CN108253040B - 车辆紧急制动防熄火的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆紧急制动防熄火的控制方法，在车辆紧急制动后，将分离离合器分成预分离合器和完全分离离合器两步骤，首先，根据发动机转速斜率和刹车来决定预分离合器时机，提前将离合器从离合器完全结合位置分离到离合器预分位置，然后，再根据发动机转速斜率决定完全分离离合器时机，离合器从离合器预分位置开始分离，本发明保证了有足够的时间分离离合器，避免发动机出现熄火。

Description

车辆紧急制动防熄火的控制方法

技术领域

本发明涉及车辆紧急制动防熄火功能领域，具体涉及一种车辆紧急制动防熄火的控制方法。

背景技术

出于成本考虑，在目前绝大多数的整车上装配的刹车开关都是数字型的，只要刹车是踩下的，刹车信号都为1，无法区分重踩还是轻踩刹车，因此，申请人提出了在车辆制动的情况下，利用发动机转速斜率来识别重踩还是轻踩刹车，并决定离合器分离时机的方案。由于离合器执行系统物理特性(例如：响应时间、最快执行速度等)的限制，如果依据发动机转速斜率计算出的车辆紧急制动情况下的离合器分离时机才让离合器从离合器完全结合位置开始分离，有可能出现离合器分离不及时导致发动机熄火，发动机熄火后，车辆无法转向、也没有制动效果，严重影响驾乘人员的安全。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种车辆紧急制动防熄火的控制方法，为了解决车辆紧急制动情况下，由于离合器执行系统物理特性(例如：响应时间、最快执行速度等)的限制而导致离合器分离不及时出现发动机熄火的情况，在车辆紧急制动后，将分离离合器分成预分离合器和完全分离离合器两步骤，保证了有足够的时间分离离合器，避免发动机熄火。

本发明的目的是采用下述方案实现的：一种车辆紧急制动防熄火功能的控制方法，包括如下步骤：

1)发动机控制单元ECU实时采集发动机转速传感器、刹车开关的信号，并传输给变速器控制单元TCU，同时，变速器控制单元TCU也实时采集钥匙开关和手柄位置传感器的信号以及安装在离合器执行机构上的离合器位置传感器的信号和安装在变速器上的车速传感器的信号，且变速器控制单元TCU根据实际的发动机转速，计算发动机转速斜率；

2)预分离合器时机判断：变速器控制单元TCU根据发动机转速、刹车信号、钥匙信号、手柄位置、离合器位置、车速、发动机转速斜率判断当前车辆状态是否满足预分离合器条件，预分离合器条件包括刹车踩下和发动机转速斜率小于发动机转速斜率阀值L1，若满足所有预分离合器条件，则执行步骤3)进行预分离合器步骤；否则，继续执行步骤2)。

3)预分离合器：在满足所有预分离合器条件的情况下，变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器预分，提前将离合器从离合器完全结合位置分离到离合器预分位置P_preopen，若离合器预分成功，则执行步骤4)；若离合器预分失败，则执行步骤6)。

4)完全分离离合器时机判断：如果车辆处于紧急制动情况下(即重踩下刹车)且预分离合器已完成，则根据发动机转速斜率判断完全分离离合器时机，若发动机转速斜率小于发动机转速斜率阀值L2，则执行步骤5)；否则，继续执行步骤4)；

5)完全分离离合器：变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器完全分离，将离合器从离合器预分位置P_preopen分离到离合器完全分离位置，若完全分离离合器成功，则执行步骤7)；若离合器完全分离失败，则执行步骤6)；

离合器预分失败以及离合器完全分离失败一般是由于离合器执行系统出现故障(例如：离合器执行机构卡滞、离合器位置传感器故障、离合器执行电机故障等)或者驾驶员意图改变。

6)当车辆紧急制动防熄火步骤执行过程中出现了由于离合器执行系统故障导致的失败，则变速器控制单元TCU就会退出车辆紧急制动防熄火步骤的执行程序，即禁止该车辆紧急制动防熄火功能，直到下次钥匙开关上电变速器控制单元TCU才会允许该功能；当车辆紧急制动防熄火步骤执行过程中出现了驾驶员改变驾驶意图的情况，则跳转到步骤1)。

判断预分离合器是否成功的方法为：变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器预分，提前将离合器从离合器完全结合位置分离到离合器预分位置P_preopen，变速器控制单元TCU根据离合器位置信号判断预分离合器是否完成，如果在规定的时间内，离合器位置达到离合器预分位置P_preopen并保持一定时间，那么预分离合器成功，否则，预分离合器失败。

判断完全分离离合器是否成功的方法为：变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器完全分离，将离合器从离合器预分位置P_preopen分离到离合器完全分离位置，变速器控制单元TCU根据离合器位置判断完全分离离合器是否完成，如果在规定的时间内，离合器位置达到离合器完全分离位置并保持一定时间，那么完全分离离合器成功，否则，完全分离离合器失败。

所述预分离合器条件还包括钥匙上电、发动机运行(根据发动机转速判断发动机运行，如大于400转/分钟可以认为发动机运行)、手柄位置为“D”或者“R”、当前挡位为前进挡或倒挡、离合器位置信号没有故障、离合器执行电机没有故障、车速不低(车速大于预设车速阈值，根据实际情况确定)。车速阈值要通过车辆的标定来确定。本发明可以根据匹配车辆实际情况增加预分离合器条件。

预分离合器时机判断条件中的发动机转速斜率阀值L1比完全分离离合器时机判断条件中的发动机转速斜率阀值L2大。

事先建立发动机转速斜率阀值L1与目标挡位或当前挡位的关系并存储在变速器控制单元TCU内，在执行预分离合器时机判断步骤时，变速器控制单元TCU根据目标挡位或当前挡位获得对应的发动机转速斜率阀值L1。

事先建立发动机转速斜率阀值L2与目标挡位或当前挡位的关系并存储在变速器控制单元TCU内，在执行完全分离离合器时机判断步骤时，变速器控制单元TCU根据目标挡位或当前挡位获得对应的发动机转速斜率阀值L2。

事先建立离合器预分位置偏差P_compensation与目标挡位或当前挡位的关系并存储在变速器控制单元TCU内，离合器预分位置P_preopen＝离合器预分位置偏差P_compensation+离合器半结合点P_touch，在执行预分离合器步骤时，变速器控制单元TCU根据目标挡位或当前挡位获得对应的离合器预分位置偏差P_compensation，然后计算出对应的离合器预分位置P_preopen。

目标挡位是指车辆要运行的下一个挡位，相对于当前挡位而言。目标挡位是通过车速与油门的换挡线得到的。由于不同挡位行驶时车辆的动态性不一样，如果L1、L2、P_compensation使用一个固定的值，则可能会导致预分离合器时机判断、完全分离离合器时机判断以及离合器预分位置不准确，从而导致无法达到期望的车辆紧急制动防熄火效果。

本发明具有的优点是：本发明提供一种车辆紧急制动防熄火的控制方法，为了解决车辆在紧急制动情况下，由于离合器执行系统物理特性的限制导致离合器分离不及时引起发动机熄火的情况，在车辆紧急制动后，将分离离合器分成预分离合器和完全分离离合器两步骤。首先，根据发动机转速斜率和刹车等条件来决定预分离合器时机，提前将离合器从离合器完全结合位置分离到离合器预分位置；然后，再根据发动机转速斜率决定完全分离离合器时机，离合器从离合器预分位置开始分离，保证了有足够的时间分离离合器，避免发动机熄火。且本发明根据发动机转速斜率来识别重踩还是轻踩刹车，并决定离合器分离时机，在车辆制动情况下，当发动机转速斜率低于设定的一个阈值，则认为驾驶员是重刹车。

术语解释

变速器控制单元：TCU(Transmission Control Unit)

发动机控制单元：ECU(Engine Control Unit)

控制器局域网络：CAN(Controller Aera Network)

闭环位置控制是指带反馈的位置控制，具体是指根据实际位置与目标位置的偏差来调整输出的执行电机占空比，偏差越大，执行电机占空比越大，偏差越小，执行电机占空比越小。

占空比是在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。

离合器半结合点是指车辆输出的动力刚好克服车辆阻力的离合器位置。

离合器完全分离位置是指发动机与变速器动力传递彻底断开时的离合器位置。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的车辆紧急制动防熄火的控制方法的流程图。

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。

如图1所示，本发明车辆紧急制动防熄火功能的工作原理是：

以前进挡或倒挡驾驶车辆，达到一定的车速后，松开油门，踩下刹车踏板紧急制动。

发动机控制单元ECU实时采集发动机转速传感器、刹车开关，通过CAN线传输给变速器控制单元TCU，同时，变速器控制单元TCU也会实时采集钥匙开关和手柄位置传感器信号、安装在离合器执行机构上的离合器位置传感器信号、安装在变速器上的车速传感器信号。

变速器控制单元TCU根据发动机转速，对发动机转速取微分得到发动机转速斜率。本实施例每五个周期(一个周期是指10毫秒)计算一次发动机转速斜率，当然，具体计算周期根据实际情况调整。

变速器控制单元TCU根据发动机转速、刹车信号、钥匙信号、手柄位置、离合器位置、车速、发动机转速斜率等信号判断是否满足预分离合器条件。在满足所有预分离合器条件的情况下，变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构动作，离合器执行机构推动离合器预分，变速器控制单元TCU根据离合器位置信号判断预分离合器是否完成，当离合器位置达到离合器预分位置并保持一定时间，预分离合器成功。

预分离合器完成后，进入到完全分离离合器时机判断。如果发动机转速斜率小于发动机转速斜率阀值L2，那么变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器完全分离，当离合器位置达到了离合器完全分离位置，并保持一定时间(如50毫秒)，则完全分离离合器成功。

如图2所示，一种车辆紧急制动防熄火的控制方法，包括以下步骤：

第一步：车辆钥匙上电，起动发动机，车辆以倒挡或前进挡行驶；

第二步：预分离合器时机判断，根据以下条件判断预分离合器时机：

a)钥匙上电；

b)发动机运行；

c)手柄位置为“D”或者“R”；

d)当前挡位为前进挡或倒挡；

e)离合器位置信号没有错误；

f)离合器执行电机没有故障；

g)刹车踩下；

h)车速不低(车速大于设定的车速阈值，如车速阈值设定为5公里/小时，

车速阈值是通过车辆的标定来确定，不限于5公里/小时。)；由于车速较低时车辆动态性，导致计算出的车辆紧急制动防熄火时机不准。

i)发动机转速斜率小于或等于发动机转速斜率阀值L1(转/分钟)；

事先建立发动机转速斜率阀值L1与目标挡位的关系(即二维表1)并存储在变速器控制单元TCU内，在执行预分离合器时机判断步骤时，变速器控制单元TCU根据目标挡位查二维表1获得对应的发动机转速斜率阀值L1，也就是说在车辆紧急制动情况下，每个挡位的预分离合器的发动机转速斜率阀值L1是可以不同的。

本实施例的发动机转速斜率阀值L1与目标挡位的关系是通过车辆的标定确定的，使预分离合器时机更准确。如果离合器预分时机过早，会增加离合器滑摩时间，降低离合器使用寿命；如果离合器预分时机过晚，会导致离合器完全分离不及时导致发动机熄火。本实施例事先建立的发动机转速斜率阀值L1与目标挡位的关系(即二维表1)如表1所示：

表1

例如：目标档位为3挡，那么查表1得到发动机转速斜率阈值L1为-45。

本发明可以根据匹配车辆实际情况增加预分离合器条件，不仅仅限于上述条件。

如果满足上述预分离合器所有条件，那么跳转到第三步，否则继续执行预分离合器时机判断步骤。

第三步：预分离合器：变速器控制单元TCU闭环位置控制预分离合器到离合器预分位置P_preopen，如果在规定的时间(如1秒)内，离合器位置达到离合器预分位置并保持一定时间(如30毫秒)时间，那么预分离合器成功，跳转到第四步，否则预分离合器失败，跳转到第六步。

事先建立离合器预分位置偏差P_compensation与目标挡位的关系并存储在变速器控制单元TCU内，离合器预分位置P_preopen＝离合器预分位置偏差P_compensation+离合器半结合点P_touch，在执行预分离合器步骤时，变速器控制单元TCU根据当前挡位获得对应的离合器预分位置偏差P_compensation，然后计算出对应的离合器预分位置P_preopen。

本实施例的离合器预分位置偏差P_compensation与目标挡位的关系是通过车辆的标定确定的，使离合器预分位置更准确。如果离合器预分位置不准确，可能会引起离合器完全分离不及时，导致发动机熄火，也可能会导致离合器滑摩过大，降低离合器使用寿命，同时还会降低驾乘舒适性。

本实施例事先建立的离合器预分位置偏差P_compensation与目标挡位的关系(即二维表2)如表2所示：

目标挡位	1	2	3	4	5	6	7	8
									P<sub>compensation</sub>(mV)	50	55	60	70	70	70	70	50

表2

例如：目标挡位为3挡，那么查表2得到离合器预分位置偏差P_compensation为60。

第四步：预分离合器完成后进入到完全分离离合器时机判断：如果车辆处于紧急制动情况下即刹车是踩下的，而且发动机转速斜率小于发动机转速斜率阀值L2,那么跳转到第五步，否则继续执行该步骤。

事先建立发动机转速斜率阀值L2与目标挡位的关系(即二维表3)并存储在变速器控制单元TCU内，在执行完全分离离合器时机判断步骤时，变速器控制单元TCU根据目标挡位查二维表3获得对应的发动机转速斜率阀值L2，也就是说在车辆紧急制动情况下，每个挡位的完全分离离合器的发动机转速斜率阀值L2是可以不同的。

本实施例的发动机转速斜率阀值L2与目标挡位的关系是通过车辆的标定确定的，使离合器完全分离时机更准确。如果离合器完全分离过早会导致车辆无法利用发动机反拖作用来减速，离合器完全分离过晚会导致离合器分离不及时导致发动机熄火。本实施例事先建立的发动机转速斜率阀值L2与目标挡位的关系(即二维表3)如表3所示：

表3

例如：目标档位为3挡，那么查表3得到发动机转速斜率阈值L2为-90。

第五步：完全分离离合器：变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器分离到离合器完全分离位置，如果在规定的时间(如2秒)内，离合器位置达到离合器完全分离位置并保持一定时间(如50毫秒)，那么完全分离离合器成功，跳转到第七步，否则，完全分离离合器失败，跳转到第六步。

第六步：失败：在车辆紧急制动防熄火步骤执行过程中，如果失败是由于离合器执行系统故障导致的，那么变速器控制单元TCU会禁止该功能，直到下次钥匙上电才允许该功能；如果失败是由于驾驶员意图的改变，那么跳转到第一步。

第七步：成功：在驾驶员意图改变的情况下，变速器控制单元TCU又会跳转到第一步。

本发明车辆紧急制动防熄火功能控制过程中的预分离合器时机判断及预分离合器是极为重要的，它能够有效解决由于离合器执行系统物理特性的限制导致离合器分离不及时引起发动机熄火的情况。

以上是对本技术方案的详细说明，应当理解的是，由于文字的局限性，及技术方案的多样性，本领域的技术人员通过对本技术方案的文字、语法或其它的等同替换，同样能够实现本技术方案，因此，这样的替换均应当视为在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车辆紧急制动防熄火的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）发动机控制单元ECU实时采集发动机转速传感器、刹车开关的信号，并传输给变速器控制单元TCU，同时，变速器控制单元TCU也实时采集钥匙开关和手柄位置传感器的信号以及安装在离合器执行机构上的离合器位置传感器的信号和安装在变速器上的车速传感器的信号，且变速器控制单元TCU根据实际的发动机转速，计算发动机转速斜率；

2）预分离合器时机判断：变速器控制单元TCU根据发动机转速、刹车信号、钥匙信号、手柄位置、离合器位置、车速、发动机转速斜率判断当前车辆状态是否满足预分离合器条件，预分离合器条件包括刹车踩下和发动机转速斜率小于或等于发动机转速斜率阀值L1，若满足所有预分离合器条件，则执行步骤3）进行预分离合器步骤；否则，继续执行步骤2）；

3）预分离合器：在满足所有预分离合器条件的情况下，变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器预分，提前将离合器从离合器完全结合位置分离到离合器预分位置P_preopen，若预分离合器成功，则执行步骤4）；若离合器预分失败，则执行步骤6）；

4）完全分离离合器时机判断：如果车辆处于紧急制动情况下且预分离合器已完成，则根据发动机转速斜率判断完全分离离合器时机，若发动机转速斜率小于或等于发动机转速斜率阀值L2，则执行步骤5）；否则，继续执行步骤4）；

5）完全分离离合器：变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器完全分离，将离合器从离合器预分位置分离到离合器完全分离位置，若完全分离离合器成功，则执行步骤7）；若完全分离离合器失败，则执行步骤6）；

6）当车辆紧急制动防熄火步骤执行过程中出现了失败，则变速器控制单元TCU就会退出车辆紧急制动防熄火步骤的执行程序，当车辆紧急制动防熄火步骤执行过程中出现了驾驶员改变驾驶意图的情况，则返回执行步骤1）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：判断预分离合器是否成功的方法为：变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器预分，提前将离合器从完全结合位置分离到离合器预分位置P_preopen，变速器控制单元TCU根据离合器位置判断预分离合器是否完成，如果在规定的时间内，离合器位置达到离合器预分位置P_preopen并保持一定时间，那么预分离合器成功，否则，预分离合器失败。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：判断离合器是否完全分离成功的方法为：变速器控制单元TCU闭环位置控制离合器执行机构推动离合器完全分离，将离合器从离合器预分位置位置P_preopen分离到离合器完全分离位置，变速器控制单元TCU根据离合器位置判断完全分离离合器是否完成，如果在规定的时间内，离合器位置达到离合器完全分离位置并保持一定时间，那么完全分离离合器成功，否则，完全分离离合器失败。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述预分离合器条件还包括钥匙上电、发动机运行、手柄位置为“D”或者“R”、当前挡位为前进挡或倒挡、离合器位置信号没有错误、离合器执行电机没有故障、车速大于预设车速阈值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：事先建立发动机转速斜率阀值L1与目标挡位或当前挡位的关系并存储在变速器控制单元TCU内，在执行预分离合器时机判断步骤时，变速器控制单元TCU根据目标挡位或当前挡位获得对应的发动机转速斜率阀值L1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：事先建立发动机转速斜率阀值L2与目标挡位或当前挡位的关系并存储在变速器控制单元TCU内，在执行完全分离离合器时机判断步骤时，变速器控制单元TCU根据目标挡位或当前挡位获得对应的发动机转速斜率阀值L2。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：预分离合器时机判断条件中的发动机转速斜率阀值L1比完全分离离合器时机判断条件中的发动机转速斜率阀值L2大。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：事先建立离合器预分位置偏差P_compensation与目标挡位或当前挡位的关系并存储在变速器控制单元TCU内，离合器预分位置P_preopen=位置偏差P_compensation+离合器半结合点P_touch，在执行预分离合器步骤时，变速器控制单元TCU根据目标挡位或当前挡位获得对应的离合器预分位置偏差P_compensation，然后计算出对应的离合器预分位置P_preopen。