CN108869721A - 车辆起步的控制方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
一种车辆起步的控制方法、装置及系统。所述方法包括：监测所述发动机的转速的变化情况；当所述发动机的转速与基点转速之差小于上升转速阈值的持续时间达第一时长时，识别所述发动机的转速状态，当所述第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第一转速条件。应用上述方案，可以提高车辆起步的动力性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆起步的控制方法、装置及系统。
背景技术
在车辆驾驶过程中，变速器控制器通常需要对车辆的起步过程进行控制，使得车辆能够快速、平顺地起步。
目前，变速箱控制器在对车辆的起步过程进行控制时，主要包括以下三个阶段：第一阶段，增加发动机的转速达到起步控制的目标转速；第二阶段，控制发动机的转速维持在目标转速附近；第三阶段，控制发动机的转速与离合器的转速同步。当发动机的转速与离合器的转速同步后，车辆完成起步。
在上述起步控制过程中，变速箱控制器需要通过PID控制器对发动机的转速进行调节，发动机的输出扭矩与PID控制器的输出扭矩之差，即为离合器的控制目标扭矩，根据离合器的控制目标扭矩控制离合器的转速，最终使得发动机的转速与离合器的转速同步。
然而，通过PID控制器对发动机输出扭矩进行调节时，常常会使得车辆起步的动力不足，难以满足用户对车辆起步动力性的要求。
发明内容
本发明实施例解决的问题是如何提高车辆起步的动力性。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种车辆起步的控制方法，所述方法包括：采用如下步骤对车辆执行起步控制操作，直至发动机的转速与离合器的转速同步：监测所述发动机的转速的变化情况；当所述发动机的转速与基点转速之差小于上升转速阈值的持续时间达第一时长时，识别所述发动机的转速状态，其中，所述上升转速阈值大于0，所述基点转速为当前起步控制操作过程中起始监测时刻所对应的发动机的转速；当所述第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第一转速条件，其中，所述第一电流为采用PID控制器对发动机的转速进行调节后所确定的离合器电磁阀电流。
可选地，所述识别所述发动机的转速状态，包括：当在预设的第二时长内所述基点转速与发动机的转速之差大于下拉转速阈值时，确定所述发动机的转速状态为转速下拉状态，否则确定发动机的转速状态为转速受限状态，其中，所述下拉转速阈值大于0，所述第二时长小于第一时长。
可选地，所述方法还包括：当所述发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第三转速阈值且小于或等于第一转速阈值，且所述发动机的转速状态为转速下拉状态时，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第二转速条件。
可选地，所述方法还包括：当所述发动机的转速与目标转速之差由小于或等于所述第三转速阈值变化至大于所述第三转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第三转速条件。
可选地，所述第三转速条件包括：所述目标转速与所述发动机的转速之差小于或等于所述第三转速阈值。
可选地，所述第一电流减小的方式包括以下至少一种：阶梯方式、线性方式及曲线方式。
可选地，所述根据所述发动机的转速状态，控制所述第一电流按照阶梯方式减小，包括：控制所述第一电流按照相应的步长逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的时长，所述第一电流减小的步长及每次电流减小后维持的时长与发动机的转速状态相对应。
可选地，所述预设的第一转速条件及所述预设的第二转速条件相同，且均包括：所述发动机的转速与所述基点转速之差大于第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述上升转速阈值。
可选地，当前起步控制操作过程中的基点转速，为上一次起步控制操作过程中所述发动机的转速与基点转速之差大于或等于所述第二转速阈值时的采样点所对应的发动机转速。
可选地，在所述识别所述发动机的转速状态之前，还包括：对所述发动机的转速进行低通滤波。
本发明实施例还提供了一种车辆起步的控制装置，所述装置包括：监测单元，适于监测发动机的转速的变化情况；识别单元，适于当所述发动机的转速与基点转速之差小于上升转速阈值的持续时间达第一时长时，识别所述发动机的转速状态，其中，所述上升转速阈值大于0，所述基点转速为当前起步控制操作过程中起始监测时刻所对应的发动机的转速；第一控制单元，适于当所述第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第一转速条件，其中，所述第一电流为采用PID控制器对发动机的转速进行调节后所确定的离合器电磁阀电流。
可选地，所述识别单元适于当在预设的第二时长内所述基点转速与发动机的转速之差大于下拉转速阈值时，确定所述发动机的转速状态为转速下拉状态，否则确定发动机的转速状态为转速受限状态，其中，所述下拉转速阈值大于0，所述第二时长小于第一时长。
可选地，所述方法还包括：第二控制单元，适于当所述发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第三转速阈值且小于或等于第一转速阈值，且所述发动机的转速状态为转速下拉状态时，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第二转速条件。
可选地，所述方法还包括：第三控制单元，适于当所述发动机的转速与目标转速之差由小于或等于所述第三转速阈值变化至大于所述第三转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第三转速条件。
可选地，所述第三转速条件包括：所述目标转速与所述发动机的转速之差小于或等于所述第三转速阈值。
可选地，所述第一电流减小方式包括以下至少一种：阶梯方式、线性方式及曲线方式。
可选地，所述第一控制单元、第二控制单元及第三控制单元中的至少一个，适于控制所述第一电流按照相应的步长逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的时长，所述第一电流减小的步长及每次电流减小后维持的时长与发动机的转速状态相对应。
可选地，所述预设的第一转速条件及所述预设的第二转速条件相同，且均包括：所述发动机的转速与所述基点转速之差大于第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述上升转速阈值。
可选地，当前起步控制操作过程中的基点转速，为上一次起步控制操作过程中所述发动机的转速与基点转速之差大于或等于所述第二转速阈值时的采样点所对应的发动机转速。
可选地，所述装置还包括：滤波单元，适于在识别所述发动机的转速状态之前，对所述发动机的转速进行低通滤波。
本发明实施例还提供了一种车辆起步的控制系统，所述系统包括：上述任一种的车辆起步的控制装置；PID控制器；以及离合器电磁阀电流计算器；其中，所述PID控制器，适于对发动机的转速进行比例、积分及微分调节，输出PID控制扭矩；所述离合器电磁阀电流计算器，适于基于发动机的输出扭矩与所述PID控制扭矩，得到离合器的控制目标扭矩，并根据离合器的控制目标扭矩得到离合器电磁阀电流作为第一电流；所述车辆起步的控制装置，适于在第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，控制所述离合器电磁阀电流计算器输出的所述第一电流按照预设方式减小，并以减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速与离合器的转速同步。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：
采用上述方案，在发动机的转速与基点转速之差小于上升转速阈值的持续时间达第一时长时，识别所述发动机的转速状态，进而可以在发动机的转速与目标转速之差大于第一转速阈值时，控制第一电流按照预设方式减小，也就是控制采用PID控制器对发动机的转速进行调节后所确定的离合器电磁阀电流按照预设方式减小，从而使得发动机的转速迅速上升，因此可以改善采用PID控制器调节发动机时所引起的发动机转速的波动，提高车辆起步的动力性。
附图说明
图1是本发明实施例中一种车辆起步控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中一种车辆起步控制方法的流程图；
图3是本发明实施例中另一种车辆起步控制方法的流程图；
图4是本发明实施例中一种车辆的控制方法的曲线示意图；
图5是本发明实施例中采用不同方式减小第一电流的曲线示意图；
图6是本发明实施例中一种车辆的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
目前，通过PID控制器对发动机的转速进行调节时，由于PID控制器具有滞后性，容易引起发动机转速的波动，比如发动机出现转速下拉等，导致车辆起步的动力不足。
针对上述问题，本发明实施例提供了一种车辆起步的控制方法，所述方法在所述发动机的转速持续未上升达预设的第一时长时，识别所述发动机的转速状态，进而可以在发动机的转速与目标转速之差大于第一转速阈值时，控制第一电流按照预设方式减小，也就是控制采用PID控制器对发动机的转速进行调节后所确定的离合器电磁阀电流按照预设方式减小，从而使得发动机的转速迅速上升，由此可以改善采用PID控制器调节发动机时所引起的发动机转速的波动，提高车辆起步的动力性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。
参照图1，本发明实施例提供了一种车辆起步的控制系统1，所述系统1可以包括：车辆起步的控制装置11、PID控制器12以及离合器电磁阀电流计算器13。
其中，所述PID控制器12适于对发动机的转进行比例、积分及微分调节，输出PID控制扭矩M1。离合器电磁阀电流计算器13适于基于发动机的输出扭矩M2与PID控制扭矩M1，得到离合器的控制目标扭矩，并根据离合器的控制目标扭矩得到离合器电磁阀电流I。所述车辆起步的控制装置11适于在第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，控制所述离合器电磁阀电流计算器13输出的离合器电磁阀电流也就是第一电流I1按照预设方式减小，并以减小后的第一电流I2控制离合器的转速，直至所述发动机的转速与离合器的转速同步。
下面结合图1，对所述车辆起步的控制装置的工作原理进行详细说明：
参照图2，本发明实施例提供了一种车辆起步的控制方法，应用所述方法对车辆执行起步控制操作，直至发动机的转速与离合器的转速同步。需要说明的是，在发动机的转速与离合器的转速同步之前，车辆起步的控制装置可能仅执行一次起步控制操作，也可能执行多次起步控制操作。
其中，每次车辆执行起步控制操作可以包括如下步骤：
步骤21，监测所述发动机的转速的变化情况。
参照图1，在具体实施中，PID控制器对发动机转速进行调节的过程中，容易引起发动机转速的波动，造成发动机转速的下落。为了及时调整发动机的转速，避免对车辆起步的动力性造成影响，车辆起步的控制装置可以实时监测发动机转速的变化情况。其中，所述发动机的转速可以通过转速传感器等方式获取。
步骤22，当所述发动机的转速与基点转速之差小于上升转速阈值的持续时间达第一时长时，识别所述发动机的转速状态。
在具体实施中，对车辆进行起步控制时，驾驶员踩下油门后，发动机的转速Ne增加，车辆起步控制装置执行第一次起步控制操作。将每次起步控制操作过程中起始监测时刻所对应的发动机的转速，作为基点转速Nef。
当所述发动机的转速Ne与基点转速Nef之差小于上升转速阈值△n1的持续时间达所述第一时长T1时，即第一时长T1内，Ne-Nef＜△n1时，表明所述第一时长T1内所述发动机的转速Ne未明显上升，其中，所述上升转速阈值△n1＞0，具体可以根据实际情况进行设置。
需要说明的是，在具体实施中，所述上升转速阈值△n1本身为一边界值。在具体确定是否执行识别发动机的转速状态的步骤时，在发动机的转速Ne与基点转速Nef之差等于上升转速阈值△n1时刻，既可以执行识别发动机的转速状态的步骤，也可以不执行识别发动机的转速状态的步骤。具体是否执行均不构成对本发明的限制。
在具体实施中，当第一时长T1内所述发动机的转速Ne未明显上升时，若在预设的第二时长T2内所述基点转速Nef与发动机的转速Ne之差大于下拉转速阈值△n2时，即第二时长T2内Nef-Ne＞△n2时，确定所述发动机的转速状态为转速下拉状态，否则确定发动机的转速状态为转速受限状态。其中，下拉转速阈值△n2＞0，T2＜T1。
关于下拉转速阈值△n2，具体可以参照上述关于上升转速阈值△n1的描述进行实施，此处不再赘述。
步骤23，当所述第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制第一电流按照相应方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第一转速条件。
其中，所述第一电流为采用PID控制器对发动机的转速Ne进行调节后所确定的离合器电磁阀电流。
在具体实施中，在一次起步控制操作过程中，第一时长内，发动机转速Ne的随时间变化通常分为以下四个阶段：第一阶段：发动机的转速Ne逐渐上升至与目标转速Ntrg之差大于第一转速阈值△n3，即发动机的转速Ne逐渐上升至目标转速Ntrg阶段；第二阶段，发动机的转速Ne逐渐上升至与目标转速Ntrg之差大于第三转速阈值△n5且小于或等于第一转速阈值△n3，即发动机的转速Ne接近目标转速Ntrg阶段；第三阶段，发动机的转速Ne与目标转速Ntrg之差小于或等于第三转速阈值△n5，即发动机恒转速阶段；第四阶段，发动机的转速Ne与目标转速Ntrg之差由小于或等于所述第三转速阈值△n5变化至大于所述第三转速阈值△n5，即恒转速阶段出现发动机转速下拉情况。
其中，关于第一转速阈值△n3以及第三转速阈值△n5，具体可以参照上述关于上升转速阈值△n1的描述进行实施，此处不再赘述。
当第一时长内发动机的转速处于恒转速阶段时，发动机的转速比较稳定，通常无需车辆起步控制装置进行起步控制。当第一时长内发动机的转速处于第一阶段、第二阶段及第四阶段时，通常可以由车辆起步控制装置进行控制起步控制。
在本发明的一实施例中，在发动机转速Ne逐渐上升至目标转速Ntrg阶段，可以设置所述预设的第一转速条件为：发动机的转速Ne与基点转速Nef之差大于第二转速阈值△n4，即Ne-Nef＞△n4。也就是说，在发动机转速Ne逐渐上升至目标转速Ntrg阶段，控制第一电流按照预设方式减小，直至Ne-Nef＞△n4。其中，第二转速阈值△n4＞0。将发动机的转速Ne与基点转速Nef大于第二转速阈值△n4时的采样点对应的发动机的转速，作为下一次起步控制操作的基点转速，执行下一次起步控制操作。
其中，关于第二转速阈值△n4，具体可以参照上述关于上升转速阈值△n1的描述进行实施，此处不再赘述。
在当前起步控制操作过程中，当发动机的转速Ne逐渐上升与目标转速Ntrg之差大于第一转速阈值△n3，即Ntrg-Ne＞△n3时，此时发动机的转速Ne距离目标转速Ntrg较远，可以根据所述发动机的转速状态，控制第一电流按照相应的方式减小，由此可以使得发动机的负载减小，进而使得发动机的转速Ne上升，直至Ne-Nef＞△n4。在Ne-Nef＞△n4以后，在车辆起步控制系统1中，仅根据PID控制器的输出确定离合器电磁阀电流，即根据第一电流I1控制离合器的转速，直至所述发动机的转速与离合器的转速同步。
在具体实施中，所述第一电流减小的方式可以存在多种，比如，所述第一电流减小的方式可以为阶梯方式、线性方式或者曲线方式，也可以为上述部分或者全部方式的组合。其中，按照所述阶梯方式减小第一电流，即在某一时刻控制第一电流骤降，并保持骤降后的电流值一段时间后，再重复执行骤降及保持操作。按照所述线性方式减小第一电流，即第一电流与随时间呈线性变化，换句话说，所述第一电流随时间变化的线条为直线。按照所述曲线方式较小第一电流，即所述第一电流随时间变化的线条为曲线。可以理解的是，具体采用何种方式减小所述第一电流，均不够成对本发明的限制，且均在本发明的保护范围之内。
以所述第一电流减小的方式为阶梯方式为例，当Ntrg-Ne＞△n3时，若发动机的转速状态为转速受限状态时，可以控制所述第一电流按照第一步长Stp1逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的第三时长T3，所述第三时长T3大于或等于第一时长T1。当Ntrg-Ne＞△n3时，若所述发动机的转速状态为转速下拉状态时，可以控制所述第一电流按照第二步长Stp2逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的第四时长T4，所述第四时长T4大于或等于第二时长T2。其中，所述第三时长T3及第四时长T4可以根据液压系统的特性及油温等因素进行设置。
由于第一电流突然减小通常会引起的液压系统压力的剧烈波动，从而造成发动机转速的波动，因此，在每次电流减小后可以维持一段时间，以进行稳压控制，之后再按照相应的步长减小，直至发动机的转速满足对应的预设转速条件。
在本发明的一实施例中，在Ne-Nef＞△n4以后，当所述发动机的转速状态为转速受限状态时，可以先由车辆起步的控制装置控制第一电流I1增加第一步长Stp1，再根据PID控制器的输出控制离合器的转速。当所述发动机的转速状态为转速下拉状态时，可以先由车辆起步的控制装置控制第一电流I1增加第二步长Stp2，再根据PID控制器的输出控制离合器的转速。
需要说明的是，在具体实施中，识别所述发动机的转速状态的步骤与确定发动机转速变化情况的步骤不存在执行顺序的限制。换句话说，可以先识别发动机的转速状态，再确定发动机转速变化情况的补充，也可以先确定发动机转速变化情况，再识别所述发动机的转速状态，还可以同时识别所述发动机的转速状态以及确定发动机转速变化情况。
图3为本发明实施例提供的另一种车辆起步的控制方法。参照图3，所述方法可以包括如下步骤：
步骤31，监测所述发动机的转速Ne的变化情况。
步骤32，判断所述发动机的转速Ne与基点转速之差Nef小于上升转速阈值△n1的持续时间是否达第一时长。
当所述发动机的转速Ne与基点转速Nef之差小于上升转速阈值△n1的持续时间达第一时长T1时，继续执行步骤31，否则执行步骤33。
步骤33，识别发动机的转速状态并确定第一时长内发动机转速的变化情况。
若在预设的第二时长T2内所述基点转速Nef与发动机的转速Ne之差大于下拉转速阈值△n2时，即第二时长T2内Nef-Ne＞△n2时，确定所述发动机的转速状态为转速下拉状态，否则确定发动机的转速状态为转速受限状态。
在本发明的一实施例中，所述识别所述发动机的转速状态之前，所述方法还可以包括：对所述发动机的转速进行低通滤波。
比如，可以采用如下方法对发动机转速进行一阶滤波：
其中，Ne为滤波之后的发动机转速，Netn为某一时刻的发动机转速，Netn+1为下一采样时刻的发动机转速，Ka为滤波系数。
在第一时长内，发动机转速Ne的随时间变化通常分为以下四个阶段：第一阶段：发动机的转速Ne逐渐上升至与目标转速Ntrg之差大于第一转速阈值△n3；第二阶段，发动机的转速Ne逐渐上升至与目标转速Ntrg之差大于第三转速阈值△n5且小于或等于第一转速阈值△n3；第三阶段，发动机的转速Ne与目标转速Ntrg之差小于或等于第三转速阈值△n5；第四阶段，发动机的转速Ne与目标转速Ntrg之差由小于或等于所述第三转速阈值△n5变化至大于所述第三转速阈值△n5。
当发动机的转速Ne与目标转速Ntrg之差小于或等于所述第三转速阈值△n5，即发动机的转速进入车辆起步的恒转速阶段时，发动机的转速通常比较稳定，由PID控制器单独确定离合器电磁阀电流即可，也就是将采用PID控制器得到的第一电流I1直接控制离合器的转速即可。
关于步骤31至33，具体可以参照上述关于步骤21至23的描述，此处不再赘述。
发动机转速Ne所处的阶段及发动机转速状态不同，所述车辆起步控制装置所采用的控制策略也不相同，具体通过步骤34～36进行详细描述：
步骤34，当发动机的转速Ne逐渐上升至与目标转速Ntrg之差大于第一转速阈值△n3时，控制第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速。
以所述第一电流减小的方式为阶梯方式为例，当Ntrg-Ne＞△n3时，可以控制所述第一电流按照相应的步长逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的时长。其中，所述第一电流减小的步长及每次电流减小后维持的时长与发动机的转速状态相对应。
比如，当发动机转速状态为转速受限状态时，控制所述第一电流减小的步长为第一步长Stp1，每次电流减小后维持的时长为第三时长T3。当发动机转速状态为转速上拉状态时，控制所述第一电流减小的步长为第二步长Stp2，每次电流减小后维持的时长为第四时长T4。其中，Stp1＜Stp2，具体可以根据发动机转速Ne与目标转速Ntrg之间的差值进行设置。
需要说明的是，在具体实施中，发动机的转速状态不同，控制第一电流减小的方式可以相同，也可以不同，具体不作限制。比如，当发动机的转速状态为受限状态时，每次控制第一电流减小的方式可以均为同一方式，也可以分别为不同的方式。
关于步骤34，具体可以参照上述关于步骤23的描述，此处不再赘述。
步骤35，当所述发动机的转速Ne逐渐上升至与目标转速Ntrg之差大于第三转速阈值△n5且小于或等于第一转速阈值△n1，且所述发动机的转速状态为转速下拉状态时，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速。
在具体实施中，以控制所述第一电流减小的方式为阶梯方式为例，当△n5＜Ntrg-Ne≤△n3且发动机的转速状态为转速下拉状态时，可以控制所述离合器电磁阀电流按照第三步长Stp3减小，并在每次电流减小后维持预设的第四时长T4。通常情况下，Stp3＜Stp2，△n5＜△n3。
在本发明的一实施例中，可以采用如下公式确定所述第三步长step3：
step3＝step2*(Ntrg-Ne)/Ne (2)
在具体实施中，当△n5＜Ntrg-Ne≤△n3且发动机的转速状态为转速受限状态时，在车辆起步控制系统1中，仅根据PID控制器的输出确定离合器电磁阀电流，即根据第一电流I1控制离合器的转速，直至所述发动机的转速与离合器的转速同步。
步骤36，判断发动机的转速Ne与所述基点转速Nef之差是否大于第二转速阈值△n4。
需要说明的是，在Ne-Nef＜△n4时，也就是发动机的转速Ne与所述基点转速Nef之差未大于第二转速阈值△n4前，每次控制第一电流减小的方式可以相同，也可以不同。
当Ne-Nef＞△n4时，执行步骤39，否则，若通过执行步骤34使得发动机的转速上升，则继续执行步骤34，直至Ne-Nef＞△n4，若通过执行步骤35使得发动机的转速上升，则继续执行步骤35，直至Ne-Nef＞△n4。
步骤37，当所述发动机的转速Ne与目标转速Ntrg之差由小于或等于所述第三转速阈值△n5变化至大于所述第三转速阈值△n5时，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速。
以所述第一电流减小的方式为阶梯方式为例，当(Ntrg-Ne)由≤△n5变化至＞△n5时，即在车辆起步的恒转速阶段发动机转速发生波动，若发动机的转速状态为转速受限状态，则可以控制所述第一电流按照第一步长Stp1逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的第五时长T5，由此可以防止发动机转速下拉，将发动机转速Ne维持在目标转速Ntrg附近。为了防止发动机的转速波动，所述第五时长T5通常大于第三时长T3，使得稳压时间比发动机转速Ne上升到目标转速Ntrg阶段长些。
比如，可以按照如下公式设置第五时长T5：
T5＝T3*K1 (3)
其中，K1为修正系数，与发动机的进气温度、发动机水温、变速箱液压系统的油温及离合器表面温度相关。
当(Ntrg-Ne)由≤△n5变化至＞△n5时，若发动机的转速状态为转速下拉状态，则可以控制所述第一电流按照第二步长Stp2逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的第六时长T6，所述第六时长T6通常大于第四时长T4。
比如，可以按照如下公式设置第六时长T6：
T6＝T4*K2 (4)
其中，K2为修正系数，与发动机的进气温度、发动机水温、变速箱液压系统的油温及离合器表面温度相关。
步骤38，判断所述目标转速Ntrg与所述发动机的转速Ne之差是否小于或等于所述第三转速阈值△n5。
在恒转速阶段出现发动机转速下拉情况时，可以设置所述预设的第三转速条件为：所述目标转速Ntrg与所述发动机的转速Ne之差小于或等于所述第三转速阈值△n5，即Ntrg-Ne≤△n5。也就是说，在恒转速阶段出现发动机转速下拉情况时，控制第一电流按照相应的方式减小，直至Ntrg-Ne≤△n5。其中，第三转速阈值△n5＞0。在Ntrg-Ne≤△n5以后，在车辆起步控制系统1中，仅根据PID控制器的输出确定离合器电磁阀电流，即根据第一电流I1控制离合器的转速，直至所述发动机的转速与离合器的转速同步。
需要说明的是，在Ntrg-Ne＞△n5时，也就是目标转速Ntrg与所述发动机的转速Ne之差未大于第三转速阈值△n5前，每次控制第一电流减小的方式可以相同，也可以不同。
当Ne-Nef＞△n4或者Ntrg-Ne＞△n5时，执行步骤39。
步骤39，判断发动机的转速与离合器的转速是否同步。
当发动机的转速与离合器的转速同步时，结束整个车辆起步控制流程，否则继续执行步骤31，直至发动机的转速与离合器的转速同步。
需要说明的是，在具体实施中，所述上升转速阈值△n1，下拉转速阈值△n2，第一转速阈值△n3，第二转速阈值△n4以及第三转速阈值△n5本身为边界值。
图4为本发明实施例中一种车辆起步控制原理示意图，其中，图4(a)为发动机转速Ne随时间变化的曲线示意图，图4(b)为发动机转速状态P随时间变化的曲线示意图，图4(c)为车辆油门开度M随时间变化的曲线示意图，图4(d)为减小后的第一电流I2随时间变化的曲线示意图。
点f1为当前起步控制操作中的基点转速Nef1，点f2为发动机的转速按照曲线2变化时下一次起步控制操作的基点转速Nef2，点f3为发动机的转速按照曲线3变化时下一次起步控制操作的基点转速Nef3。
参照图4，通常情况下，驾驶员踩油门即t0时刻后，发动机转速V开始上升。当Ne-Nef1＜△n1的持续时间达第一时长T1时，车辆起步的控制装置自t0时刻起，执行第一次起步控制操作。
若第二时长T2内未出现Nef1-Ne＞△n2的情况(如曲线1及曲线2所示)，则在t1时刻，即Ne-Nef1＝△n1的时刻，发动机的转速状态P为转速受限状态1-a。若第二时长T2内出现Nef1-Ne＞△n2的情况(如曲线3所示)，则在t2时刻，即Ne-Nef1＝△n1的时刻，发动机的转速状态P为转速下拉状态2-a。
当发动机的转速状态为转速受限状态1-a时，可以控制第一电流I1按照第一步长Stp1减小，并在每次减小后，维持预设的第三时长T3(如曲线4所示)，直至Ne-Nef1大于第二转速阈值△n4(如曲线2所示)。在Ne-Nef1＝△n4时，若发动机的转速与离合器的转速未同步，则将Ne-Nef1＝△n4的时刻(即点f2)发动机的转速Nef2作为基点转速。
当发动机的转速状态为转速受限状态2-a时，可以控制第一电流I1按照第一步长Stp2减小，并在每次减小后，维持预设的第四时长T4(如曲线5所示)，直至Ne-Nef1大于第二转速阈值△n4(如曲线3所示)。在Ne-Nef1＝△n4时，若发动机的转速与离合器的转速未同步，则将Ne-Nef1＝△n4的时刻(即点f3)发动机的转速Nef3作为基点转速。
图5为应用上述车辆起步控制方法采用不同方式减小第一电流I1的示意图。下面参照图5，对减小第一电流I1的方式进行详细说明：
如曲线1所示，在t1至t2时刻，第①段可以采用阶梯方式减小第一电流I1，第②段采用线性方式减小第一电流I1，第③段采用曲线方式减小第一电流I1。
如曲线2所示，在t1至t2时刻，可以单独采用阶梯方式减小第一电流I1。
如曲线3所示，在t1至t2时刻，可以单独采用曲线方式减小第一电流I1。
如曲线4所示，在t1至t2时刻，第①段可以采用阶梯方式减小第一电流I1，第②段可以采用曲线方式减小第一电流I1。
如曲线5所示，在t1至t2时刻，第①段可以采用线性方式减小第一电流I1，第②段可以采用曲线方式减小第一电流I1。
如曲线6所示，在t1至t2时刻，可以交替采用阶梯方式及线性方式减小第一电流I1。
需要说明的是，本发明的实施例中所述发动机既可以为传统内燃机，也可以为电机。本发明实施例中所述车辆起步控制方法，不仅适用于具有双离合器式制动变速器(DCT)车辆的起步控制，同样适用于具有机械式自动变速器(AMT)车辆以及混合动力系统车辆的起步控制。
由上述内容可知，本发明实施例中的车辆起步控制方法，在整个车辆起步过程中，通过监测所述发动机的转速的变化情况，在发动机转速未明显上升时，快速调节发动机转速，使得发动机转速快速上升，提高车辆起步的动力性。
为了使本领域技术人员更好地理解和实现本发明的实施例，以下对上述车辆起步控制方法所对应的装置进行详细描述。
参照图6，本发明实施例提供了一种车辆起步的控制装置11，所述装置可以包括：监测单元61，识别单元62，以及第一控制单元63。其中:
所述监测单元61，适于监测发动机的转速的变化情况；
所述识别单元62，适于当所述发动机的转速与基点转速之差小于上升转速阈值的持续时间达第一时长，识别所述发动机的转速状态，其中，所述上升转速阈值大于0，所述基点转速为当前起步控制操作过程中起始监测时刻所对应的发动机的转速；
所述第一控制单元63，适于当所述第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第一转速条件，其中，所述第一电流为采用PID控制器对发动机的转速进行调节后所确定的离合器电磁阀电流。
在具体实施中，所述识别单元62适于当在预设的第二时长内所述基点转速与发动机的转速之差大于下拉转速阈值时，确定所述发动机的转速状态为转速下拉状态，否则确定发动机的转速状态为转速受限状态，其中，所述下拉转速阈值大于0，所述第二时长小于第一时长。
在具体实施中，所述车辆起步的控制装置11还可以包括：
第二控制单元64，适于当所述发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第三转速阈值且小于或等于第一转速阈值，且所述发动机的转速状态为转速下拉状态时，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第二转速条件。
在具体实施中，所述车辆起步的控制装置11还可以包括：
第三控制单元65，适于当所述发动机的转速与目标转速之差由小于或等于所述第三转速阈值变化至大于所述第三转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第三转速条件。
在具体实施中，所述第三转速条件包括：所述目标转速与所述发动机的转速之差小于或等于所述第三转速阈值。
在具体实施中，所述第一电流减小的方式包括以下至少一种：阶梯方式、线性方式及曲线方式。
在具体实施中，所述第一控制单元63、第二控制单元64及第三控制单元65中的至少一个，适于控制所述第一电流按照相应的步长逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的时长，所述第一电流减小的步长及每次电流减小后维持的时长与发动机的转速状态相对应。
在具体实施中，所述预设的第一转速条件及所述预设的第二转速条件相同，且均包括：所述发动机的转速与所述基点转速之差大于第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述上升转速阈值。
在具体实施中，当前起步控制操作过程中的基点转速，为上一次起步控制操作过程中所述发动机的转速与基点转速之差大于或等于所述第二转速阈值时的采样点所对应的发动机转速。
在具体实施中，车辆起步的控制装置11还可以包括：
滤波单元66，适于在识别所述发动机的转速状态之前，对所述发动机的转速进行低通滤波。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于嵌入式设备的存储介质中。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (21)
1.一种车辆起步的控制方法，其特征在于，包括：采用如下步骤对车辆执行起步控制操作，直至发动机的转速与离合器的转速同步：
监测所述发动机的转速的变化情况；
当所述发动机的转速与基点转速之差小于上升转速阈值的持续时间达第一时长时，识别所述发动机的转速状态，其中，所述上升转速阈值大于0，所述基点转速为当前起步控制操作过程中起始监测时刻所对应的发动机的转速；
当所述第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第一转速条件，其中，所述第一电流为采用PID控制器对发动机的转速进行调节后所确定的离合器电磁阀电流。
2.如权利要求1所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，所述识别所述发动机的转速状态，包括：
当在预设的第二时长内所述基点转速与发动机的转速之差大于下拉转速阈值时，确定所述发动机的转速状态为转速下拉状态，否则确定发动机的转速状态为转速受限状态，其中，所述下拉转速阈值大于0，所述第二时长小于第一时长。
3.如权利要求2所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第三转速阈值且小于或等于第一转速阈值，且所述发动机的转速状态为转速下拉状态时，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第二转速条件。
4.如权利要求3所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述发动机的转速与目标转速之差由小于或等于所述第三转速阈值变化至大于所述第三转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第三转速条件。
5.如权利要求4所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，所述第三转速条件包括：所述目标转速与所述发动机的转速之差小于或等于所述第三转速阈值。
6.如权利要求4所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，所述第一电流减小的方式包括以下至少一种：阶梯方式、线性方式及曲线方式。
7.如权利要求6所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机的转速状态，控制所述第一电流按照阶梯方式减小，包括：
控制所述第一电流按照相应的步长逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的时长，所述第一电流减小的步长及每次电流减小后维持的时长与发动机的转速状态相对应。
8.如权利要求3所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，所述预设的第一转速条件及所述预设的第二转速条件相同，且均包括：所述发动机的转速与所述基点转速之差大于第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述上升转速阈值。
9.如权利要求8所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，当前起步控制操作过程中的基点转速，为上一次起步控制操作过程中所述发动机的转速与基点转速之差大于或等于所述第二转速阈值时的采样点所对应的发动机转速。
10.如权利要求1所述的车辆起步的控制方法，其特征在于，在所述识别所述发动机的转速状态之前，还包括：
对所述发动机的转速进行低通滤波。
11.一种车辆起步的控制装置，其特征在于，包括：
监测单元，适于监测发动机的转速的变化情况；
识别单元，适于当所述发动机的转速与基点转速之差小于上升转速阈值的持续时间达第一时长时，识别所述发动机的转速状态，其中，所述上升转速阈值大于0，所述基点转速为当前起步控制操作过程中起始监测时刻所对应的发动机的转速；
第一控制单元，适于当所述第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第一转速条件，其中，所述第一电流为采用PID控制器对发动机的转速进行调节后所确定的离合器电磁阀电流。
12.如权利要求11所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，所述识别单元适于当在预设的第二时长内所述基点转速与发动机的转速之差大于下拉转速阈值时，确定所述发动机的转速状态为转速下拉状态，否则确定发动机的转速状态为转速受限状态，其中，所述下拉转速阈值大于0，所述第二时长小于第一时长。
13.如权利要求12所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，还包括：
第二控制单元，适于当所述发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第三转速阈值且小于或等于第一转速阈值，且所述发动机的转速状态为转速下拉状态时，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第二转速条件。
14.如权利要求13所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，还包括：
第三控制单元，适于当所述发动机的转速与目标转速之差由小于或等于所述第三转速阈值变化至大于所述第三转速阈值时，根据所述发动机的转速状态，控制所述第一电流按照相应的方式减小，并按照减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速满足预设的第三转速条件。
15.如权利要求14所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，所述第三转速条件包括：所述目标转速与所述发动机的转速之差小于或等于所述第三转速阈值。
16.如权利要求14所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，所述第一电流减小方式包括以下至少一种：阶梯方式、线性方式及曲线方式。
17.如权利要求16所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，所述第一控制单元、第二控制单元及第三控制单元中的至少一个，适于控制所述第一电流按照相应的步长逐渐减小，并在每次电流减小后维持预设的时长，所述第一电流减小的步长及每次电流减小后维持的时长与发动机的转速状态相对应。
18.如权利要求13所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，所述预设的第一转速条件及所述预设的第二转速条件相同，且均包括：所述发动机的转速与所述基点转速之差大于第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述上升转速阈值。
19.如权利要求18所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，当前起步控制操作过程中的基点转速，为上一次起步控制操作过程中所述发动机的转速与基点转速之差大于或等于所述第二转速阈值时的采样点所对应的发动机转速。
20.如权利要求11所述的车辆起步的控制装置，其特征在于，还包括：
滤波单元，适于在识别所述发动机的转速状态之前，对所述发动机的转速进行低通滤波。
21.一种车辆起步的控制系统，其特征在于，包括：
如权利要求11至20任一项所述的车辆起步的控制装置；
PID控制器；
以及离合器电磁阀电流计算器；
其中，所述PID控制器，适于对发动机的转速进行比例、积分及微分调节，输出PID控制扭矩；
所述离合器电磁阀电流计算器，适于基于发动机的输出扭矩与所述PID控制扭矩，得到离合器的控制目标扭矩，并根据离合器的控制目标扭矩得到离合器电磁阀电流作为第一电流；
所述车辆起步的控制装置，适于在第一时长内发动机的转速逐渐上升至与目标转速之差大于第一转速阈值时，控制所述离合器电磁阀电流计算器输出的所述第一电流按照预设方式减小，并以减小后的第一电流控制离合器的转速，直至所述发动机的转速与离合器的转速同步。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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