CN104442396A - 一种汽车起步控制方法、模块及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车起步控制方法、模块及系统，该方法包括：在接收到开启起步控制开关信号期间，获取当前车速和当前离合器踏板位置；如果当前车速等于0，且当前离合器踏板位置为完全踩下位置，则开始一次起步控制；在开始一次起步控制后，在当前离合器踏板位置为完全松开位置时，结束本次起步控制；在一次起步控制期间，在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，实时获取与当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力；向油门踏板的施力装置输出所述目标油门踏板力的施力控制信号，以使施力装置向油门踏板施加目标油门踏板力。本发明可以更加有效地解决起步熄火、起步抖动问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术，尤其涉及一种汽车起步控制方法、模块及系统。
背景技术
对于手动挡车型，新手上路总会出现诸多问题，例如起步过程中，由于操作不当会发生起步熄火或较严重的起步抖动问题。针对小排量的车型，来源于汽车本身的起步抖动原因主要是悬置匹配和离合器刚度造成的，而来源于驾驶习惯的起步抖动和起步熄火原理主要是由于在起步过程中过快松开离合器踏板，同时驾驶员忘记踩油门踏板或是踩油门踏板的速度跟不上松开离合器踏板的速度。由于起步熄火和起步抖动的发生不仅会影响发动机的使用寿命，而且还可能诱发不可预知的交通事故，所以，对于新手驾驶员而言，提供一种能够辅助起步的装置及对应的控制方法是非常有必要的。
针对起步抖动和起步熄火问题，目前提出了通过设置离合器分泵推动离合器分离装置的接合，并根据松开离合器踏板的实际速度与车辆起步时松开离合器踏板的临界速度的差值、调节离合器总泵向离合器分泵泵送油液的速率的方法实现汽车的平稳起步，具体为当由于过快松开离合器踏板导致油液以较快的速率泵送至离合器总泵时，变力机构可以根据松开离合器踏板的实际速度与车辆平稳起步时松开离合器踏板的临界速度的差值相应地减小泵送至离合器分泵的油液的速率，从而使离合器分离装置缓慢接合，实现车辆平稳起步，避免车辆起步熄火。该种方法由于需要增设离合器分泵及连接于离合器总泵与离合器分泵之间的用于调节泵送油液的速率的变力机构等价格较高的辅助装置，所以会明显提高整车成本，另外，该种方法无法解决因驾驶员忘记踩油门而出现的起步熄火问题。
发明内容
本发明实施例的目的是为了解决现有汽车起步控制方法存在的具有应用局限性的问题，提供一种可有效解决起步熄火、起步抖动问题的汽车起步控制方法、模块及系统。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车起步控制方法，包括：
在接收到开启起步控制开关信号期间，获取当前车速和当前离合器踏板位置；
如果所述当前车速等于0，且所述当前离合器踏板位置对应离合器踏板被完全踩下的位置，则开始一次起步控制；
在开始一次起步控制后，在所述当前离合器踏板位置对应所述离合器踏板被完全松开的位置时，结束本次起步控制；
在开始一次起步控制后，在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力，直至结束本次起步控制为止；
向油门踏板的施力装置输出对应所述目标油门踏板力的施力控制信号，以使所述施力装置向油门踏板施加所述目标油门踏板力。
优选的是，所述方法还包括：
在接收到开启起步控制开关信号期间，向起步控制开启指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制开启指示灯。
优选的是，所述方法还包括：
在开始一次起步控制至结束本次起步控制期间，向起步控制进行指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制进行指示灯。
优选的是，所述在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力包括：
在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，通过数据插值或者数据拟合实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车起步控制模块，包括：
参数获取单元，用于在接收到开启起步控制开关信号期间，获取当前车速和当前离合器踏板位置；
起步控制开始单元，用于在所述当前车速等于0，且所述当前离合器踏板位置对应离合器踏板被完全踩下的位置时，开始一次起步控制；
起步控制结束单元，用于在开始一次起步控制后，在所述当前离合器踏板位置对应所述离合器踏板被完全松开的位置时，结束本次起步控制；
踏板力获取单元，用于在开始一次起步控制后，在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力，直至结束本次起步控制为止；以及，
执行单元，用于向油门踏板的施力装置输出对应所述目标油门踏板力的施力控制信号，以使所述施力装置向油门踏板施加所述目标油门踏板力。
优选的是，所述模块还包括：
起步开启指示单元，用于在接收到开启起步控制开关信号期间，向起步控制指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制指示灯。
优选的是，所述模块还包括：
起步进行指示单元，用于在开始一次起步控制至结束本次起步控制期间，向起步控制进行指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制进行指示灯。
优选的是，所述踏板力获取单元还用于在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，通过数据插值或者数据拟合实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车起步控制系统，包括：
油门踏板；
油门踏板位置传感器，用于输出油门踏板位置信号；
发动机电子控制单元，用于接收所述油门踏板位置信号，并根据所述油门踏板位置信号控制节气门的开度；
车速传感器，用于输出车速信号；
离合器踏板位置传感器，用于输出离合器踏板位置信号；所述系统还包括：
上述任一种汽车起步控制模块，所述参数获取单元从所述车速信号中获取所述当前车速，及从所述离合器踏板位置信号中获取所述当前离合器踏板位置；
起步控制开关，用于向所述参数获取单元输出开启起步控制开关信号；
施力装置，安装于所述油门踏板与汽车地板之间，用于根据所述执行单元输出的施力控制信号，向所述油门踏板施加所述目标油门踏板力。
优选的是，所述施力装置包括磁铁、线圈、可控开关、电流调节单元和控制器，所述磁铁固定安装在所述油门踏板上，所述线圈固定安装在所述汽车地板上，所述线圈、可控开关和电流调节单元串联连接在点火开关的点火挡有电的电源端子与搭铁之间，所述控制器在接收到所述施力控制信号后控制所述可控开关闭合，并根据所述施力控制信号经所述电流调节单元调节输出至所述线圈的电流的电流值，以使所述线圈与所述磁铁之间产生的吸合力等于所述目标油门踏板力。
优选的是，所述施力装置包括拉丝、电动机、齿轮、齿条和电机控制器，所述电动机带动所述齿轮转动，所述齿轮与所述齿条啮合，所述拉丝连接于所述齿条与所述油门踏板之间，所述电机控制器根据所述施力控制信号控制所述电动机转动的圈数，以使所述齿条经所述拉丝产生的拉力等于所述目标油门踏板力。
本发明的有益效果在于，本发明的汽车起步控制方法、模块及系统在驾驶员开启起步控制后，于每次起步时通过控制施力装置自动向油门踏板施加目标油门踏板力的方式模拟驾驶员踩油门踏板的动作，以使模拟踩油门踏板的速度与松开离合器踏板的速度的配合能够满足稳定起步的要求，进而可以有效防止出现新手驾驶员因操作不当发生起步抖动、起步熄火的问题。由此可见，本发明的汽车起步控制方法、模块及系统是从有别于控制离合器分离装置缓慢接合的另一个角度实现了稳定起步控制，因此，可以更加有效地解决起步熄火、起步抖动问题。
附图说明
图1示出了根据本发明所述汽车起步控制方法的一种实施方式的流程图；
图2示出了根据本发明所述汽车起步控制模块的一种实施结构的方框原理图；
图3示出了根据本发明所述汽车起步控制系统的一种实施结构的方框原理图；
图4示出了图3所示施力装置的一种实施结构的方框原理图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明针对起步时因驾驶员操作不当会出现起步抖动、起步熄火的问题，从有别于控制离合器分离装置缓慢接合的另一个角度提供了一种汽车起步控制方法，如图1所示，该汽车起步控制方法具体包括如下步骤：
步骤S1：判断是否接收到开启起步控制开关信号，如是，则执行步骤S2；如否，则结束起步控制，该开启起步控制开关信号可由驾驶员通过起步控制开关触发，如果驾驶员无需进行起步控制，则直接关闭该起步控制开关即可。
步骤S2：获取当前车速和当前离合器踏板位置，之后执行步骤S3，其中，该当前车速可从车速传感器输出的车速信号中获取，该当前离合器踏板位置可从离合器踏板位置传感器输出的离合器踏板位置信号中获取。
步骤S3：如果当前车速等于0，且当前离合器踏板位置对应离合器踏板被完全踩下的位置，则开始一次起步控制，之后执行步骤S4；如果当前车速等于0与当前离合器踏板位置对应离合器踏板被完全踩下的位置中有一个条件不满足，则执行步骤S1。
步骤S4：在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力，之后执行步骤S5；在此，可通过起步实验获得该稳定起步对照数据，具体为通过起步实验监测离合器踏板位于不同位置时为使汽车稳定起步所对应的油门踏板位置，并将该油门踏板位置转换为对应的目标油门踏板力，进而可以标定出反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据，实验采样点越多，通过该稳定起步对照数据获得的目标油门踏板力越准确。
步骤S5：向油门踏板的施力装置输出对应目标油门踏板力的施力控制信号，以使施力装置向油门踏板施加所述目标油门踏板力，之后执行步骤S6。
步骤S6：判断当前离合器踏板位置是否对应离合器踏板被完全松开的位置，如是，则结束本次起步控制，并在结束本次起步控制后执行步骤S1；如否，则执行步骤S4，以实现在开始一次起步控制至结束本次起步控制期间实时获取目标油门踏板力的目的。
本发明的汽车起步控制在驾驶员通过起步控制开关开启起步控制后，可在每次起步时通过控制施力装置自动向油门踏板施加目标油门踏板力的方式模拟驾驶员踩油门踏板的动作，因此，驾驶员在开启起步控制后，就无需在起步期间踩油门踏板，而只需在完全松开离合器踏板完成一次起步后再自行踩油门踏板即可，此时，施力装置将因为不满足开始一次起步控制的条件而停止动作，进而不会对驾驶员踩油门踏板的操作有任何影响。由于该目标油门踏板力是根据当前离合器踏板位置，从经过严格标定的反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中获取，所以模拟踩油门踏板的速度与松开离合器踏板的速度的配合能够满足稳定起步的要求，进而可以有效防止起步时因驾驶员操作不当发生起步抖动、起步熄火的问题。由此可见，本发明的汽车起步控制方法是从有别于控制离合器分离装置缓慢接合的另一个角度实现了稳定起步控制，因此，可以更加有效地解决起步熄火、起步抖动问题；另外，本发明的汽车起步控制方法由于无需对现有发动机电子控制系统本身做任何改动，因此还具有实现成本低的优点。
为了使驾驶员可以更加清楚地获知是否已经开启起步控制控制，本发明的方法还可以包括在接收到开启起步控制开关信号期间，向起步控制开启指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制开启指示灯的步骤。
为了使驾驶员可以更加清楚地获取是否正在进行一次起步控制，本发明的方法还可以包括在开始一次起步控制至结束本次起步控制期间，向起步控制进行指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制进行指示灯的步骤。
上述步骤S4中在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，获取与当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力可进一步包括：
在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，通过数据插值(例如线性插值)或者数据拟合(例如最小二乘法拟合)获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力。
与上述汽车起步控制方法相对应，如图2所示，本发明的一种汽车起步控制模块1包括参数获取单元11、起步控制开始单元12、起步控制结束单元15、踏板力获取单元13、执行单元14，该参数获取单元11用于在接收到开启起步控制开关信号期间，获取当前车速和当前离合器踏板位置；该起步控制开始单元12用于在所述当前车速等于0，且当前离合器踏板位置对应离合器踏板被完全踩下的位置时，开始一次起步控制；该起步控制结束单元15用于在开始一次起步控制后，在当前离合器踏板位置对应离合器踏板被完全松开的位置时，结束本次起步控制；该踏板力获取单元13用于在开始一次起步控制后，在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，获取与当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力，直至结束本次起步控制为止；该执行单元14用于向油门踏板的施力装置输出对应目标油门踏板力的施力控制信号，以使施力装置向油门踏板施加该目标油门踏板力，直至结束本次起步控制为止。
本发明的汽车起步控制模块1还可进一步包括起步开启指示单元(图中未示出)，该起步开启指示单元用于在接收到开启起步控制开关信号期间，向起步控制指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制指示灯。
本发明的汽车起步控制模块1还可进一步包括起步进行指示单元(图中未示出)，该起步进行指示单元用于在开始一次起步控制至结束本次起步控制期间，向起步控制进行指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制进行指示灯。
上述踏板力获取单元13还可用于在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，通过数据插值或者数据拟合获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力。
如图3所示，本发明的汽车起步控制系统油门踏板5、安装于油门踏板5上的油门踏板位置传感器2、发动机电子控制单元(ECU)、车速传感器4、离合器踏板位置传感器3、起步控制开关7、施力装置6和上述任一种汽车起步控制模块1，其中，该油门踏板位置传感器2用于输出油门踏板位置信号；该发动机电子控制单元(ECU)用于接收该油门踏板位置信号，并根据该油门踏板位置信号控制节气门8的开度，以改变发动机的进气量，从而控制发动机的运转；车速传感器4用于输出车速信号，离合器踏板位置传感器3用于输出离合器踏板位置信号，而汽车起步控制模块1的参数获取单元11从车速传感器4输出的车速信号中获取上述当前车速，及从离合器踏板位置传感器3输出的离合器踏板位置信号中获取上述当前离合器踏板位置；起步控制开关7供驾驶员向所述参数获取单元11输出开启起步控制开关信号；施力装置6安装于油门踏板5与汽车地板之间，用于根据执行单元14输出的施力控制信号，向油门踏板5施加目标油门踏板力。
上述施力装置6的一种实施结构例如可包括如图4所示的磁铁61、线圈62、可控开关63和电流调节单元65和控制器64，其中，磁铁61固定安装在油门踏板5上，线圈62固定安装在汽车地板上，线圈62、可控开关63和电流调节单元65串联连接在点火开关的点火挡有电的电源端子与搭铁之间，即该施力装置只有在点火钥匙打到点火挡(ON挡)时才有可能起作用，控制器64在接收到施力控制信号后一方面控制该可控开关63闭合，进而禁止该施力装置6在控制器未接收到施力控制信号时起作用，另一方面根据施力控制信号经电流调节单元65调节输出至线圈62的电流的大小，以使线圈62与磁铁61之间产生的吸合力等于对应该施力控制信号的目标油门踏板力。该电流调节单元例如是晶闸管、功率开关，在采用晶闸管时，控制器64通过调整晶闸管的导通脚调节输出至线圈62的电流的大小，在采用功率开关时，控制器64利用脉冲宽度调制(PWM)技术通过控制功率开关的导通和关断调节输出至线圈62的电流的大小。该可控开关63例如是继电器，具体可将继电器的触点与线圈62和电流调节单元65串联连接在点火开关的点火挡有电的电源端子与搭铁之间，并将继电器的线圈连接在控制器64的控制端口与搭铁之间。
上述施力装置6的另一种实施结构(图中未示出)例如可包括拉丝、电动机、齿轮、齿条和电机控制器，电动机带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，拉丝连接于齿条与油门踏板5之间，这样，在电机控制器控制电动机转动时，即可通过齿轮和齿条带动拉丝运动，进而通过拉丝产生作用于油门踏板5上的拉力，因此，该电机控制器的作用是根据施力控制信号控制电动机转动的圈数，以使齿条经拉丝产生的拉力等于对应该施力控制信号的目标油门踏板力，对于该种实施结构，电机控制器需要在结束本次起步控制时控制电动机复位至初始位置，此时拉丝与油门踏板5之间无任何拉力作用。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于模块、系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的模块、系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种汽车起步控制方法，其特征在于，包括：
在接收到开启起步控制开关信号期间，获取当前车速和当前离合器踏板位置；
如果所述当前车速等于0，且所述当前离合器踏板位置对应离合器踏板被完全踩下的位置，则开始一次起步控制；
在开始一次起步控制后，在所述当前离合器踏板位置对应所述离合器踏板被完全松开的位置时，结束本次起步控制；
在开始一次起步控制后，在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力，直至结束本次起步控制为止；
向油门踏板的施力装置输出对应所述目标油门踏板力的施力控制信号，以使所述施力装置向油门踏板施加所述目标油门踏板力。
2.根据权利要求1所述的汽车起步控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在接收到开启起步控制开关信号期间，向起步控制开启指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制开启指示灯。
3.根据权利要求1所述的汽车起步控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在开始一次起步控制至结束本次起步控制期间，向起步控制进行指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制进行指示灯。
4.根据权利要求1、2或3所述的汽车起步控制方法，其特征在于，所述在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力包括：
在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，通过数据插值或者数据拟合实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力。
5.一种汽车起步控制模块，其特征在于，包括：
参数获取单元，用于在接收到开启起步控制开关信号期间，获取当前车速和当前离合器踏板位置；
起步控制开始单元，用于在所述当前车速等于0，且所述当前离合器踏板位置对应离合器踏板被完全踩下的位置时，开始一次起步控制；
起步控制结束单元，用于在开始一次起步控制后，在所述当前离合器踏板位置对应所述离合器踏板被完全松开的位置时，结束本次起步控制；
踏板力获取单元，用于在开始一次起步控制后，在反映实现稳定起步的离合器踏板位置与油门踏板力之间对应关系的稳定起步对照数据中，实时获取与所述当前离合器踏板位置相对应的油门踏板力作为目标油门踏板力，直至结束本次起步控制为止；以及，
执行单元，用于向油门踏板的施力装置输出对应所述目标油门踏板力的施力控制信号，以使所述施力装置向油门踏板施加所述目标油门踏板力。
6.根据权利要求5所述的汽车起步控制模块，其特征在于，所述模块还包括：
起步开启指示单元，用于在接收到开启起步控制开关信号期间，向起步控制指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制指示灯。
7.根据权利要求5所述的汽车起步控制模块，其特征在于，所述模块还包括：
起步进行指示单元，用于在开始一次起步控制至结束本次起步控制期间，向起步控制进行指示灯输出点亮驱动信号，以点亮所述起步控制进行指示灯。
8.一种汽车起步控制系统，包括：
油门踏板；
油门踏板位置传感器，用于输出油门踏板位置信号；
发动机电子控制单元，用于接收所述油门踏板位置信号，并根据所述油门踏板位置信号控制节气门的开度；
车速传感器，用于输出车速信号；
离合器踏板位置传感器，用于输出离合器踏板位置信号；其特征在于，所述系统还包括：
权利要求5至7中任一项所述的汽车起步控制模块，所述参数获取单元从所述车速信号中获取所述当前车速，及从所述离合器踏板位置信号中获取所述当前离合器踏板位置；
起步控制开关，用于向所述参数获取单元输出开启起步控制开关信号；
施力装置，安装于所述油门踏板与汽车地板之间，用于根据所述执行单元输出的施力控制信号，向所述油门踏板施加所述目标油门踏板力。
9.根据权利要求8所述的汽车起步控制系统，其特征在于，所述施力装置包括磁铁、线圈、可控开关、电流调节单元和控制器，所述磁铁固定安装在所述油门踏板上，所述线圈固定安装在所述汽车地板上，所述线圈、可控开关和电流调节单元串联连接在点火开关的点火挡有电的电源端子与搭铁之间，所述控制器在接收到所述施力控制信号后控制所述可控开关闭合，并根据所述施力控制信号经所述电流调节单元调节输出至所述线圈的电流的大小，以使所述线圈与所述磁铁之间产生的吸合力等于所述目标油门踏板力。
10.根据权利要求8所述的汽车起步控制系统，其特征在于，所述施力装置包括拉丝、电动机、齿轮、齿条和电机控制器，所述电动机带动所述齿轮转动，所述齿轮与所述齿条啮合，所述拉丝连接于所述齿条与所述油门踏板之间，所述电机控制器根据所述施力控制信号控制所述电动机转动的圈数，以使所述齿条经所述拉丝产生的拉力等于所述目标油门踏板力。
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