CN105599769A - 一种汽车辅助起步的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车辅助起步的方法，根据车速加速度算出来的基础补偿扭矩与车速加速度闭环调节的PI补偿扭矩，减去根据踏板开度算出来的踏板需求扭矩，两者之差即为要补偿的扭矩；当使能条件不满足的时候就不在扭矩路径上加上此补偿扭矩，将此值设为0，基于安全考虑，对补偿扭矩进行了限制，以防止车辆加速过快而产生的危险，它主要利用了扭矩的传输还有扭矩与力，力与加速度的转换关系，以期望加速度倒推出需要的发动机扭矩，从而实现半坡起步不易熄火的功能，此发明设计简单，不需增加额外硬件，只需在软件层面做适当修改，实现成本较低。

Description

一种汽车辅助起步的方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车辅助起步的方法。

背景技术

起步对于驾驶新手来说是最困难的，这需要驾驶员对离合器有很好的操纵感，否则很容易在起步中被憋熄火，尤其是在半坡起步时，车辆运动需要牵引力来克服运动阻力，因此在起步时通过增加牵引力可以减少起步熄火的发生。如图1所示，发动机产生的内扭矩通过传动结构(离合器，变速器，传动轴等)传送到车轮层驱动桥上，在车轮产生驱动牵引力，从而驱动车辆的运动，扭矩的直接表现为车辆的动力性，增加扭矩即可增加车辆的动力性。

现有技术中有助于半坡起步的方案主要是基于硬件方面的，例如在专利号201110205046.3一种半坡起步防倒溜的机动车，其在传动轴上固定一棘轮，相应设置有棘轮匹配的棘爪，棘爪的棘爪轴固定在棘爪固定架上，棘爪固定架与机动车底盘固定，在棘爪固定架上设置有棘爪弹簧，棘爪弹簧在机动车正常工作状态下，使棘爪与棘轮脱离，在棘爪固定架上设置有电磁铁，电磁铁与棘爪拉簧分别设置在棘爪上下不同方向上，在棘爪上固定有与电磁铁对应的衔铁，电磁铁的电磁线圈通过开关与车载电源连接，断开开关棘爪与棘轮复位，通过此方法实现半坡起步防倒溜。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提供一种汽车辅助起步的方法，它的关键点在于补偿扭矩的计算，基于车速加速度和整车质量得到基础补偿扭矩和PI扭矩补偿，通过添加此补偿扭矩，有助于新手起步，比之常规起步的熄火概率大大减少。

本发明的技术方案是：提供一种汽车辅助起步的方法，根据车速加速度算出来的基础补偿扭矩与车速加速度闭环调节的PI补偿扭矩，减去根据踏板开度算出来的踏板需求扭矩，两者之差即为要补偿的扭矩；当使能条件不满足的时候就不在扭矩路径上加上此补偿扭矩，将此值设为0。

进一步的，使能条件的判断主要基于：

a、车速(车速由0变为大于0且车速较小)，b、转速(转速在适当范围)，c、档位(不在空档且不在倒档),d、刹车状态(不处于刹车状态)，e、离合状态(离合没有完全松开)，f、发动机状态(发动机处于运行状态)等来判断，当以上所有条件都满足时候，使能位置位。

进一步的，基础补偿扭矩：

汽车的驱动力F＝T/r,T为作用于驱动轮上的转矩，r为车轮半径，作用于驱动轮上的转矩T是由发动机产生的转矩经传动系传至车轮上，若令Trq表示发动机转矩，ig表示变速器的传动比，io表示主减速器的传动比，η表示传动系的机械效率，则有T＝Trq*ig*io*η,对于装有分动器、轮边减速器、液力传动装置的汽车，上式应计入相应的传动比和机械效率。

进一步的，驱动力为：

F＝Trq*ig*io*η/r

车辆在行驶过程中的阻力Σf＝Ff+Fw+Fi,其中Ff为来自地面的滚动阻力，Fw为空气阻力，Fi为上坡时重力沿坡道的分力(坡度阻力)，滚动阻力Ff＝m*fm(fm为滚动摩擦系数，其值根据不同路况下的摩擦系数取平均值),因为车辆在刚起步时车速非常小，所以我们计算过程中不考虑空气阻力Fw，上坡阻力通过PI修正扭矩补偿。

设a为期望的车速加速度，可以得出：

F-Σf＝m*a,即F＝m*a+m*fm＝Trq*ig*io*η/r,推出发动机产生的扭矩为：

Trq＝(m*a+m*fm)*r/ig*io*η，此扭矩值作为基础补偿扭矩。

PI补偿扭矩：

期望加速度和实际车速加r调节部分与p调节部分形成闭环反馈调节。

进一步的，限制扭矩：基于安全考虑，对补偿扭矩进行了限制，以防止车辆加速过快而产生的危险。

本发明的有益效果是：主要利用了扭矩的传输还有扭矩与力，力与加速度的转换关系，以期望加速度倒推出需要的发动机扭矩，从而实现半坡起步不易熄火的功能，此发明设计简单，不需增加额外硬件，只需在软件层面做适当修改，实现成本较低。

附图说明

下面根据图进一步对本发明加以说明

图1是本发明的发动机产生的内扭矩传动结构示意图；

图2是本发明的使能条件判断示意图；

图3是本发明的使能置位示意图；

图4是本发明的实际车速加速度形成闭环反馈调节示意图；

具体实施方式

下面结合图对本发明作进一步详细的说明，需要说明的是，图仅用于解释本发明，是对本发明实施例的示意性说明，而不能理解为对本发明的限定。

在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、图2、图3、图4所示，一种汽车辅助起步的方法，根据车速加速度算出来的基础补偿扭矩与车速加速度闭环调节的PI补偿扭矩，减去根据踏板开度算出来的踏板需求扭矩，两者之差即为要补偿的扭矩；当使能条件不满足的时候就不在扭矩路径上加上此补偿扭矩，将此值设为0。

进一步的，使能条件的判断主要基于：

a、车速(车速由0变为大于0且车速较小)，b、转速(转速在适当范围)，c、档位(不在空档且不在倒档),d、刹车状态(不处于刹车状态)，e、离合状态(离合没有完全松开)，f、发动机状态(发动机处于运行状态)等来判断，当以上所有条件都满足时候，使能位置位。

进一步的，基础补偿扭矩：

汽车的驱动力F＝T/r,T为作用于驱动轮上的转矩，r为车轮半径，作用于驱动轮上的转矩T是由发动机产生的转矩经传动系传至车轮上，若令Trq表示发动机转矩，ig表示变速器的传动比，io表示主减速器的传动比，η表示传动系的机械效率，则有T＝Trq*ig*io*η,对于装有分动器、轮边减速器、液力传动装置的汽车，上式应计入相应的传动比和机械效率。

进一步的，驱动力为：

F＝Trq*ig*io*η/r

车辆在行驶过程中的阻力Σf＝Ff+Fw+Fi,其中Ff为来自地面的滚动阻力，Fw为空气阻力，Fi为上坡时重力沿坡道的分力(坡度阻力)，滚动阻力Ff＝m*fm(fm为滚动摩擦系数，其值根据不同路况下的摩擦系数取平均值),因为车辆在刚起步时车速非常小，所以我们计算过程中不考虑空气阻力Fw，上坡阻力通过PI修正扭矩补偿。

设a为期望的车速加速度，可以得出：

F-Σf＝m*a,即F＝m*a+m*fm＝Trq*ig*io*η/r,推出发动机产生的扭矩为：

Trq＝(m*a+m*fm)*r/ig*io*η，此扭矩值作为基础补偿扭矩。

PI补偿扭矩：

期望加速度和实际车速加r调节部分与p调节部分形成闭环反馈调节。

进一步的，限制扭矩：基于安全考虑，对补偿扭矩进行了限制，以防止车辆加速过快而产生的危险。

本发明主要利用了扭矩的传输还有扭矩与力，力与加速度的转换关系，以期望加速度倒推出需要的发动机扭矩，从而实现半坡起步不易熄火的功能，此发明设计简单，不需增加额外硬件，只需在软件层面做适当修改，实现成本较低。

以上所述为本发明的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种改进和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等均应含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种汽车辅助起步的方法，其特征在于：根据车速加速度算出来的基础补偿扭矩与车速加速度闭环调节的PI补偿扭矩，减去根据踏板开度算出来的踏板需求扭矩，两者之差即为要补偿的扭矩；当使能条件不满足的时候就不在扭矩路径上加上此补偿扭矩，将此值设为0。

2.根据权利要求1所述一种汽车辅助起步的方法，其特征在于：使能条件的判断主要基于：

a、车速(车速由0变为大于0且车速较小)，b、转速(转速在适当范围)，c、档位(不在空档且不在倒档),d、刹车状态(不处于刹车状态)，e、离合状态(离合没有完全松开)，f、发动机状态(发动机处于运行状态)等来判断，当以上所有条件都满足时候，使能位置位。

3.根据权利要求1与2所述一种汽车辅助起步的方法，其特征在于：基础补偿扭矩：

汽车的驱动力F＝T/r,T为作用于驱动轮上的转矩，r为车轮半径，作用于驱动轮上的转矩T是由发动机产生的转矩经传动系传至车轮上，若令Trq表示发动机转矩，ig表示变速器的传动比，io表示主减速器的传动比，η表示传动系的机械效率，则有T＝Trq*ig*io*η,对于装有分动器、轮边减速器、液力传动装置的汽车，上式应计入相应的传动比和机械效率。

4.根据权利要求1至3所述一种汽车辅助起步的方法，其特征在于：驱动力为：

F＝Trq*ig*io*η/r

车辆在行驶过程中的阻力Σf＝Ff+Fw+Fi,其中Ff为来自地面的滚动阻力，Fw为空气阻力，Fi为上坡时重力沿坡道的分力(坡度阻力)，滚动阻力Ff＝m*fm(fm为滚动摩擦系数，其值根据不同路况下的摩擦系数取平均值),因为车辆在刚起步时车速非常小，所以我们计算过程中不考虑空气阻力Fw，上坡阻力通过PI修正扭矩补偿。

设a为期望的车速加速度，可以得出：

F-Σf＝m*a,即F＝m*a+m*fm＝Trq*ig*io*η/r,推出发动机产生的扭矩为：

Trq＝(m*a+m*fm)*r/ig*io*η，此扭矩值作为基础补偿扭矩。

PI补偿扭矩：

期望加速度和实际车速加r调节部分与p调节部分形成闭环反馈调节。

5.根据权利要求1至4所述一种汽车辅助起步的方法，其特征在于：限制扭矩：基于安全考虑，对补偿扭矩进行了限制，以防止车辆加速过快而产生的危险。