CN116163844B - 缸内制动自动控制方法、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆技术领域，公开了一种缸内制动自动控制方法、发动机及车辆，缸内制动自动控制方法包括如果车辆当前工况满足坡道辅助行驶激活条件，则控制发动机进入缸内制动坡道辅助行驶模式，缸内制动坡道辅助行驶模式包括：确定第一目标制动等级，控制发动机以第一目标制动等级进行缸内制动；确定第一目标制动等级包括根据当前车速、当前车重、当前道路坡度、滚动阻力系数和风阻计算系数确定当前坡道驱动功率；如果当前坡道驱动功率不小于各个第一预期缸内制动功率中的最小值，则计算各个第一预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值，将其中最小的绝对值对应的缸内制动等级确定为缸内制动第一目标制动等级。

Description

缸内制动自动控制方法、发动机及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种缸内制动自动控制方法、发动机及车辆。

背景技术

配置了发动机缸内制动及AMT的整车，在车辆下坡且坡度较大时，为了避免车辆在自身重力作用下加速行驶，一般需要通过驾驶员自行判断并手动激活缸内制动等级，实现车辆缸内制动。这种需要驾驶员根据当前车辆及道路状态自行判断并激活缸内制动等级的缸内制动控制方式，驾驶人员难以准确判断当前坡道和当前车速下所需的缸内制动等级，造成某些适合开启缸内制动的场景下也会出现因为驾驶人员误判选错缸内制动等级或疏忽而未触发缸内制动的情况。

因此，亟需一种缸内制动自动控制方法、发动机及车辆，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缸内制动自动控制方法、发动机及车辆，从而在车辆以较大坡度下坡时自动以适合的缸内制动等级开启缸内制动，尽可能消除风阻及车辆重力对车辆的驱动功率对车辆行驶的影响，便于驾驶人员操控车辆。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

缸内制动自动控制方法，包括：

如果车辆当前工况满足坡道辅助行驶激活条件，则控制发动机进入缸内制动坡道辅助行驶模式，缸内制动坡道辅助行驶模式包括：

确定第一目标制动等级，控制发动机以第一目标制动等级进行缸内制动；

确定第一目标制动等级包括：

根据当前车速、当前车重、当前道路坡度、滚动阻力系数和风阻计算系数确定当前坡道驱动功率，坡道驱动功率为车辆重力对车辆的驱动功率减去风阻以及车轮滚动阻力对车辆的阻力功率；

查询制动功率MAP，确定各个缸内制动等级在当前发动机转速下的第一预期缸内制动功率；

如果当前坡道驱动功率小于各个第一预期缸内制动功率中的最小值，则缸内制动维持关闭状态；

如果当前坡道驱动功率不小于各个第一预期缸内制动功率中的最小值，则分别计算各个第一预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值，将其中最小的绝对值对应的缸内制动等级确定为缸内制动第一目标制动等级，制动功率需求值等于当前坡道驱动功率。

作为优选，缸内制动坡道辅助行驶模式还包括：

确定目标挡位，如果目标挡位为当前挡位，则保持当前挡位，如果目标挡位不是当前挡位，则向变速箱发送向目标挡位进行换挡的换挡请求；

换挡完成后，重新确定第一目标制动等级，控制发动机以新的第一目标制动等级进行缸内制动；

确定目标挡位包括：

根据当前挡位和当前发动机转速，确定向各相邻挡位换挡后的预期发动机转速；

查询各缸内制动等级在各预期发动机转速下的第二预期缸内制动功率，计算各个第二预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值；

比较各个第二预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值以及各个第一预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值，其中最小的绝对值所对应的挡位为目标挡位。

作为优选，坡道驱动功率的计算公式为：

其中，P_gradient为坡道驱动功率；M为当前车辆质量；g为重力加速度；V为当前车速；α为道路坡度，车辆上坡时α为正值，下坡时α为负值；K_roll为滚动阻力系数；K_wind为风阻计算系数。

作为优选，坡道辅助行驶激活条件包括：

车辆不处于缸内制动手动控制模式、当前制动踏板开度小于第一预设开度且当前车速大于第一预设车速。

作为优选，还包括：

如果车辆当前工况满足紧急制动激活条件，则控制发动机进入缸内制动紧急制动模式，缸内制动紧急制动模式包括：

控制发动机以最高缸内制动等级进行缸内制动；

紧急制动激活条件包括：

车辆不处于缸内制动手动控制模式、当前车速大于第二预设车速、制动踏板开度大于第二预设开度且本次制动制动踏板开度变化率大于预设变化率的持续时间大于预设时间。

作为优选，还包括：

如果车辆当前工况满足辅助制动激活条件，且不满足紧急制动激活条件，则控制发动机进入缸内制动辅助制动模式，缸内制动辅助制动模式包括：

根据当前车速和当前制动踏板开度查询时间阀值MAP，确定制动时间阀值；

当缸内制动辅助制动模式开启时间达到制动时间阀值时，根据当前车速和当前制动踏板开度查询制动等级MAP，确定第二目标制动等级；

控制发动机以第二目标制动等级进行缸内制动；

辅助制动激活条件包括：

车辆不处于缸内制动手动控制模式、制动踏板开度大于第三预设开度且车速大于第三预设车速。

作为优选，缸内制动辅助制动模式中，将制动踏板开度划分为多个制动踏板开度段，将车速划分为多个速度段，时间阀值MAP包含各个速度段、各个制动踏板开度段与制动时间阀值的对应关系。

作为优选，制动等级MAP包含各个速度段、各个制动踏板开度段与缸内制动等级的对应关系。

发动机，使用上述任一项所述的缸内制动自动控制方法进行缸内制动控制。

车辆，使用上述任一项所述的缸内制动自动控制方法进行缸内制动控制。

本发明的有益效果：

本发明的缸内制动自动控制方法、发动机及车辆，在车辆当前工况满足坡道辅助行驶激活条件时，发动机进入缸内制动坡道辅助行驶模式，在缸内制动坡道辅助行驶模式中，在当前坡道驱动功率不小于各个第一预期缸内制动功率的最小值时，也即是车辆以较大坡度下坡时，选取在当前发动机转速下制动功率与当前坡道驱动功率最接近的缸内制动等级作为第一目标制动等级，控制发动机以第一目标制动等级进行缸内制动。相比车辆下坡时由驾驶人员根据经验手动控制缸内制动等级，本实施例提供的缸内制动自动控制方法，缸内制动等级的选取更加准确，从而在车辆以较大坡度下坡时自动以适合的缸内制动等级进行缸内制动，在尽可能消除风阻、车轮滚动阻力及车辆重力对车辆的驱动功率对车辆行驶的影响便于驾驶人员操控的同时，避免缸内制动等级过高而影响车辆的正常行驶造成燃料浪费。而当前坡道驱动功率小于各个第一预期缸内制动功率的最小值时，也即是车辆上坡、平地行驶或者以小坡度下坡时，缸内制动维持关闭状态，避免影响车辆的正常行驶。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的缸内制动自动控制方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的缸内制动坡道辅助行驶模式的流程图；

图3是本发明实施例一提供的确定第一目标制动等级的流程图；

图4是本发明实施例一提供的确定目标挡位的流程图；

图5是本发明实施例一提供的制动功率MAP部分数据的示意图；

图6是本发明实施例二提供的缸内制动自动控制方法的流程图；

图7是本发明实施例三提供的缸内制动自动控制方法的流程图；

图8是本发明实施例三提供的缸内制动辅助制动模式的流程图；

图9是本发明实施例三提供的时间阀值MAP部分数据的示意图；

图10是本发明实施例三提供的制动等级MAP部分数据的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。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结构。

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”、“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。

如图1-4所示，本实施例提供一种缸内制动自动控制方法，包括：监测车辆工况；如果车辆当前工况满足坡道辅助行驶激活条件，则控制发动机进入缸内制动坡道辅助行驶模式，在发动机进入缸内制动坡道辅助行驶模式后，如果车辆工况不再满足坡道辅助行驶激活条件，则控制发动机退出缸内制动坡道辅助行驶模式，缸内制动坡道辅助行驶模式包括：确定第一目标制动等级，控制发动机以第一目标制动等级进行缸内制动；确定第一目标制动等级包括：根据当前车速、当前车重、当前道路坡度、滚动阻力系数和风阻计算系数确定当前坡道驱动功率，坡道驱动功率为车辆重力对车辆的驱动功率减去风阻以及车轮滚动阻力对车辆的阻力功率；查询制动功率MAP，确定各个缸内制动等级在当前发动机转速下的第一预期缸内制动功率，制动功率MAP的部分数据如图5所示；如果当前坡道驱动功率小于各个第一预期缸内制动功率中的最小值，则缸内制动维持关闭状态；如果当前坡道驱动功率不小于各个第一预期缸内制动功率中的最小值，则分别计算各个第一预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值，将其中最小的绝对值对应的缸内制动等级确定为缸内制动第一目标制动等级，制动功率需求值等于当前坡道驱动功率。当前车速由传感器实时采集得到，当前车重可以由车重传感器测量得到，也可以基于传统汽车行驶动力学方程计算得到，当前道路坡度由传感器实时采集得到，滚动阻力系数和风阻计算系数可以根据整车参数计算得到，也可以由厂家通过试验测得到。

本实施例提供的缸内制动自动控制方法，在车辆当前工况满足坡道辅助行驶激活条件时，发动机进入缸内制动坡道辅助行驶模式，在缸内制动坡道辅助行驶模式中，在当前坡道驱动功率不小于各个第一预期缸内制动功率的最小值时，也即是车辆以较大坡度下坡时，选取在当前发动机转速下制动功率与当前坡道驱动功率最接近的缸内制动等级作为第一目标制动等级，控制发动机以第一目标制动等级进行缸内制动。相比车辆下坡时由驾驶人员根据经验手动控制缸内制动等级，本实施例提供的缸内制动自动控制方法，缸内制动等级的选取更加准确，从而在车辆以较大坡度下坡时自动以适合的缸内制动等级进行缸内制动，在尽可能消除风阻、车轮滚动阻力及车辆重力对车辆的驱动功率对车辆行驶的影响便于驾驶人员操控的同时，避免缸内制动等级过高而影响车辆的正常行驶造成燃料浪费。而当前坡道驱动功率小于各个第一预期缸内制动功率的最小值时，也即是车辆上坡、平地行驶或者以小坡度下坡时，缸内制动维持关闭状态，避免影响车辆的正常行驶。

可选地，坡道辅助行驶激活条件包括：车辆不处于缸内制动手动控制模式、当前制动踏板开度小于第一预设开度且当前车速大于第一预设车速。制动踏板开度小于第一预设开度也即是制动踏板开度较小或者制动踏板开度为零，此时可以认为驾驶人员没有制动需求，而当前车速大于第一预设车速，说明当前车速较大，为了车辆在坡道的行驶安全，需要缸内制动介入，而由于当前驾驶人员没有制动需求，因此缸内制动以消除坡道驱动功率的影响为目标，避免坡道驱动功率造成车速超出驾驶人员的目标车速。而在车辆处于缸内制动手动控制模式时，根据手动控制信号进行缸内制动控制，例如，在二级缸内制动手动控制按钮按下时，控制发动机进入二级缸内制动，也即是缸内制动手动控制的优先级高于缸内制动自动控制的优先级。

可选地，缸内制动坡道辅助行驶模式还包括：确定目标挡位，如果目标挡位为当前挡位，则保持当前挡位，如果目标挡位不是当前挡位，则向变速箱发送向目标挡位进行换挡的换挡请求；换挡完成后，重新确定第一目标制动等级，控制发动机以新的第一目标制动等级进行缸内制动；确定目标挡位具体步骤包括：根据当前挡位和当前发动机转速，确定向各相邻挡位换挡后的预期发动机转速；查询各缸内制动等级在各预期发动机转速下的第二预期缸内制动功率，计算各个第二预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值；比较各个第二预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值以及各个第一预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值，其中最小的绝对值所对应的挡位为目标挡位。也即是如果计算结果显示向相邻挡位换挡并以新的第一目标制动等级进行缸内制动能够进一步缩小缸内制动功率与坡道驱动功率差值的绝对值，则向变速箱发送向目标挡位进行换挡的换挡请求，并重新确定第一目标制动等级，控制发动机以新的第一目标制动等级进行缸内制动，尽最大可能在消除风阻、车轮滚动阻力及车辆重力对车辆的驱动功率对车辆行驶的影响便于驾驶人员操控的同时，避免缸内制动等级过高而影响车辆的正常行驶造成燃料浪费。在本实施例中，采用车辆同一时刻的发动机转速查询和计算各个第一预期缸内制动功率和第二预期缸内制动功率，并采用同一时刻的坡道驱动功率进行第一预期缸内制动功率与坡道驱动功率差值的绝对值以及第二预期缸内制动功率与坡道驱动功率差值的绝对值的计算。

可选地，坡道驱动功率的计算公式为：

其中，P_gradient为坡道驱动功率；M为当前车辆质量；g为重力加速度；V为当前车速；α为道路坡度，车辆上坡时α为正值，下坡时α为负值；K_roll为滚动阻力系数；K_wind为风阻计算系数。

可选地，制动踏板变化率的计算公式为：

其中，β为制动踏板变化率；为t₂时刻的制动踏板开度；/>为t₁时刻的制动踏板开度，t₂和t₁为间隔Δt时间的两个时刻。也即是每隔Δt时间计算一次制动踏板变化率，Δt的具体值根据需要设置，具体计算方式为本领域的公知常识，这里不再赘述。

实施例二

如图6所示，本实施例提供一种缸内制动自动控制方法，其在实施例一的基础上，还包括：如果车辆当前工况满足紧急制动激活条件，则控制发动机进入缸内制动紧急制动模式，在发动机进入缸内制动紧急制动模式后，如果车辆工况不再满足紧急制动激活条件，则控制发动机退出缸内制动紧急制动模式，缸内制动紧急制动模式包括：控制发动机以最高缸内制动等级进行缸内制动；紧急制动激活条件包括：车辆不处于缸内制动手动控制模式、当前车速大于第二预设车速、制动踏板开度大于第二预设开度且本次制动制动踏板开度变化率大于预设变化率的持续时间大于预设时间。

当前车速大于第二预设车速、制动踏板开度大于第二预设开度且本次制动制动踏板开度变化率大于预设变化率说明车速、制动踏板开度和制动踏板开度变化率均比较大，在此基础上，制动踏板开度变化率大于预设变化率的持续时间大于预设时间，说明车辆当前需要紧急制动，因此，如果此时车辆不处于缸内制动手动控制模式，则控制发动机以最高缸内制动等级进行缸内制动，以提供最大的制动力。第二预设车速、第二预设开度和预设时间的具体值可以根据需要设置，在本实施例中，第二预设开度大于第一预设开度，第二预设车速大于第一预设车速。

实施例三

如图7和图8所示，本实施例提供一种缸内制动自动控制方法，其在实施例二的基础上，还包括：如果车辆当前工况满足辅助制动激活条件，且不满足紧急制动激活条件，则控制发动机进入缸内制动辅助制动模式，在发动机进入缸内制动辅助制动模式后，如果车辆工况满足了紧急制动激活条件，则控制发动机进入缸内制动紧急制动模式，而如果车辆工况不再满足辅助制动激活条件，则控制发动机退出缸内制动辅助制动模式，缸内制动辅助制动模式包括：根据当前车速和当前制动踏板开度查询时间阀值MAP，确定制动时间阀值，时间阀值MAP的部分数据如图9所示；当缸内制动辅助制动模式开启时间达到制动时间阀值时，根据当前车速和当前制动踏板开度查询制动等级MAP，确定第二目标制动等级，制动等级MAP的部分数据如图10所示；控制发动机以第二目标制动等级进行缸内制动；辅助制动激活条件包括：车辆不处于缸内制动手动控制模式、制动踏板开度大于第三预设开度且车速大于第三预设车速。在本实施例中，第二预设开度大于第三预设开度，第三预设开度大于第一预设开度，第二预设车速大于第三预设车速，第三预设车速大于第一预设车速。

制动踏板开度大于第三预设开度且车速大于第三预设车速，说明当前车速较快，且驾驶人员对制动力的需求较大，此时控制发动机进入缸内制动辅助制动模式准备进行辅助制动，在缸内制动辅助制动模式开启时间达到制动时间阀值时，根据当前车速和当前制动踏板开度查询制动等级MAP，确定第二目标制动等级，控制发动机以第二目标制动等级进行缸内制动，为驾驶人员提供制动力，并且避免了驾驶人员短暂踩刹车时缸内制动开启，以避免缸内制动频繁开启与关闭影响驾驶体验。

可选地，缸内制动辅助制动模式中，将制动踏板开度划分为多个制动踏板开度段，将车速划分为多个速度段，时间阀值MAP包含各个速度段、各个制动踏板开度段与制动时间阀值的对应关系。将制动踏板开度划分为多个制动踏板开度段，将车速划分为多个速度段，避免制动时间阀值随着车速和制动踏板开度的些许变化而频繁发生变化，提高缸内制动控制的稳定性。

可选地，制动等级MAP包含各个速度段、各个制动踏板开度段与缸内制动等级的对应关系，避免第二目标制动等级随着车速和制动踏板开度的些许变化而频繁发生变动，提高缸内制动控制的稳定性。

实施例四

本实施例提供一种发动机，使用上述任一实施例中的缸内制动自动控制方法进行缸内制动控制。

本实施例还提供一种车辆，使用上述任一实施例中的缸内制动自动控制方法进行缸内制动控制。

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，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。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 (7)

1.缸内制动自动控制方法，其特征在于，包括：

如果车辆当前工况满足坡道辅助行驶激活条件，则控制发动机进入缸内制动坡道辅助行驶模式，缸内制动坡道辅助行驶模式包括：

确定第一目标制动等级，控制发动机以第一目标制动等级进行缸内制动；

确定第一目标制动等级包括：

根据当前车速、当前车重、当前道路坡度、滚动阻力系数和风阻计算系数确定当前坡道驱动功率，坡道驱动功率为车辆重力对车辆的驱动功率减去风阻以及车轮滚动阻力对车辆的阻力功率；

查询制动功率MAP，确定各个缸内制动等级在当前发动机转速下的第一预期缸内制动功率；

如果当前坡道驱动功率小于各个第一预期缸内制动功率中的最小值，则缸内制动维持关闭状态；

如果当前坡道驱动功率不小于各个第一预期缸内制动功率中的最小值，则分别计算各个第一预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值，将其中最小的绝对值对应的缸内制动等级确定为缸内制动第一目标制动等级，制动功率需求值等于当前坡道驱动功率；

坡道辅助行驶激活条件包括：

车辆不处于缸内制动手动控制模式、当前制动踏板开度小于第一预设开度且当前车速大于第一预设车速；

如果车辆当前工况满足紧急制动激活条件，则控制发动机进入缸内制动紧急制动模式，缸内制动紧急制动模式包括：

控制发动机以最高缸内制动等级进行缸内制动；

紧急制动激活条件包括：

车辆不处于缸内制动手动控制模式、当前车速大于第二预设车速、制动踏板开度大于第二预设开度且本次制动制动踏板开度变化率大于预设变化率的持续时间大于预设时间；

如果车辆当前工况满足辅助制动激活条件，且不满足紧急制动激活条件，则控制发动机进入缸内制动辅助制动模式，缸内制动辅助制动模式包括：

根据当前车速和当前制动踏板开度查询时间阀值MAP，确定制动时间阀值；

当缸内制动辅助制动模式开启时间达到制动时间阀值时，根据当前车速和当前制动踏板开度查询制动等级MAP，确定第二目标制动等级；

控制发动机以第二目标制动等级进行缸内制动；

辅助制动激活条件包括：

车辆不处于缸内制动手动控制模式、制动踏板开度大于第三预设开度且车速大于第三预设车速。

2.根据权利要求1所述的缸内制动自动控制方法，其特征在于，缸内制动坡道辅助行驶模式还包括：

确定目标挡位，如果目标挡位为当前挡位，则保持当前挡位，如果目标挡位不是当前挡位，则向变速箱发送向目标挡位进行换挡的换挡请求；

换挡完成后，重新确定第一目标制动等级，控制发动机以新的第一目标制动等级进行缸内制动；

确定目标挡位包括：

根据当前挡位和当前发动机转速，确定向各相邻挡位换挡后的预期发动机转速；

查询各缸内制动等级在各预期发动机转速下的第二预期缸内制动功率，分别计算各个第二预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值；

比较各个第二预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值以及各个第一预期缸内制动功率与制动功率需求值差值的绝对值，其中最小的绝对值所对应的挡位为目标挡位。

3.根据权利要求1所述的缸内制动自动控制方法，其特征在于，坡道驱动功率的计算公式为：

P _gradient = MgVsin（-α）-MgVK _roll * cosα-K _wind V ²

其中，P _gradient 为坡道驱动功率；M为当前车辆质量；g为重力加速度；V为当前车速；α为道路坡度，车辆上坡时α为正值，下坡时α为负值；K _roll 为滚动阻力系数；K _wind 为风阻计算系数。

4.根据权利要求1所述的缸内制动自动控制方法，其特征在于，缸内制动辅助制动模式中，将制动踏板开度划分为多个制动踏板开度段，将车速划分为多个速度段，时间阀值MAP包含各个速度段、各个制动踏板开度段与制动时间阀值的对应关系。

5.根据权利要求4所述的缸内制动自动控制方法，其特征在于，制动等级MAP包含各个速度段、各个制动踏板开度段与缸内制动等级的对应关系。

6.发动机，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的缸内制动自动控制方法进行缸内制动控制。

7.车辆，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的缸内制动自动控制方法进行缸内制动控制。