车辆及车辆的坡道起步控制方法和坡道起步控制装置的制造方法_2

文档序号:9482161阅读:来源:国知局
[0043] 在本发明的一个实施例中,如图3所示,获取离合器输出扭矩具体包括:
[0044] S11 :获取离合器油压和发动机的输出扭矩;
[0045] S12:根据发动机转速、离合器油压和发动机的输出扭矩获取离合器输出扭矩。
[0046] 具体来说,当换档杆位于D档模式或R档模式时,TCU(Transmission Control Unit,变速箱控制单元)会控制变速箱挂入目标档位,即D1档(前进1档)或R档,并完成 离合器的充油准备工作,之后,判断路面坡度是否大于预设阈值。同时,可根据发动机转速、 离合器油压和发动机输出扭矩以及发动机转动惯量计算离合器输出扭矩。
[0047] 具体地,可根据以下公式获取离合器输出扭矩:
[0049] 其中,Tcluteh为离合器输出扭矩,右为离合器摩擦系数,点为经验数值,P cluteh为离合 器油压,PT_h为离合器的滑模点压力,Am;r2为转速修正误差,E为发动机转速,#为估算 的发动机转速,TEng_为发动机输出扭矩,JEng_为发动机转动惯量,K1为修正系数。
[0050] S2:据离合器的输出扭矩、路面坡度和离合器轴速计算车辆加速扭矩和车辆阻力 扭矩。
[0051] 在本发明的一个实施例中,如图4所示,根据离合器的输出扭矩、路面坡度和离合 器轴速计算车辆加速扭矩和车辆阻力扭矩具体包括:
[0052] S21 :根据路面坡度获取坡道阻力扭矩。
[0053] 具体地,可根据以下公式计算坡道阻力扭矩:
[0055] 其中,Tsl_为坡道阻力扭矩,m为车辆的整车质量、R为车辆的车轮半径、i为车辆 的变速箱的有效传动比,G为路面坡度。
[0056] S22:根据离合器的输出扭矩、坡道阻力扭矩和离合器轴速计算车辆加速扭矩和车 辆阻力扭矩。
[0057] 具体地,可根据以下公式计算车辆加速扭矩和车辆阻力扭矩:
[0059] 其中,TACC为车辆加速扭矩,Tcluteh为离合器输出扭矩,T sl_为坡道阻力扭矩, 纟为轴速修正误差,为离合器轴速,为估算的离合器轴速,J。为离合器有效 惯量,T R_sta_为车辆阻力扭矩,K3为可调系数。
[0060] 也就是说,在准备阶段,当换档杆处于D档模式或R档模式时,TCU会控制变速箱 挂入目标档位,并完成离合器充油准备工作,之后,根据车辆的车速、加速度、发动机输出扭 矩、发动机转速、离合器油压、离合器轴速信号以及相关模型分别计算出路面坡度、坡道阻 力扭矩、离合器输出扭矩和车辆加速扭矩,并且判断路面坡度是否大于预设阈值,如果路面 坡度大于预设阈值,则可调用坡道起步程序准备坡道起步,继续执行本发明实施例的车辆 的坡道起步控制方法即继续执行下面的步骤S3,其中,预设阈值可以为3%。当然,如果路 面坡度小于或等于预设阈值,则可返回步骤S1继续获取路面坡度。
[0061] 由此,在驾驶员松开刹车且路面坡度大于预设阈值时,可调用坡道起步程序准备 坡道起步,根据离合器的输出扭矩、坡道阻力扭矩和离合器轴速并参考变速箱的传动模型 获取车辆加速扭矩和车辆阻力扭矩。
[0062] S3 :根据路面坡度和油门开度计算目标车速,并根据车速和目标车速计算目标车 速与车速之间的差值,再根据差值、路面坡度和油门开度计算车辆目标加速扭矩,并根据车 辆目标加速扭矩、车辆阻力扭矩、路面坡度和发动机转速计算发动机需求扭矩和离合器目 标扭矩。
[0063] 具体地,可根据以下公式计算目标车速和车辆目标加速扭矩:
[0065] 其中,Ref_V为目标车速,Ref_TAra为车辆目标加速扭矩,Accpedalposition为油 门开度,G为路面坡度,V0为油门开度为零时的目标车速,T0为油门开度为零时的车辆目标 加速扭矩,V为车速,T1为中间变量,K4、K5、K6、K7均为匹配参数。
[0066] 也就是说,当驾驶员松开刹车时,首先根据路面坡度和油门开度计算得到合适的 车辆的目标车速,从而使驾驶员在当前油门开度和当前路面坡度下当车速接近目标车速时 驾驶员既不会感觉车速过快也不会感觉车速过慢。
[0067] 在计算目标车速后,可计算目标车速Ref_V与当前车速V之间的差值即误差A = Ref_V v,再根据目标车速与当前车速之间的误差A以及油门开度和路面坡度计算得到合适 的车辆目标加速扭矩,从而当车辆加速扭矩接近车辆目标加速扭矩时,既能实现驾驶员在 当前油门开度下、当前路面坡度下的加速意图,也能够将车速控制到目标车速。
[0068] 在本发明的一个实施例中,如图5所示,根据车辆目标加速扭矩、车辆阻力扭矩、 路面坡度和发动机转速计算发动机需求扭矩和离合器目标扭矩具体包括:
[0069] S31 :根据车辆目标加速扭矩、车辆阻力扭矩和坡道阻力扭矩计算发动机需求扭 矩。
[0070] 也就是说,在获取目标车速和车辆目标加速扭矩后,可计算实现此目标车速和车 辆目标加速扭矩所需的发动机需求扭矩。
[0071] 具体地,可根据以下公式计算发动机需求扭矩:
[0073] 其中,TEngine_raquest为发动机需求扭矩,TReslsta_为车辆阻力扭矩,T sl_为坡道阻力 扭矩,Ref_TAra为车辆目标加速扭矩。
[0074] S32 :根据发动机需求扭矩和发动机转速扭矩特性获取发动机目标转速。
[0075] 也就是说,在根据车辆目标加速扭矩和车辆阻力扭矩、坡道阻力扭矩计算发动机 需求扭矩后,还根据发动机需求扭矩和发动机转速扭矩特性,得到最佳的发动机目标转速, 从而在发动机转速达到目标转速时,既能够使发动机的扭矩按照发动机需求扭矩平稳的输 出,又能够保证发动机转速不会过高、离合器滑磨功不会过大、减少离合器的磨损。
[0076] 具体地,可按照下表1并根据发动机需求扭矩确定发动机目标转速:
[0079] S33 :根据目标加速扭矩、车辆加速扭矩、发动机目标转速、发动机转速和发动机输 出扭矩计算离合器目标扭矩。
[0080] 也就是说,可根据车辆目标加速扭矩与车辆加速扭矩之间的误差C和发动机目标 转速与发动机转速之间的误差D并参考发动机输出扭矩来获取离合器目标扭矩,其中,误 差C为车辆目标加速扭矩与车辆加速扭矩之差,即误差C = Ref_TAee_TAee ;误差D为发动机 目标转速与发动机转速之差,即误差D = Ref_E_E。
[0081] 具体地,可根据以下公式计算离合器目标扭矩:
[0083] 其中,Ref_Iauteh为离合器目标扭矩,TEngine为发动机输出扭矩,Ref_E为发动机目 标转速,E为发动机转速,Ref_T Ara为车辆目标加速扭矩,ΤΑεε为车辆加速扭矩,Tsl_为坡道 阻力扭矩,T2为中间变量,K9、K10均为匹配参数。
[0084] 总的来说,为了快速实现驾驶员的意图、将车速控制到目标车速,也为了减少车辆 在大坡度下的离合器磨损,可根据以下公式以及当前油门开度、路面坡度、车速、车辆阻力 扭矩和坡道阻力扭矩获取目标车速、车辆目标加速扭矩和发动机需求扭矩:
[0085]
[0086] 其中,Ref_V为目标车速,Ref_TAee为车辆目标加速扭矩,TEngine raquest为发动机需求 扭矩,Accpedalposition为油门开度,G为坡道坡度,V0为油门开度为零时的目标车速,T0 为油门开度为零时的车辆目标加速扭矩,V为车速,T R_sta_为车辆阻力扭矩、Tsl_为坡道 阻力扭矩,T1为中间变量,K4、K5、K6、K7均为匹配参数。
[0087] 之后,可根据发动机需求扭矩和发动及转速扭矩特性获取发动机目标转速,即发 动机目标转速要根据发动机转速扭矩特性、发动机需求扭矩和离合器的滑模功确定,从而 既能够保证发动机有稳定持续的扭矩输出,也尽可能的减小转速差、减小离合器的滑模功。 [0088] 具体来说,如果坡道坡大于预设阈值,当驾驶员松开刹车时,根据路面坡度和油门 开度计算能够反映驾驶员意图和路面状况的目标车速和车辆目标加速扭矩,并计算实现此 目标车速和车辆目标加速扭矩所需的发动机需求扭矩以及发动机产生此扭矩所需要的最 佳发动机转速,进而获取所需的离合器目标扭矩。
[0089] 另外,为了更加准确的实现驾驶员的意图,当油门开度在0-50%范围内时,可使车 辆目标加速扭矩和车辆目标车速均与油门开度成正比例增加关系,同时为了减小离合器磨 损,可使车辆目标车速随着路面坡度的增加而适当增加;当油门开度超过50%时,表明驾 驶员急切希望车辆加速,且前面路况没有堵车现象,以发动机最大扭矩输出为目标,将车辆 目标加速扭矩设置到最大,尽快完成坡道起步,此时车速不再作为控制对象,车速会根据车 辆加速而持续增加,直至升档。其中,发动机最大扭矩输出是根据发动机MAP图得出当前油 门开度下发动机输出扭矩的最大值,即言,当油门开度大于50%时,发动机就会输出当前油 门开度下的最大扭矩值,并将发动机转速控制到合适的转速。
[0090] S4:控制发动机的输出扭矩达到发动机需求扭矩并控制离合器输出扭矩达到离合 器目标扭矩以使车速与目标车速之间的误差和车辆加速扭矩与车辆目标加速扭矩之间的 误差在预设控制范围内。
[0091] 即言,通过控制发动机的输出扭矩达到发动机需求扭矩并控制离合器输出扭矩 达到离合器目标扭矩,可使车速与目标车速之间的误差A的绝对值在预设范围内,车辆加 速扭矩与车辆目标加速扭矩之间的误差C的绝对值在预设范围内,即可使车速达到目标车 速,车辆加速扭矩与达到车辆目标加速扭矩。
[0092] 例如,预设控制范围可以在正负预设阈值Μ内,即预设控制范围可以为[-M,+M], 预设阈值Μ可以为2%-3%。
[0093] 具体来说,结合步骤S33中的公式(1)可知,在计算出离合器目标扭矩后,对离合 器输出扭矩进行控制,增加或者减小离合器输出扭矩,使离合器输出扭矩达到离合器目标 扭矩,进而逐步减小目标加速扭矩与车辆加速扭矩之间的误差C和发动机目标转速与发动 机转速之间的误差D,使发动机转速达到发动机目标转速、车辆加速扭矩达到目标加速扭 矩、车速达到目标车速。
[0094] 在本发明的一个实施例中,如图6所示,控制发动机的输出扭矩达到发动机需求 扭矩具体包括:
[0095] S41 :获取发动机的输出扭矩。
[0096] S42 :根据发动机的输出扭矩与发动机需求扭矩计算发动机修正扭矩。
[0097] 具体地,根据以下公式计算发动机修正扭矩:
[0099] 其中,TTeu_to_t为发动机修正扭矩,TEngine为发动机输出扭矩,T Engine_raquest为发动机 需求扭矩,K8为匹配参数。
[0100] S43 :根据发动机修正扭矩对发动机进行控制以使发动机的输出扭矩达到发动机 需求扭矩。
[0101] 也就是说,可根据发动机需求扭矩与发动机输出扭矩之间的误差B计算出发动机 修正扭矩,并将计算出的发动机修正扭矩发送到E⑶控制单元(Electronic Control Unit, 发动机控制单元),让ECU增加或者减小发动机输出扭矩,进而减小误差B以使发动机输出 扭矩达到发动机需求扭矩。其中,误差B为发动机需求扭矩与发动机输出扭矩之差,即误差
[0102] 总的来说,可根据获得的发动机需求扭矩与当前发动机输出扭矩之间的误差确定 发动机修正扭矩,从而让发动机输出扭矩快速达到发动机需求扭矩,并且,可根据目标加速 扭矩与车辆加速
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