件：如果是，则执行步骤LP11；否则，执行步骤LP14。

12.根据权利要求7所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述无意义驻坡、缓行的判断和退出控制子模块(142)的处理步骤包括：

步骤WY11、开始；

步骤WY12、常规缓行条件满足情形下，通过所述总线(4)读取来自所述发动机控制器(2)的信息获得所述发动机在当前状态下能达到的最大扭矩和摩擦扭矩信息；

步骤WY13、判断当前缓行扭矩值是否大于所述发动机在当前状态下能达到的最大扭矩减去所述摩擦扭矩和最大缓行扭矩安全余量之和后得到的数值，其中所述最大缓行扭矩安全余量用于限制实际扭矩以保证系统的稳定性和鲁棒性：如果是，则执行步骤WY14；否则，执行步骤WY15；

步骤WY14、进一步判断车辆当前加速度或者车辆当前速度是否大于其各自的标定值：如果是，则执行步骤WY16；否则，执行步骤WY15；

步骤WY15、启动所述主控模块(11)，然后执行步骤WY12；

步骤WY16、初始化计时器并将所述计时器进行加1处理，然后判断所述计时器的当前数值是否大于标定值：如果是，则执行步骤WY17；否则，返回执行步骤WY15；

步骤WY17、将缓行扭矩减至0并退出所述缓行模式，然后执行步骤WY12；以及

步骤WY18、判断车辆制动开关是否处于“ON”状态：如果是，则返回执行步骤WY12；否则，执行步骤WY17。

13.根据权利要求7所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述离合器异响控制及退出质量控制模块(15)的处理步骤包括：

步骤YX11、开始；

步骤YX12、常规缓行条件满足，然后执行步骤YX13；

步骤YX13、判断离合器是否被彻底关闭：如果是，则执行步骤YX14；否则，执行步骤YX15；

步骤YX14、以相对快速的第一段打开速率打开离合器，所述第一段打开速率为标定值，然后执行步骤YX15；

步骤YX15、判断缓行条件是否不满足：如果是，则执行步骤YX16；否则，返回执行步骤YX12；

步骤YX16、以相对慢速的第二段打开速率打开离合器，所述第二段打开速率为标定值，然后执行步骤YX17；

步骤YX17、判断缓行扭矩是否减至0：如果是，则执行步骤YX18；否则，返回执行步骤YX15；

步骤YX17、将缓行扭矩减至0并退出所述缓行模式，然后执行步骤YX12；以及

步骤YX18、在缓行扭矩减至0之后，将所述缓行模式标志位标识为“退出”状态，然后返回执行步骤YX11。

14.根据权利要求7所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述缓行退出平顺性控制模块(17)的处理步骤包括：

步骤TC11、开始；

步骤TC12、获取标定值以确认所述车辆是否装备自控手动变速箱：如果是则执行步骤TC15，否则执行步骤TC13，同时从所述总线(4)上获取缓行模式标志位以判断当前的缓行模式状态；

步骤TC13、从所述总线(4)上获取所述离合器的位置状态，并判断其是否不处于“脱开”状态：如果是，则执行步骤TC14；否则，执行步骤TC18；

步骤TC14、判断发动机当前转速是否大于所述发动机控制器(2)所设定的当前怠速目标转速：如果是，则执行步骤TC16；否则，执行步骤TC17；

步骤TC15、将设定的缓行发动机补偿扭矩设置为当前的缓行发动机补偿扭矩，然后执行步骤TC19；

步骤TC16、在退出所述缓行模式时，按照设定的标定值速度慢速减少缓行扭矩，然后执行步骤TC19；

步骤TC17、保持当前的缓行发动机补偿扭矩不变，然后执行步骤TC19；

步骤TC18、将当前的缓行发动机补偿扭矩设置为0，然后执行步骤TC19；以及

步骤TC19、结束。

15.根据权利要求7所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，所述驾驶员下车模糊检测模块(18)的处理步骤包括：

步骤JS11、开始；

步骤JS12、当前缓行条件满足，则执行步骤JS13；

步骤JS13、判断驾驶员车门是否处于开启状态：如果处于开启状态，则执行步骤JS14；否则，执行步骤JS19；

步骤JS14、阻止所述缓行模式，初始化计时器并且在每次循环时对所述计时器进行加1处理；

步骤JS15、判断计时器的当前数值是否大于标定值，所述计时器被设置用于“离合器打开、变速箱处于非空档状态”的定时计数：如果所述计时器的当前数值大于标定值，则执行步骤JS18；否则，执行步骤JS16；

步骤JS16、判断离合器当前速度是否大于标定值：如果是，则执行步骤JS17；否则，执行步骤JS12；

步骤JS17、当通过车速、变速箱变速比计算后，离合器当前转速大于当前档位发动机怠速的设定值时，所述离合器自行结合；

步骤JS18、将所述变速箱的档位转至空挡，保持当前的所有运行状态，并且清除所述计时器；

步骤JS19、判断是否“发生过驾驶员车门打开”：如果是，则执行步骤JS21；否则，执行步骤JS20；

步骤JS20、继续所述缓行模式；

步骤JS21、复位计时器，然后检查车辆制动开关是否处于“ON”状态，如果处于“ON”状态再检测缓行条件是否满足，然后执行步骤JS22；以及

步骤JS22、通过所述总线(4)通知所述发动机控制器(2)使能缓行模式并开始启动，然后返回执行步骤JS12。

16.根据权利要求7所述的在装备自控手动变速箱的车辆上实现AT缓行模式的方法，其特征在于，

当所述车辆的硬件配置中无坡道传感器、高精度车速传感器和手刹开关、ESP和ABS时，使能所述功能模块中的主控模块(11)，坡道负荷估算模块(12)，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块(13)，离合器保护及相关控制模块(14)，离合器异响控制及退出质量控制模块(15)，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块(16)，缓行退出平顺性控制模块(17)，以及驾驶员下车模糊检测模块(18)；或者

当所述车辆的硬件配置中包括坡道传感器、高精度车速传感器和手刹开关时，使能所述功能模块中的主控模块(11)，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块(13)，离合器保护及相关控制模块(14)，离合器异响控制及退出质量控制模块(15)，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块(16)，以及缓行退出平顺性控制模块(17)；或者

当所述车辆的硬件配置中包括坡道传感器、手刹开关、ESP和ABS时，使能所述功能模块中的主控模块(11)，辅助坡道起步、驻坡、缓行和防溜坡控制模块(13)，离合器保护及相关控制模块(14)，离合器异响控制及退出质量控制模块(15)，缓行爬坡能力提升及辅助制动控制模块(16)，缓行退出平顺性控制模块(17)，以及驾驶员下车模糊检测模块(18)。

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