CN115289216A - 一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法及控制系统 - Google Patents

一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法及控制系统，方法包括：获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，所述实时状态信息包括档位信号、制动信号、实时油温和大气压力信号；根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态；根据制动信号判断制动信号置1的时长是否达到预设时长；若是，则根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速以松开制动完成车辆的自动驻坡。通过获取车辆在坡道停驻时的车辆所在坡度和当前档位信号以激活车辆的自动驻坡功能，从而根据车辆所在坡度、实时油温和大气压力信号控制发动机转速，达到自动驻坡的效果。

Description

一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法及控制系统。
背景技术
目前，乘用车配备自动变速箱系统日趋明显，其初衷是为了减少驾驶员驾驶车辆的劳动强度，降低驾驶员驾驶车辆的操作难度，提高车辆的舒适性和安全性。但自动变速箱，尤其是无级自动变速箱，传动效率偏低，导致车辆整体动力性偏弱，在坡道起步时尤其明显。
同时，车身电子稳定控制系统是主动安全配置的一项，能主动干预轮胎的制动与牵引力有效保持汽车行驶的稳定和方向的可控性，并且还可以用于提供自动驻坡功能。而车身电子稳定控制系统在车辆成本中占据较大的份额，面向于一些不发达地区销售的车辆常将车身电子稳定控制系统作为选装项目。
因此，需要提供一种在车辆未配备车身电子稳定控制系统的前提下能够达到自动驻坡效果并且有效改善车辆的爬坡能力的控制方法来解决上述技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法。解决了现有技术中无级自动变速箱传动效率偏低，并且在车辆配置车身电子稳定控制系统成本较高的技术问题。
本发明的技术效果通过如下实现的：
一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法，包括：
获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，所述实时状态信息包括档位信号、制动信号、实时油温和大气压力信号；
根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态；
根据制动信号判断制动信号置1的时长是否达到预设时长；
若是，则根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速；
控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡。通过获取车辆在坡道停驻时的车辆所在坡度和当前档位信号，判断车辆是否为上坡状态，使得当车辆处于上坡状态并且制动信号置1时长达到预设时长时，能够激活车辆的自动驻坡功能，从而根据车辆所在坡度、实时油温和大气压力信号控制发动机的转速，实现和车身重量的平衡，达到自动驻坡的效果，从而取代在车辆中安装车身电子稳定控制系统，有效降低车辆成本。
进一步地，获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，之前包括：
接收角度传感器发送的角度信号；
对所述角度信号进行滤波处理得到实时角度信号。
进一步地，根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态，包括：
当实时角度信号大于零时，档位信号为D档时，判定车辆处于D档上坡状态；
当实时角度信号小于零时，档位信号为R档时，判定车辆处于R档上坡状态。
进一步地，根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速，包括：
根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的离合器压力提升至目标压力值；
发送目标压力值对应的怠速提升请求至车辆的发动机控制单元，以控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速。通过结合实时角度信号、实时油温和大气压力信号等因素，使得在离合器压力的基础上叠加坡道怠速补偿压力、油温怠速补偿压力和大气压力信号怠速补偿压力，以得到提升后的目标压力值，从而使得发动机的转速提升至目标压力值对应的第一目标转速，此时松开制动，车辆可达到自动驻坡效果。
进一步地，控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡，之后包括：
当车辆的油门踏板被踩下时，获取车辆当前的油门信息；
根据油门信息控制车辆的发动机的转速提升至第二目标转速，以带动变速箱的主动轴同步转动，以完成车辆的自动辅助爬坡。在车辆达到自动驻坡效果后，能够自动激活坡道辅助功能，在坡道辅助功能被激活的条件下自动变速箱控制单元根据油门的大小将第一目标转速提升至第二目标转速，从而得到更高的传动扭矩和动力，有效提高整车的爬坡能力以使爬坡更轻松。
另外，还提供一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统，包括自动自动变速箱控制单元和发动机控制单元，
自动变速箱控制单元用于获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，所述实时状态信息包括档位信号、制动信号、实时油温和大气压力信号；根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态；根据制动信号判断制动信号置1的时长是否达到预设时长；
发动机控制单元用于当车辆处于D档上坡状态或R档上坡状态且制动信号置1的时长达到预设时长时，根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速；
自动变速箱控制单元还用于控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡。
进一步地，还包括角度传感器，
角度传感器用于接收角度传感器发送的角度信号；对所述角度信号进行滤波处理得到实时角度信号。
进一步地，自动变速箱控制单元还用于当实时角度信号大于零时，档位信号为D档时，判定车辆处于D档上坡状态；当实时角度信号小于零时，档位信号为R档时，判定车辆处于R档上坡状态。
进一步地，自动变速箱控制单元还用于根据实时状态信息包括档位信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的离合器压力提升至目标压力值；发送目标压力值对应的怠速提升请求至车辆的发动机控制单元，以控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速。
进一步地，自动变速箱控制单元还用于当车辆的油门踏板被踩下时，获取车辆当前的油门信息；根据油门信息控制车辆的发动机的转速提升至第二目标转速，以带动变速箱的主动轴同步转动，以完成车辆的自动辅助爬坡。
如上所述，本发明具有如下有益效果：
1)通过获取车辆在坡道停驻时的车辆所在坡度和当前档位信号，判断车辆是否为上坡状态，使得当车辆处于上坡状态并且制动信号置1时长达到预设时长时，能够激活车辆的自动驻坡功能，从而根据车辆所在坡度、实时油温和大气压力信号控制发动机的转速，实现和车身重量的平衡，达到自动驻坡的效果，从而取代在车辆中安装车身电子稳定控制系统，有效降低车辆成本。
2)通过结合实时角度信号、实时油温和大气压力信号等因素，使得在离合器压力的基础上叠加坡道怠速补偿压力、油温怠速补偿压力和大气压力信号怠速补偿压力，以得到提升后的目标压力值，从而使得发动机的转速提升至目标压力值对应的第一目标转速，此时松开制动，车辆可达到自动驻坡效果。
3)在车辆达到自动驻坡效果后，能够自动激活坡道辅助功能，在坡道辅助功能被激活的条件下自动变速箱控制单元根据油门的大小将第一目标转速提升至第二目标转速，从而得到更高的传动扭矩和动力，有效提高整车的爬坡能力以使爬坡更轻松。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。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的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。
图1为本说明书实施例提供的一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法的流程图；
图2为本说明书实施例提供的根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1：
如图1所示，本说明书实施例提供了一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法，包括：
S100：获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，所述实时状态信息包括档位信号、制动信号、实时油温和大气压力信号；
本实施例中，由自动变速箱控制单元、发动机控制单元和角度传感器构成用于提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统。控制系统通过接收车辆的变速箱档位传感器发送的档位信号、制动系统发送的制动信号、变速箱油温传感器发送的实时油温和发动机大气压力信号传感器发送的大气压力信号，在变速箱硬件设置的条件下车辆固有的离合器半结合点压力P0的基础上，叠加基于坡道信号的压力补偿、基于实时油温的压力补偿和基于大气压力信号的压力补偿，来将离合器压力提升至对应的压力目标值。
同时，自动变速箱控制单元还发送对应的怠速提升请求至发动及控制单元，以提升发动机转速至与压力目标值对应的转速目标值，从而实现车辆的自动驻坡功能。其中，坡道信号根据实时角度信号、档位信号和制动信号得到。
通过获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号、当前档位信号和制动信号，根据实时角度信号和当前档位信号判断车辆是否为上坡状态，使得当车辆处于上坡状态并且制动信号置1时长达到预设时长时，能够激活车辆的自动驻坡功能，此时，坡道信号为实时角度信号，从而根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制发动机的转速，实现和车身重量的平衡，达到自动驻坡的效果，从而取代在车辆中安装车身电子稳定控制系统，有效降低车辆成本。
一种具体的实施方式中，步骤S100获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，之前包括：
接收角度传感器发送的角度信号；
对所述角度信号进行滤波处理得到实时角度信号。其中，实时角度信号为车身所在坡道的坡度。
S200：根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态；
一种具体的实施方式中，步骤S200根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态，包括：
当实时角度信号大于零时，档位信号为D档时，判定车辆处于D档上坡状态；
当实时角度信号小于零时，档位信号为R档时，判定车辆处于R档上坡状态。
具体地，变速箱档位传感器检测到的档位信号包括P档、D档、N档和R档，分别代表停车档位、前进档位、空档和倒车档位。
本实施例中，当实时角度信号大于零时，档位信号为D档时，判定车辆处于D档上坡状态；当实时角度信号小于零时，档位信号为D档时，判定车辆处于D档下坡状态。
当实时角度信号大于零时，档位信号为R档时，判定车辆处于R档下坡状态；当实时角度信号小于零时，档位信号为R档时，判定车辆处于R档上坡状态。
S300：根据制动信号判断制动信号置1的时长是否达到预设时长；
具体地，制动信号为车辆的制动系统发出的信号，自动变速箱控制单元通过车辆的CAN网络接收制动信号，制动信号包括1和0，其中，1代表刹车激活，0代表刹车未激活。
当自动变速箱控制单元识别到制动系统发出的制动信号为1时，控制计时器开始计时，以得到制动信号置1的时长，当所述时长达到预设时长时，则判断为处于上坡状态的车辆要进行停止前进，从而激活自动驻坡功能。
S400：若是，则根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速；
如图2所示，一种具体的实施方式中，步骤S400根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速，包括：
S410：根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的离合器压力提升至目标压力值；
S420：发送目标压力值对应的怠速提升请求至车辆的发动机控制单元，以控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速。
本实施例中，当车辆为D档上坡状态或R档上坡状态，制动信号为1且制动信号置1时长大于2s，实时角度信号≥3°，这三个条件同时满足时，激活自动驻坡功能；其中，3°和2s是可更改的标定量。
自动驻坡功能激活后，自动变速箱控制单元调取当前的实时油温和大气压力信号，进行查表，计算当前的目标压力值以及第一目标转速。本实施例以目标压力值的计算进行如下讲述。
目标压力值的计算公式为：目标压力值P＝P0+P1+P2+P3，通过增加离合器的压力，使得离合器保持半结合或结合状态，增加抗负载能力，避免溜坡。
其中，P0为离合器半结合点压力，此值为固定值，与车辆的变速箱硬件设计有关；P1是基于坡道信号的压力补偿；P2为基于实时油温的压力补偿：(正常工作区间30-90℃，补偿为0)；P3为基于大气压力信号的压力补偿：(正常大气压力(900-1000mbar)下，补偿为0)。
本实施例中，表1为坡道信号与其对应的压力补偿的关系表：表2是实时油温与其对应的压力补偿的关系表：表3是大气压力信号与其对应的压力补偿的关系表：
\° 0 2 3 4 5 6 8 10 15
P1 0 0 0.1 0.25 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7
表1
\℃ 0 10 20 30 40 90 100 110 120
P2 -0.2 -0.1 -0.05 0 0 0 0 0.1 0.2
表2
\mbar 500 600 700 800 900 1000
P3 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0
表3
同样地，第一目标转速计算原理与上述的目标压力值的计算原理相同，第一目标转速N＝发动机怠速+坡道怠速补偿+油温怠速补偿+大气压力怠速补偿，其中，发动机怠速为发动机控制单元响应自动变速箱控制单元的怠速提升请求时发动机的转速，叠加基于坡道信号的怠速补偿、基于实时油温的怠速补偿和基于大气压力信号的怠速补偿，来将发动机转速提升至对应的第一目标转速。此时，松开制动，即设置制动信号为0，车辆可达到驻坡效果。
S500：控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡。
一种具体的实施方式中，步骤S500控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡，之后包括：
当车辆的油门踏板被踩下时，获取车辆当前的油门信息；
根据油门信息控制车辆的发动机的转速提升至第二目标转速，以带动变速箱的主动轴同步转动，以完成车辆的自动辅助爬坡。
具体地，在自动驻坡功能激活后，驻坡功能对应的标识位会置1，其中，1代表自动驻坡功能激活，0代表自动驻坡功能未激活。当自动变速箱控制单元识别到此标识位为1时，自动激活坡道辅助功能的标识位。
具体地，第二目标转速根据车辆的驾驶员当前踩下的油门确定，比如，驾驶员踩下80％的油门进行爬坡，在车辆正常运行的条件下，即不存在坡道辅助功能时，自动变速箱控制单元识别到80％的油门，读取自动变速箱控制单元内部80％的油门对应标定的目标转速为1800rpm；
若坡道辅助功能处于激活状态，自动变速箱控制单元将读取目标转速提高百分比与油门之间的关系表，基于此关系表根据80％的油门得到对应的目标转速提高百分比，在上述标定的目标转速的基础上再提高对应的百分比得到一个新的提高后的整体转速值，即达到第二目标转速，从而得到更高的传动扭矩和动力，有效提高整车的爬坡能力以使爬坡更轻松。其中，目标转速提高百分比一般为10-15％。
本说明书实施例提供了一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统，包括自动自动变速箱控制单元和发动机控制单元，
自动变速箱控制单元用于获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，所述实时状态信息包括档位信号、制动信号、实时油温和大气压力信号；根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态；根据制动信号判断制动信号置1的时长是否达到预设时长；
发动机控制单元用于当车辆处于D档上坡状态或R档上坡状态且制动信号置1的时长达到预设时长时，根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速；
自动变速箱控制单元还用于控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡。
优选地，本申请的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统，还包括角度传感器，
角度传感器用于接收角度传感器发送的角度信号；对所述角度信号进行滤波处理得到实时角度信号。
优选地，自动变速箱控制单元还用于当实时角度信号大于零时，档位信号为D档时，判定车辆处于D档上坡状态；当实时角度信号小于零时，档位信号为R档时，判定车辆处于R档上坡状态。
优选地，自动变速箱控制单元还用于根据实时状态信息包括档位信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的离合器压力提升至目标压力值；发送目标压力值对应的怠速提升请求至车辆的发动机控制单元，以控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速。
优选地，自动变速箱控制单元还用于当车辆的油门踏板被踩下时，获取车辆当前的油门信息；根据油门信息控制车辆的发动机的转速提升至第二目标转速，以带动变速箱的主动轴同步转动，以完成车辆的自动辅助爬坡。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，所述实时状态信息包括档位信号、制动信号、实时油温和大气压力信号；
根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态；
根据制动信号判断制动信号置1的时长是否达到预设时长；
若是，则根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速；
控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡。
2.根据权利要求1所述的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法，其特征在于，获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，之前包括：
接收角度传感器发送的角度信号；
对所述角度信号进行滤波处理得到实时角度信号。
3.根据权利要求2所述的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法，其特征在于，根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态，包括：
当实时角度信号大于零时，档位信号为D档时，判定车辆处于D档上坡状态；
当实时角度信号小于零时，档位信号为R档时，判定车辆处于R档上坡状态。
4.根据权利要求3所述的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法，其特征在于，根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速，包括：
根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的离合器压力提升至目标压力值；
发送目标压力值对应的怠速提升请求至车辆的发动机控制单元，以控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速。
5.根据权利要求4所述的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制方法，其特征在于，控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡，之后包括：
当车辆的油门踏板被踩下时，获取车辆当前的油门信息；
根据油门信息控制车辆的发动机的转速提升至第二目标转速，以带动变速箱的主动轴同步转动，以完成车辆的自动辅助爬坡。
6.一种提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统，其特征在于，包括自动自动变速箱控制单元和发动机控制单元，
自动变速箱控制单元用于获取车辆在坡道停驻时的实时角度信号和变速箱的实时状态信息，所述实时状态信息包括档位信号、制动信号、实时油温和大气压力信号；根据实时角度信号和档位信号判断车辆是否处于D档上坡状态或R档上坡状态；根据制动信号判断制动信号置1的时长是否达到预设时长；
发动机控制单元用于当车辆处于D档上坡状态或R档上坡状态且制动信号置1的时长达到预设时长时，根据实时角度信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速；
自动变速箱控制单元还用于控制车辆的变速箱松开制动，以完成车辆的自动驻坡。
7.根据权利要求6所述的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统，其特征在于，还包括角度传感器，
角度传感器用于接收角度传感器发送的角度信号；对所述角度信号进行滤波处理得到实时角度信号。
8.根据权利要求7所述的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统，其特征在于，自动变速箱控制单元还用于当实时角度信号大于零时，档位信号为D档时，判定车辆处于D档上坡状态；当实时角度信号小于零时，档位信号为R档时，判定车辆处于R档上坡状态。
9.根据权利要求8所述的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统，其特征在于，自动变速箱控制单元还用于根据实时状态信息包括档位信号、实时油温和大气压力信号控制车辆的离合器压力提升至目标压力值；发送目标压力值对应的怠速提升请求至车辆的发动机控制单元，以控制车辆的发动机的转速提升至第一目标转速。
10.根据权利要求9所述的提高无级自动变速箱爬坡能力的控制系统，其特征在于，自动变速箱控制单元还用于当车辆的油门踏板被踩下时，获取车辆当前的油门信息；根据油门信息控制车辆的发动机的转速提升至第二目标转速，以带动变速箱的主动轴同步转动，以完成车辆的自动辅助爬坡。
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