CN103359104A - 汽车蠕动控制方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车蠕动控制方法，其包括：根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能；在蠕动控制功能处于激活状态时，进行以下操作：基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速；基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，以调整离合器期望扭矩；根据离合器期望扭矩对离合器进行控制。对应的本发明还提供了一种汽车蠕动控制***，本发明的汽车蠕动控制方法和***覆盖了不同行驶工况，并且性能稳定、易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电气控制技术，具体涉及一种汽车蠕动控制方法及***。
背景技术
蠕动功能是一种在车速较低的状态下对车辆进行辅助控制的技术，能够为车辆的驾驶提供方便，对于具有双离合自动变速箱的车辆，目前还没有一种算法简单并且易于实现的蠕动控制方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种汽车蠕动控制方法，其适用于具有双离合器自动变速箱的车辆，技术方案如下：
一种汽车蠕动控制方法，包括：根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能；在蠕动控制功能处于激活状态下，进行以下操作：基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速；基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，以调整离合器期望扭矩；根据离合器期望扭矩对离合器进行控制。
如上所述的汽车蠕动控制方法，在根据离合器期望扭矩对离合器进行控制之前，还包括对发动机转速和制动踏板位置进行判断：当判断出发动机转速＜发动机转速下限或者制动踏板位置＞制动踏板门限，对离合器期望扭矩进行分离控制，以调整离合器期望扭矩。
如上所述的汽车蠕动控制方法，所述对离合器期望扭矩进行分离控制，包括：计算离合器分离斜率：离合器分离斜率=开始进行分离控制时的离合器期望扭矩/分离时间；根据离合器分离斜率对离合器期望扭矩进行分离控制。
如上所述的汽车蠕动控制方法，在根据离合器期望扭矩对离合器进行控制之前，还包括对离合器期望扭矩进行限制：如果离合器期望扭矩≥离合器期望扭矩上限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩上限；如果离合器期望扭矩≤离合器期望扭矩下限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩下限。
如上所述的汽车蠕动控制方法，所述基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速，包括：计算发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差，根据所述转速差确定第一期望车速；根据制动踏板位置确定第二期望车速；计算第一期望车速与第二期望车速的差值作为期望车速。
如上所述的汽车蠕动控制方法，所述基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速，还包括对期望车速进行车速限制及/或进行车速变化率限制；所述对期望车速进行车速限制，包括：如果期望车速＜期望车速最小值，将期望车速的数值调整为期望车速最小值；如果期望车速＞期望车速最大值，将期望车速的数值调整为期望车速最大值；所述对期望车速进行车速变化率限制，包括：如果期望车速的变化率＜期望车速变化率最小值，则根据期望车速变化率最小值调整期望车速；如果期望车速的变化率＞期望车速变化率最大值，则根据期望车速变化率最大值调整期望车速。
如上所述的汽车蠕动控制方法，所述基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，是根据实际车速确定比例系数和积分系数，并且其中的积分控制的激活/关闭条件是：如果发动机转速≥发动机转速下限并且制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，否则关闭积分控制。
如上所述的汽车蠕动控制方法，所述根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能，包括：判断汽车档位是否处于前进挡或者倒档：当汽车档位处于倒档时，如果车速≤倒档蠕动车速最小限值并且油门开度≤倒档蠕动油门开度最小限值，激活倒档蠕动控制功能；如果车速≥倒档蠕动车速最大限值或者油门开度≥倒档蠕动油门开度最大限值，关闭倒档蠕动控制功能；当汽车档位处于前进挡时，判断汽车的目标档位是1档或是2档：当汽车的目标档位是1档时：如果车速≤1档蠕动车速最小限值并且油门开度≤1档蠕动油门开度最小限值，激活1档蠕动控制功能；如果车速≥1档蠕动车速最大限值或者油门开度≥1档蠕动油门开度最大限值，关闭1档蠕动控制功能；当汽车的目标档位是2档时：如果车速≤2档蠕动车速最小限值并且油门开度≤2档蠕动油门开度最小限值，激活2档蠕动控制功能；如果车速≥2档蠕动车速最大限值或者油门开度≥2档蠕动油门开度最大限值，关闭2档蠕动控制功能。
如上所述的汽车蠕动控制方法，在根据离合器期望扭矩对离合器进行控制之前，还包括1档蠕动控制和2档蠕动控制的切换控制：当汽车处于1档蠕动控制时，如果满足了2档蠕动控制功能的激活条件，就关闭1档蠕动控制功能并且激活2档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值；当汽车处于2档蠕动控制时，如果满足了1档蠕动控制功能的激活条件，就关闭2档蠕动控制功能并且激活1档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值。
如上所述的汽车蠕动控制方法，还包括发动机协调控制，包括：在蠕动控制功能激活状态下，基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，以调整发动机请求扭矩；根据发动机请求扭矩对发动机进行控制。
如上所述的汽车蠕动控制方法，还包括根据制动踏板位置激活/关闭发动机协调控制：如果制动踏板位置≤制动踏板门限，就激活发动机协调控制，否则关闭发动机协调控制。
如上所述的汽车蠕动控制方法，所述基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，是根据发动机转速确定发动机协调控制比例系数和发动机协调控制积分系数，并且其中的积分控制的激活/关闭条件是：如果制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，否则关闭积分控制。
对应的，本发明还提出了一种汽车蠕动控制***，其技术方案如下：
一种汽车蠕动控制***，包括：蠕动控制激活单元、离合器期望扭矩控制单元和离合器控制单元；所述蠕动控制激活单元，用于根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动功能；所述离合器期望扭矩控制单元，用于蠕动控制功能激活状态下，对离合器期望扭矩进行控制，包括：基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速；基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，以调整离合器期望扭矩；所述离合器控制单元，用于蠕动控制功能激活状态下，根据离合器期望扭矩对离合器进行控制。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述离合器期望扭矩控制单元还用于对发动机转速和制动踏板位置进行判断：当判断出发动机转速＜发动机转速下限或者制动踏板位置＞制动踏板门限，对离合器期望扭矩进行分离控制，以调整离合器期望扭矩。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述离合器期望扭矩控制单元对离合器期望扭矩进行分离控制，包括：计算离合器分离斜率：离合器分离斜率=开始进行分离控制时的离合器期望扭矩/分离时间；根据离合器分离斜率对离合器期望扭矩进行分离控制。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述离合器期望扭矩控制单元还用于在对离合器期望扭矩进行比例积分控制后，对离合器期望扭矩进行限制：如果离合器期望扭矩≥离合器期望扭矩上限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩上限；如果离合器期望扭矩≤离合器期望扭矩下限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩下限。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述离合器期望扭矩控制单元基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速，包括：计算发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差，根据所述转速差确定第一期望车速；根据制动踏板位置确定第二期望车速；计算第一期望车速与第二期望车速的差值作为期望车速。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述离合器期望扭矩控制单元还用于对期望车速进行车速限制及/或进行车速变化率限制；所述对期望车速进行车速限制，包括：如果期望车速＜期望车速最小值，将期望车速的数值调整为期望车速最小值；如果期望车速＞期望车速最大值，将期望车速的数值调整为期望车速最大值；所述对期望车速进行车速变化率限制，包括：如果期望车速的变化率＜期望车速变化率最小值，则根据期望车速变化率最小值调整期望车速；如果期望车速的变化率＞期望车速变化率最大值，则根据期望车速变化率最大值调整期望车速。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述离合器期望扭矩控制单元基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，是根据实际车速确定比例系数和积分系数，并且其中的积分控制的激活/关闭条件是：如果发动机转速≥发动机转速下限并且制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，否则关闭积分控制。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述蠕动控制激活单元根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能，包括：判断汽车档位是否处于前进挡或者倒档：当汽车档位处于倒档时，如果车速≤倒档蠕动车速最小限值并且油门开度≤倒档蠕动油门开度最小限值，激活倒档蠕动控制功能；如果车速≥倒档蠕动车速最大限值或者油门开度≥倒档蠕动油门开度最大限值，关闭倒档蠕动控制功能；当汽车档位处于前进挡时，判断汽车的目标档位是1档或是2档：当汽车的目标档位是1档时：如果车速≤1档蠕动车速最小限值并且油门开度≤1档蠕动油门开度最小限值，激活1档蠕动控制功能；如果车速≥1档蠕动车速最大限值或者油门开度≥1档蠕动油门开度最大限值，关闭1档蠕动控制功能；当汽车的目标档位是2档时：如果车速≤2档蠕动车速最小限值并且油门开度≤2档蠕动油门开度最小限值，激活2档蠕动控制功能；如果车速≥2档蠕动车速最大限值或者油门开度≥2档蠕动油门开度最大限值，关闭2档蠕动控制功能。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述离合器期望扭矩控制单元还用于1档蠕动控制和2档蠕动控制的切换控制：当汽车处于1档蠕动控制时，如果满足了2档蠕动控制功能的激活条件，就关闭1档蠕动控制功能并且激活2档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值；当汽车处于2档蠕动控制时，如果满足了1档蠕动控制功能的激活条件，就关闭2档蠕动控制功能并且激活1档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值。
如上所述的汽车蠕动控制***，还包括发动机请求扭矩控制单元和发动机控制单元；所述发动机请求扭矩控制单元，用于在蠕动控制功能激活状态下，基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，以调整发动机请求扭矩；所述发动机控制单元，用于根据发动机请求扭矩对发动机进行控制。
如上所述的汽车蠕动控制***，还包括发动机协调控制激活单元：如果蠕动控制功能处于激活状态并且制动踏板位置≤制动踏板门限，激活发动机协调控制功能，否则关闭发动机协调控制功能。
如上所述的汽车蠕动控制***，所述发动机请求扭矩控制单元基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，是根据发动机转速确定发动机协调控制比例系数和发动机协调控制积分系数，并且其中的积分控制的激活/关闭条件是：如果制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，否则关闭积分控制。
本发明汽车蠕动控制方法，采用自适应的比例积分控制，覆盖了不同行驶工况，并且性能稳定、方法简易，易于实现。
附图说明
图1为本发明蠕动控制***的结构示意图。
图2为本发明蠕动控制方法的原理示意图。
图3为本发明的蠕动过程发动机协调控制的原理示意图。
图4为本发明的蠕动控制功能激活的原理示意图。
图5为本发明的1档蠕动和2档蠕动控制的切换原理示意图。
图6为本发明的离合器期望扭矩控制的流程示意图。
图7为本发明的发动机请求扭矩协调控制的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
参考图1所示，本发明蠕动控制***包括蠕动控制激活单元、离合器期望扭矩控制单元、离合器控制单元、发动机协调控制激活单元、发动机请求扭矩控制单元和发动机控制单元。
参考图2所示，本发明蠕动控制方法和***的工作过程为：所述蠕动控制激活单元根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动功能；在蠕动控制功能激活状态下，所述离合器期望扭矩控制单元对离合器期望扭矩进行控制，包括：基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速；基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，以调整离合器期望扭矩；所述离合器控制单元根据离合器期望扭矩对离合器进行控制。
参考图3所示，本发明发动机协调控制方法和***的工作过程为：在蠕动控制功能激活状态下，所述发动机请求扭矩控制单元基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，以调整发动机请求扭矩。所述发动机协调控制激活单元，如果蠕动控制功能处于激活状态并且制动踏板位置≤制动踏板门限，激活发动机协调控制功能，否则关闭发动机协调控制功能。所述发动机控制单元，在发动机协调控制功能激活状态下根据发动机请求扭矩对发动机进行控制。
其中，所述蠕动控制***持续从整车的控制单元，如发动机管理***（Engine Management System，EMS）/电子稳定控制***（Electronic StabilityControl，ESC）/车辆稳定辅助***(Vehicle Stability Assist,VSA)，或者整车传感器，如车速传感器/发动机转速传感器/油门位置传感器/踏板行程传感器等处，实时采集发动机转速、发动机期望怠速、实际车速、制动踏板位置以及油门开度等信号。
其中，本发明所述离合器期望扭矩是指期望离合器传递给变速箱的扭矩。所述发动机请求扭矩是指请求发动机传递给离合器的扭矩。
其中，发动机控制单元可以集成在发动机ECU中；蠕动控制激活单元、离合器期望扭矩控制单元、离合器控制单元、发动机协调控制激活单元、发动机请求扭矩控制单元可以集成在自动变速箱控制单元TCU中。
参考图4所示，本发明的蠕动控制功能激活/关闭的工作原理为：蠕动控制激活单元根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能，包括：
首先判断汽车档位是否处于前进挡或者倒档：
当汽车档位处于倒档（R档）时，如果车速≤倒档蠕动车速最小限值并且油门开度≤倒档蠕动油门开度最小限值，激活倒档蠕动控制功能；如果车速≥倒档蠕动车速最大限值或者油门开度≥倒档蠕动油门开度最大限值，关闭倒档蠕动控制功能；
当汽车档位处于前进挡（D档）时，即需判断汽车的目标档位是1档或是2档：
当汽车的目标档位是1档时：如果车速≤1档蠕动车速最小限值并且油门开度≤1档蠕动油门开度最小限值，激活1档蠕动控制功能；如果车速≥1档蠕动车速最大限值或者油门开度≥1档蠕动油门开度最大限值，关闭1档蠕动控制功能；
当汽车的目标档位是2档时：如果车速≤2档蠕动车速最小限值并且油门开度≤2档蠕动油门开度最小限值，激活2档蠕动控制功能；如果车速≥2档蠕动车速最大限值或者油门开度≥2档蠕动油门开度最大限值，关闭2档蠕动控制功能。
本发明在蠕动功能激活/关闭过程中设置了最大值和最小值判断条件，其具体含义可通过两个事例来说明：1）汽车从静止状态进入到蠕动状态：假设当前换挡杆在前进挡位置，驾驶员踩下制动踏板使车辆处于静止状态，一般情况下目标档位为1档，当前车辆状态满足“车速≤1档蠕动车速最小限值并且油门开度≤1档蠕动油门开度最小限值”，因此激活1档蠕动控制功能，车辆开始蠕动。在1档蠕动控制功能被激活后，即使车速达到并超出1档蠕动车速最小限值，只要车速没有达到1档蠕动车速最大限值并且油门开度没有达到1档蠕动油门开度最大限值，并且也没有发生需要将1档蠕动切换为其他档位蠕动的情况，车辆就会维持在1档蠕动控制工况下。直到满足“车速≥1档蠕动车速最大限制或者油门开度≥1档蠕动油门开度最大限值”，汽车才会离开1档蠕动控制。2）汽车从行驶过程的其他状态进入到蠕动状态：假设当前换挡杆在前进挡位置，当前档位假设为1档，车辆状态假设为“车速≥1档蠕动车速最大限制并且油门开度≥1档蠕动油门开度最大限值”，此时不满足蠕动条件，因此不激活蠕动控制。当驾驶员逐渐松开油门且车速逐渐减小直至满足“车速≤1档蠕动车速最小限制并且油门开度≤1档蠕动油门开度最小限值”，才会进入到蠕动控制。
倒档蠕动和2档蠕动的激活/关闭控制与上述1档蠕动类似，此处不再赘述。由以上内容可知，本发明所提供的汽车蠕动功能激活/关闭控制，设置的最大最小两组限值，能够有效防止蠕动模式与其他驾驶模式之间频繁切换，从而影响驾驶平顺性的问题。
在本发明的蠕动控制方法中，在1档蠕动、2档蠕动和倒档蠕动三种蠕动控制中存在着两种蠕动切换控制：
一种是1档蠕动与倒档蠕动之间的切换:一般用在移库工况，可以简化驾驶员的对制动踏板和换挡杆的操作，此种切换控制后续会结合图5做进一步说明。
另一种是1档蠕动与2档蠕动之间的切换：为了改善驾驶舒适性，消除1档和2档切换时的由于速比差异较大造成的冲击，还需要有1档蠕动与2档蠕动之间的切换。参考图5所示，当汽车处于1档蠕动控制时，如果满足了2档蠕动控制功能的激活条件，即满足“汽车的目标档位是2档，车速≤2档蠕动车速最小限值并且油门开度≤2档蠕动油门开度最小限值”，就关闭1档蠕动控制功能并且激活2档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值；当汽车处于2档蠕动控制时，如果满足了1档蠕动控制功能的激活条件，即满足“汽车的目标档位是1档，车速≤1档蠕动车速最小限值并且油门开度≤1档蠕动油门开度最小限值”，就关闭2档蠕动控制功能并且激活1档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值。此种切换控制后续会结合图6做进一步说明。
参考图4、5、6所示，蠕动控制激活单元根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能；蠕动控制功能激活后，蠕动控制***检查发动机期望怠速、发动机转速、实际车速、制动踏板位置、实际车速和当前离合器期望扭矩，经蠕动控制算法计算出离合器期望扭矩，根据离合器期望扭矩控制离合器的压力变化，从而达到对整车车速的控制。这一蠕动控制过程可以分为四个部分：
第一部分为实时检测蠕动控制功能是否处于激活状态，只有在蠕动控制功能处于激活状态时，进行后续步骤；
第二部分为计算期望车速：基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速；
计算发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差，根据所述转速差确定第一期望车速；本实施例中是通过查表的方式，根据转速差查出对应的第一期望车速。所述第一期望车速是蠕动过程中，离合器负载扭矩变化而导致发动机转速变化所对应的车速，转速差越大，则第一期望车速越大，反之则第一期望车速越小。
根据制动踏板位置确定第二期望车速；本发明中是通过查表的方式，根据制动踏板位置查出对应的第二期望车速。所述第二期望车速是蠕动过程中，由于制动踏板位置不同而导致车速变化的数值，使得驾驶员可以通过调节制动踏板的压力来改变蠕动车速的大小，制动踏板压力越小则第二期望车速越大。
计算第一期望车速与第二期望车速的差值作为期望车速。第一期望车速和第二期望车速之间存在着一定的联系，在制动踏板位置为0%时，即不踩制动踏板，车辆要起动时，为了使离合器传递更大的扭矩以克服阻力扭矩，会需要以较大的期望车速请求离合器压力较快增大；此时发动机转速会因为离合器的结合即负载的增大导致其转速下降，同时考虑车辆平稳起动，导致期望车速会随着发动机转速的下降而降低；当车辆起动后，随着车速的增加，离合器从动盘转速逐渐增加，发动机转速因负载扭矩的减小会逐渐上升至比较平稳的状态，期望车速也会随之逐渐增加至稳定的车速；若发动机转速与期望怠速转速差不变，且车辆达到最高稳定车速时，踩下制动踏板至一定位置（达到制动踏板门限值），车辆会因为制动的影响而减速，基于车辆稳定性的考虑，期望车速也会减小，从而控制整车平稳达到当前期望车速。基于上述考虑，将两期望车速进行减法运算。
然后对期望车速进行车速限制：如果期望车速＜期望车速最小值，将期望车速的数值调整为期望车速最小值；如果期望车速＞期望车速最大值，将期望车速的数值调整为期望车速最大值。这样能够使期望车速在期望的范围内，保证蠕动过程的平稳性。
进一步还对期望车速进行车速变化率限制：如果期望车速的变化率＜车速变化率最小值，则根据车速变化率最小值调整期望车速；如果期望车速的变化率＞车速变化率最大值，则根据车速变化率最大值调整期望车速。对期望车速的变化率进行限制是为了考虑其对离合器传递扭矩变化的影响，若是变化率过快，导致离合器传递扭矩变化也会过快，驾驶员会感觉到冲击和不适，因此设置变化率限值是为了提高驾驶的平顺性。
第三部分为计算离合器期望扭矩：基于所述转速差采用PI控制器（比例积分控制器）对离合器期望扭矩进行比例积分控制。
计算期望车速和实际车速之间的车速差作为PI控制器的输入信号；采用查表的方式，根据实际车速查出对应的比例系数Kp和积分系数Ki。
比例控制的过程为：计算所述车速差与比例系数Kp的乘积作为第一期望扭矩；
积分控制的过程为：根据发动机转速和制动踏板位置激活/关闭积分控制：当发动机转速≥发动机转速下限并且制动踏板位置≤制动踏板门限时，激活积分控制，计算所述车速差与积分系数Ki的乘积作为积分输入值，进行积分运算以获得第二期望扭矩；
当发动机转速＜发动机转速下限或者制动踏板位置＞制动踏板门限时，关闭积分控制，输出积分初始值作为第二期望扭矩。
第一期望扭矩和第二期望扭矩的和值即为离合器期望扭矩。
其中，离合器期望扭矩的积分控制由关闭状态进入到激活状态时，重置积分控制器，积分初始值为当前离合器期望扭矩和比例控制计算出的第一期望扭矩之间的扭矩差。这样能够确保刚进到蠕动控制时的离合器期望扭矩不会出现较大变化，不会影响驾驶舒适性。
其中，比例系数Kp和积分系数Ki会根据实际车速的变化而改变，能够使蠕动控制具备良好的自适应性。在平坦路面，车辆从静止状态开始进入蠕动，为了保证起动及低车速具备良好加速性，Kp和Ki值应该较大；车辆在蠕动情况下逐渐达到稳定车速时，Kp和Ki值需要逐渐减小；在上坡路面，要充分考虑积分系数Ki的大小，防止上坡时车辆车速下降太多；在下坡路面，要考虑实际车速超过期望车速的部分，同时要充分利用发动机制动效果，来设置比例系数Kp和积分系数Ki；同时，还要考虑车辆的减速并往期望方向行驶，若是换挡杆在前进挡和倒档之间进行切换时，由于车辆在向前行驶和向后行驶之间进行切换，使实际车速会在正、负之间进行变换，对应着正或负的比例系数Kp和积分系数Ki，这样不需要额外的设置就可以实现1档蠕动和倒档蠕动的切换。
在经过比例积分控制获得离合器期望扭矩后，判断是否有1档蠕动控制和2档蠕动控制的切换，如果有，就将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值。其中，切换扭矩是指切换时对离合器的控制扭矩，从1档蠕动控制切换到2档蠕动控制时，会通过积分方式降低离合器1的扭矩，增加离合器2的扭矩，完成离合器的交替之后在2档蠕动控制行驶，通过积分计算即可获得切换扭矩。反之，2档蠕动切换至1档蠕动与此类似，此处不再赘述。
在蠕动控制过程中，有可能需要进行分离控制：对发动机转速和制动踏板位置进行判断：当判断出发动机转速＜发动机转速下限或者制动踏板位置＞制动踏板门限，对离合器期望扭矩进行分离控制，以调整离合器期望扭矩。所述对离合器期望扭矩进行分离控制包括：计算离合器分离斜率：离合器分离斜率=开始进行分离控制时的离合器期望扭矩/分离时间，根据离合器分离斜率对离合器期望扭矩进行分离控制。
所述分离时间是根据多次现场实验预先标定，如果在分离时间内一直满足分离控制条件“发动机转速＜发动机转速下限或者制动踏板位置＞制动踏板门限”，由于离合器分离斜率=开始进行分离控制时的离合器期望扭矩/分离时间，在分离时间结束时离合器会完全分离。如果在分离时间内，发现不再满足分离控制条件，则以不再满足分离控制条件时的离合器期望扭矩为基础重新进行比例积分控制。离合器期望扭矩的分离控制主要是为了提高驾驶舒适性，在分离条件满足时，不直接将离合器完全分离，而是给***一定延迟时间，在分离时间内若条件不满足，则能有一个较高的基础去重新进行比例积分控制，提高了蠕动的响应时间，此外也消除了离合器完全分离后，不再满足分离控制条件时，离合器突然结合造成冲击。
最后，在输出离合器期望扭矩之前，还需要对离合器期望扭矩进行限制：如果离合器期望扭矩≥离合器期望扭矩上限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩上限；如果离合器期望扭矩≤离合器期望扭矩下限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩下限。将离合器期望扭矩的数值调整为上限或下限后，还需要返回积分输入值置零的命令，将下一次积分控制的积分输入值设为零，即维持积分控制环节输出的期望扭矩值不变，仅通过比例控制环节的扭矩变化来控制离合器。此设计可以使得车辆在上坡蠕动时，将车辆停住，防止溜坡。
第四部分为蠕动过程对离合器的控制：离合器期望扭矩控制单元向离合器控制单元输出离合器期望扭矩，离合器控制单元将离合器期望扭矩转换成为控制电磁阀的电流信号，进而控制离合器压力的变化，从而导致发动机转速、实际车速等信号的变化，然后蠕动控制***会根据当前车辆的参数状态重新进行调节控制，形成闭环控制。
进一步的，为了确保蠕动过程发动机转速保持稳定，不会因为离合器负载变化，导致发动机转速过低，影响蠕动过程车速的稳定性，本发明蠕动控制方法和***还增加了发动协调控制功能。
参考图7所示，在蠕动控制激活状态下，采用PI控制器（比例积分控制器）对发动机请求扭矩进行控制的过程为：
计算发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差，所述转速差作为PI控制器的输入信号；根据发动机转速查出对应的发动机协调控制比例系数Kp＇和根据发动机转速确定发动机协调控制积分系数Ki＇。
比例控制的过程为：计算所述发动机协调控制比例系数与所述转速差的乘积作为第一请求扭矩；
积分控制的过程为：根据制动踏板位置激活/关闭积分控制：当制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，计算发动机协调控制积分系数与所述转速差的乘积作为积分输入值，进行积分运算以获得第二请求扭矩；
当制动踏板位置＞制动踏板门限时，关闭积分控制，输出积分初始值作为第二请求扭矩。
第一请求扭矩和第二请求扭矩的和值即为发动机请求扭矩。发动机控制单元根据发动机请求扭矩进行扭矩响应控制。
其中，发动机请求扭矩的积分控制由关闭状态进入到激活状态时，会重置积分控制器，积分初始值为当前发动机请求扭矩和比例控制计算出的第一请求扭矩之间的扭矩差。这样能够确保发动机扭矩控制的连贯性，不会出现较大变化而影响驾驶舒适性。
其中，根据发动机转速确定发动机协调控制比例系数Kp＇和发动机协调控制积分系数Ki＇,在发动机转速与期望怠速转速相差较大时，即离合器需要发动机提供更多扭矩以克服当前的阻力时，Kp＇和Ki＇数值较大，输出较大发动机请求扭矩以使得发动机能够提供蠕动控制算法计算出得扭矩，克服车辆阻力，同时也保证发动机转速不会降低很多；当发动机转速与期望怠速转速相差较小时，Kp＇和Ki＇相应减小，即发动机不需要提供过多扭矩，车辆基本稳定。
在蠕动过程中，可以根据蠕动需要选择是否激活发动机扭矩请求控制，所以本发明还包括激活或关闭发动机请求扭矩协调控制：如果蠕动控制功能处于激活状态并且制动踏板位置≤制动踏板门限，激活发动机协调控制功能，否则关闭发动机协调控制功能。发动机请求扭矩协调控制激活时，需要将发动机请求扭矩和扭矩协调控制激活信号一起发送给发动机控制单元进行扭矩响应控制。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明汽车蠕动控制方法和***，利用实际车速跟踪期望车速的比例积分控制算法进行蠕动控制，采用自适应的PI控制器，比例系数Kp和积分系数Ki参数根据实际车速进行调节，覆盖了不同行驶工况。
2、本发明汽车蠕动控制方法和***，在计算期望车速时，对其范围和变化率进行限制，保证了蠕动过程车辆的稳定性。
3、本发明汽车蠕动控制方法和***，在计算期望车速时，同时考虑发动机转速的变化与制动踏板位置的变化，综合考虑了蠕动过程动力***变化和驾驶员操作意图变化因素，有效提高蠕动控制的准确性和安全性。
4、本发明汽车蠕动控制方法和***，将制动踏板位置信号及发动机转速信号作为积分控制的控制信号，当发动机转速达到下限或者制动踏板超过上限后重置积分控制器，当两者重新回到正常范围后，能重新从当前离合器期望扭矩作为基础进行蠕动控制，防止扭矩的较大波动，有效提高了蠕动过程的舒适性。
5、本发明汽车蠕动控制方法和***，设置蠕动过程发动机转速下限，以对离合器打开进行控制，防止蠕动过程中由于离合器的结合导致发动机转速下降过多至熄火的情况发生，对发动机进行了有效保护，使得蠕动控制更为安全。
6、本发明汽车蠕动控制方法和***，考虑了驾驶员的制动操作意图，在蠕动过程中设置了制动踏板门限，以对离合器打开进行控制，防止蠕动过程驾驶员制动踏板操作超过一定限值时，离合器仍存在滑磨情况，保护离合器。
7、本发明汽车蠕动控制方法和***，考虑了发动机扭矩协调控制，根据发动机转速变化情况确定发动机请求扭矩的大小，确保在蠕动过程的稳定性。
8、本发明汽车蠕动控制方法和***，其蠕动激活条件设置了两组限值，合理地考虑了驾驶员的操作意图和整车情况，防止出现蠕动功能激活信号频繁发生变化，以免影响车辆的稳定性。
9、本发明汽车蠕动控制方法和***，包含两种蠕动工况之间的切换控制，1档和倒档蠕动切换方便了移库工况时驾驶员的操作，1档和2档蠕动切换提高了驾驶过程的舒适性。
10、本发明汽车蠕动控制方法和***，对蠕动输出的离合器期望扭矩进行最大最小值控制，有效提高了坡道蠕动的安全性，防止了溜坡现象的产生，同时也有效保护离合器。
11、本发明适用于具有双离合自动变速箱的车辆，但其部分技术方案也适用于具有其它种类自动变速箱的车辆，无论应用于何种车辆，都应该属于本发明的保护范围内。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序控制相关的硬件完成，程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。另外，在本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述模块或单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述模块或单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (24)
1.一种汽车蠕动控制方法，其特征在于，包括：
根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能；在蠕动控制功能处于激活状态下，进行以下操作：
基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速；
基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，以调整离合器期望扭矩；
根据离合器期望扭矩对离合器进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据离合器期望扭矩对离合器进行控制之前，还包括对发动机转速和制动踏板位置进行判断：当判断出发动机转速＜发动机转速下限或者制动踏板位置＞制动踏板门限，对离合器期望扭矩进行分离控制，以调整离合器期望扭矩。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对离合器期望扭矩进行分离控制，包括：计算离合器分离斜率：离合器分离斜率=开始进行分离控制时的离合器期望扭矩/分离时间；根据离合器分离斜率对离合器期望扭矩进行分离控制。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据离合器期望扭矩对离合器进行控制之前，还包括对离合器期望扭矩进行限制：如果离合器期望扭矩≥离合器期望扭矩上限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩上限；如果离合器期望扭矩≤离合器期望扭矩下限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩下限。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速，包括：
计算发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差，根据所述转速差确定第一期望车速；
根据制动踏板位置确定第二期望车速；
计算第一期望车速与第二期望车速的差值作为期望车速。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速，还包括对期望车速进行车速限制及/或进行车速变化率限制；
所述对期望车速进行车速限制，包括：如果期望车速＜期望车速最小值，将期望车速的数值调整为期望车速最小值；如果期望车速＞期望车速最大值，将期望车速的数值调整为期望车速最大值；
所述对期望车速进行车速变化率限制，包括：如果期望车速的变化率＜期望车速变化率最小值，则根据期望车速变化率最小值调整期望车速；如果期望车速的变化率＞期望车速变化率最大值，则根据期望车速变化率最大值调整期望车速。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，是根据实际车速确定比例系数和积分系数，并且其中的积分控制的激活/关闭条件是：如果发动机转速≥发动机转速下限并且制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，否则关闭积分控制。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能，包括：
判断汽车档位是否处于前进挡或者倒档：
当汽车档位处于倒档时，如果车速≤倒档蠕动车速最小限值并且油门开度≤倒档蠕动油门开度最小限值，激活倒档蠕动控制功能；如果车速≥倒档蠕动车速最大限值或者油门开度≥倒档蠕动油门开度最大限值，关闭倒档蠕动控制功能；
当汽车档位处于前进挡时，判断汽车的目标档位是1档或是2档：
当汽车的目标档位是1档时：如果车速≤1档蠕动车速最小限值并且油门开度≤1档蠕动油门开度最小限值，激活1档蠕动控制功能；如果车速≥1档蠕动车速最大限值或者油门开度≥1档蠕动油门开度最大限值，关闭1档蠕动控制功能；
当汽车的目标档位是2档时：如果车速≤2档蠕动车速最小限值并且油门开度≤2档蠕动油门开度最小限值，激活2档蠕动控制功能；如果车速≥2档蠕动车速最大限值或者油门开度≥2档蠕动油门开度最大限值，关闭2档蠕动控制功能。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在根据离合器期望扭矩对离合器进行控制之前，还包括1档蠕动控制和2档蠕动控制的切换控制：
当汽车处于1档蠕动控制时，如果满足了2档蠕动控制功能的激活条件，就关闭1档蠕动控制功能并且激活2档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值；
当汽车处于2档蠕动控制时，如果满足了1档蠕动控制功能的激活条件，就关闭2档蠕动控制功能并且激活1档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，还包括发动机协调控制，包括：
在蠕动控制功能激活状态下，基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，以调整发动机请求扭矩；根据发动机请求扭矩对发动机进行控制。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括根据制动踏板位置激活/关闭发动机协调控制：如果制动踏板位置≤制动踏板门限，就激活发动机协调控制，否则关闭发动机协调控制。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，是根据发动机转速确定发动机协调控制比例系数和发动机协调控制积分系数，并且其中的积分控制的激活/关闭条件是：如果制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，否则关闭积分控制。
13.一种汽车蠕动控制***，其特征在于，包括：
蠕动控制激活单元、离合器期望扭矩控制单元和离合器控制单元；
所述蠕动控制激活单元，用于根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动功能；
所述离合器期望扭矩控制单元，用于蠕动控制功能激活状态下，对离合器期望扭矩进行控制，包括：基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速；基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，以调整离合器期望扭矩；
所述离合器控制单元，用于蠕动控制功能激活状态下，根据离合器期望扭矩对离合器进行控制。
14.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述离合器期望扭矩控制单元还用于对发动机转速和制动踏板位置进行判断：当判断出发动机转速＜发动机转速下限或者制动踏板位置＞制动踏板门限，对离合器期望扭矩进行分离控制，以调整离合器期望扭矩。
15.根据权利要求14所述的***，其特征在于，所述离合器期望扭矩控制单元对离合器期望扭矩进行分离控制，包括：计算离合器分离斜率：离合器分离斜率=开始进行分离控制时的离合器期望扭矩/分离时间；根据离合器分离斜率对离合器期望扭矩进行分离控制。
16.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述离合器期望扭矩控制单元还用于在对离合器期望扭矩进行比例积分控制后，对离合器期望扭矩进行限制：如果离合器期望扭矩≥离合器期望扭矩上限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩上限；如果离合器期望扭矩≤离合器期望扭矩下限，将离合器期望扭矩的数值调整为离合器期望扭矩下限。
17.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述离合器期望扭矩控制单元基于发动机转速、发动机期望怠速、以及制动踏板位置确定期望车速，包括：
计算发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差，根据所述转速差确定第一期望车速；
根据制动踏板位置确定第二期望车速；
计算第一期望车速与第二期望车速的差值作为期望车速。
18.根据权利要求17所述的***，其特征在于，所述离合器期望扭矩控制单元还用于对期望车速进行车速限制及/或进行车速变化率限制；
所述对期望车速进行车速限制，包括：如果期望车速＜期望车速最小值，将期望车速的数值调整为期望车速最小值；如果期望车速＞期望车速最大值，将期望车速的数值调整为期望车速最大值；
所述对期望车速进行车速变化率限制，包括：如果期望车速的变化率＜期望车速变化率最小值，则根据期望车速变化率最小值调整期望车速；如果期望车速的变化率＞期望车速变化率最大值，则根据期望车速变化率最大值调整期望车速。
19.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述离合器期望扭矩控制单元基于期望车速和实际车速之间的车速差对离合器期望扭矩进行比例积分控制，是根据实际车速确定比例系数和积分系数，并且其中的积分控制的激活/关闭条件是：如果发动机转速≥发动机转速下限并且制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，否则关闭积分控制。
20.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述蠕动控制激活单元根据实际车速和油门开度激活/关闭蠕动控制功能，包括：
判断汽车档位是否处于前进挡或者倒档：
当汽车档位处于倒档时，如果车速≤倒档蠕动车速最小限值并且油门开度≤倒档蠕动油门开度最小限值，激活倒档蠕动控制功能；如果车速≥倒档蠕动车速最大限值或者油门开度≥倒档蠕动油门开度最大限值，关闭倒档蠕动控制功能；
当汽车档位处于前进挡时，判断汽车的目标档位是1档或是2档：
当汽车的目标档位是1档时：如果车速≤1档蠕动车速最小限值并且油门开度≤1档蠕动油门开度最小限值，激活1档蠕动控制功能；如果车速≥1档蠕动车速最大限值或者油门开度≥1档蠕动油门开度最大限值，关闭1档蠕动控制功能；
当汽车的目标档位是2档时：如果车速≤2档蠕动车速最小限值并且油门开度≤2档蠕动油门开度最小限值，激活2档蠕动控制功能；如果车速≥2档蠕动车速最大限值或者油门开度≥2档蠕动油门开度最大限值，关闭2档蠕动控制功能。
21.根据权利要求20所述的***，其特征在于，所述离合器期望扭矩控制单元还用于1档蠕动控制和2档蠕动控制的切换控制：
当汽车处于1档蠕动控制时，如果满足了2档蠕动控制功能的激活条件，就关闭1档蠕动控制功能并且激活2档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值；
当汽车处于2档蠕动控制时，如果满足了1档蠕动控制功能的激活条件，就关闭2档蠕动控制功能并且激活1档蠕动控制功能，并且将离合器期望扭矩的数值调整为切换扭矩的数值。
22.根据权利要求13-21任一项所述的***，其特征在于，还包括发动机请求扭矩控制单元和发动机控制单元；
所述发动机请求扭矩控制单元，用于在蠕动控制功能激活状态下，基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，以调整发动机请求扭矩；
所述发动机控制单元，用于根据发动机请求扭矩对发动机进行控制。
23.根据权利要求22所述的***，其特征在于，还包括发动机协调控制激活单元：如果蠕动控制功能处于激活状态并且制动踏板位置≤制动踏板门限，激活发动机协调控制功能，否则关闭发动机协调控制功能。
24.根据权利要求23所述的***，其特征在于，所述发动机请求扭矩控制单元基于发动机期望怠速和发动机转速之间的转速差对发动机请求扭矩进行比例积分控制，是根据发动机转速确定发动机协调控制比例系数和发动机协调控制积分系数，并且其中的积分控制的激活/关闭条件是：如果制动踏板位置≤制动踏板门限，激活积分控制，否则关闭积分控制。
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