CN108944933A - 一种发动机智能怠速控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机智能怠速控制系统和方法，所述系统包括发动机转速传感器、油门踏板位置传感器、刹车踏板位置传感器、档位传感器、轮速传感器、电子稳定控制器、变速器控制器和发动机控制器，发动机转速传感器用于采集发动机当前转速，电子稳定控制器用于根据轮速计算实时车速；变速器控制器用于根据当前档位和实时车速计算变速器当前转速；发动机控制器用于车辆在滑行模式下，判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差，并根据转速差控制发动机的实际输出转速大小。本发明可保证滑行工况下的发动机和变速器输入轴转速同步。

Description

一种发动机智能怠速控制系统和方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车滑行工况下的发动机智能怠速控制系统和方法。

背景技术

当前的汽车为降低油耗，都配有滑行功能。滑行功能一旦被激活，系统会主动断开发动机和变速器的动力连接。而退出滑行功能时，系统需要重新闭合发动机和变速器的动力连接。此闭合过程中经常出现一系列驾驶性问题，比如低速滑行小油门工况下的顿挫问题和滑行刹车的前窜问题，严重影响整车的驾驶性。

在汽车行驶的过程中，当驾驶员同时松开刹车和油门时，整车会请求进入滑行功能。如果此功能的其他必要条件满足，则会激活怠速滑行功能。功能激活后，变速器会主动打开离合器，断开与发动机的动力连接，减少了整车的发动机运转负载，使得汽车能滑行更远的距离，降低了整车油耗。

滑行工况下的发动机处于怠速控制，通常采取两种滑行怠速控制策略。一种是低目标怠速，且不随档位变化。在此怠速控制情况下，驾驶员踩下油门，退出滑行怠速工况瞬间，发动机处于低转速，而变速器输入轴处于高转速，两者的转速差较大，滑行降档后瞬间的转速差更大。因此，当驾驶员踩下油门后，发动机还需要一段时间来提高其转速。只有当发动机转速与变速器输入轴转速保持同步后，才能闭合离合器。这也就导致了滑行工况下的动力响应迟钝问题。

此外离合器闭合期间，如果发动机转速低于变速器输入轴转速，发动机将输出负扭矩到车轮，导致整车出现顿挫现象。

另一种是根据当前档位来设置目标怠速转速。在高档位下，设置高目标怠速，减少变速器输入轴和发动机的转速差，来解决上述滑行加速的动力响应慢问题。然而当驾驶员滑行制动时，变速器输入轴转速快速降低，而发动机仍然处于高怠速控制，导致发动机的转速高于变速器输入轴转速，发动机将输出正扭矩到车轮，导致整车出现刹车前窜现象。

因此，有必要提供一种新的技术方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种发动机智能怠速控制方法和系统，其能够解决滑行怠速工况向正常行驶工况的顺利过度。

根据本发明的一方面，本发明提供一种发动机智能怠速控制系统，所述控制系统包括发动机转速传感器、油门踏板位置传感器、刹车踏板位置传感器、档位传感器、轮速传感器、电子稳定控制器、变速器控制器和发动机控制器，

所述发动机转速传感器用于采集发动机当前转速，所述油门踏板位置传感器用于采集油门踏板位置信息，所述刹车踏板位置传感器用于采集刹车踏板位置信息，所述档位传感器用于采集当前档位，所述轮速传感器用于采集轮速；

所述电子稳定控制器用于根据轮速计算实时车速；

所述变速器控制器用于根据当前档位和实时车速计算变速器当前转速；

所述发动机控制器用于车辆在滑行模式下，根据油门踏板位置或刹车踏板位置信息，判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差，并根据转速差控制发动机的实际输出转速大小。

进一步地，所述电子稳定控制器分别与变速箱控制器和发动机控制器通信。

进一步地，所述档位传感器还用于采集目标档位，所述变速器控制器还用于根据目标档位和实时车速计算出变速器目标转速。

进一步地，当油门踏板位置传感器采集到油门踏板位置信息时，所述发动机控制器根据油门踏板位置信息控制发动机退出怠速控制，所述发动机控制器判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第一设定值，若是，则控制发动机的实际输出转速大小。

进一步地，所述变速器目标转速为发动机目标怠速转速。

进一步地，当刹车踏板位置传感器采集到刹车踏板位置信息时，所述发动机控制器预调整发动机当前转速，使发动机当前转速与发动机目标怠速转速一致，并判断预调整后的发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第二设定值，若转速差大于第二设定值，控制发动机的实际输出转速大小。

进一步地，当发动机当前转速和变速器当前转速的转速差在设定值内，所述变速器控制器根据离合器的闭合状态发出指令，若离合器为完全闭合状态，则车辆退出滑行模式。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种发动机智能怠速控制方法，所述控制方法包括：

车辆在滑行模式下，采集车辆当前档位、目标档位、实时车速和发动机怠速转速，

利用变速器控制器根据车辆当前档位和实时车速计算出变速器当前转速，根据车辆目标档位和实时车速计算出变速器目标转速，将变速器目标转速作为发动机目标怠速转速；

获取油门踏板位置信息或刹车踏板位置信息；

利用发动机控制器根据油门踏板位置信息或刹车踏板位置信息，判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于设定值；

若转速差大于设定值，利用发动机控制器调整发动机的实际输出转速大小。

进一步地，当获取到油门踏板位置信息时，所述发动机控制器根据油门踏板位置信息控制发动机退出怠速控制，所述发动机控制器判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第一设定值，若是，则控制发动机的实际输出转速大小。

进一步地，当获取到刹车踏板位置信息时，所述发动机控制器预调整发动机当前转速,使发动机当前转速与发动机目标怠速转速一致，所述发动机控制器根据刹车踏板位置信息，判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第二设定值，若是，则控制发动机的实际输出转速大小。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明的发动机智能怠速控制系统和方法，其通过采集变速器目标档位和车速信号，计算变速器输入轴换挡后的目标转速，将其作为发动机滑行怠速下的目标怠速，保证滑行工况下的发动机和变速器输入轴转速同步。

(2)本发明的发动机智能怠速控制系统和方法，其当在加速退出滑行工况下，根据发动机和变速器输入轴的转速差，来限制发动机扭矩，防止离合器闭合期间两者的转速相差过大，保证整个结合过程中发动机给整车的扭矩为正扭矩，解决了变速器顿挫问题。

(3)当在制动退出滑行工况下，根据刹车踏板调整目标怠速，保证离合器闭合期间发动机输出负扭矩。并且根据发动机和变速器输入轴的转速差，来限制发动机转速，防止离合器闭合期间两者的转速相差过大，从而使发动机一直输出负扭矩给整车，解决滑行刹车前窜问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明发动机智能怠速控制系统的框图；

图2为本发明发动机智能怠速控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例

请参阅图1，其为本发明发动机智能怠速控制系统的框图。如图1所示，本发明的发动机智能怠速控制系统包括发动机转速传感器、油门踏板位置传感器、刹车踏板位置传感器、电子稳定控制器、档位传感器、变速器控制器和发动机控制器。

所述发动机转速传感器用于采集发动机怠速转速。

所述刹车踏板位置传感器用于采集刹车踏板位置。

所述油门踏板位置传感器用于采集油门踏板位置。

所述系统还包括档位传感器、轮速传感器和电子稳定控制系统。所述档位传感器用于采集当前档位和目标档位。所述电子稳定控制系统包括电子稳定控制器、轮速传感器和通信单元，所述轮速传感器用于采集轮速，所述电子稳定控制器用于根据轮速计算实时车速，所述通信单元用于分别与变速箱控制器和发动机控制器通信。

所述电子稳定控制系统还包括转向传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等，能够实时监测车辆的行驶状态。

车辆在滑行模式下，所述发动机控制器根据油门踏板位置或刹车踏板位置信息，判断发动机转速和变速器当前转速的转速差，并根据转速差控制发动机的实际输出扭矩大小，保证发动机当前转速与变速器输入轴转速一致。

当车辆在行驶的过程中，同时松开刹车和油门，车辆进入滑行模式，在该滑行模式下，发动机处于怠速控制。一般退出滑行模式通过两种方式，一种是低目标怠速，且不随档位变化，在此怠速控制情况下，驾驶员踩下油门，退出滑行怠速工况瞬间，发动机处于低转速，而变速器输入轴处于高转速，两者的转速差较大，由于滑行降档后瞬间的转速差更大，本发明中，当驾驶员踩下油门后，发动机控制器根据采集到的油门踏板位置信息控制发动机退出怠速控制，此时发动机转速增大，发动机控制器判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于设定值，若是，则控制发动机的实际输出扭矩大小，保证发动机当前转速比变速器输入轴转速大且转速差小，保证整个结合过程中发动机给整车的扭矩为正扭矩，解决了变速器顿挫问题。本发明通过计算发动机和变速器输入轴的转速差，来限制变速器完全闭合之前的发动机输出扭矩，两者的转速差呈增大趋势，限制发动机的油门踏板请求扭矩，解决高转速差导致动力链闭合时间长和离合器磨损寿命的问题。

另一种是制动退出滑行工况时，在该工况下，采用档位传感器采集变速器的当前档位和目标档位，并将当前档位和目标档位信息发送给变速器控制器，所述变速器控制器根据当前档位和实时车速计算出变速器当前转速，所述变速器控制器还根据目标档位和实时车速计算出变速器目标转速。当驾驶员踩踏刹车踏板时，此时变速器输入轴转速快速降低，而发动机仍然处于高怠速控制。本发明通过将变速器目标转速作为发动机目标怠速转速。当刹车踏板位置传感器采集到刹车踏板位置信息时，发动机控制器根据采集到的刹车踏板位置信息，预先调节发动机当前转速，使发动机当前转速与发动机目标怠速转速一致，使发动机当前转速降低，然后判断调整后的发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于设定值，若转速差大于设定值，通过限制发动机的扭矩控制发动机当前怠速转速，保证发动机当前转速比变速器输入轴转速低，从而使发动机一直输出负扭矩给整车，从而防止离合器闭合期间两种的转速差相差过大，解决滑行刹车前窜问题。本发明，当制动退出滑行工况时，根据刹车踏板角度预先调节发动机目标怠速转速，刹车踩得越深，发动机目标怠速转速减少得越多，保证发动机当前转速比变速器输入轴转速低，从而使发动机一直输出负扭矩给整车，解决滑行刹车前窜问题。

需要说明的是，本发明中变速器目标转速设定为发动机目标怠速转速，在制动退出滑行工况下，发动机控制器根据采集到的刹车踏板位置信息，预先调节发动机目标怠速转速，根据目标怠速转速的变化来调整扭矩请求，从而根据调节输出扭矩，从而间接控制发动机转速，使发动机当前转速与发动机目标怠速转速一致。

当变速器当前转速和发动机当前转速的转速差在设定值内，所述变速器控制器根据离合器的闭合状态发出指令，若离合器为完全闭合状态，则车辆退出滑行模式，结束本次怠速控制，否则直接结束本次怠速控制。

本实施例通过采集变速器目标档位和车速信号，计算变速器输入轴换挡后的目标转速，将其作为滑行怠速下的发动机目标怠速转速，保证滑行工况下的发动机当前转速和变速器输入轴转速同步。在加速退出滑行工况下，根据发动机和变速器输入轴的转速差，来限制发动机扭矩，防止离合器闭合期间两者的转速相差过大。在制动退出滑行工况下，根据刹车踏板调整目标怠速，保证离合器闭合期间发动机输出负扭矩。并且根据发动机和变速器输入轴的转速差，来限制发动机转速，防止离合器闭合期间两者的转速相差过大。

实施例

本实施例提供了一种加速退出滑行工况下的发动机智能怠速控制方法，请参阅图2，图2为本发明发动机智能怠速控制方法的流程示意图。如图2所示，所述控制方法包括如下步骤：

S1、车辆在滑行模式下，利用档位传感器采集车辆目标档位，利用电子稳定控制器计算出实时车速。

S2、变速器控制器根据车辆目标档位和实时车速计算出变速器目标转速。

S3、利用档位传感器采集车辆当前档位。

S4、变速器控制器根据车辆当前档位和实时车速计算出变速器当前转速。

S5、利用发动机转速传感器采集发动机当前转速。

S6、利用发动机控制器计算发动机当前转速和变速器当前转速的转速差。

S7、利用油门踏板位置传感器采集油门踏板位置信息。

S8、判断油门踏板是否被踩下，若被踩下，则进入步骤S9。

S9、当获取到油门踏板位置信息时，所述发动机控制器根据油门踏板位置信息控制发动机退出怠速控制。

S10、发动机控制器判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第一设定值。

S11、若转速差大于第一设定值，限制发动机实际输出扭矩大小，否则，直接进入步骤S16。

S16、变速器控制器检测离合器是否完全闭合并发出指令。

S17、若离合器完全闭合，则车辆退出滑行模式，结束发动机怠速控制。

本实施例中，滑行工况下，采集变速器目标档位和车速信号，预测变速器输入轴的转速变化，作为发动机的目标怠速。一是保证退出滑行工况时的发动机和变速器输入轴转速差小，发动机和变速器转速很快保持同步而结合，解决了动力链闭合时间长的问题，尤其是滑行加速工况下的动力响应迟钝问题。二是使用目标档位来计算目标怠速，可以在变速器滑行换挡期间，发动机提前调整转速，与换挡后的变速器输入轴转速能保持同步，防止滑行换挡后两者的转速相差过大。

当加速退出滑行工况时，加速前，发动机转速接近变速器输入轴转速。加速后，发动机转速上升，这样可以保证发动机转速比变速器输入轴转速大且差值小，保证整个结合过程中发动机给整车的扭矩为正扭矩，解决了变速器顿挫问题。

计算发动机和变速器输入轴的转速差，来限制变速器完全闭合之前的发动机输出扭矩。两者的转速差呈增大趋势，限制发动机的踏板请求扭矩，解决高转速差导致动力链闭合时间长和离合器磨损寿命问题。

实施例

本实施例提供了一种制动退出滑行工况下的发动机智能怠速控制方法，请继续参阅图2，所述控制方法包括如下步骤：

S1、车辆在滑行模式下，利用档位传感器采集车辆目标档位，利用电子稳定控制器计算出实时车速。

S2、变速器控制器根据车辆目标档位和实时车速计算出变速器目标转速。将该变速器目标转速设定为发动机目标怠速转速。

S3、利用档位传感器采集车辆当前档位。

S4、变速器控制器根据车辆当前档位和实时车速计算出变速器当前转速。

S5、利用发动机转速传感器采集发动机当前转速。

S6、利用发动机控制器计算发动机当前转速和变速器当前转速的转速差。

S7、利用油门踏板位置传感器采集油门踏板位置信息。

S8、判断油门踏板是否被踩下，若油门踏板未被踩下，则进入步骤S12。

S12、当未获取到油门踏板位置信息，利用刹车踏板位置传感器采集刹车踏板位置信息。

S13、若采集到刹车踏板位置信息，所述发动机控制器预调整发动机当前转速，使之与发动机目标怠速转速一致。在离合器闭合期间，保证发动机转速比变速器输入轴转速低，从而使发动机一直输出负扭矩给整车。若未采集到刹车踏板位置信息，则进入步骤S16。

S14、发动机控制器判断预调整后的发动机当前速转速和变速器当前转速的转速差是否大于第二设定值。

S15、若转速差大于第二设定值，限制发动机输出扭矩，从而调整发动机当前转速，否则，直接进入步骤S16。

S16、变速器控制器检测离合器是否完全闭合并发出指令。

S17、若离合器完全闭合，则车辆退出滑行模式，结束发动机怠速控制。

本实施例制动退出滑行工况时，根据刹车踏板角度预先调节目标怠速。刹车踩得越深，目标怠速减少得越多，保证发动机转速比变速器输入轴转速低，从而使发动机一直输出负扭矩给整车，解决滑行刹车前窜问题。当转速差过大，微调刹车修正后的目标怠速，防止出现两者转速差过大。

需要说明的是，本发明中第一设定值和第二设定值为同一设定值或不同设定值，可根据实际情况而定。

本发明的发动机智能怠速控制系统和方法不仅适用于自动挡汽车，还适用于手动挡汽车。

本发明具有如下优点：

(1)本发明的发动机智能怠速控制系统和方法，其通过采集变速器目标档位和车速信号，计算变速器输入轴换挡后的目标转速，将其作为发动机滑行怠速下的目标怠速，保证滑行工况下的发动机和变速器输入轴转速同步。

(2)本发明的发动机智能怠速控制系统和方法，其当在加速退出滑行工况下，根据发动机和变速器输入轴的转速差，来限制发动机扭矩，防止离合器闭合期间两者的转速相差过大，保证整个结合过程中发动机给整车的扭矩为正扭矩，解决了变速器顿挫问题。

(3)当在制动退出滑行工况下，根据刹车踏板调整目标怠速，保证离合器闭合期间发动机输出负扭矩。并且根据发动机和变速器输入轴的转速差，来限制发动机转速，防止离合器闭合期间两者的转速相差过大，从而使发动机一直输出负扭矩给整车，解决滑行刹车前窜问题。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种发动机智能怠速控制系统，其特征在于：所述系统包括发动机转速传感器、油门踏板位置传感器、刹车踏板位置传感器、档位传感器、轮速传感器、电子稳定控制器、变速器控制器和发动机控制器，

所述发动机转速传感器用于采集发动机当前转速，所述油门踏板位置传感器用于采集油门踏板位置信息，所述刹车踏板位置传感器用于采集刹车踏板位置信息，所述档位传感器用于采集当前档位，所述轮速传感器用于采集轮速；

所述电子稳定控制器用于根据轮速计算实时车速；

所述变速器控制器用于根据当前档位和实时车速计算变速器当前转速；

所述发动机控制器用于车辆在滑行模式下，根据油门踏板位置或刹车踏板位置信息，判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差，并根据转速差控制发动机的实际输出转速大小。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述电子稳定控制器分别与变速箱控制器和发动机控制器通信。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述档位传感器还用于采集目标档位，所述变速器控制器还用于根据目标档位和实时车速计算出变速器目标转速。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

当油门踏板位置传感器采集到油门踏板位置信息时，所述发动机控制器根据油门踏板位置信息控制发动机退出怠速控制，所述发动机控制器判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第一设定值，若是，则控制发动机的实际输出转速大小。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

所述变速器目标转速为发动机目标怠速转速。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：

当刹车踏板位置传感器采集到刹车踏板位置信息时，所述发动机控制器预调整发动机当前转速，使发动机当前转速与发动机目标怠速转速一致，并判断预调整后的发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第二设定值，若转速差大于第二设定值，控制发动机的实际输出转速大小。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：当发动机当前转速和变速器当前转速的转速差在设定值内，所述变速器控制器根据离合器的闭合状态发出指令，若离合器为完全闭合状态，则车辆退出滑行模式。

8.一种发动机智能怠速控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：

车辆在滑行模式下，采集车辆当前档位、目标档位、实时车速和发动机怠速转速，

利用变速器控制器根据车辆当前档位和实时车速计算出变速器当前转速，根据车辆目标档位和实时车速计算出变速器目标转速，将变速器目标转速作为发动机目标怠速转速；

获取油门踏板位置信息或刹车踏板位置信息；

利用发动机控制器根据油门踏板位置信息或刹车踏板位置信息，判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于设定值；

若转速差大于设定值，利用发动机控制器调整发动机的实际输出转速大小。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：

当获取到油门踏板位置信息时，所述发动机控制器根据油门踏板位置信息控制发动机退出怠速控制，所述发动机控制器判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第一设定值，若是，则控制发动机的实际输出转速大小。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：

当获取到刹车踏板位置信息时，所述发动机控制器预调整发动机当前转速,使发动机当前转速与发动机目标怠速转速一致，所述发动机控制器根据刹车踏板位置信息，判断发动机当前转速和变速器当前转速的转速差是否大于第二设定值，若是，则控制发动机的实际输出转速大小。