专利名称：防止汽车低档运行的保护控制方法
技术领域：
本发明涉及一种防止汽车低档运行的保护控制方法，具体是应用到配有以下装置的商用车上1整车电控单元；2发动机电控单元；3 CAN通信网络；4电子仪表板；5机械式变速箱。
背景技术：
在燃油价格飞涨的时代，燃油经济性成为商用车的广大用户普遍关注的问题。整车制造厂和发动机生产厂商在产品设计研发阶段，就想尽一切办法来降低发动机的燃油消耗率，从而减少整车百公里运行燃油消耗量。
从发动机的燃油消耗率的万有特性曲线图上，我们可以看到，当发动机在高速低扭矩的工况状态运行，其燃油消耗率明显高于中低速大扭矩工况。当车辆在低档位运行阶段，车速比较低，发动机输出扭矩也不太高。此时，为了提高车速，有些驾驶习惯不太好的司机喜欢在没有换高档的情况下加油门，使发动机运行在高转速低扭矩工况。这样，发动机工作在燃油经济性比较差的工况区间，增加了整车燃油消耗量。
目前，在有些小轿车上，装有一种电子转速表，用来显示发动机的运转速度，当转速达到预设值时发出换档提示或超转速警告提示。这种装置，可以提示用户经济地、合理地、科学地使用发动机，降低油耗以达到提高燃油的利用率。但它需要司机有一个好的贺驶习惯，时时去关注转速表中的数字，一旦出现发动机超速，就得立即去执行换档操作。并且，这种装置往往需要增设单独的微处理器和相关元器件，增加了车辆的制造成本。
在汽车电子化程度越来越高的今天，许多车辆配置的发动机电控单元也有对发动机转速的限制功能，但它多数是基于安全方面的考虑，防止发动机超速运转，并不能起到降低整车燃油消耗量的作用。
如果采用的是自动变速箱系统，其换档操作是自动进行的，它采用独立的微处理器来控制和优化发动机转速、车速和最佳换档时刻之间的关系，在一定程度上也可以做到对发动机的燃油经济性的改善。但是，在国内市场，商用车基本上装配的是机械式变速箱，它依靠驾驶员手动换档，不可避免地会产生低档位高转速的情况。在装配有发动机电控单元或整车电控单元的商用车上，如果能有效地利用这些微控制器的硬件资源，设计出相应的控制策略，使车辆在低档位时对发动机最高转速进行自动限制，就可在不增加硬件成本的基础上，优化整车的燃油经济性。
发明内容
本发明的目的是给出一种防止汽车低档运行的保护控制方法，利用整车电控单元的控制功能，协同发动机电控单元一起，能在车辆处于低档状态下，限制发动机的最高转速，并当司机在此时有踩下加速踏板提高车速的意图时，提示司机进行换高档操作。这种自动控制功能，可使发动机在运行过程中不会过长时间地工作在燃油消耗率比较高的工况区间，改善燃油经济性。
本发明的技术方案防止汽车低档运行的保护控制方法包括1)仪表板采集车速传感器信号，车速以一定的更新速率发送到CAN总线上；2)发动机电控单元通过CAN总线获得车速信息，发动机电控单元根据发动机转速、车速和变速箱配置表，计算出当前变速箱档位，然后发送到CAN总线上；3)整车电控单元通过CAN总线获得变速箱档位信息，并结合所采集到的离合器开关状态和空档开关状态信号，进行发动机转速限制值和换挡提示信息的计算；4)整车电控单元将发动机转速限制值通过CAN总线发送到发动机电控单元进行发动机转速控制，将换档提示信息通过CAN总线发送到电子仪表板进行显示。
所述的防止汽车低档运行的保护控制方法，将变速箱的档位划分为四组低档位、次低档位、次高档位和高档位；整车电控单元由输入的档位信息查档位分组表，得到分组序号1、2、3、4，再经多组参数选择开关分别选取不同的转速限制值；当车辆在离合器开关在闭合位置，并且空档开关在非空档位置时，选择开关取转速限制多组参数选择开关输入，此时防止汽车低档运行控制模块输出一个转速限制值；否则，选择开关取转速不限制选择输入，防止汽车低档运行控制模块输出转速不限制。
所述的防止汽车低档运行的保护控制方法，其特征在于换档提示信息是当发动机的转速与限制值之间的差值小于设定的最小偏差，范围是50-100转/分，并且当前的加速踏板请求值大于设定的最小加速踏板请求值，以加速踏板百分比为50％-80％时，则发送换高档提示信息。
本发明的优点这是一种主动的防止汽车在低档位时发动机高转速运行保护控制策略，即使司机有不太好的驾驶习惯，它也能自动避免发动机过长时间地运行在燃油消耗率比较高的工况区间；另外，它不需要增设相关的微处理器和传感器，在不增加车辆的硬件成本的基础上，改善燃油经济性。当车辆行驶过程中处于低档位时，对发动机转速进行限制。迫使驾驶员进行换高档操作，以获取更高的车速，是一种主动的防止低档位时发动机高转速运行的保护控制策略。
图1为防止汽车低档运行保护控制系统组成图。
图2防止汽车低档运行控制模块转速限制值计算逻辑图。
图3防止汽车低档运行控制模块换档提示信息发送逻辑图。
图4发动机转速限制值计算软件程序框图。
图5发送换档提示信息软件程序框图。
具体实施例方式
本发明利用整车上现有的电子仪表板、CAN通信网络、发动机电控单元已有的硬件和软件基础上，将计算得到的变速箱档位信息发送给整车电控单元；在整车电控单元中开发防止汽车低档运行控制模块，进行发动机转速限制值计算和换档提示信息计算；将发动机转速限制值发送到发动机电控单元进行发动机转速控制，将换档提示信息发送给电子仪表板进行显示。
防低档运行保护控制功能系统框图如图1中所示仪表板采集车速传感器信号，以一定的更新速率发送到CAN总线上。发动机电控单元通过CAN总线获得车速信息。发动机电控单元根据发动机转速、车速和变速箱配置表，计算出当前变速箱档位，然后发送到CAN总线上。整车电控单元通过CAN总线获得变速箱档位信息，并结合所采集到的离合器开关状态和空档开关状态信号，进行发动机转速限制值和换挡提示信息的计算。其中，发动机转速限制值通过CAN总线发送到发动机电控单元进行发动机转速控制，换档提示信息通过CAN总线发送到电子仪表板进行显示。
发动电控单元将车速与发动机转速作为输入量，运算得到变速箱的传动比；并通过查变速箱配置表，得到当前档位信息，发送到CAN总线。
具体步骤是1)仪表板采集车速传感器信号，以一定的更新速率发送到CAN总线上；2)发动机电控单元通过CAN总线获得车速信息，发动机电控单元根据发动机转速、车速和变速箱配置表，计算出当前变速箱档位，然后发送到CAN总线上；3)整车电控单元通过CAN总线获得变速箱档位信息，并结合所采集到的离合器开关状态和空档开关状态信号，进行发动机转速限制值和换挡提示信息的计算；4)整车电控单元将发动机转速限制值通过CAN总线发送到发动机电控单元进行发动机转速控制，将换档提示信息通过CAN总线发送到电子仪表板进行显示。
整车电控单元中的防止汽车低档运行模块分为两部分发动机转速限制值计算和发送换档提示信息，其控制逻辑图分别由图2和图3表示。
在图2中，具体是将变速箱的档位划分为四组低档位、次低档位、次高档位和高档位；整车电控单元由输入的档位信息查档位分组表，得到分组序号1、2、3、4，再经多组参数选择开关分别选取不同的转速限制值；当车辆在离合器开关在闭合位置，并且空档开关在非空档位置时，选择开关取转速限制多组参数选择开关(a路)输入，此时防止汽车低档运行控制模块输出一个转速限制值；否则，选择开关取转速不限制选择(b路)输入，防止汽车低档运行控制模块输出转速不限制(此时的输出值为一个很大的值)。
在图3中，当发动机的转速上升，与限制值之间的差值小于设定的最小偏差，并且当前的加速踏板请求值大于设定的最小加速踏板请求值，则发送换高档提示信息。因为在这种情况下，司机想通过踩加速踏板增加车速，但由于此时车辆处于低档位而导致发动机转速受限，同时也限制了车速的增加。所以，要想提高车速，司机不得不进行换高档操作。
换档提示信息是当发动机的转速与限制值之间的差值小于设定的最小偏差(范围值50-100转/分)，并且当前的加速踏板请求值大于设定的最小加速踏板请求值(加速踏板百分比为50％-80％)时，则发送换高档提示信息。
图4和图5分别为发动机转速限制值计算和发送换档提示信息软件程序框图。
整车电控单元采集到的离合器开关状态和空档开关状态信号；通过CAN总线获得变速箱档位信息；查档位分组表，得到档位组别信息；再经多组参数选择开关分别选取不同的转速限制值。其中，发动机转速限制值通过CAN总线发送到发动机电控单元进行发动机转速控制，换档提示信息通过CAN总线发送到电子仪表板进行显示。
权利要求
1.一种防止汽车低档运行的保护控制方法，包括1)仪表板采集车速传感器信号，将计算的车速以一定的更新速率发送到CAN总线上；2)发动机电控单元通过CAN总线获得车速信息，发动机电控单元根据发动机转速、车速和变速箱配置表，计算出当前变速箱档位，然后发送到CAN总线上；3)整车电控单元通过CAN总线获得变速箱档位信息，并结合所采集到的离合器开关状态和空档开关状态信号，进行发动机转速限制值和换挡提示信息的计算；4)整车电控单元将发动机转速限制值通过CAN总线发送到发动机电控单元进行发动机转速控制，将换档提示信息通过CAN总线发送到电子仪表板进行显示。
2.根据权利要求1所述的防止汽车低档运行的保护控制方法，其特征在于发动机转速限制值计算是将变速箱的档位划分为四组低档位、次低档位、次高档位和高档位；整车电控单元由输入的档位信息查档位分组表，得到分组序号1、2、3、4，再经多组参数选择开关分别选取不同的转速限制值；当车辆在离合器开关在闭合位置，并且空档开关在非空档位置时，选择开关取转速限制多组参数选择开关输入，此时防止汽车低档运行控制模块输出一个转速限制值；否则，选择开关取转速不限制选择输入，防止汽车低档运行控制模块输出转速不限制。
3.根据权利要求1或2所述的防止汽车低档运行的保护控制方法，其特征在于换档提示信息是当发动机的转速与限制值之间的差值小于设定的最小偏差，范围是50-100转/分，并且当前的加速踏板请求值大于设定的最小加速踏板请求值，以加速踏板百分比为50％-80％时，则发送换高档提示信息。
全文摘要
本发明提供一种防止汽车低档运行的保护控制方法，包括1)仪表板采集车速传感器信号，车速以一定的更新速率发送到CAN总线上；2)发动机电控单元通过CAN总线获得车速信息，发动机电控单元根据发动机转速、车速和变速箱配置表，计算出当前变速箱档位，然后发送到CAN总线上；3)整车电控单元通过CAN总线获得变速箱档位信息，并结合所采集到的离合器开关状态和空档开关状态信号，进行发动机转速限制值和换挡提示信息的计算；4)整车电控单元将发动机转速限制值通过CAN总线发送到发动机电控单元进行发动机转速控制，将换档提示信息通过CAN总线发送到电子仪表板进行显示。
文档编号F16H63/00GK101078377SQ200710052630
公开日2007年11月28日 申请日期2007年7月2日 优先权日2007年7月2日
发明者李祖元, 唐西清, 顾斌, 聂文平 申请人:东风汽车有限公司