CN115899252B - 一种长时间半联动运行的发动机离合器保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种长时间半联动运行的发动机离合器保护方法，包括：获取当下车辆运行数据，判断车辆当下的运行工况是否为半联动保护工况，若是，进行一级限制处理；判断半联动保护工况下油门开度是否＞开度阈值app2或转速是否>转速阈值n2，且持续时长是否超出时间阈值t2，若是，进行二级限制处理；判断单次循环驾驶状态下标定时间T内超过油门开度阈值app2或转速阈值n2且持续时间阈值t1之次数是否超出次数阈值N，t1<t2，若是，进行三级限制处理。通过识别车辆半联动状态的特征，对发动机的扭矩或转速进行限制，同时针对不同程度半联动设置不同级别的限制和仪表报警策略，改善了因长时间、高转速差、高扭矩半联动工况带来的离合器超温、烧蚀等问题。
Description
技术领域
本发明涉及车辆智能化控制技术领域，具体是一种长时间半联动运行的发动机离合器保护方法。
背景技术
当前部分商用车细分市场车型，如手动挡MT工程自卸车，工作环境恶劣，实际使用场景及工况中因为司机驾驶或路况及脱困需求，存在大量大扭矩、高转速、长时间的离合器未完全结合的半联动起步、脱困的工况。对于此类半联动工况，由于存在大扭矩、大速差(发动机转速和变速器输入轴转速速差)，离合器的摩擦功率会迅速累积发热，若此时没有限制或提醒的控制策略，会造成温度会超出离合器故障允许温度，导致离合器烧蚀或损坏。
现有的关于半联动运行保护的技术方案：
(1)对于手动挡车型(MT)：无相关保护限制和提醒策略，在脱困和长时间半联动工况下，容易将离合器烧蚀或损坏；
(2)对于自动挡车型(AMT或DCT)：硬件方面需要增加变速器输入/输出轴传感器、离合器行程传感器、变速器控制器(TCU)等，软件方面需要增加离合器温度模，来对车辆运行中各种工况进行离合器温度计算和保护，整个系统架构和控制逻辑复杂，不适用于当前很多车型及应用场景，且和当前本方案的控制策略框架和解决的问题&场景不一致。
综上，因此需要研发一种适用解决长时间半联动运行的发动机离合器烧蚀或损坏的方法。
公开于以上背景技术部分的信息仅仅皆在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车高挡位起步离合器的保护方法，通过识别车辆半联动状态的特征，从而对发动机的扭矩或转速进行限制，同时针对不同程度半联动设置不同级别的限制和仪表报警策略，改善了因为长时间、高转速差、高扭矩半联动工况带来的离合器超温、烧蚀等问题。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种长时间半联动运行的发动机离合器保护方法，包括：
S100：获取当下车辆运行数据，根据当下车辆运行数据判断车辆当下的运行工况是否为半联动保护工况；若是，则进行一级限制处理；
S200：判断半联动保护工况下油门开度是否＞开度阈值app2或转速是否>转速阈值n2，且持续时长是否超出时间阈值t2，若是，则进行二级限制处理；
S300：判断单次循环驾驶状态下标定时间T内超过油门开度阈值app2或转速阈值n2且持续时间阈值t1之次数是否超出次数阈值N，其中时间阈值t1<时间阈值t2，若是，则进行三级限制处理。
具体的，步骤S1中所述获取当下车辆运行数据，根据当下车辆运行数据判断车辆当下的运行工况是否为半联动保护工况；包括：
S101：获取空挡开关信号，判断空挡开关是否不处于空挡状态；
S102：获取车速信号，判断车速是否≥低阈值vl及≤高阈值vh；
S103：获取离合器开关信号，判断离合器是否踩下；
S104：获取油门/扭矩信号，判断油门开度是否≥开度阈值app1或发动机扭矩是否>扭矩阈值Tq1；
S105：获取发动机转速信号；判断发动机转速是否>转速阈值n1；
S106：若以上均是，则判断为半联动保护工况。
具体的，步骤S100中所述进行一级限制处理，包括：将发动机最高转速限制为转速值n1_lim。
具体的，步骤S200中所述进行二级限制处理，包括：将发动机最高转速限制为转速值n2_lim，转速值n2_lim＜转速值n1_lim，并持续时间值t2_lim，且进行仪表二级报警提示。
具体的，步骤S300中所述进行三级限制处理，包括：将发动机最高转速限制为转速值n3_lim，转速值n3_lim＜转速值n2_lim持续时间值t3_lim，且进行仪表三级报警提示。
本发明的有益效果：
1、本方案通过获取空挡开关信号、车速信号、离合器开关信号、油门/扭矩信号、发动机转速信号，能够识别大扭矩、高转速、长时间的离合器未完全结合的半联动工况，能够较好的限制或改善长时间、高转速差、高扭矩半联动工况带来的离合器超温、烧蚀等问题；
2、本方案通过区分严重度和持续时间等因素，做了不同的限制和仪表提醒级别和策略，达到了不同级别的限制效果。
附图说明
图1为本发明一种长时间半联动运行的发动机离合器保护方法的步骤示意图。
图2为本发明一种长时间半联动运行的发动机离合器保护方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容-所实现目的及效果，以下结合实施例并配合附图予以说明。在实施例的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。
根据本方案具体实施方式的一种长时间半联动运行的发动机离合器保护方法，参考图1-2所示，下述实施例的执行主体可以为车辆上安装的控制器，控制器以ElectronicControlUnit，电子控制单元ECU为例，ECU可以由微控制器MCU、存储器ROM、RAM、输入/输出接口I/O、模数转换器A/D以及整形、驱动等大规模集成电路组成。ECU根据获取的车辆运行状态数据，来判断车辆当下的运行工况，并进行相应的操作指令。
具体包括以下步骤：
S100：获取当下车辆运行数据，根据当下车辆运行数据判断车辆当下的运行工况是否为半联动保护工况；若是，则进行一级限制处理；
判断车辆当下的运行工况具体采用ECU通过获取车辆运行状态的数据以判断车辆当下运行的工况，本申请中，主要是确定车辆是否为半联动保护工况。
车辆运行状态的数据即指车辆在行驶过程中的参数，可以为发动机转速、车辆运行速度车辆运行速度、发动机油门状态、离合器状态等，获取的车辆运行状态数据包括但不限于以上数据，只要能确认当下运行工况为起步的工况即可，具体地，半联动保护工况是指在半联动工况下：
(1)空挡开关非置位；—确认车辆不处于空挡状态；ECU通过确认空挡开关的开闭判断空挡状态，在触发的情况下处于接通状态，即车辆空挡时触点开关处于断开状态，车辆停止运行，车辆挂挡时触点开关处于接通状态，车辆开始运行。
(2)离合器开关置位；—确认离合器踩下；在发动机转速从0到怠速的时间段内，通过传感器获取离合器的状态。离合器的状态的获取可以通过检测离合器踏板开度信息，也可以通过检测离合器踏板力信息等。若ECU根据传感器检测的结果获取到离合器踏板开度信息或离合器踏板力信息，说明驾驶员踩下了离合器踏板。
(3)低阈值vl≤车速≤高阈值vh；——通过仅关注低档位、低车速半联动；其中vl、vh均可标定，若低阈值标定为0可覆盖起步半联动，但无车速的工况。
(4)发动机转速>转速阈值n1；—仅关注转速>阈值的半联动保护，转速阈值n1可标定；可以通过安装在发动机上的速度传感器，每间隔一定时间，速度传感器采集一次发动机转速。
(5)油门开度≥开度阈值app1或发动机扭矩>扭矩阈值Tq1；—仅关注油门开度或发动机扭矩>阈值状态下的半联动，其中开度阈值app1、扭矩阈值Tq1均可标定；发动机油门状态的获取可以通过检测发动机油门踏板开度信息，也可以通过检测发动机油门踏板力信息。其中，发动机油门踏板开度信息可以通过安装在油门踏板上的可以测量距离的传感器测量得到，发动机油门踏板力信息可以通过安装在油门踏板上的压力传感器测量得到。ECU根据传感器检测的结果获取到发动机油门踏板开度信息或发动机油门踏板力信息。同理的，发动机扭矩可以通过扭矩传感器获得。
以上条件均满足，则判定为半联动保护工况，半联动标志位＝1置位；否则半联动标志位＝0复位即非半联动保护工况。以上信息可以但不限于从车辆的仪表中通过CAN总线获得。
进入半联动保护工况后，ECU将表征进入起步保护工况的起步标志位信号置位；目的是使上述工作状态确认发生时,无论对应的中断是否使能都会使得相应的标志位置位，被操作的目标元件被执行并保持，此时对发动机转速进行一级限制处理，将发动机最高转速限制到转速值n1_lim，直至半联动标志位＝0复位，其中转速值n1_lim可标定。这样做的好处在于：通过限制发动机转速，能较好地限制或改善此类工况带来的离合器超温、烧蚀等问题。
S200：判断半联动保护工况下油门开度是否＞开度阈值app2或转速是否>转速阈值n2，且持续时长是否超出时间阈值t2，若是，则进行二级限制处理；
二级限制处理包括：限制发动机转速为转速值n2_lim，持续时间值t2_lim，转速值n2_lim＜转速值n1_lim，目的为保护离合器，并进行二级限制仪表报警提示；以上数值均可通过ECU程序标定。
S300：判断单次循环驾驶状态下标定时间T内超过油门开度阈值app2或转速阈值n2且持续时间阈值t1之次数是否超出次数阈值N，其中时间阈值t1<时间阈值t2，若是，则进行三级限制处理。
具体的，ECU对于步骤S200与S300在时间上的优先级别是同步进行，在步骤S2执行的同时，持续获取信号，若判断油门开度>阈值app2或转速>阈值n2，且持续时间超过时间阈值t1，t1<t2，则进行一次计数count；其中，app2、n2、t1均可标定。该计数存在控制器缓存中，直至下一个上下电驾驶循环清零重新计数；ECU在发动机起动成功，正常运转状态开始计时，时间T内记录的计数count>N次，则进行三级限制处理，限制发动机转速值n3_lim,转速值n3_lim＜转速值n2_lim，持续时间值t3_lim，目的为冷却离合器,并进行三级限制仪表报警提示。其中时间T、次数阈值N、转速值n3_lim、时间值t3_lim均可标，并作移动窗口统计处理。
这样做的好处在于：时间阈值t1<时间阈值t2，覆盖了两种不同情况的离合器保护，一种是长时间半联动的情况，一种是多次半联动的情况，即二级限制处理覆盖了单次长时间半联动状态下离合器的保护，三级限制处理则覆盖了多次短时间半联动状态下离合器的保护。
ECU通过分严重度和持续时间等因素，区分了不同级别的限制和仪表提醒级别和策略，判断出驾驶员的行为是否属于高挡位起步行为，并进行提醒驾驶员，这样做的好处在于：可以人性化地实时纠正驾驶员的行为，防止了系统修复保护类型导致司机长时间行驶错误。提醒驾驶员可以采用语音方式和/或仪表盘显示方式。可选的，提醒的方式可以为车载显示面板上警示灯闪烁并警报，也可以为车载显示面板屏幕上弹出警示性语句，还可以为车辆上的具有播报功能的设备播报驾驶不当提醒等。只要可以达到提醒驾驶员目的方式都属于本申请的保护范围。以上方案较好的限较好地限制或改善此类工况带来的离合器超温、烧蚀等问题；降低不良驾驶行为对离合器造成的损伤，提高离合器的使用寿命，最终达到本实施例的目的。
以下参考附图2的流程图根据实际场景进行进一步说明本实施例的工作原理：
手动挡MT工程自卸车，因为司机不良驾驶习惯、路况差及用户追求速度等原因，在实际使用情况及场景中，出现很多长时间半联动运行的工况。
此时，ECU采集空挡开关信号、车速信号、离合器开关信号、油门/扭矩信号、发动机转速信号，ECU会实时依据上述五个信号判断当前车辆是否进入半联动保护工况。当进入起步保护工况后，ECU首先将表征进入半联动保护公开的半联动标志位信号置位，同时进入一级限制，将发动机最高转速限制到n1_lim，直到半联动工况复位，才退出一级限制。在此过程中，ECU判断油门开度是否>阈值app或转速>阈值n2，且持续时间是否超过时间阈值t2,，若均是，则进行二级限制处理，限制发动机转速n2_lim,持续时间t2_lim。用于保护离合器，并进行二级限制仪表报警提示；此时ECU再次采集离合信号和空挡信号，判断是否有松离合或回空挡，如果其中一项满足，则表征起步完成工况状态，则将表征起步完成的起步标志位信号复位；同时ECU在本次循环驾驶的情况下依然采集油门开度或转速信号，判断是否超出阈值app2或阈值n2，且持续时间超过时间阈值t1，若是，则实时将记数次数存在控制器缓存中，直到下次驾驶清零计数，若单位时间T内记录的次数大于标定的阈值，则进行三级限制处理，限制发动机转速n3_lim,持续时间t3_lim，目的为冷却离合器,并进行三级限制仪表报警提示，提示驾驶员不良驾驶的行为，利于改正。
虽然，上文中已经用具体实施方式，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (1)
1.一种长时间半联动运行的发动机离合器保护方法，其特征在于，包括：
S100：获取当下车辆运行数据，根据当下车辆运行数据判断车辆当下的运行工况是否为半联动保护工况；若是，则进行一级限制处理；
S200：判断半联动保护工况下油门开度是否＞开度阈值app2或转速是否>转速阈值n2，且持续时长是否超出时间阈值t2，若是，则进行二级限制处理；
S300：判断单次循环驾驶状态下标定时间T内超过油门开度阈值app2或转速阈值n2且持续时间阈值t1之次数是否超出次数阈值N，其中时间阈值t1<时间阈值t2，若是，则进行三级限制处理；
步骤S1中所述获取当下车辆运行数据，根据当下车辆运行数据判断车辆当下的运行工况是否为半联动保护工况；包括：
S101：获取空挡开关信号，判断空挡开关是否不处于空挡状态；
S102：获取车速信号，判断车速是否≥低阈值vl及≤高阈值vh；
S103：获取离合器开关信号，判断离合器是否踩下；
S104：获取油门/扭矩信号，判断油门开度是否≥开度阈值app1或发动机扭矩是否>扭矩阈值Tq1；
S105：获取发动机转速信号；判断发动机转速是否>转速阈值n1；
S106：若以上均是，则判断为半联动保护工况；
步骤S100中所述进行一级限制处理，包括：将发动机最高转速限制为转速值n1_lim；
步骤S200中所述进行二级限制处理，包括：将发动机最高转速限制为转速值n2_lim，转速值n2_lim＜转速值n1_lim，并持续时间值t2_lim，且进行仪表二级报警提示；
步骤S300中所述进行三级限制处理，包括：将发动机最高转速限制为转速值n3_lim，转速值n3_lim＜转速值n2_lim，持续时间值t3_lim，且进行仪表三级报警提示。
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