防止斜坡道路上的車輛的發動機失速的發動機控制方法與流程

2023-12-09 04:56:21

相關申請的引證

本申請要求於2015年12月14日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2015-0178047號的權益，其全部內容通過引證結合於此。

本公開涉及用於防止車輛的發動機在斜坡道路上發生失速的發動機控制方法，並且更具體地，涉及這樣的用於防止車輛的發動機在斜坡道路上發生失速的發動機控制方法，該方法能夠防止在停泊或停止在斜坡道路上的車輛開始驅動時發生發動機失速。

具體地，本公開涉及發動機控制方法，該方法用於防止當駕駛員在斜坡道路上保持制動停止狀態時誤將檔位切換為空檔，並然後將檔位切換為驅動檔位時的發動機的同步故障所導致發生的車輛的發動機失速。

背景技術：

當開始驅動停泊或停止在斜坡道路上的車輛時，車輛的發動機可能失速。專利文獻1公開了當駕駛員在斜坡道路上同時操作加速踏板和制動踏板時，由於無經驗的制動踏板的操作而引起的發動機的操作停止現象及其應對措施。

參考有關發動機失速現象的原因，專利文獻1公開了發動機失速可以由當車輛在驅動檔位(d檔)中向後移動時，由於安裝在扭矩轉換器處的傳感器配置有不能夠識別輸出軸的旋轉方向的單向傳感器，用於發動機進行向前驅動的扭矩不足而引起。

前文的內容僅旨在助於理解本公開的背景，而並非旨在表示本公開落在本領域技術人員已知的現有技術的範圍內。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

(專利文獻1)韓國登記專利公開第10-1298820號(2013.08.23)。

技術實現要素：

本發明的發明人發現發動機失速現象可能發生的環境和原因可能完全不同於專利文獻1中公開的斜坡道路上的典型的發動機失速現象。

當車輛停止在斜坡道路上時，駕駛員可能由於燃料效率減少或其他原因，而在保持車輛的檔位為空檔狀態(n檔)的同時踩上制動踏板。此外，存在在保持制動停止狀態的情況下，駕駛員由於失誤而將檔位切換為n檔而不是切換為用於向前驅動的d檔。

在這種情況下，如果駕駛員鬆開制動器，由於檔位耦合到n檔，車身由於車身的重力會被向後推動。這時，存在這樣的情況：在經過短時間之後，當駕駛員將檔位切換為d檔時，由於先前未知的原因而發動機會失速。在這種情況下，因為缺乏關於發動機失速的原因的理解，駕駛員會不信任車輛質量，並且還存在關於車輛與車輛的後方產生追尾碰撞的擔憂。

因此，考慮到現有技術中發生的以上問題創作本公開，並且本公開旨在提出一種發動機控制方法，該方式用於防止在駕駛員於斜坡道路上保持制動停止狀態的同時誤將檔位切換為n檔，並然後將檔位改變為d檔時，發生車輛的發動機失速。

作為研究學習發動機失速的結果，本發明的發明人發現發動機失速是由於基於車輛的後推動負荷的發動機同步的故障。

如圖5所示，在位於斜坡道路上的車輛10的檔位切換為n檔之後，當在由於車輛10的重力引起的車輛10的後推動而使車輛速度達到10km/h的狀態下，檔位被切換為d檔時，存在這樣的情況：之前n檔的發動機20的空閒rpm中的扭矩瞬間與在切換為d檔時由於車輛10的重力而向後推動的車輛加速度所產生的負荷平衡。這時，由於動力平衡，曲軸的旋轉瞬間幾乎停止。

在這種情況下，在特定時段內檢測曲柄角度的曲軸角度傳感器不傳輸有關曲柄角度的信號。因此，ecu40確定存在發動機同步的問題，並且在特定時段內停止燃料噴射和火花操作，從而引起發動機失速。

基於有關發動機失速的原因的該知識，本發明人發現，當在斜坡道路上將檔位切換為n檔時通過增加發動機的空閒rpm，使得隨後當檔位切換為d檔時通過增加車輛的加速度，空閒rpm的扭矩可以克服負荷，而能夠解決發動機失速問題。

基於這些研究結果，根據本公開的發動機控制方法可以包括以下步驟：檢測變速杆是否處於空檔級(n檔)；測量車輛速度和斜坡道路的斜角，並且計算作用在位於斜坡道路上的車身上的負荷；第一次加速發動機以增加發動機rpm從而使得發動機扭矩大於負荷；以及第二次加速發動機，以當變速杆進入為驅動檔位級(d檔)時使車輛移動。

第一次加速發動機可以進一步包括以下步驟：確定測量的車輛速度是否大於或等於預定值；當測量的車輛速度大於或等於預定值時進行制動操作；以及當通過制動的操作而使車輛速度小於預定值時，根據減小的車輛速度計算改變的負荷，並且調節發動機rpm以便使發動機扭矩對應於改變的負荷。

第一次加速發動機可以包括以下步驟：檢測駕駛員是否接合車輛的制動器；以及當車輛的制動器接合時停止用於增加發動機rpm的加速控制。

發動機控制方法可以進一步包括以下步驟：當車輛的制動器接合併且所檢測的車輛速度不是0時，通過根據所檢測的車輛速度和斜坡道路的斜角，計算作用在車身上的負荷，而執行發動機加速以增加發動機rpm使得發動機扭矩可以大於負荷。

加速發動機的步驟可以進一步包括以下步驟：在駕駛員將變速杆切換為d檔之後，在一個工作循環期間檢測車身的加速度；以及當車身的加速度大於0並且在一個工作循環期間如此保持變速器的d檔檔位時，通過確定在斜坡道路上的車輛以d檔正常起動，而將增加的發動機rpm返回至原始空閒rpm。

根據本公開，當車輛停止在斜坡道路上時，即使駕駛員誤實施換擋而處於檔位被切換為n檔的狀態下時，也能夠防止車輛的發動機失速。

因此，能夠提高駕駛員對車輛的體驗，並且具有能夠防止由於發動機失速而與斜坡道路上的跟隨車輛的二次碰撞事故的效果。

此外，本公開通過確保在斜坡道路上停止之後重新啟動時車輛平穩的起動，而具有提高駕駛感受度和駕駛員的駕駛穩定性的效果。

附圖說明

從以下結合附圖進行的詳細描述，將更清晰地理解本公開的以上和其他目的、特徵以及其他優點，其中：

圖1a和圖1b是根據本公開的示例性實施方式的用於防止斜坡道路上的車輛的發動機失速的發動機控制方法的流程圖；

圖2是示出當應用根據第一示例性實施方式的發動機控制方法的車輛在斜坡道路上行駛時的發動機狀態的示圖；

圖3是示出當應用根據第二示例性實施方式的發動機控制方法的車輛在斜坡道路上行駛時的發動機狀態的示圖；

圖4是示出當應用根據第三示例性實施方式的發動機控制方法的車輛在斜坡道路上行駛時的發動機狀態的示圖；以及

圖5是說明當在斜坡道路上將檔位切換為n檔時車輛被向後推動的狀態的示圖。

具體實施方式

在下文中，將參考圖1a和圖1b至圖5詳細描述本公開中的示例性實施方式。

圖1a和圖1b是根據示例性實施方式的用於防止斜坡道路上的車輛的發動機失速的發動機控制方法的流程圖。

參考圖1a和圖1b和圖5，ecu(發動機控制單元)40可以通過離合器30的換檔信號初始確定變速杆是否切換為n檔(s10)。

當車輛停止在斜坡道路上且變速杆切換為n檔時，車輛可能會被向後推動，並且隨後當切換為d檔時，由於車輛被向後推動的加速度產生的負荷會作用至發動機。因此，為了與此對應，可以使用安裝在tcu(變速器控制單元)50處的陀螺儀傳感器51測量斜坡道路的斜角，並且使用車輛速度傳感器60測量被向後推動的車輛的速度(s20)。

在測量斜坡道路的斜角以及被向後推動的車身10的速度之後，ecu40可以使用所測量的值計算由於被向後推動的車輛的加速度作用在發動機上的負荷。由於被向後推動的車輛的加速度作用在發動機上的負荷優選地可以通過以下公式(1)獲得。

l＝μm×m·g·sinθ×m·a(1)

(在這裡，l是由於被向後推動的車輛的加速度作用在發動機上的負荷(n·m)，m是車身質量(kg)，g是重力加速度(m/s2)，θ是斜坡道路的斜角(°)，以及a是被向後推動的車輛的加速度(m/s2))

如上所述，如果車輛停止在斜坡道路上且其檔位切換為n檔，那麼車身10可能會被向後推動。這時，如果由於被向後推動的車身的加速度產生的負荷與發動機的空閒rpm中的扭矩平衡，那麼當隨後切換為d檔時會發生發動機失速現象，如上所述。因此，為了防止發動機失速現象，ecu40可以實施用於增加發動機的空閒rpm的第一加速，使得發動機的扭矩可以大於在步驟s30中計算的、由於被向後推動的車輛的負荷(s40)。

在第一加速之後，ecu40可以通過離合器30的換檔信號確定駕駛員是否將變速杆從n檔切換為d檔(s50)。不同於現有技術，在本發明中，由於發動機加速以便使發動機的空閒rpm中的扭矩大於由於車輛被向後推動而產生的負荷，因此即使檔位切換為d檔，也不會發生發動機的同步故障的問題。

同時，當駕駛員將變速杆操作為d檔時，ecu40可以實施加速發動機以起動車輛的第二加速(s60)。通過這樣，當切換為d檔時，車輛可以發起正常的驅動而沒有發動機失速。

此外，優選地，在駕駛員將變速杆切換為d檔(向前驅動檔位級)之後，ecu40可以在一個工作循環期間使用車輛速度傳感器60檢測車身的加速變化(s70)。

此外，當車身的加速度大於0並且正如此保持變速器的d檔檔位時，ecu40可以確定車輛在斜坡道路上以d檔平滑地並正常地起動。在這種情況下，由於沒有必要執行用於防止發動機失速的算法，ecu40可以將增加的發動機rpm返回至原始空閒rpm(s90)。

圖2示出應用根據本公開的第一示例性實施方式的發動機控制方法的發動機狀態。如圖2所示，考慮在變速杆的n檔的檔位狀態下被向後推動的車輛的負荷，在通過增加發動機rpm而切換為d檔之後，發動機的同步狀態保持正常狀態。

隨後，將參考圖1a和圖1b和圖3描述本公開中的第二示例性實施方式。在下文中，將不描述與第一示例性實施方式重疊的部分，而僅將描述與第一示例性實施方式不同的部分。

如第一示例性實施方式中所描述，本發明第一次加速發動機以使得發動機的空閒rpm中的扭矩可以大於由於車輛被向後推動而作用在發動機上的負荷。在這種情況下，如果被向後推動的車輛的速度太大，則用於克服被向後推動的車輛的負荷而增加的發動機的空閒rpm的量也增加。這時，由於在隨後切換為d檔時發動機rpm更高，存在起動時車輛的驅動穩定性惡化的擔憂，並且給駕駛員不舒適的感覺。

因此，當被向後推動的車輛的所測量的速度大於或等於第一預定值時，第二示例性實施方式可以操作制動器以便減小被向後推動的車輛的速度。在下文中，將更詳細地描述第二示例性實施方式。

首先，在第一示例性實施方式中，在實現第一加速以便增加發動機的空閒rpm(s40)之後，ecu40可以確定通過車輛速度傳感器60測量的被向後推動的車輛的速度是否大於或等於第一預定值(s41)。當確定被向後推動的車輛的速度大於或等於第一預定值時，通過確定難以確保穩定的車輛起動和駕駛員的駕駛感受度，操作制動器以便減小被向後推動的車輛的速度。

當通過制動操作減小被向後推動的車輛的速度時，可以確定被向後推動的車輛的減小的速度是否小於第一預定值(s43)。當被向後推動的車輛的減小的速度大於或等於第一預定值時，可以保持制動操作狀態。

當被向後推動的車輛的減小的速度小於預定值時，ecu40可以基於車輛的減小的速度調節發動機rpm(s44)。即ecu40可以計算根據車輛的減小的速度而改變的負荷，並且調節發動機rpm以使得發動機扭矩對應於改變的負荷。

此外，期望將制動操作切換至鬆開狀態以便以用於車輛起動的第二加速，從而使車輛平穩起動(s60)。此外，執行制動操作以便在駕駛員將變速杆切換為圖1a和圖1b中的d檔之前，減小被向後推動的車輛的速度，但是其不限於此。如圖3所示，可以在駕駛員將變速杆切換為d檔之後，直接實施制動操作。

根據第二示例性實施方式，當被向後推動的車輛的速度大於預定值(諸如斜坡負荷)時，通過操作制動器以便減小被向後推動的車輛的速度，而能夠減小由於車輛被向後推動而作用在發動機上的負荷。因此，能夠保持發動機rpm更小以便防止發動機失速，從而在切換為d檔之後，解決由於快速的加速等導致的駕駛不穩定性和駕駛員的不舒適。

圖3示出實施根據第二示例性實施方式的發動機控制方法的發動機狀態。如圖3所示，在第二示例性實施方式中，當被向後推動的車輛的最大速度上升超過第一預定值時，制動操作變成接通狀態，使得被向後推動的車輛的速度減小，從而即使較低的發動機rpm增加，也將發動機的同步狀態保持到正常狀態。

隨後，將參考圖1a和圖1b和圖4描述第三示例性實施方式。在下文中，將不描述與第一示例性實施方式重疊的部分，而僅將集中描述與第一示例性實施方式不同的部分。

如第一示例性實施方式中所描述，本發明初始加速發動機以使得發動機的空閒rpm中的扭矩可以大於由於車輛被向後推動而作用在發動機上的負荷，從而解決發動機失速。即使在切換為n檔時，當駕駛員踩上制動踏板以便防止車輛在斜坡道路上被向後推動時，沒有必要為了防止發動機失速而增加發動機rpm。第三示例性實施方式涉及在這種情況下的發動機控制方法。

首先，在實現第一加速以便增加發動機的空閒rpm(s40)之後，ecu40可以通過踏板傳感器檢測駕駛員是否操作制動踏板(s51)。

當確定駕駛員操作制動踏板時，由於制動操作限制了車輛被向後推動的運動，所以沒有必要增加發動機的空閒rpm。因此，停止用於增加發動機的空閒rpm的第一加速控制(s52)。

可能存在即使駕駛員操作制動踏板但車輛也沒有完全停止的情況。在這種情況下，即使進行制動操作也可能發生車輛被向後推動的現象。

因此，當駕駛員進行制動操作時，ecu40可以從車輛速度傳感器60接收被向後推動的車輛的速度的測量結果，並且確定該速度是否大於0(s53)。當確定被向後推動的車輛的所檢測的速度不是0，即車輛被向後推動時，ecu40可以根據所檢測的速度和斜坡道路的斜角計算作用在車身上的負荷，並且執行第一加速控制以便增加發動機rpm，使得發動機扭矩可以大於負荷。

圖4示出當執行根據第三示例性實施方式的發動機控制方法時的發動機狀態。如圖4所示，在第三示例性實施方式中，在駕駛員實現制動操作期間，可以不執行用於增加發動機的空閒rpm的加速控制。在駕駛員操作制動器且將變速杆切換為d檔之後，可以實現發動機加速用於起動車輛。

通過第三示例性實施方式，本發明能夠避免空發動機rpm增加以減小燃料消耗，並且提高起動時的駕駛穩定性和改善駕駛員的駕駛感受度。

用於防止斜坡道路上的發動機失速的發動機控制方法可以說是不論內燃發動機的類型都可應用的技術。即不論內燃發動機的類型和換檔方法，當在斜坡道路上將檔位從n檔切換為驅動級時會發生本發明尋求解決的問題，並且可以通過根據本發明的發動機控制方法解決該問題。

儘管已公開了本發明的示例性實施方式以用於說明性的目的，但是本領域中的技術人員將了解，不偏離如所附權利要求中公開的本發明的範圍和精神的情況下，可以進行各種修改、添加以及替代。