商用车AMT安全自动起步控制方法与流程

商用车amt安全自动起步控制方法
技术领域
1.本发明涉及自动起步控制技术领域，具体地涉及商用车amt安全自动起步控制方法。


背景技术：

2.自动起步功能，主要是车辆在无刹车、无油门的工况下，发动机维持怠速扭矩，amt控制离合器半结合，以较小的离合器扭矩使得车辆以极低车速缓慢前进或倒车的功能，在等红绿灯、堵车、高速收费出入口、接近货物平台、前后挪车等场景下使用。现有商用车amt控制系统，大多无自动起步功能，或有自动起步功能但未充足考虑功能安全和使用场景。
3.为了解决上述问题，现有技术非常简单，即简单粗暴的直接启动；这类技术的典型代表为名称为“一种控制车辆从静止起步的方法”，申请号为cn201610812355.x的中国发明专利，其公开了以下技术方案：
4.设定车辆目标速度；检查自动起步是否被所述车辆的驾驶员请求；检查使用所述自动起步的至少一个条件是否存在；并且如果所述自动起步被所述车辆的所述驾驶员请求并且使用所述自动起步的所述至少一个条件都存在，则自动控制所述车辆的发动机和所述车辆的电子控制的制动系统以通过随着由所述电子控制的制动系统产生的保持力被降低而增加由所述发动机产生的驱动力来将所述车辆从制动保持模式向发动机驱动模式转变，使所述车辆加速直到达到所述车辆目标速度并且将所述车辆的速度保持在所述车辆目标速度直到所述驾驶员介入，其中在所述制动保持模式中，通过制动系统产生制动保持力来防止运动，以及在所述发动机驱动模式中，通过发动机产生驱动力来驱动车辆运动。
5.现有技术考虑了车辆从静止状态到自动起步的过程，包括了车辆从制动模式向发动机驱动模式的转播，以及加速到自动起步功能下设定的目标车速；
6.现有技术的缺陷如下：
7.1.由于现有技术没有考虑自动起步下卡滞工况的判断和处理，无法应对变速箱卡滞的情况，而是直接硬拖启动，从而非常容易烧坏变速箱；
8.2.由于现有技术没有动起步自动退出的条件判断，从而会造成车辆不停的尝试自启动，非常危险；
9.3.由于现有技术没有自动起步下对离合器保护策略等一系列保护策略，从而当有任何部件不适合进行自动起步，都会强行推进起动步骤，以至于造成部件的损毁，乃至发生安全事故。


技术实现要素：

10.本发明针对上述问题，提供商用车amt安全自动起步控制方法，其目的在于可以应对变速箱卡滞的情况，不会直接硬拖启动，不会烧坏变速箱；不会造成车辆不停的尝试自启动；当有任何部件不适合进行自动起步，都不会强行推进起动步骤，不会造成部件的损毁，更不会发生安全事故。
11.为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
12.一种商用车amt安全自动起步控制方法，其特征在于：包含以下步骤：
13.s100.判断当前的车辆是否满足人工预设的自动起步初始条件；然后根据判断结果，做出如下操作：
14.如果当前的车辆满足所述自动起步初始条件，则执行s200；
15.否则，结束此次安全自动起步控制过程，不再执行以下任何步骤；
16.s200.识别当前的司机的动作是否满足人工预设的自动起动需求条件；然后根据识别结果，做出如下操作：
17.如果当前的司机的动作满足所述自动起动需求条件，则执行s300；
18.否则，再次重头执行s200；
19.s300.激活自动起步使能开关；
20.s400.执行人工预设的自动起步操作流程；同时开启用于实时判定退出所述自动起步操作流程的时机的实时退出监控流程；所述实时退出监控流程包含人工预设的退出条件；
21.s500.由所述实时退出监控流程实时判断所述退出条件是否被满足；然后根据判断结果，做出如下操作：
22.如果所述退出条件被满足，则执行s600；
23.否则，继续执行所述自动起步操作流程，并再一次判断所述退出条件是否被满足；
24.s600.关闭所述自动起步使能开关，并退出所述自动起步操作流程；
25.s700.使车辆缓慢滑行，直至速度减为0；
26.s800.判断当前的司机的动作是否满足人工预设的再次自动起动需求条件；然后根据判断结果，做出如下操作：
27.如果当前的司机的动作满足所述再次自动起动需求条件，则执行s900；
28.否则，结束此次安全自动起步控制过程，不再执行以下任何步骤；
29.s900.判断当前的车速是否低于人工预设的再次自动起动速度阈值；然后根据判断结果，做出如下操作：
30.如果当前的车速低于所述再次自动起动速度阈值，则执行s1000；
31.否则，结束此次安全自动起步控制过程，不再执行以下任何步骤；
32.s1000.判断当前的离合器温度是否满足人工预设的再次自动起动离合器温度条件；然后根据判断结果，做出如下操作：
33.如果当前的离合器温度满足所述再次自动起动离合器温度条件，则执行s1100；
34.否则，结束此次安全自动起步控制过程，不再执行以下任何步骤；
35.s1100.回到并再次执行s100。
36.优选地，所述退出条件包含人工预设的退出动作条件和人工预设的退出时间条件；所述实时退出监控流程包含用于实时侦测并判定所述退出动作条件是否满足的司机主动动作实时退出监控流程和实时判定所述退出时间条件是否满足的时间实时退出监控流程；
37.所述司机主动动作实时退出监控流程和所述时间实时退出监控流程同时执行，且当所述退出动作条件或所述退出时间条件有至少一个被判定为满足，则将所述退出条件置
为满足的状态。
38.优选地，当s300中激活所述自动起步使能开关的同时，还开启用于识别由人工预设的自动起动异常工况条件是否被满足的异常工况实时退出监控流程；所述异常工况实时退出监控流程与所述自动起步操作流程同步执行；所述异常工况实时退出监控流程包含以下步骤：
39.sa310.当离合器实际结合后，实时采集变速箱输出轴转速；然后根据所述变速箱输出轴转速做出如下操作：
40.如果所述变速箱输出轴转速在人工预设的卡滞成立时间阈值内，一直低于人工预设的卡滞成立转速阈值，则判定所述自动起步操作流程出现卡滞，然后执行sa320；
41.否则，回到并再次执行sa310；
42.sa320.从所述自动起步操作流程被判定出现卡滞的时刻起开始计时；
43.sa330.将计时的数值与人工预设的连续卡滞时间阈值进行比较；然后根据比较的结果做出如下操作：
44.如果计时的数值短于所述连续卡滞时间阈值，则继续计时并再次执行sa330；
45.否则，转到执行s600。
46.优选地，所述自动起步初始条件包含以下条件，且以下条件必须全部同时被满足：
47.车辆无amt相关故障；当前档位为起步档；驻车手刹信号为0；所述变速箱输出轴转速低于人工预设的变速箱输出轴转速自起动初始阀值；脚刹信号为0，变速箱在当前时刻不在换挡过程中；车辆所在的坡度的绝对值小于人工预设的自起动坡度上限阀值。
48.优选地，所述退出时间条件为：从开始执行所述自动起步操作流程的时刻起计时，直至连续计时的时长达到人工预设的退出时间阈值，则判定所述退出时间条件为满足。
49.优选地，所述退出动作条件为：在执行所述自动起步操作流程的过程中的任意时刻，侦测到有刹车信号，则判定所述退出动作条件为满足。
50.优选地，s700中，通过打开离合器，且将扭矩置为0，使车辆在此步骤中依靠惯性保持缓慢滑行，直至速度减为0。
51.优选地，所述再次自动起动需求条件为：侦测到有刹车信号，或侦测到油门开度值大于人工预设的再起动油门开度阈值，且所述变速箱输出轴转速低于人工预设的变速箱输出轴转速再次自起动阀值。
52.优选地，所述自动起动需求条件为：侦测到有刹车信号，或侦测到有油门信号。
53.优选地，在所述自动起步操作流程中，离合器结合深度与整车质量正相关，且与当前车辆所在的坡度正相关。
54.本发明与现有技术对比，具有以下优点：
55.1.由于本发明充分考虑了自动起步下卡滞工况的判断和处理，可以应对变速箱卡滞的情况，不会直接硬拖启动，从而不会烧坏变速箱；
56.2.由于本发明设置了非常详细的自动起步自动退出的条件判断，从而不会造成车辆不停的尝试自启动，非常安全；
57.3.由于本发明设置了自动起步下对离合器保护策略等一系列保护策略，从而当有任何部件不适合进行自动起步，都不会强行推进起动步骤，不会造成部件的损毁，更不会发生安全事故。
附图说明
58.图1为本发明具体实施例的流程示意图；
59.图2为本发明具体实施例的自动起步初始条件判定流程示意图；
60.图3为本发明具体实施例的判断司机是否有再次起步需求的逻辑示意图。
具体实施方式
61.下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
62.如图1所示，一种商用车amt安全自动起步控制方法，包含以下步骤：
63.s100.判断当前的车辆是否满足人工预设的自动起步初始条件。
64.本具体实施例中，自动起步初始条件包含以下条件，且以下条件必须全部同时被满足：
65.车辆无amt相关故障；当前档位为起步档；驻车手刹信号为0；变速箱输出轴转速低于人工预设的变速箱输出轴转速自起动初始阀值；脚刹信号为0；变速箱在当前时刻不在换挡过程中；车辆所在的坡度的绝对值小于人工预设的自起动坡度上限阀值。
66.然后根据判断结果，做出如下操作：
67.如果当前的车辆满足自动起步初始条件，则执行s200。
68.否则，结束此次安全自动起步控制过程，不再执行以下任何步骤。
69.需要说明的是，出于安全考虑，自动起步初始条件必须一次性全部满足，否则不能触发并进入后续流程，而是直接退出，这是最基本的安全要求。
70.需要进一步说明的是，自动起步初始条件中的条件在判断过程中是有先后顺序的，具体如图2所示；这是根据车辆的基本起动原理以及起动过程中的信号传输、条件关联性等多方面考虑得到的。
71.需要进一步说明的是，s100是本发明的必要技术特征之一，涉及到从amt故障点检、整车刹车信号、pto取力到坡度等信号的约束，最大程度保证了自动起步的功能安全。
72.s200.识别当前的司机的动作是否满足人工预设的自动起动需求条件。
73.本具体实施例中，自动起动需求条件为：侦测到有刹车信号，或侦测到有油门信号。
74.然后根据识别结果，做出如下操作：
75.如果当前的司机的动作满足自动起动需求条件，则执行s300。
76.否则，再次重头执行s200。
77.需要再次强调的是，s200能够执行，是建立在自动起步初始条件中的条件都满足的基础上的。
78.需要说明的是，自动起步是基于驾驶员的主观需求才会有的技术需求；因此按照这个逻辑，本发明设定的是实时监控司机的动作；另一方面，驾驶员要自动起步，则一定能够会经历驾驶员轻点刹车或油门这两个动作中的至少一个，因此，以侦测到有刹车信号，或侦测到有油门信号作为识别到司机有自动起步需求，然后在进入自动起步激活流程就是顺理成章的。
79.s300.激活自动起步使能开关；进入并执行自动起步功能。
80.本具体实施例中，当s300中激活自动起步使能开关的同时，还开启用于识别由人工预设的自动起动异常工况条件是否被满足的异常工况实时退出监控流程；异常工况实时退出监控流程与自动起步操作流程同步执行；异常工况实时退出监控流程包含以下步骤：
81.sa310.当离合器实际结合后，实时采集变速箱输出轴转速；然后根据变速箱输出轴转速做出如下操作：
82.如果变速箱输出轴转速在人工预设的卡滞成立时间阈值内，一直低于人工预设的卡滞成立转速阈值，则判定自动起步操作流程出现卡滞，然后执行sa320。
83.否则，回到并再次执行sa310；
84.sa320.从自动起步操作流程被判定出现卡滞的时刻起开始计时。
85.sa330.将计时的数值与人工预设的连续卡滞时间阈值进行比较；然后根据比较的结果做出如下操作：
86.如果计时的数值短于连续卡滞时间阈值，则继续计时并再次执行sa330。
87.否则，转到执行s600。
88.需要说明的是，整个sa310～sa330都是是对自动起步异常工况进行识别。当s300一开始自动起步使能开关激活后，离合器会根据车重和坡度结合到一定深度，整车应该以一定速度自动起步，当离合器实际结合后，变速箱输出轴转速在一定时间内一直低于卡滞成立时间阈值，则判断自动起步出现卡滞；出现卡滞之后，则立即要对卡滞时间进行计时；于是就将s320开始的计时不断的与连续卡滞时间阈值进行比较，判断是否退出自动起步功能；当识别到自动起步出现卡滞时，应及时退出以防止离合器打滑，否则会缩短离合器使用寿命。
89.需要进一步说明的是，sa310～sa330对于卡滞识别并处理，主要原理是在变速箱输出轴转速持续一定时间低于一个特定阀值后，判断出现起步卡滞，此时为保证离合器使用寿命退出自动起步；这个方法是可行但并非唯一的。
90.本具体实施例中，还提供了两种对于sa310～sa330的替代方案：
91.替代方案1
92.当变速箱输出轴转速持续一定时间低于一个人工预设的阀值后，判断出现起步卡滞，此时加大离合器自动起步的扭矩，将离合器结合深一点，克服卡滞工况，完成自动起步。
93.替代方案2
94.当变速箱输出轴转速持续一定时间低于一个人工预设的阀值后，判断出现起步卡滞；此时监测离合器温度：
95.如果离合器温度变化率低于一个人工预设的阀值时，则维持自动起步。
96.否则退出自动起步。
97.需要进一步说明的是，对于sa310～sa330的替代方案，根据其他条件替换sa310～sa330的起步卡滞识别和处理条件。
98.需要着重指出的是：sa310～sa330步骤为本发明的核心，是必要技术特征之一，这是由于自动起步卡滞工况的识别，在工地、泥泞路面或其他非铺装路面尤其重要。当行驶阻力大的时候及时退出自动起步，避免离合器长时间打滑，造成离合器寿命降低。
99.s400.执行人工预设的自动起步操作流程；同时开启用于实时判定退出自动起步
操作流程的时机的实时退出监控流程；实时退出监控流程包含人工预设的退出条件。
100.需要说明的是，当自动起步操作流程开始的时刻，则有一个内建在系统中的计时器开始计时；这个计时器的作用在于为后面的推出时间条件赋予时间参数值；因为起步过程实际上是车辆的速度由0增加到一个合理范围的过程；而在起步的流程、参数一定的情况下，可以将速度等参数的获取转化为一个具体的时间，并固化在ecu中；这样做的好处是无需再次调用车速传感器、飞轮转速传感器、曲轴转速传感器、加速度传感器等各种传感器，而只需要简单计时即可，简化了系统的复杂度，提高了可靠性。
101.本具体实施例中，在自动起步操作流程中，离合器结合深度与整车质量正相关，且与当前车辆所在的坡度正相关。
102.需要说明的是，自动起步的快慢根据离合器扭矩大小决定，当整车质量越大、坡度越大时，自动起步时的离合器扭矩越大，对应的离合器结合深度越深。
103.本具体实施例中，退出条件包含人工预设的退出动作条件和人工预设的退出时间条件；实时退出监控流程包含用于实时侦测并判定退出动作条件是否满足的司机主动动作实时退出监控流程和实时判定退出时间条件是否满足的时间实时退出监控流程。
104.本具体实施例中，退出时间条件为：从开始执行自动起步操作流程的时刻起计时，直至连续计时的时长达到人工预设的退出时间阈值，则判定退出时间条件为满足。
105.需要说明的是，退出时间条件的判定着重于车辆正常自动起步并对起步时间进行计时；当起步累积时间未超过该步骤的退出时间阈值时，起步一直进行，车辆此时向前或向后移动。当起步时间超过该步骤的退出时间阈值后，进入下一步；亦即当自动起步操作流程的自动起步时间超过退出时间阈值后，关闭自动起步使能开关。
106.需要着重指出的是，s400中的计时和退出时间判断，是本发明的必要技术特征之一；这是因为对自动起步的执行进行时间或替代方案中其他替代条件的限制，可保证自动起步的功能安全，尤其在倒车工况下，避免无油门、无刹车下车辆持续的自动起步。
107.需要进一步说明的是，本具体实施例中，还提供了两种对于退出时间条件的判定的替代方案，用以判定是否退出正在执行的自动起步操作流程：
108.替代方案1：
109.可根据发动机转速与变速箱一轴转速同步的条件来判断是否退出自动起步：
110.如果发动机转速与一轴转速同步后，退出自动起步操作流程。
111.否则继续执行自动起步操作流程。
112.替代方案1的好处在于可以保证在不同负载和坡度下自动起步的传动链结合程度相同。
113.替代方案2：
114.可根据输出轴转速累计转速来判断是否退出自动起步：
115.如果输出轴转速累计到一定阀值后，退出自动起步操作流程。
116.否则继续执行自动起步操作流程。
117.替代方案2的好处在于可以保证每次自动起步的距离相同。
118.本具体实施例中，退出动作条件为：在执行自动起步操作流程的过程中的任意时刻，侦测到有刹车信号，则判定退出动作条件为满足。
119.需要说明的是，司机主动动作实时退出监控流程和时间实时退出监控流程同时执
行，且当退出动作条件或退出时间条件有至少一个被判定为满足，则将退出条件置为满足的状态。
120.需要进一步说明的是，退出动作条件的判定着重在自动起步操作流程中途对司机的主动退出意图进行识别：当自动起步操作流程执行过程中，司机踩下刹车，则立即退出自动起步功能；此时离合器立即打开，离合器扭矩为负值，自动起步操作流程退出。
121.s500.由实时退出监控流程实时判断退出条件是否被满足；然后根据判断结果，做出如下操作：
122.如果退出条件被满足，则执行s600。
123.否则，继续执行自动起步操作流程，并再一次判断退出条件是否被满足；
124.s600.关闭自动起步使能开关，并退出自动起步操作流程。
125.s700.使车辆缓慢滑行，直至速度减为0。
126.本具体实施例中，通过打开离合器，且将扭矩置为0，使车辆在此步骤中依靠惯性保持缓慢滑行，直至速度减为0。
127.需要说明的是，到s700这一步为止，自起动其实已经结束了，但本发明基于实际生产工作中的经验发现，相当大比例的司机在此步完成后，有再次起动的需求，于是有了下面的s800。
128.需要说明的是，s700的作用在于判断司机是否有再次起步需求，当轻点刹车或油门开度值大于再起动油门开度阈值时，同时变速箱输出轴转速低于变速箱输出轴转速再次自起动阀值，表示司机有再次起步需求时，进入下一步。
129.如图3所示，s800.判断当前的司机的动作是否满足人工预设的再次自动起动需求条件。
130.本具体实施例中，再次自动起动需求条件为：侦测到有刹车信号，或侦测到油门开度值大于人工预设的再起动油门开度阈值，且变速箱输出轴转速低于人工预设的变速箱输出轴转速再次自起动阀值。
131.然后根据判断结果，做出如下操作：
132.如果当前的司机的动作满足再次自动起动需求条件，则执行s900。
133.否则，结束此次安全自动起步控制过程，不再执行以下任何步骤。
134.需要说明的是，s800的作用在于判断司机是否有再次起步需求，当轻点刹车或油门开度值大于再起动油门开度阈值时，同时变速箱输出轴转速低于变速箱输出轴转速再次自起动阀值，表示司机有再次起步需求时，进入下一步。
135.需要着重指出的是，s800是本发明的必要技术特征之一；这是因为在变速箱输出轴转速低于一定阀值后，必须通过刹车或油门开度信号，来激活再次自动起步的使能开关，增加了司机主动操作的步骤，提高了自动起步功能安全。
136.s900.判断当前的车速是否低于人工预设的再次自动起动速度阈值；然后根据判断结果，做出如下操作：
137.如果当前的车速低于再次自动起动速度阈值，则执行s1000。
138.否则，结束此次安全自动起步控制过程，不再执行以下任何步骤。
139.需要着重指出的是，s900是本发明的必要技术特征之一；这是因为再次自动起步前，对变速箱输出轴转速的条件判断，可以提高自动起步的平顺性。
140.s1000.判断当前的离合器温度是否满足人工预设的再次自动起动离合器温度条件；然后根据判断结果，做出如下操作：
141.如果当前的离合器温度满足再次自动起动离合器温度条件，则执行s1100。
142.否则，结束此次安全自动起步控制过程，不再执行以下任何步骤。
143.需要说明的是，s900～s1000都是明确司机有再次起步需求后，判断车辆速度是否满足再次起步的条件，当在上一次自动起步结束后，车辆在离合器打开后缓慢滑行至停车，若车辆仍在滑行，此时不会进入再次的自动起步，只有当车辆在上一次自动起步结束后滑行至很低车速时，才允许进行下一次的起步。该车速判断条件通过变速箱输出轴转速判定，低于再次自动起动速度阈值时满足，否则不满足；然后进一步判定判断离合器温度是否过高；当离合器温度过高时，禁止再次起步，当离合器温度低于再次自动起动离合器温度条件时，可以再次起步。此时进入s1100步骤，即回到最初再次执行自动起动的全套工作，以此类推，周而复始，直至整车关停。
144.需要着重指出的是，s1000是本发明的必要技术特征之一；这是因为再次自动起步前，对离合器温度的条件判断，可以最大程度保护离合器，防止持续的自动起步造成的离合器高温，影响了离合器寿命。
145.s1100.回到并再次执行s100。
146.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
147.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
148.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或”是要表示“非排它性的或者”。
149.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。