一种手动挡车辆起步辅助控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及车辆起步控制【技术领域】，公开了一种手动挡车辆起步辅助控制方法及系统，所述方法包括：确定车辆当前工况是否为起步工况；如果所述车辆当前工况为起步工况，则检测发动机当前怠速是否达到目标转速；如果未达到，则增加发动机怠速；当发动机怠速达到目标转速后，退点火提前角，并通过怠速闭环控制使所述发动机怠速保持所述目标转速，直到起步完成。利用本发明，可以有效防止手动挡车辆发动机起步熄火，从而提高了手动挡车辆起步的稳定性。
【专利说明】一种手动挡车辆起步辅助控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆起步控制【技术领域】，具体涉及一种手动挡车辆起步辅助控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]车辆由静止向运动的转变过程就是起步。手动挡车辆在安全性能方面优于自动挡车辆，但手动挡车辆由于小排量发动机在低转速时输出扭矩偏小，尤其是在怠速工况下使得车辆起步时变得更加困难；另一方面，实习驾驶员开一种手动挡车辆在起步过程中容易产生油门和离合器配合不好或者踩油门起步而造成车辆起步容易熄火的问题。
[0003]目前一种手动挡车辆没有使用控制方法来解决上述问题，车辆起步过程中只有通过驾驶员将离合器和油门配好好才能使车辆起步过程不熄火、起步平稳。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种手动挡车辆起步辅助控制方法及系统，以解决一种手动挡车辆起步过程中油门与离合器配合不好而造成的易熄火问题。
[0005]为此，本发明实施例提供如下技术方案:
[0006]一种手动挡车辆起步辅助控制方法，包括:
[0007]确定车辆当前工况是否为起步工况；
[0008]如果所述车辆当前工况为起步工况，则检测发动机当前怠速是否达到目标转速；
[0009]如果未达到，则增加发动机怠速；
[0010]当发动机怠速达到目标转速后，退点火提前角，并通过怠速闭环控制使所述发动机怠速保持所述目标转速，直到起步完成。
[0011]优选地，所述确定车辆当前是否为起步工况包括:
[0012](1)驾驶员踩了离合器；
[0013](2)驾驶员进行了挂挡操作；
[0014](3)车速小于 51^/11。
[0015]优选地，所述方法还包括:
[0016]利用2⑶获取离合器开关信号、空挡开关信号；
[0017]利用传感器及2⑶获取车速信号；
`[0018]根据所述离合器开关信号确定驾驶员是否踩了离合器；
[0019]根据所述空挡开关信号及所述空挡开关信号的变化情况确定驾驶员是否进行了挂挡操作；
[0020]根据所述车速信号确定车速是否小于51^1/1！。
[0021]优选地，所述确定车辆当前工况是否为起步工况还包括:
[0022]获取虚拟档位信号及油门踏板信号；
[0023]如果虚拟档位信号前一个状态不是空挡，并且驾驶员没有踩油门，则确定车辆当前工况为非起步工况；
[0024]否则，执行判断所述车速信号确定车速是否小于5km/h的步骤。
[0025]优选地，所述增加发动机怠速包括:
[0026]按照IOOrpm的步长增加发动机怠速。
[0027]优选地，所述退点火提前角值需要根据当前车型标定确定。
[0028]优选地，车速大于5km/h时即判断车辆起步过程完成。
[0029]一种手动挡车辆起步辅助控制系统，包括:用于获取车辆当前车速的车速传感器、用于获取车辆当前发动机转速的发动机转速传感器、电子节气门、喷油器、点火线圈；其特征在于，还包括:
[0030]电子控制单元，分别与所述车速传感器、转速传感器、电子节气门、喷油器、点火线圈电连接，用于确定车辆当前工况是否为起步工况，并在起步工况下，通过所述转速传感器获取发动机当前怠速，检测发动机当前怠速是否达到目标转速，如果未达到，则调节电子节气门开度和/或控制喷油器的喷射量来增加发动机怠速；在发动机怠速达到目标转速后，控制点火线圈退点火提前角；
[0031]怠速闭环控制电路，用于使所述发动机怠速保持所述目标转速，直到起步完成。
[0032]优选地，所述系统还包括:分别与所述电子控制单元电连接的离合器开关、空挡开关、油门踏板；
[0033]所述电子控制单元，还用于获取离合器开关信号、空挡开关信号以及油门踏板信号，通过车速传感器获取车速，并根据获取的这些信号及所述车速确定车辆当前工况是否为起步工况。
[0034]优选地，所述电子控制单元，还用于根据所述车速及所述发动机转速确定虚拟档位，并根据所述虚拟档位的变化情况及所述油门踏板信号判断车辆当前工况是否为空挡滑行工况。
[0035]本发明实施例一种手动挡车辆起步辅助控制方法及系统，在起步工况下，检测发动机当前怠速，在发动机当前怠速较低的情况下，增加发动机怠速，并在发动机怠速达到目标转速后，退点火提前角，并通过怠速闭环控制使手动挡车辆在起步工况下能够保持目标转速，防止发动机熄火，从而提高了手动挡车辆起步的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本发明实施例一种手动挡车辆起步辅助控制方法的流程图；
[0037]图2是本发明实施例中一种手动挡车辆起步工况的一种判断逻辑图；
[0038]图3是本发明实施例中一种手动挡车辆起步工况的另一种判断逻辑图；
[0039]图4是本发明实施例中一种手动挡车辆起步工况的控制系统示意图。
【具体实施方式】
[0040]为了使【技术领域】的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
[0041]针对现有一种手动挡车辆因离合器与油门配合不好而容易造成车辆熄火的问题，本发明实施例提出一种手动挡车辆起步辅助系统方法及系统，以使一种手动挡车辆起步更加平稳，防止出现起步熄火的情况。
[0042]如图1所示，是本发明实施例一种手动车辆起步辅助控制方法的流程图，包括以下步骤:
[0043]步骤101，确定车辆当前工况是否为起步工况。
[0044]如果是起步工况，则执行步骤102 ;否则继续检测，以确定车辆的当前工况。起步工况的判定方式及具体过程将在后面详细描述。
[0045]步骤102，如果所述车辆当前工况为起步工况，则检测发动机当前怠速是否达到目标转速。
[0046]如果未达到所述目标转速，则执行步骤103 ;否则，执行步骤104。
[0047]步骤103，增加发动机怠速直到达到所述目标转速。
[0048]比如，可以按照IOOrpm的步长逐渐增加，当然，上述步长的具体值可以根据当前车型而定。
[0049]步骤104，当所述发动机怠速达到目标转速后，退点火提前角。
[0050]需要说明的是，所述退点火提前角的具体值需要根据当前车型标定确定。比如，某车型的点火提前角为5°。
[0051]步骤105，通过所述怠速闭环控制使所述发动机怠速保持所述目标转速，直到起步完成。
[0052]具体地，当驾驶员开始松离合器进行起步操作时，离合器的接合使得发动机所受阻力逐渐增大，此时发动机的转速会被拖低至目标转速以下，怠速闭环控制逻辑开始起作用，控制发动机转速不会被拖很低而熄火。
[0053]在实际应用中，可以采用基于PID(比例(proportion)、积分(integral)、微分(derivative))的怠速闭环控制,使发动机怠速运转处于最佳的转速。
[0054]当发动机转速比较高时，发动机输出的扭矩比较大，车辆起步就不会容易熄火。当车速大于5km/h时，起步工况结束，车辆开始正常行驶。
[0055]在本实施例中，可以利用EQJ (Electronic Control Unit,电子控制单元)及一些传感器来确定车辆当前工况是否为起步工况。
[0056]E⑶从用途上讲是汽车专用微机控制器，它和普通电脑一样，由微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(1/0)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。ECU控制发动机工作的过程为闭环控制过程，ECU通过各种传感器收集发动机的各部分工作状态信息，由负责传输的线路将信号反馈给ECU。ECU根据反馈信号进行运算、处理、判断，然后输出指令，不断地调整喷油量以及点火提前角，从而可以控制发动机转速与车辆车速。
[0057]车辆起步的必要操作是驾驶员踩离合器并挂挡，而且车速小于一定值，比如5km/ho因此，在实际应用中，可以借助于车辆上现有的E⑶来完成上述功能。比如，利用E⑶的不同1/0接口来接收空挡开关信号、离合器开关信号、油门踏板信号等，设置车速传感器及发动机转速传感器，ECU通过这些传感器可以获得当前的车速及发动机转速。当然，ECU也可以直接从车辆的车速表及发动机转速表获得相应的信号。另外，在实际应用中，也可以采用专门的ECU来完成上述功能，对此本发明实施例不做限定。
[0058]上述各种开关信号可以根据ECU相应接口的电平来确定，比如，若离合器开关信号为1，则可判定驾驶员踩了离合器；若空挡开关信号为0且前一个状态为1，则可判定驾驶员进行了挂挡操作。当然，也可以采用与上述相反的电平逻辑，对此本发明实施例不做限定。
[0059]如图2所示，是本发明实施例中一种手动挡车辆起步工况的一种判断逻辑图。首先对离合器开关信号是否为1进行判断，若为0，则可判定车辆为非起步工况，判断结束；若为1，则判定驾驶员踩了离合器，然后执行空挡开关信号的判断。若空挡开关信号为0且前一个状态为1，则可判定驾驶员进行了挂挡操作，否则判断为非起步工况。最后对车速进行判断，若不大于51^/1！，则车辆处于起步工况，否则为非起步工况。
[0060]进一步地，在行车过程中驾驶员空挡滑行情况下，发动机转速很快进入怠速状态，而车速缓慢下降。若在此种情况下进行踩离合并挂挡，离合器开关信号与空挡开关信号就会与上述的状态一致。为了避免这种情况发生，在本发明实施例中还提供了手动挡车辆起步工况的另一种判断逻辑，如图3所示。
[0061]与图2所示流程不同的是，在图3所示流程中，需要获取油门踏板信号并根据车速信号与转速信号确定虚拟档位信号，进而判断车辆是否为在滑行过程中挂入空挡。
[0062]需要说明的是，与通常档位不同的是，在本发明实施例中所述虚拟档位由发动机转速与车速的比值确定，且每个虚拟档位都有相对应的发动机转速与车速比值范围。通常情况下车辆各档位的发动机转速与车速比值是固定不变的，但考虑到轮胎气压变化、加减速过程中轮胎滚动半径变化，每个虚拟档位对应的发动机转速与车速比值在一个固定的范围内。另外，不同车辆的轮胎气压以及滚动半径变化不同，即使在同一档位下不同车辆的发动机转速与车速比值变化范围也不同，因此需要对不同车辆在各虚拟档位下的发动机转速与车速比值范围进行标定，为车辆起步工况判断中虚拟档位的确定提供依据。在实际应用中，可以将标定的虚拟档位与发动机转速与车速比值范围对应关系保存在一个文件中， 通过计算当前发动机转速与车速，然后根据两者的比值查找所述文件中相应的对应项，即可确定车辆当前的虚拟档位。
[0063]比如对某种车辆的转速车速比进行标定结果为:虚拟1档转速车速比范围为205~106，虚拟2档转速车速比范围为105.5~65.5，虚拟3档转速车速比范围为64~46.5，虚拟4档转速车速比范围为45~37.5，虚拟5档转速车速比范围为37~15.5，虚拟6档转速车速比范围为15~10。通过计算当前车辆的转速车速比为50，经对应查找可知此时车辆为虚拟3档。当然，在内部有专门进行计算车速转速比的处理单元，并且可以自动确定虚拟档位。
[0064]空挡滑行时驾驶员没有踩油门，此时发动机转速很快进入怠速状态，车速缓慢下降。如果没有采集到踩离合开关信号，而且出现了虚拟档位信号快速升高，且油门踏板信号为0 (即驾驶员没有踩油门)的情况，则说明是空挡滑行工况，而非起步工况。
[0065]需要说明的是，上述判断过程可以在判断车速信号确定车速是否小于51^1/1！的步骤之前进行。
[0066]可见，本发明实施例一种手动挡车辆起步辅助控制方法，在车辆起步工况下、通过检测发动机当前怠速，在发动机当前怠速较低的情况下，通过增加发动机怠速，并在发动机怠速达到目标转速后，退点火提前角从而可以使手动挡车辆在起步工况下能够保持目标转速，在手动挡车辆起步时快速提升发动机的输出扭矩，避免车辆起步时熄火，提升车辆的起步性能。
[0067]相应地，本发明实施例还提供了一种手动车辆起步辅助控制系统，如图4所示，是该系统的一种结构示意图。
[0068]该系统包括:电子控制单元401、用于获取车辆当前车速的车速传感器402、用于获取车辆当前发动机转速的发动机转速传感器403、电子节气门407、喷油器408、点火线圈409、怠速闭环控制电路410。
[0069]其中，电子控制单元401分别与车速传感器402、转速传感器403、电子节气门407、喷油器408、点火线圈409电连接，用于确定车辆当前工况是否为起步工况，并在起步工况下，通过转速传感器403获取发动机当前怠速，检测发动机当前怠速是否达到目标转速(该目标转速可以根据不同车型来确定),如果未达到，则调节电子节气门407开度和/或控制喷油器408的喷射量来增加发动机怠速；在发动机怠速达到目标转速后，控制点火线圈409退点火提前角。同时2⑶控制怠速闭环控制电路调节电子节气门407开度和/或控制喷油器408的喷射量使发动机怠速保持目标转速，完成起步。
[0070]需要说明的是，在实际应用中，也可以直接从车速表获取车辆当前的车速，从发动机转速表获取发动机转速，对此本发明实施例不做限定。
[0071]需要说明的是，所述怠速闭环控制电路410可以是在2⑶内部的电路，也可以是独立于的电路，对此本实施例不做限定。
[0072]在实际应用中，所述怠速闭环控制电路410可以有多种实现方式，比如基于？10怠速闭环控制电路，可以采用单闭环控制电路或双闭环控制电路，当然，也可以有其他方式实现怠速闭环控制功能，对此本发明实例不做限定。
[0073]为了进一步保证车辆稳定起步，在本发明实施例中的系统中，还可进一步包括:分别与所述电子控制单元401电连接的离合器开关404、空挡开关405、油门踏板406。
[0074]上述电子控制单元401可以通过上述各开关及油门踏板406，获取离合器开关信号、空挡开关信号以及油门踏板信号，通过车速传感器402获取车速，并根据获取的这些信号及所述车速确定车辆当前工况是否为起步工况。
[0075]由于在行车过程中驾驶员空挡滑行情况下，发动机转速很快进入怠速状态，而车速缓慢下降。若在此种情况下进行踩离合并挂挡，离合器开关信号与空挡开关信号就会与上述的状态一致。因此，为了避免这种情况发生，在本发明系统另一实施例中，所述电子控制单元401还用于根据所述车速及所述发动机转速确定虚拟档位，并根据所述虚拟档位的变化情况及所述油门踏板信号判断车辆当前工况是否为空挡滑行工况，虚拟档位的计算及确定方式可以参照前面本发明方法实施例中的描述，在此不再赘述。
[0076]需要说明的是，在实际应用中，电子控制单元401的上述各功能可以由相应的功能模块或单元来实现，而且，电子控制单元401与其它部件的信号传送由数据线来完成，当然，也可以采用其它类型数据线完成上述功能，对此本发明实施例不做限定。
[0077]本发明实施例中的各个部件可以以硬件或软件实现本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0078]以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了【具体实施方式】对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及系统；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种手动挡车辆起步辅助控制方法，其特征在于，包括: 确定车辆当前工况是否为起步工况； 如果所述车辆当前工况为起步工况，则检测发动机当前怠速是否达到目标转速； 如果未达到，则增加发动机怠速； 当发动机怠速达到目标转速后，退点火提前角，并通过怠速闭环控制使所述发动机怠速保持所述目标转速，直到起步完成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定车辆当前是否为起步工况包括: (1)驾驶员踩了离合器； (2)驾驶员进行了挂挡操作； (3)车速小于51^/11。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 利用电子控制单元获取离合器开关信号、空挡开关信号； 利用车速传感器及电子控制单元获取车速； 根据所述离合器开关信号确定驾驶员是否踩了离合器； 根据所述空挡开关信号及所述空挡开关信号的变化情况确定驾驶员是否进行了挂挡操作； 确定所述车速是否小于51011/11。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定车辆当前工况是否为起步工况还包括: 获取油门踏板信号，并根据所述油门踏板信号确定驾驶员是否踩油门； 利用发动机转速传感器获取发动机转速； 根据所述车速及所述发动机转速确定虚拟档位； 如果虚拟档位没有出现档位突然升高情况，且驾驶员没有踩油门，则确定车辆当前工况为非起步工况； 否则，执行确定车速是否小于51011/?的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增加发动机怠速包括: 按照设定的步长增加发动机怠速。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前车型标定确定点火提前角值。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，车速大于51^/1！时即判断车辆起步过程完成。
8.—种手动挡车辆起步辅助控制系统，包括:用于获取车辆当前车速的车速传感器、用于获取车辆当前发动机转速的发动机转速传感器、电子节气门、喷油器、点火线圈；其特征在于，还包括: 电子控制单元，分别与所述车速传感器、转速传感器、电子节气门、喷油器、点火线圈电连接，用于确定车辆当前工况是否为起步工况，并在起步工况下，通过所述转速传感器获取发动机当前怠速，检测发动机当前怠速是否达到目标转速，如果未达到，则调节电子节气门开度和/或控制喷油器的喷射量来增加发动机怠速；在发动机怠速达到目标转速后，控制点火线圈退点火提前角； 怠速闭环控制电路，用于使所述发动机怠速保持所述目标转速，直到起步完成。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述系统还包括:分别与所述电子控制单元电连接的离合器开关、空挡开关、油门踏板； 所述电子控制单元，还用于获取离合器开关信号、空挡开关信号以及油门踏板信号，通过车速传感器获取车速，并根据获取的这些信号及所述车速确定车辆当前工况是否为起步工况。
10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述电子控制单元，还用于根据所述车速及所述发动机转速确定虚拟档位，并根据所述虚拟档位的变化情况及所述油门踏板信号判断车辆当前工况是否为空挡滑行工况。
【文档编号】F02D43/00GK103835826SQ201410103496
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】吴琼, 马迎国, 彭杨, 韩俊, 王洪静, 韩晓峰 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司