本公開涉及車輛控制系統的領域。定義下面描述將在本公開中使用的一個或多個術語的定義,這些定義并非限制性的。對于本領域技術人員而言,應當理解,定義僅僅是為了清楚而提供的,并且旨在包括比僅下文提供的更多的示例。坡度角(gradient?angle)–術語“坡度角”是指表面相對于水平面的傾斜角或斜率。在本公開中,坡度角用于描述物理特征、地形或構造的線形道路相對于水平面的臺階、斜率、斜坡、主下降、俯仰或上升。坡度角可以以度或百分比表示。歸一化坡度角–術語“歸一化坡度角”是指以標準化或調整的方式表示表面(諸如道路或上坡路徑)的陡度或傾斜度的方式。歸一化坡度角涉及將坡度角值轉換為更容易比較或工作的標準化值,諸如從百分比轉換為度,反之亦然。起步事件–術語“起步(drive-off)事件”是指當駕駛員釋放制動器并踩下加速器踏板以啟動車輛移動時的事件。起步事件用于測試諸如發動機響應、離合器接合和整體駕駛性能的方面。起步支持發動機速度–術語“起步支持發動機速度”是指由車輛的發動機控制單元(ecu)保持或提供以促進從靜止位置平穩起動的發動機的轉速(以每分鐘轉數或rpm測量)?;酒鸩桨l動機速度–術語“基本起步發動機速度”是指當車輛從靜止位置開始移動時車輛的發動機管理系統所針對的預定發動機速度(以每分鐘轉數或rpm測量)。加速器踏板位置值–術語“加速器踏板位置值”是指車輛加速器(油門)踏板的位置或角度的測量值。加速踏板位置值通過使用傳感器獲得,并由車輛的電子控制單元(ecu)用于管理發動機性能、節氣門響應和制動。接合的擋位–術語“接合的擋位”是指當前在車輛的變速器系統(無論是手動的還是自動的)內選擇和使用的特定擋位。當接合擋位時,變速器組件以這樣的方式連接,即它們以特定的比率將動力從發動機傳輸到車輪,這確定了車輛的速度和扭矩?;拘枨笈ぞ刂胆C術語“基本需求扭矩值”是指在特定操作條件下由車輛的發動機控制單元(ecu)從發動機請求的扭矩(旋轉力)的基本水平?;拘枨笈ぞ刂涤米鞔_定發動機需要產生的總扭矩的起點,并且它可以基于附加的輸入和要求來調整基本需求扭矩。扭矩倍增因子值(torque?multiplication?factor?value)–術語“扭矩倍增因子值”是指扭矩通過車輛傳動系統的各種組件(通常涉及變速器或變矩器)增加或放大的百分比。最大允許扭矩倍增因子值–術語“最大允許扭矩倍增因子值”是指變矩器可以提供的扭矩放大的最高水平,而不會對變速器系統的任何組件造成損壞或過度磨損。最大允許扭矩倍增因子值隨發動機速度、負載條件和變矩器的設計而變化。上述定義是對本領域中表達的定義的補充。
背景技術:
1、本文下面的背景信息涉及本公開,但不一定是現有技術。
2、在傳統的車輛控制系統中,控制邏輯使用來自四個主要傳感器的輸入來管理基本起步支持發動機速度:離合器開關、加速器踏板、環境壓力傳感器和冷卻劑溫度傳感器。處理這些輸入以確定用于車輛啟動的合適的發動機速度。
3、然而,該方法的關鍵限制是它不考慮道路坡度。因此,無論車輛是在平坦表面上還是在斜坡上,都應用相同的起動發動機速度。當試圖使用適用于平坦道路的發動機速度值在斜坡上行駛時,這可能導致諸如發動機熄火等問題。相反,在平坦道路上應用基于坡度的發動機速度值可能導致過于激進的啟動行為,從而導致駕駛不適和燃油效率降低。
4、因此,需要減輕上述缺點的用于車輛的啟動控制和加速器踏板響應的系統和方法。
5、目的
6、本文的至少一個實施例所滿足的本公開的一些目的如下:
7、本公開的目的是改善現有技術的一個或多個問題或至少提供有用的替代方案。
8、本公開的目的是提供用于車輛的啟動控制和加速器踏板響應的系統。
9、本公開的另一個目的是提供檢測實際道路坡度以改變起步支持發動機速度和扭矩傳遞的系統。
10、本公開的又一個目的是提供建立車輛加速度與車輛俯仰角之間的相關性的系統。
11、本公開的又一個目的是提供計算不同道路處的道路坡度和起步支持發動機速度的系統。
12、本公開的又一個目的是提供使離合器磨損最小化并防止駕駛員過度踩下加速器踏板的系統。
13、本公開的又一個目的是提供自動激活起步支持發動機速度以在道路坡度上啟動車輛的系統。
14、本公開的又一個目的是提供自動保持符合人體工程學的舒適位置以減少駕駛員疲勞的系統。
15、本公開的其他目的和優點將從以下描述中更加明顯,這些描述并非旨在限制本公開的范圍。
技術實現思路
1、系統包括發動機控制單元(ecu)、歸一化模塊、啟動控制模塊和踏板響應模塊。它被設計為基于道路坡度來控制車輛啟動和踏板響應。ecu接收來自前置坡度傳感器的坡度角數據和來自發動機管理單元的車輛加速度數據。它通過用基于加速度的俯仰數據校正原始坡度讀數來計算歸一化坡度角。ecu內的歸一化模塊使用將加速度映射到俯仰偏差的查找表來校正原始坡度數據。它考慮了擋位方向(前進或后退),并通過濾除車輛在移動期間俯仰的影響來確保準確的坡度讀數。啟動控制模塊將歸一化坡度角與設定閾值進行比較,并使用坡度特定查找表相應地調整起步發動機速度。它在啟動事件期間實時調制發動機速度,以支持車輛在斜坡上平穩啟動。踏板響應模塊接收來自踏板傳感器的輸入、emu(接合的擋位)和歸一化坡度角。它計算基本需求扭矩并基于坡度和擋位進行調整,從而確保扭矩輸出保持在安全和平穩操作的限度內。歸一化單元內的濾波器模塊應用動態低通濾波器以從原始坡度讀數中去除由突然的俯仰變化引起的噪聲,從而確保歸一化的坡度值保持穩定。基于坡度的啟動支持查找表具有兩個子表:一個用于上坡時的前進擋,另一個用于下坡時的倒擋,每個子表具有適合于坡度和擋位方向的扭矩放大。動態扭矩校正模塊可以基于歸一化坡度的變化實時調整扭矩。它有助于為駕駛員保持舒適的踏板位置,從而避免在斜坡上需要過多的輸入。ecu可以檢測斜坡上的潛在溜坡場景,并施加搶先扭矩以防止溜坡。它還在加速期間平滑扭矩施加,以避免使車輛不穩定。使用經積分處理的加速度數據在設定的時間間隔內計算歸一化坡度角。這有助于更準確地檢測漸變斜率,同時濾除臨時俯仰效應。ecu還可以從環境傳感器(如環境壓力傳感器)接收數據。這允許它將高度與坡度相關聯,以便在丘陵地區中獲得更好的準確性,并響應于環境條件調整坡度檢測模式。
2、根據另一方面,本公開提供了一種用于基于道路坡度在啟動和加速期間進行動態車輛控制的方法,包括以下步驟:
3、?由發動機控制單元(ecu)從安裝在車輛上以檢測道路坡度的坡度角傳感器接收坡度角數據;
4、?由ecu從發動機管理單元(emu)接收車輛加速度數據;
5、?由ecu基于從車輛加速度數據導出的動態俯仰角校正來計算歸一化坡度角值;
6、?由ecu從被定位在車輛的前部處的坡度角傳感器接收原始坡度角數據,該傳感器被配置為檢測道路上坡和下坡并向ecu提供坡度角反饋;
7、?由ecu內的歸一化模塊使用查找表將校正值應用于原始坡度角數據,所述查找表將車輛加速度映射到俯仰角偏差,以濾除在加速或減速期間由動態車輛俯仰引起的錯誤坡度讀數;
8、?由歸一化模塊通過基于車輛是處于前進擋還是倒擋而應用加法或減法校正來計算歸一化坡度角;
9、?由操作性地連接到歸一化模塊的啟動控制模塊將歸一化坡度角與預定義閾值進行比較;
10、?由啟動控制模塊使用基于坡度的啟動支持查找表來調整基本起步發動機速度,所述基于坡度的啟動支持查找表提供與變化的歸一化坡度角對應的起步發動機速度值;
11、?由啟動控制模塊基于在起步事件期間的實時道路坡度檢測來自動調制起步支持發動機速度;
12、?由踏板響應模塊接收來自踏板位置傳感器的加速器踏板位置值、來自emu的接合的擋位值以及來自歸一化模塊的歸一化坡度角;
13、?由踏板響應模塊通過將加速器踏板位置值應用于第一查找表來確定基本需求扭矩值;
14、?由踏板響應模塊通過將歸一化坡度角應用于第二查找表來確定扭矩倍增因子,所述扭矩倍增因子基于道路坡度來調整扭矩輸出;
15、?由踏板響應模塊通過將接合的擋位值應用于第三查找表來確定最大允許扭矩倍增因子,所述最大因子基于踏板位置和接合的擋位;以及
16、?由踏板響應模塊通過應用扭矩倍增因子或最大允許扭矩倍增因子中的較低者來校正基本需求扭矩,以確保平穩加速并防止陡坡上的過大扭矩。