CN112943915A - 一种坡道起步控制方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，公开一种坡道起步控制方法及车辆，坡道起步控制方法为，当车辆在进行坡道起步时，若检测到变速器的输出轴朝预期旋转方向的反方向旋转并超过第一阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的能够使系统锁止的一个或多个离合器结合，当检测到变速器输出轴转速降至第二阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的已结合的所述离合器分离。本发明仅通过对变速器内部离合器的控制就实现了坡道辅助起步功能，无需增加其他零部件及控制系统，不会额外增加成本；另外，对已配置了坡道辅助制动装置的车辆，在坡道辅助制动装置出现故障失效时可以继续通过对变速器的控制完成坡道起步，有效避免了车辆出现溜车的情况。

Description

一种坡道起步控制方法及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种坡道起步控制方法及车辆。
背景技术
坡道起步是指车辆在坡道上从静止状态到正常行驶的过渡过程，一般分两种工况，一种为车头朝向坡道上方前进挡行驶，另一种为车头朝向坡道下方倒挡行驶。溜车是指车辆在坡道起步时朝目标行驶方向相反的方向滑行的情况。
目前防止车辆溜坡的传统的控制方法是车辆装配坡度传感器及坡道辅助制动装置，当坡度传感器检测到车辆处于坡道起步工况时，通过坡道辅助功能辅助驾驶员完成坡道起步过程。坡道辅助功能工作流程如下：1)车辆静止，检测车辆当前所处道路坡度值，若大于系统内部标定值，则判定车辆处于坡道上；2)基于测试坡度值，确认车辆是否进行坡道起步，即车辆车头朝向坡道上方，换挡手柄处于前进挡，或车辆车头朝向坡道下方，换挡手柄处于倒车挡；3)当打开驻车制动且松掉制动踏板准备车辆起步时，坡道辅助制动装置仍然对车辆进行制动控制，即此时松掉制动踏板后车辆仍在自动制动过程，车辆不会出现溜车情况；4)踩踏加速踏板准备车辆起步行驶，当发动机驱动力超过坡道起步需求驱动力时坡道辅助系统自动释放制动系统，车辆顺利完成坡道起步过程。
现有技术需要安装坡度传感器及坡道辅助制动装置，不仅增加了车辆成本，而且当车辆坡道辅助制动装置出现故障时，车辆进行坡道起步只能基于驾驶员的驾驶技术完成坡道起步工况，此时车辆很容易发生溜车情况，对起步过程产生危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过控制变速器内部离合器的闭锁及打开，辅助车辆进行坡道起步，防止车辆溜车的坡道起步控制方法及车辆。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种坡道起步控制方法，当车辆在进行坡道起步时，若检测到变速器的输出轴朝预期旋转方向的反方向旋转并超过第一阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的能够使系统锁止的一个或多个离合器结合，当检测到变速器的输出轴的转速降低至第二阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的已结合的所述离合器分离。
作为坡道起步控制方法的优选技术方案，所述第一阈值基于所述变速器的输出轴的转速变化率以及车辆自重进行标定。
作为坡道起步控制方法的优选技术方案，所述第二阈值基于所述变速器的输出轴的转速变化率以及车辆自重进行标定。
作为坡道起步控制方法的优选技术方案，除当前挡位结合所需求的离合器之外的所述离合器的结合过程的压力增长率基于所述变速器的输出轴的转速增长率进行标定。
作为坡道起步控制方法的优选技术方案，所述压力增长率为恒定值。
作为坡道起步控制方法的优选技术方案，除当前挡位结合所需求的离合器之外的所述离合器的压力降低率基于发动机输出扭矩以及所述变速器的输出轴的转速变化率进行标定。
作为坡道起步控制方法的优选技术方案，所述压力降低率为恒定值。
作为坡道起步控制方法的优选技术方案，在选择除当前挡位结合所需求的离合器之外的要结合的所述离合器时，根据离合器的使用次数以及离合器的尺寸进行选择。
一种车辆，采用如上任一项所述的坡道起步控制方法。
作为车辆的优选的技术方案，当所述车辆配置有坡道辅助制动装置且正常工作时，优先采用所述坡道辅助制动装置进行坡道起步。
本发明的有益效果：
本发明提供的坡道起步控制方法为，当车辆在进行坡道起步时，若检测到变速器的输出轴朝预期旋转方向的反方向旋转并超过第一阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的能够使系统锁止的一个或多个离合器结合，当检测到变速器的输出轴的转速降低至第二阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的已结合的所述离合器分离，此时发动机驱动扭矩基于加速踏板开度持续增大，车辆驱动扭矩大于车辆行驶阻力进而车辆完成起步过程。
本发明提供的坡道起步控制方法，仅通过对变速器内部离合器的控制就实现了坡道辅助起步功能，无需增加其他零部件及控制系统，不会额外增加成本；另外，对已配置了坡道辅助制动装置的车辆，在坡道辅助制动装置出现故障失效时可以继续通过对变速器的控制完成坡道起步，有效避免了车辆在较大坡度道路起步时出现溜车的情况。
附图说明
图1是现有技术提供的七挡自动变速器的原理示意图；
图2是现有技术提供的七挡自动变速器的换挡逻辑；
图3是现有技术提供的八挡自动变速器的原理示意图；
图4是现有技术提供的八挡自动变速器的换挡逻辑；
图5是本发明实施例提供的坡道起步控制方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的坡道起步控制方法的控制过程示意图；
图7是本发明实施例提供的车辆在同时配置坡道辅助制动装置以及离合器坡道起步辅助功能时的选择过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本发明提供一种坡道起步控制方法，该控制方法是通过控制液力变速器内部离合器的闭锁及打开，辅助车辆进行坡道起步，防止车辆溜车。首先对液力变速器的结构及各挡位实现原理进行简要说明，下面以某七挡自动变速器和某八挡自动变速器为例进行说明。
图1为现有技术提供的一种七挡自动变速器，包括设置在一个共用变速器箱体内的三个行星齿轮组(第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3)和5个换挡元件(第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3)以及用于提供动力的液力变矩器TC。动力从输入轴Input经由液力变矩器TC输入最终由第三行星齿轮组PG3的行星架A3输出至输出端Output并经过差速器传递至两侧车轮。第一制动器B1、第二制动器B2、第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3均是湿式多片式离合器。
图2为七挡自动变速器的换挡逻辑，换挡逻辑显示了如何使用这些换挡元件的组合实现一个倒挡和七个前进挡。在换挡逻辑图中，空白表示相应的换挡元件处于打开状态，●表示相应的换挡元件处于闭合状态。由图2可以看出，对于每个行驶挡位，五个换挡元件中有三个闭合，两个打开。
图3为现有技术提供的一种八挡自动变速器，包括设置在一个共用变速器箱体内的四个行星齿轮组(第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2、第三行星齿轮组PG3、第四行星齿轮组PG4)和7个换挡元件(第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4、第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3)以及用于提供动力的液力变矩器TC。动力从输入轴经由液力变矩器TC输入最终由第四行星齿轮组PG4的行星架A4输出至输出端并经过差速器传递至两侧车轮。第一制动器B1、第二制动器B2、第三制动器B3、第四制动器B4、第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3均是湿式多片式离合器。
图4为八挡自动变速器的换挡逻辑，换挡逻辑显示了如何使用这些换挡元件的组合实现两个倒挡和八个前进挡。在换挡逻辑图中，空白表示相应的换挡元件处于打开状态，●表示相应的换挡元件处于闭合状态。由图4可以看出，对于每个行驶挡位，七个换挡元件中有三个闭合，四个打开。
基于上述七挡自动变速器和八挡自动变速器的各挡位实现原理可知，所有离合器中的部分离合器结合即可组成对应挡位，当额外结合另一离合器时，则传动系统会出现锁止情况，本发明的坡道起步控制方法正是基于这一原理提出。
具体地，如图5和图6所示，本发明提供的坡道起步控制方法为，当车辆在进行坡道起步时，若检测到变速器的输出轴朝预期旋转方向的反方向旋转并超过第一阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的能够使系统锁止的一个或多个离合器(为便于描述，称该离合器为坡道辅助功能离合器)结合，当检测到变速器的输出轴的转速降低至第二阈值时，则控制坡道辅助功能离合器分离，此时发动机驱动扭矩基于加速踏板开度持续增大，车辆驱动扭矩大于车辆行驶阻力进而车辆完成起步过程。
本发明提供的坡道起步控制方法，仅通过对变速器内部离合器的控制就实现了坡道辅助起步功能，无需增加其他零部件及控制系统，不会额外增加成本；另外，对已配置了坡道辅助制动装置的车辆，在坡道辅助制动装置出现故障失效时可以继续通过对变速器的控制完成坡道起步，有效避免了车辆在较大坡度道路起步时出现溜车的情况。
优选地，第一阈值基于变速器的输出轴的转速变化率以及车辆自重进行标定。具体地，当变速器的输出轴的转速变化率较小且车辆自重较轻时，第一阈值和第二阈值可以设置的较大，当变速器的输出轴的转速变化率较大且车辆自重较轻时，第一阈值和第二阈值可以设置的较小，当变速器的输出轴的转速变化率较大且车辆自动较重时，第一阈值和第二阈值可以设置的更小，如此可及时将系统锁止。
优选地，坡道辅助功能离合器的结合过程的压力增长率基于变速器的输出轴的转速增长率进行标定。具体地，若变速器的输出轴的转速增长率较大，则坡道辅助功能离合器的结合过程的压力增长率也设置的较大，以快速降低变速器的输出轴的转速，反之若变速器的输出轴的转速增长率较小，则坡道辅助功能离合器的结合过程的压力增长率也可以相应的设置的较小，进一步优选地，坡道辅助功能离合器的结合过程的压力增长率可以为恒定值。
优选地，坡道辅助功能离合器的分离过程的压力降低率基于发动机输出扭矩以及变速器的输出轴的转速变化率进行标定。进一步优选地，坡道辅助功能离合器的分离过程的压力降低率为恒定值。从而使坡道辅助功能离合器的分离过程更加合理。
优选地，在选择坡道辅助功能离合器时，根据离合器的使用次数以及离合器的尺寸进行选择，例如可以选择使用频次低或尺寸大的离合器作为坡道辅助功能离合器，以保证能将系统锁止。
本发明还提供一种车辆，采用如上所述的坡道起步控制方法，仅通过对变速器内部离合器的控制就实现了坡道辅助起步功能，无需增加其他零部件及控制系统，不会额外增加成本。
优选地，当车辆配置有坡道辅助制动装置且正常工作时，优先采用坡道辅助制动装置进行坡道起步。具体地，如图7所示，当车辆进行坡道起步时，首先检测车辆是否有坡道辅助制动装置且正常工作，若是，则采用坡道辅助制动装置完成车辆起步；若否，则激活离合器坡道起步辅助功能，即采用上述坡道控制方法完成车辆起步。通过上述方法，能够在坡道辅助制动装置出现故障失效时可以继续通过对变速器的控制完成坡道起步，有效避免了车辆在较大坡度道路起步时出现溜车的情况。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种坡道起步控制方法，其特征在于，当车辆在进行坡道起步时，若检测到变速器的输出轴朝预期旋转方向的反方向旋转并超过第一阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的能够使系统锁止的一个或多个离合器结合，当检测到变速器的输出轴的转速降低至第二阈值时，则控制除当前挡位结合所需求的离合器之外的已结合的所述离合器分离。
2.根据权利要求1所述的坡道起步控制方法，其特征在于，所述第一阈值基于所述变速器的输出轴的转速变化率以及车辆自重进行标定。
3.根据权利要求1所述的坡道起步控制方法，其特征在于，所述第二阈值基于所述变速器的输出轴的转速变化率以及车辆自重进行标定。
4.根据权利要求1所述的坡道起步控制方法，其特征在于，除当前挡位结合所需求的离合器之外的所述离合器的结合过程的压力增长率基于所述变速器的输出轴的转速增长率进行标定。
5.根据权利要求4所述的坡道起步控制方法，其特征在于，所述压力增长率为恒定值。
6.根据权利要求1所述的坡道起步控制方法，其特征在于，除当前挡位结合所需求的离合器之外的所述离合器的压力降低率基于发动机输出扭矩以及所述变速器的输出轴的转速变化率进行标定。
7.根据权利要求6所述的坡道起步控制方法，其特征在于，所述压力降低率为恒定值。
8.根据权利要求1所述的坡道起步控制方法，其特征在于，在选择除当前挡位结合所需求的离合器之外的要结合的所述离合器时，根据离合器的使用次数以及离合器的尺寸进行选择。
9.一种车辆，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的坡道起步控制方法。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，当所述车辆配置有坡道辅助制动装置且正常工作时，优先采用所述坡道辅助制动装置进行坡道起步。
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