專利名稱：防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法，具體是應(yīng)用到配有以下裝置的商用車上1整車電控單元；2發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元；3 CAN通信網(wǎng)絡(luò)；4電子儀表板；5機(jī)械式變速箱。
背景技術(shù)：
在燃油價(jià)格飛漲的時(shí)代，燃油經(jīng)濟(jì)性成為商用車的廣大用戶普遍關(guān)注的問題。整車制造廠和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠商在產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)階段，就想盡一切辦法來降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率，從而減少整車百公里運(yùn)行燃油消耗量。
從發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率的萬有特性曲線圖上，我們可以看到，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速低扭矩的工況狀態(tài)運(yùn)行，其燃油消耗率明顯高于中低速大扭矩工況。當(dāng)車輛在低檔位運(yùn)行階段，車速比較低，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩也不太高。此時(shí)，為了提高車速，有些駕駛習(xí)慣不太好的司機(jī)喜歡在沒有換高檔的情況下加油門，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在高轉(zhuǎn)速低扭矩工況。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)工作在燃油經(jīng)濟(jì)性比較差的工況區(qū)間，增加了整車燃油消耗量。
目前，在有些小轎車上，裝有一種電子轉(zhuǎn)速表，用來顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出換檔提示或超轉(zhuǎn)速警告提示。這種裝置，可以提示用戶經(jīng)濟(jì)地、合理地、科學(xué)地使用發(fā)動(dòng)機(jī)，降低油耗以達(dá)到提高燃油的利用率。但它需要司機(jī)有一個(gè)好的賀駛習(xí)慣，時(shí)時(shí)去關(guān)注轉(zhuǎn)速表中的數(shù)字，一旦出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)超速，就得立即去執(zhí)行換檔操作。并且，這種裝置往往需要增設(shè)單獨(dú)的微處理器和相關(guān)元器件，增加了車輛的制造成本。
在汽車電子化程度越來越高的今天，許多車輛配置的發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元也有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的限制功能，但它多數(shù)是基于安全方面的考慮，防止發(fā)動(dòng)機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn)，并不能起到降低整車燃油消耗量的作用。
如果采用的是自動(dòng)變速箱系統(tǒng)，其換檔操作是自動(dòng)進(jìn)行的，它采用獨(dú)立的微處理器來控制和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和最佳換檔時(shí)刻之間的關(guān)系，在一定程度上也可以做到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性的改善。但是，在國內(nèi)市場，商用車基本上裝配的是機(jī)械式變速箱，它依靠駕駛員手動(dòng)換檔，不可避免地會(huì)產(chǎn)生低檔位高轉(zhuǎn)速的情況。在裝配有發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元或整車電控單元的商用車上，如果能有效地利用這些微控制器的硬件資源，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的控制策略，使車輛在低檔位時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)限制，就可在不增加硬件成本的基礎(chǔ)上，優(yōu)化整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出一種防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法，利用整車電控單元的控制功能，協(xié)同發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元一起，能在車輛處于低檔狀態(tài)下，限制發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，并當(dāng)司機(jī)在此時(shí)有踩下加速踏板提高車速的意圖時(shí)，提示司機(jī)進(jìn)行換高檔操作。這種自動(dòng)控制功能，可使發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中不會(huì)過長時(shí)間地工作在燃油消耗率比較高的工況區(qū)間，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明的技術(shù)方案防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法包括1)儀表板采集車速傳感器信號(hào)，車速以一定的更新速率發(fā)送到CAN總線上；2)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元通過CAN總線獲得車速信息，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和變速箱配置表，計(jì)算出當(dāng)前變速箱檔位，然后發(fā)送到CAN總線上；3)整車電控單元通過CAN總線獲得變速箱檔位信息，并結(jié)合所采集到的離合器開關(guān)狀態(tài)和空檔開關(guān)狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值和換擋提示信息的計(jì)算；4)整車電控單元將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值通過CAN總線發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，將換檔提示信息通過CAN總線發(fā)送到電子儀表板進(jìn)行顯示。
所述的防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法，將變速箱的檔位劃分為四組低檔位、次低檔位、次高檔位和高檔位；整車電控單元由輸入的檔位信息查檔位分組表，得到分組序號(hào)1、2、3、4，再經(jīng)多組參數(shù)選擇開關(guān)分別選取不同的轉(zhuǎn)速限制值；當(dāng)車輛在離合器開關(guān)在閉合位置，并且空檔開關(guān)在非空檔位置時(shí)，選擇開關(guān)取轉(zhuǎn)速限制多組參數(shù)選擇開關(guān)輸入，此時(shí)防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊輸出一個(gè)轉(zhuǎn)速限制值；否則，選擇開關(guān)取轉(zhuǎn)速不限制選擇輸入，防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊輸出轉(zhuǎn)速不限制。
所述的防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法，其特征在于換檔提示信息是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與限制值之間的差值小于設(shè)定的最小偏差，范圍是50-100轉(zhuǎn)/分，并且當(dāng)前的加速踏板請(qǐng)求值大于設(shè)定的最小加速踏板請(qǐng)求值，以加速踏板百分比為50％-80％時(shí)，則發(fā)送換高檔提示信息。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)這是一種主動(dòng)的防止汽車在低檔位時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行保護(hù)控制策略，即使司機(jī)有不太好的駕駛習(xí)慣，它也能自動(dòng)避免發(fā)動(dòng)機(jī)過長時(shí)間地運(yùn)行在燃油消耗率比較高的工況區(qū)間；另外，它不需要增設(shè)相關(guān)的微處理器和傳感器，在不增加車輛的硬件成本的基礎(chǔ)上，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)車輛行駛過程中處于低檔位時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行限制。迫使駕駛員進(jìn)行換高檔操作，以獲取更高的車速，是一種主動(dòng)的防止低檔位時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行的保護(hù)控制策略。


圖1為防止汽車低檔運(yùn)行保護(hù)控制系統(tǒng)組成圖。
圖2防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊轉(zhuǎn)速限制值計(jì)算邏輯圖。
圖3防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊換檔提示信息發(fā)送邏輯圖。
圖4發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值計(jì)算軟件程序框圖。
圖5發(fā)送換檔提示信息軟件程序框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明利用整車上現(xiàn)有的電子儀表板、CAN通信網(wǎng)絡(luò)、發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元已有的硬件和軟件基礎(chǔ)上，將計(jì)算得到的變速箱檔位信息發(fā)送給整車電控單元；在整車電控單元中開發(fā)防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值計(jì)算和換檔提示信息計(jì)算；將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，將換檔提示信息發(fā)送給電子儀表板進(jìn)行顯示。
防低檔運(yùn)行保護(hù)控制功能系統(tǒng)框圖如圖1中所示儀表板采集車速傳感器信號(hào)，以一定的更新速率發(fā)送到CAN總線上。發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元通過CAN總線獲得車速信息。發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和變速箱配置表，計(jì)算出當(dāng)前變速箱檔位，然后發(fā)送到CAN總線上。整車電控單元通過CAN總線獲得變速箱檔位信息，并結(jié)合所采集到的離合器開關(guān)狀態(tài)和空檔開關(guān)狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值和換擋提示信息的計(jì)算。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值通過CAN總線發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，換檔提示信息通過CAN總線發(fā)送到電子儀表板進(jìn)行顯示。
發(fā)動(dòng)電控單元將車速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為輸入量，運(yùn)算得到變速箱的傳動(dòng)比；并通過查變速箱配置表，得到當(dāng)前檔位信息，發(fā)送到CAN總線。
具體步驟是1)儀表板采集車速傳感器信號(hào)，以一定的更新速率發(fā)送到CAN總線上；2)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元通過CAN總線獲得車速信息，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和變速箱配置表，計(jì)算出當(dāng)前變速箱檔位，然后發(fā)送到CAN總線上；3)整車電控單元通過CAN總線獲得變速箱檔位信息，并結(jié)合所采集到的離合器開關(guān)狀態(tài)和空檔開關(guān)狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值和換擋提示信息的計(jì)算；4)整車電控單元將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值通過CAN總線發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，將換檔提示信息通過CAN總線發(fā)送到電子儀表板進(jìn)行顯示。
整車電控單元中的防止汽車低檔運(yùn)行模塊分為兩部分發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值計(jì)算和發(fā)送換檔提示信息，其控制邏輯圖分別由圖2和圖3表示。
在圖2中，具體是將變速箱的檔位劃分為四組低檔位、次低檔位、次高檔位和高檔位；整車電控單元由輸入的檔位信息查檔位分組表，得到分組序號(hào)1、2、3、4，再經(jīng)多組參數(shù)選擇開關(guān)分別選取不同的轉(zhuǎn)速限制值；當(dāng)車輛在離合器開關(guān)在閉合位置，并且空檔開關(guān)在非空檔位置時(shí)，選擇開關(guān)取轉(zhuǎn)速限制多組參數(shù)選擇開關(guān)(a路)輸入，此時(shí)防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊輸出一個(gè)轉(zhuǎn)速限制值；否則，選擇開關(guān)取轉(zhuǎn)速不限制選擇(b路)輸入，防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊輸出轉(zhuǎn)速不限制(此時(shí)的輸出值為一個(gè)很大的值)。
在圖3中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，與限制值之間的差值小于設(shè)定的最小偏差，并且當(dāng)前的加速踏板請(qǐng)求值大于設(shè)定的最小加速踏板請(qǐng)求值，則發(fā)送換高檔提示信息。因?yàn)樵谶@種情況下，司機(jī)想通過踩加速踏板增加車速，但由于此時(shí)車輛處于低檔位而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速受限，同時(shí)也限制了車速的增加。所以，要想提高車速，司機(jī)不得不進(jìn)行換高檔操作。
換檔提示信息是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與限制值之間的差值小于設(shè)定的最小偏差(范圍值50-100轉(zhuǎn)/分)，并且當(dāng)前的加速踏板請(qǐng)求值大于設(shè)定的最小加速踏板請(qǐng)求值(加速踏板百分比為50％-80％)時(shí)，則發(fā)送換高檔提示信息。
圖4和圖5分別為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值計(jì)算和發(fā)送換檔提示信息軟件程序框圖。
整車電控單元采集到的離合器開關(guān)狀態(tài)和空檔開關(guān)狀態(tài)信號(hào)；通過CAN總線獲得變速箱檔位信息；查檔位分組表，得到檔位組別信息；再經(jīng)多組參數(shù)選擇開關(guān)分別選取不同的轉(zhuǎn)速限制值。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值通過CAN總線發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，換檔提示信息通過CAN總線發(fā)送到電子儀表板進(jìn)行顯示。
權(quán)利要求
1.一種防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法，包括1)儀表板采集車速傳感器信號(hào)，將計(jì)算的車速以一定的更新速率發(fā)送到CAN總線上；2)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元通過CAN總線獲得車速信息，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和變速箱配置表，計(jì)算出當(dāng)前變速箱檔位，然后發(fā)送到CAN總線上；3)整車電控單元通過CAN總線獲得變速箱檔位信息，并結(jié)合所采集到的離合器開關(guān)狀態(tài)和空檔開關(guān)狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值和換擋提示信息的計(jì)算；4)整車電控單元將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值通過CAN總線發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，將換檔提示信息通過CAN總線發(fā)送到電子儀表板進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法，其特征在于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值計(jì)算是將變速箱的檔位劃分為四組低檔位、次低檔位、次高檔位和高檔位；整車電控單元由輸入的檔位信息查檔位分組表，得到分組序號(hào)1、2、3、4，再經(jīng)多組參數(shù)選擇開關(guān)分別選取不同的轉(zhuǎn)速限制值；當(dāng)車輛在離合器開關(guān)在閉合位置，并且空檔開關(guān)在非空檔位置時(shí)，選擇開關(guān)取轉(zhuǎn)速限制多組參數(shù)選擇開關(guān)輸入，此時(shí)防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊輸出一個(gè)轉(zhuǎn)速限制值；否則，選擇開關(guān)取轉(zhuǎn)速不限制選擇輸入，防止汽車低檔運(yùn)行控制模塊輸出轉(zhuǎn)速不限制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法，其特征在于換檔提示信息是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與限制值之間的差值小于設(shè)定的最小偏差，范圍是50-100轉(zhuǎn)/分，并且當(dāng)前的加速踏板請(qǐng)求值大于設(shè)定的最小加速踏板請(qǐng)求值，以加速踏板百分比為50％-80％時(shí)，則發(fā)送換高檔提示信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種防止汽車低檔運(yùn)行的保護(hù)控制方法，包括1)儀表板采集車速傳感器信號(hào)，車速以一定的更新速率發(fā)送到CAN總線上；2)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元通過CAN總線獲得車速信息，發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和變速箱配置表，計(jì)算出當(dāng)前變速箱檔位，然后發(fā)送到CAN總線上；3)整車電控單元通過CAN總線獲得變速箱檔位信息，并結(jié)合所采集到的離合器開關(guān)狀態(tài)和空檔開關(guān)狀態(tài)信號(hào)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值和換擋提示信息的計(jì)算；4)整車電控單元將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制值通過CAN總線發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，將換檔提示信息通過CAN總線發(fā)送到電子儀表板進(jìn)行顯示。
文檔編號(hào)F16H63/00GK101078377SQ200710052630
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月2日
發(fā)明者李祖元, 唐西清, 顧斌, 聶文平 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車有限公司