CN106314435A - 一种匹配机械式自动变速器车辆的节能行驶控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种匹配机械式自动变速器车辆的节能行驶控制方法，包括节能滑行检测和节能滑行控制；其特征在于：节能滑行检测包括滑行进入检测和滑行退出检测，以确定车辆是否进入或退出节能滑行模式；节能滑行控制包括试滑行控制、确认滑行控制以及滑行退出控制，其基于车辆进入或退出节能滑行模式这一判定结果使车辆在断开或恢复传动系的状态下工作；其可以模仿驾驶员手动滑行习惯，先分离离合器试滑行一定时间，确认滑行时再摘到空档，达到一定节能目标的同时避免增加机械机构磨损；并且在进入和退出滑行时能快速、平顺地切断或恢复动力传动系统的动力流，从而达到安全和舒适目标。

Description

一种匹配机械式自动变速器车辆的节能行驶控制方法
技术领域
本发明涉及一种匹配机械式自动变速器车辆的节能行驶控制方法。
背景技术
为了提高燃油经济性、降低排放，同时兼顾安全与舒适，在匹配自动变速器的车辆上可以应用节能滑行控制功能，尤其应用于长途运输的重型牵引车上具有一定程度的节油作用。当车辆行驶在一定工况下，如果驾驶员松开加速踏板则滑行控制功能作用，控制器通过自动断开传动系的方式，使发动机处于怠速工况，消除由于发动机摩擦损失带来的车辆动能的损失，虽然发动机处于怠速工况也消耗一定的燃油，但断开传动系滑行距离更长，进而达到节油的目的。但是，当车辆滑行时纵向加速度较大时，发动机处于断油模式且车速较快增加，尽管断开传动系滑行车速增加的更多且滑行距离更长，但车速过高或增长过快都可能导致驾驶员为了安全不得不通过制动来减速，而制动行为意味着更多的能量损失，这种情况下闭合传动系滑行比断开传动系滑行更合适。因此，如何正确识别驾驶员意图、实现安全前提下的节油是节能滑行控制的关键。
现有滑行相关技术或者没有综合考虑车辆内部多种影响因素，或者没有预测适宜滑行地形和交通情况来确定滑行模式是否激活，导致进入和退出滑行的时机很有可能不合适反而无法实现节能和安全；或者在滑行时需要增加特殊装置，增加成本；或者需要与巡航控制单元或制动控制单元联合作用，滑行功能非独立可控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种匹配机械式自动变速器车辆的节能行驶控制方法，其可以模仿驾驶员手动滑行习惯，先分离离合器试滑行一定时间，确认滑行时再摘到空档，达到一定节能目标的同时避免增加机械机构磨损；并且在进入和退出滑行时能快速、平顺地切断或恢复动力传动系统的动力流，从而达到安全和舒适目标。
本发明的技术方案是这样实现的：一种匹配机械式自动变速器车辆的节能行驶控制方法，包括节能滑行检测和节能滑行控制；其特征在于：节能滑行检测包括滑行进入检测和滑行退出检测，以确定车辆是否进入或退出节能滑行模式；节能滑行控制包括试滑行控制、确认滑行控制以及滑行退出控制，其基于车辆进入或退出节能滑行模式这一判定结果使车辆在断开或恢复传动系的状态下工作；具体步骤如下：
1、确定车辆是否进入或退出节能滑行模式；以及基于所述车辆进入或退出节能滑行模式这一判定结果使车辆在断开或恢复传动系动力流的状态下工作；
2、在一定检测时间内满足下列所有条件则所述车辆进入节能滑行模式的试滑行状态：
1)所述车辆内部各种参数适宜滑行（车辆运行状态即各传感器、执行器和控制器正常无任何故障，变速器处于较高档位，车速、发动机转速、发动机冷却液温度、车辆纵向加速度均处于各自允许阈值范围内）；
2)驾驶员选择合适驾驶模式即手柄置于前进档位置，选择经济型自动换挡模式，未选择其他任何速度控制或速度与距离控制，或制动控制单元未起作用；
3)驾驶员松开加速踏板；
4)驾驶员无任何制动意图即松开制动踏板，并且未采取/激活其他任何辅助制动措施；
5)未探测到即将发生的制动或减速过程即前进方向一定区域内无障碍；
6)前方地形适宜滑行，坡度和转弯角度均处于允许阈值范围内；
7)前方交通状况适宜滑行，前进方向一定区域内车辆整体行驶速度大于某一阈值，前方为非复杂路况路段；
3、当所述车辆进入节能滑行模式的试滑行状态时，使变速器的离合器分离；
4、所述车辆处于节能滑行模式的试滑行状态一定时间内，若未检测到滑行退出条件则进入节能滑行模式的确认滑行状态；若检测到滑行退出条件则退出节能滑行模式；
5、当所述车辆进入节能滑行模式的确认滑行状态时，使变速器摘空档，然后接合离合器；
6、当所述车辆处于节能滑行模式的确认滑行状态时，若检测到滑行退出条件则退出节能滑行模式；，若未检测到滑行退出条件则继续滑行。
当步骤4和步骤6的节能滑行模式满足下列任一条件时则检测到符合滑行退出条件：
1)所述车辆内部各参数发生改变不适宜滑行（运行状态（包括各传感器或执行器或控制器）出现故障，或车速不在允许阈值范围内，或发动机转速不在允许阈值范围内，或发动机冷却液温度不在允许阈值范围内，或车辆纵向加速度不在允许阈值范围内）；
2)驾驶员改变驾驶模式（拨动手柄位置，或选择非经济型自动驾驶模式，或选择速度控制/速度与距离控制/制动控制单元起作用）；
3)驾驶员踩下加速踏板；
4)驾驶员有制动意图（踩下制动踏板，或采取/激活其他辅助制动措施）；
5)探测到即将发生的制动或减速过程（前进方向一定区域内发现障碍）；
6)前方地形发生改变不适宜滑行（坡度或转弯角度不在允许阈值范围内）；
7)前方交通状况发生改变不适宜滑行（前进方向一定区域内车辆整体行驶速度小于某一阈值，或前方为复杂路况路段）。
当所述车辆处于试滑行或确认滑行状态时若检测到滑行退出条件，则基于所述变速箱结合档位与驾驶员需求档位比较结果进行节能滑行退出控制：若二者相同，命令所述的发动机同步转速控制，然后命令所述自动变速器的离合器接合；若二者不同，则命令所述自动变速器的离合器分离，然后命令所述的换挡机构结合到驾驶员当前需求的档位，调节发动机转速/扭矩，最后命令所述自动变速器的离合器接合，结束滑行。
本发明的积极效果是在不额外增加硬件成本的基础上，通过软件综合考虑车辆内部多种影响因素，实时判断驾驶员意图，并预测前方即将发生的制动或减速过程以及适宜滑行的地形和交通状况，从而确定合适的时机进入和退出滑行，实现节能目的；滑行控制时模仿驾驶员手动滑行习惯，先分离离合器试滑行一定时间，确认滑行时再摘到空档，避免增加机械机构磨损；并且在进入和退出滑行时能快速、平顺地切断或恢复动力传动系统的动力流，从而达到安全和舒适目标。
附图说明
图1是本发明所述的节能滑行控制方法的功能框图。
图2是本发明所述的节能滑行控制方法一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：其仅为示例性的，并不限制本发明及其应用或使用。一种应用于机械式自动变速器车辆的节能滑行控制方法，包括节能滑行检测确定所述车辆是否进入或退出节能滑行模式；以及基于所述车辆进入或退出节能滑行模式这一检测结果进行节能滑行控制使车辆在断开或恢复传动系动力流的状态下工作;其特征在于具体步骤如下：
步骤1：检测所述车辆进入节能滑行模式的试滑行状态；
步骤2：当所述车辆进入节能滑行模式的试滑行状态时，使变速器的离合器分离；
步骤3：当所述车辆处于节能滑行模式的试滑行状态一定时间内，检测所述车辆是否退出节能滑行模式；
步骤4：当所述车辆进入节能滑行模式的确认滑行状态时，将变速器摘空挡，然后接合离合器；
步骤5：当所述车辆处于节能滑行模式的确认滑行状态期间，检测所述车辆是否退出节能滑行模式；
步骤6：当检测到滑行退出条件退出节能滑行模式时，基于变速箱当前挡位与驾驶员需求挡位比较结果进行节能滑行退出控制。
所述的节能滑行在步骤1判断为“是”时进入步骤2，判断为“否”时则继续判断。
所述的节能滑行在步骤3判断为“是”时进入步骤6，判断为“否”时则进入步骤4。
所述的节能滑行在步骤5判断为“是”时进入步骤6，判断为“否”时则继续判断。
所述的节能滑行的步骤1包括如下步骤：
步骤1a：判断所述车辆内部各参数是否适宜滑行（运行状态（包括各传感器、执行器及控制器）正常无任何故障，变速器处于较高档位，车速、发动机转速、发动机冷却液温度、车辆纵向加速度均处于各自允许阈值范围内）；
步骤1b：判断驾驶员是否选择合适驾驶模式（手柄置于前进档位置，选择经济型自动换挡模式，未选择其他任何速度控制或速度与距离控制或制动控制单元起作用）；
步骤1c：判断驾驶员是否松开加速踏板；
步骤1d：判断驾驶员是否无任何制动意图（松开制动踏板，并且未采取/激活其他任何辅助制动措施）；
步骤1e：判断是否未探测到即将发生的制动或减速过程（前进方向一定区域内无障碍）；
步骤1f：判断前方地形是否适宜滑行（坡度和转弯角度均处于允许阈值范围内）；
步骤1g：判断前方交通状况是否适宜滑行（前进方向一定区域内车辆整体行驶速度大于某一阈值、非复杂路况路段）；
其中当步骤1a—1g均判断为“是”，则进入步骤2；当步骤1a—1k中有任何一项判断为“否”，则结束此次检测，重新返回步骤1开始下一轮检测。
所述的节能滑行控制的步骤3和步骤5包括如下步骤：
步骤35a：判断所述车辆内部各参数是否发生改变不适宜滑行（运行状态（包括各传感器或执行器或控制器）出现故障，或车速不在允许阈值范围内，或发动机转速不在允许阈值范围内，或发动机冷却液温度不在允许阈值范围内，或车辆纵向加速度不在允许阈值范围内）；
步骤35b：判断驾驶员是否改变驾驶模式（驾驶员拨动手柄，或选择非经济型或非自动驾驶模式，或选择速度控制/速度与距离控制/制动控制单元起作用）；
步骤35c：判断驾驶员是否踩下加速踏板；
步骤35d：判断驾驶员是否有制动意图（踩下制动踏板，或采取/激活其他辅助制动措施）；
步骤35e：是否探测到即将发生的制动或减速过程（前进方向一定区域内发现障碍）；
步骤35f：预测前方地形是否发生改变不再适宜滑行（坡度或转弯角度不在允许阈值范围内）；
步骤35g：预测前方交通状况是否发生改变不再适宜滑行（前进方向一定区域内车辆整体行驶速度小于某一阈值，或前方为复杂路况路段）；
其中当在步骤3时步骤35a—步骤35g中有任何一项判断为“是”时则判定检测到滑行退出条件进入步骤6，否则进入步骤4；
其中当在步骤5时步骤35a—步骤35g中有任何一项判断为“是”时则判定检测到滑行退出条件进入步骤6，否则继续步骤5。
所述的节能滑行控制中步骤6包括判断所述变速箱当前挡位与驾驶员需求挡位是否相同；当步骤6判断为“是”时，命令所述的发动机同步转速控制，然后命令所述自动变速器的离合器接合，结束本次滑行；在步骤6判断为“否”时，则命令所述自动变速器的离合器分离，然后命令所述的换挡机构动作到驾驶员当前需求的挡位，驾驶员需求挡位不是空挡时调节发动机转速/扭矩，最后命令所述自动变速器的离合器接合，结束本次滑行。
实施例1
如图1所示，一种匹配机械式自动变速器车辆的节能行驶控制方法1包括节能滑行检测和节能滑行控制。其中节能滑行检测包括滑行进入检测逻辑2和滑行退出检测逻辑4，以确定车辆是否进入和退出节能滑行模式；节能滑行控制包括试滑行控制逻辑3、确认滑行控制逻辑5以及节能滑行退出控制逻辑6，其基于车辆进入或退出节能滑行模式这一判定结果使车辆在断开或恢复传动系的状态下工作。
节能滑行进入检测逻辑2基于各种影响滑行因素来确定是否进入节能滑行模式，例如，一定检测时间（譬如5秒）内：所述车辆内部各参数适宜滑行（车辆运行状态7（譬如各传感器、执行器及控制器）无故障，变速器档位8处于次高档位，车速9处于[65km/h,85km/h]范围内，发动机转速10处于怠速转速±200rpm范围内，发动机冷却液温度11处于[55℃,100℃] 范围内，由车速9换算的车辆纵向加速度小于一定值（譬如0.1））；驾驶员选择合适驾驶模式12（譬如选择经济型自动换挡模式，手柄13置于前进档位置，其他任何速度控制或速度与距离控制或制动控制单元未起作用）；驾驶员无加速意图（加速踏板开度14小于2%）；驾驶员无任何制动意图15（譬如行车制动、驻车制动均未激活，也未采取/激活其他任何辅助制动措施）；未探测到即将发生的制动或减速过程16（譬如前进方向横向车道宽度*纵向50m内无障碍物）；前方地形17适宜滑行（譬如百分比坡度在±3%范围内、转弯角度小于45°）；前方交通状况18适宜滑行（譬如前进方向横向车道宽度*纵向500m内车辆整体行驶速度大于60km/h、前方为非复杂路况路段例如高速/国道/快速路），节能滑行进入检测逻辑2向试滑行控制逻辑3发送激活滑行模式信号。
试滑行控制逻辑3接收到节能滑行进入检测逻辑2发送的激活滑行模式信号后，命令所述变速器的离合器19分离，进入试滑行状态并开始计时。在试滑行期间（譬如2.5秒），若节能滑行退出检测逻辑4未检测到滑行退出条件，则试滑行控制逻辑3向确认滑行控制逻辑5发送确认滑行信号；若此期间节能滑行退出检测逻辑4监测到滑行退出条件，则试滑行控制逻辑3向节能滑行退出控制逻辑6发送退出滑行信号。
确认滑行控制逻辑5接收到试滑行控制逻辑3发送的确认滑行信号后，命令所述变速器的选换档位置22摘到空档，然后接合离合器19，进入确认滑行状态。在确认滑行时，若节能滑行退出检测逻辑4未检测到滑行退出条件，则继续滑行；若节能滑行退出检测逻辑4监测到滑行退出条件，则确认滑行控制逻辑5向节能滑行退出控制逻辑6发送退出滑行信号。
节能滑行退出检测逻辑4在车辆处于试滑行控制3或确认滑行控制5时基于各种影响滑行因素来确定是否退出节能滑行模式。例如：所述车辆内部各参数发生改变不再适宜滑行（车辆运行状态7（譬如各传感器或执行器或控制器）发生故障，或车速9不在允许范围内（譬如低于35km/h,或高于90km/h），或发动机转速10不在允许范围内（譬如低于怠速转速-200rpm，或高于怠速转速+200rpm），或发动机冷却液温度11不在允许范围内（譬如低于55℃,或高于100℃），或一定时间（譬如5秒）内根据车速9换算出的平均纵向加速度超过一定值（譬如0.1）），或驾驶员改变驾驶模式12（譬如驾驶模式变为非经济型或非自动换挡模式，或手柄位置13发生变化，或速度控制或速度与距离控制或制动控制单元起作用），或驾驶员有加速意图（譬如加速踏板开度14超过2%），或驾驶员有制动意图15（譬如行车制动或驻车制动激活，或采取/激活其他任何辅助制动措施（譬如发动机制动/发动机排气制动等）），或探测到即将发生的制动或减速过程16（譬如前进方向横向车道宽度*纵向50m内发现障碍物），或前方地形17不再适宜滑行（譬如百分比坡度超过±3%即遇到陡坡，或转弯角度超过45°），或前方交通状况18不再适宜滑行（譬如前进方向横向车道宽度*纵向500m内车辆整体行驶速度小于40km/h，或前方为复杂路况路段例如非高速、非国道、非快速路）时，则监测到滑行退出条件。此时试滑行控制逻辑3或确认滑行控制逻辑5向节能滑行退出控制逻辑6发送退出滑行信号。
节能滑行退出控制逻辑6接收到退出滑行信号后，基于所述变速器档位8与根据车速9以及加速踏板开度14等计算的驾驶员需求档位的比较结果，进行节能滑行退出控制：若二者相同，命令所述的发动机转速20同步控制，然后命令所述变速器的离合器19接合；若二者不同，则命令所述自动变速器的离合器19分离，然后命令所述的选换档位置22结合到驾驶员需求档位，调节发动机转速20/扭矩21，最后命令所述自动变速器的离合器19接合结束滑行。
参照图2，节能滑行控制方法1开始于步骤30。在步骤31中节能滑行进入检测逻辑2开始检测计时，在步骤32中判断所述车辆内部各参数是否适宜滑行，在步骤33中判断驾驶员是否选择合适驾驶模式，在步骤34中判断驾驶员是否无任何加速意图，在步骤35中判断驾驶员是否无任何制动意图，在步骤36中判断是否未探测到即将发生的制动或减速过程，在步骤37中判断前方地形是否适宜滑行，在步骤38中判断前方交通状况是否适宜滑行。具体参数取值及其范围参见图1节能滑行进入检测逻辑2的详细描述。
在步骤39中试滑行控制逻辑3开启节能滑行模式，命令离合器19分离，并开始试滑行计时。
在步骤40中节能滑行退出检测逻辑4确定是否存在滑行退出条件：若存在则进入步骤44开启节能滑行退出控制逻辑6；若不存在则进入步骤41开启确认滑行控制逻辑5。具体参数取值及其范围参见图1节能滑行退出检测逻辑4的详细描述。
在步骤41中确认滑行控制逻辑5命令所述变速器的选换挡机构22摘空档并结合离合器19。然后在步骤42中节能滑行退出检测逻辑4确定是否存在滑行退出条件：若存在则进入步骤43开启节能滑行退出控制逻辑6；若不存在则返回步骤42继续进行实时节能滑行退出检测逻辑4。
在步骤44中节能滑行退出控制逻辑6确定驾驶员需求档位与变速器档位是否不同，若二者相同，则在步骤45中命令同步发动机转速20，然后转到步骤48；若二者不同，则转到步骤46；节能滑行退出控制逻辑6在步骤43中命令离合器19分离，然后在步骤46中命令变速器的选换挡机构22结合到驾驶员需求档位，在步骤47中根据需求调节发动机转速20/扭矩21，在步骤48中命令离合器19接合。节能滑行控制方法1结束于步骤49。
以上列举的实施例阐述了一种匹配机械式自动变速器车辆的节能行驶控制方法，其仅供说明本发明的原理及实施方式之用，而非对本发明的限制；在研读了本发明的附图、说明书和所附权利要求之后，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。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 (7)

1.一种应用于机械式自动变速器车辆的节能滑行控制方法，包括节能滑行检测确定所述车辆是否进入或退出节能滑行模式；以及基于所述车辆进入或退出节能滑行模式这一检测结果进行节能滑行控制使车辆在断开或恢复传动系动力流的状态下工作;其特征在于具体步骤如下：
步骤1：检测所述车辆进入节能滑行模式的试滑行状态；
步骤2：当所述车辆进入节能滑行模式的试滑行状态时，使变速器的离合器分离；
步骤3：当所述车辆处于节能滑行模式的试滑行状态一定时间内，检测所述车辆是否退出节能滑行模式；
步骤4：当所述车辆进入节能滑行模式的确认滑行状态时，将变速器摘空挡，然后接合离合器；
步骤5：当所述车辆处于节能滑行模式的确认滑行状态期间，检测所述车辆是否退出节能滑行模式；
步骤6：当检测到滑行退出条件退出节能滑行模式时，基于变速箱当前挡位与驾驶员需求挡位比较结果进行节能滑行退出控制。
2.根据权利要求1所述的一种应用于机械式自动变速器车辆的节能滑行控制方法，其特征在于所述的节能滑行在步骤1判断为“是”时进入步骤2，判断为“否”时则继续判断。
3.根据权利要求1所述的一种应用于机械式自动变速器车辆的节能滑行控制方法，其特征在于所述的节能滑行在步骤3判断为“是”时进入步骤6，判断为“否”时则进入步骤4。
4.根据权利要求1所述的一种应用于机械式自动变速器车辆的节能滑行控制方法，其特征在于所述的节能滑行在步骤5判断为“是”时进入步骤6，判断为“否”时则继续判断。
5.根据权利要求1所述的一种应用于机械式自动变速器车辆的节能滑行控制方法，其特征在于所述的节能滑行的步骤1包括如下步骤：
步骤1a：判断所述车辆内部各参数是否适宜滑行，其运行状态包括各传感器、执行器及控制器）正常无任何故障，变速器处于较高档位，车速、发动机转速、发动机冷却液温度、车辆纵向加速度均处于各自允许阈值范围内；
步骤1b：判断驾驶员是否选择合适驾驶模式即手柄置于前进档位置，选择经济型自动换挡模式，未选择其他任何速度控制或速度与距离控制或制动控制单元起作用；
步骤1c：判断驾驶员是否松开加速踏板；
步骤1d：判断驾驶员是否无任何制动意图即松开制动踏板，并且未采取/激活其他任何辅助制动措施；
步骤1e：判断是否未探测到即将发生的制动或减速过程即前进方向一定区域内无障碍；
步骤1f：判断前方地形是否适宜滑行即坡度和转弯角度均处于允许阈值范围内；
步骤1g：判断前方交通状况是否适宜滑行即前进方向一定区域内车辆整体行驶速度大于某一阈值、非复杂路况路段；
其中当步骤1a—1g均判断为“是”，则进入步骤2；当步骤1a—1k中有任何一项判断为“否”，则结束此次检测，重新返回步骤1开始下一轮检测。
6.根据权利要求1所述的一种应用于机械式自动变速器车辆的节能滑行控制方法，其特征在于所述的节能滑行控制的步骤3和步骤5包括如下步骤：
步骤35a：判断所述车辆内部各参数是否发生改变不适宜滑行（运行状态（包括各传感器或执行器或控制器）出现故障，或车速不在允许阈值范围内，或发动机转速不在允许阈值范围内，或发动机冷却液温度不在允许阈值范围内，或车辆纵向加速度不在允许阈值范围内）；
步骤35b：判断驾驶员是否改变驾驶模式（驾驶员拨动手柄，或选择非经济型或非自动驾驶模式，或选择速度控制/速度与距离控制/制动控制单元起作用）；
步骤35c：判断驾驶员是否踩下加速踏板；
步骤35d：判断驾驶员是否有制动意图（踩下制动踏板，或采取/激活其他辅助制动措施）；
步骤35e：是否探测到即将发生的制动或减速过程（前进方向一定区域内发现障碍）；
步骤35f：预测前方地形是否发生改变不再适宜滑行（坡度或转弯角度不在允许阈值范围内）；
步骤35g：预测前方交通状况是否发生改变不再适宜滑行（前进方向一定区域内车辆整体行驶速度小于某一阈值，或前方为复杂路况路段）；
其中当在步骤3时步骤35a—步骤35g中有任何一项判断为“是”时则判定检测到滑行退出条件进入步骤6，否则进入步骤4；
其中当在步骤5时步骤35a—步骤35g中有任何一项判断为“是”时则判定检测到滑行退出条件进入步骤6，否则继续步骤5。
7.根据权利要求1所述的一种应用于机械式自动变速器车辆的节能滑行控制方法，其特征在于所述的节能滑行控制中步骤6包括判断所述变速箱当前挡位与驾驶员需求挡位是否相同；当步骤6判断为“是”时，命令所述的发动机同步转速控制，然后命令所述自动变速器的离合器接合，结束本次滑行；在步骤6判断为“否”时，则命令所述自动变速器的离合器分离，然后命令所述的换挡机构动作到驾驶员当前需求的挡位，驾驶员需求挡位不是空挡时调节发动机转速/扭矩，最后命令所述自动变速器的离合器接合，结束本次滑行。
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