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CN105292110A - 汽车节能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车节能控制方法，包括：获取滑行工况运行参数；判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况进入条件；当判断出所述滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，则启动发动机停运行模式；判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况退出条件；当判断出所述滑行工况运行参数满足滑行工况退出条件时，获取挡位变更参数；根据所述挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至所述最佳挡位；获取发动机转速变更参数；根据所述发动机转速变更参数确定发动机的目标转速，并驱动发动机达到所述目标转速。本发明提供的汽车节能控制方法能够降低燃油消耗，提高节油效果。

Description

汽车节能控制方法
技术领域
本发明涉及汽车节能技术，尤其涉及一种汽车节能控制方法。
背景技术
目前，鉴于全世界对能源短缺和环境污染的问题都非常重视，对于汽车的节能和环保的要求也越来越高，越来越多的汽车中应用了混合动力系统，通过内燃机和驱动电机协同驱动汽车发动机工作，能够显著地降低整车油耗并减少废气排放。
自动变速和手动变速的混合动力汽车通常具有在车速为零时控制发动机停机或断油的能力，例如在停车等红灯的过程中，当汽车中的混合动力控制装置得知车速为零时，控制发动机停机，或者切断发动机的燃油供给，待汽车重新启动后，再驱动发动机工作以及恢复燃油供给，达到节油的效果。
另外，自动变速的混合动力汽车还具备在汽车滑行过程中控制发动机停机或断油的能力，并且在退出滑行工况时自动调节挡位至与车速相匹配，能够进一步降低油耗。但对于手动变速的混合动力汽车而言，由于在滑行工况的前后，车速发生了较大的变化，导致滑行工况后的挡位不再与当前车速相匹配，需要依靠驾驶员手动进行换挡，这对驾驶员的驾驶经验提出了较高的要求，因此，手动变速的混合动力汽车目前还不具有这个能力，节油的效果还有待提高。
发明内容
本发明提供一种汽车节能控制方法，能够降低燃油消耗，提高节油效果。
本发明实施例提供一种汽车节能控制方法，包括：
获取滑行工况运行参数；
判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况进入条件；
当判断出所述滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，则启动发动机停运行模式；
判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况退出条件；
当判断出所述滑行工况运行参数满足滑行工况退出条件时，获取挡位变更参数；
根据所述挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至所述最佳挡位；
获取发动机转速变更参数；
根据所述发动机转速变更参数确定发动机的目标转速，并驱动发动机达到所述目标转速。
如上所述的汽车节能控制方法，所述启动发动机停运行模式，包括：
获取变速器挡位状态；
判断变速器挡位状态是否为空挡状态；
当判断出变速器挡位状态为空挡状态，则控制发动机至停机模式；
当判断出变速器挡位状态不为空挡状态，则控制发动机至断油模式。
如上所述的汽车节能控制方法，所述控制发动机至断油模式，包括：
获取动力电池的剩余电量；
判断所述剩余电量是否大于电量下限值；
当判断出所述剩余电量大于电量下限值时，则控制发动机断油，且控制驱动电机进入助力运行模式；
当判断出所述剩余电量小于或等于电量下限值时，则控制发动机断油，且控制驱动电机进入电池充电模式。
如上所述的汽车节能控制方法，滑行工况运行参数包括：油门踏板状态、制动踏板状态、以及车速；判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况进入条件，包括：
判断油门踏板状态和制动踏板状态是否均为松开状态且车速是否不为零，若是，则满足滑行工况进入条件；若否，则不满足滑行工况进入条件。
如上所述的汽车节能控制方法，判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况退出条件，包括：
判断油门踏板状态、制动踏板状态中的至少一个是否为踩下状态，或车速是否为零，若是，则满足滑行工况退出条件；若否，则不满足滑行工况退出条件。
如上所述的汽车节能控制方法，所述挡位变更参数包括：油门开度和车速；根据所述挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至所述最佳挡位，包括：
在换挡策略规则中查找与所述油门开度和车速对应的挡位，作为最佳挡位；
提示驾驶员分离离合器；
提示驾驶员将挡位更换至所述最佳挡位。
如上所述的汽车节能控制方法，所述发动机转速变更参数包括：车速和最佳挡位。
如上所述的汽车节能控制方法，所述驱动发动机达到所述目标转速，包括：
判断发动机的当前转速是否小于怠速；
当判断出所述当前转速小于怠速，则通过驱动电机启动发动机，并将发动机拖至目标转速；
当判断出诉讼当前转速大于或等于怠速，则通过发动机管理系统将发动机拖至目标转速。
如上所述的汽车节能控制方法，在驱动发动机达到所述目标转速之后，还包括：
提示驾驶员结合离合器。
本发明实施例提供的技术方案通过判断滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，将发动机调整至停运行模式，即：停止发动机转动或停止对发动机喷油，依靠汽车自身的惯性保持汽车持续行驶，以减少燃油消耗，提高节油效果；并判断当滑行工况运行参数满足滑行工况退出条件时，根据挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至最佳挡位；然后根据发动机转速变更参数将发动机驱动至达到与最佳挡位匹配的目标转速，以使发动机和变速器配合实现最优的运行效果，降低发动机磨损。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种动力传动系统总成的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的另一种动力传动系统总成的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的汽车节能控制方法的流程图；
图4为本发明实施例二提供的汽车节能控制方法的流程图；
图5为本发明实施例二提供的另一汽车节能控制方法的流程图；
图6为本发明实施例三提供的汽车节能控制方法中即将退出滑行工况时进行换挡的方法的流程图；
图7为本发明实施例三提供的汽车节能控制方法中混合动力系统控制单元的信号输入和输出示意图。
附图标记：
1-混合动力系统控制单元；2-显示屏；3-空挡开关；
4-动力电池；5-驱动电机；6-发动机；
7-变速器。
具体实施方式
实施例一
本实施例提供一种汽车节能控制方法，适用于配有手动变速器的汽车，能够在汽车进入滑行工况时停止发动机燃油供给，也就达到了节能的效果；并且，在汽车退出滑行工况之后能够及时提示驾驶员调整挡位以与发动机转速相匹配，以使发动机工作在最佳状态。
本实施例提供的汽车节能控制方法不仅适用于高压(工作电压大于或等于60V)的混合动力系统，还适用于低压(工作电压小于60V)的混合动力系统，而对于搭载12V/24V智能发电机的系统同样适用。而且，本实施例提供的汽车节能控制方法不仅适用于驱动电机通过皮带连接至发动机曲轴带轮的结构，还适用于驱动电机直接固定在发动机飞轮端的结构。
图1为本发明实施例一提供的一种动力传动系统总成的结构示意图，图2为本发明实施例一提供的另一种动力传动系统总成的结构示意图。
如图1和图2所示，该动力传动系统总成是应用在混合动力汽车中的结构，包括混合动力系统控制单元1、显示屏2、空挡开关3、动力电池4、驱动电机5、发动机6、变速器7等。其中，显示屏2用于提示驾驶员驾驶状态参数，与混合动力系统控制单元1电连接。空挡开关3设置在变速器7上，用于检测变速器7是否处于空挡状态。
动力电池4与驱动电机5连接，可向驱动电机5供电，或驱动电机5对动力电池4充电。驱动电机5与发动机6有两种连接方式：
其一，如图1所示，驱动电机5集成设置在发动机6轮系上，即：驱动电机5通过皮带实现与发动机6的动力耦合。
其二，如图2所示，驱动电机5集成在发动机6的输出端，具体与发动机6的飞轮连接，实现驱动电机5与发动机6的动力耦合。
上述显示屏2是通过界面显示的方式提示驾驶员，当然也可以采用扬声器等音频设备用声音的方式提示驾驶员，或者采用显示屏2和音频设备相结合的方式。
图3为本发明实施例一提供的汽车节能控制方法的流程图。本实施例提供的汽车节能控制方法可以由混合动力系统控制单元来执行，可以通过软件和/或硬件的方式来实现。如图3所示，本实施例提供的汽车节能控制方法，包括如下几个步骤：
步骤10、获取滑行工况运行参数。
步骤20、判断滑行工况运行参数是否满足滑行工况进入条件。
步骤30、当判断出滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，则启动发动机停运行模式。
上述三个步骤的功能是实现在汽车运行在滑行工况时，将发动机停运行，也即停止发动机转动或停止对发动机喷油，依靠汽车自身的惯性保持汽车持续行驶，以减少燃油消耗。
具体的，判断汽车是否处于滑行工况，可以对滑行工况运行参数进行获取和判断。其中，滑行工况运行参数可以为：油门踏板状态、制动踏板状态、以及车速。判断滑行工况运行参数是否满足滑行工况进入条件，具体可以为：判断油门踏板状态和制动踏板状态是否均为松开状态且车速是否不为零，若是，则满足滑行工况进入条件；若否，则不满足滑行工况进入条件。即：当油门踏板状态为松开状态、制动踏板状态也为松开状态、并且车速不为零时，视为滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件；而当油门踏板状态、制动踏板状态中的任一个处于踩下状态或车速为零，则视为滑行工况运行参数不满足滑行工况进入条件。
上述油门踏板状态、制动踏板状态、以及车速为本实施例所列举的可用于判断滑行工况的几个参数，本领域技术人员也可以采用其它参数对滑行工况进行判断。对于上述油门踏板状态、制动踏板状态、以及车速三个参数，可以通过在相应的机械构件上设置传感器进行检测，或者直接利用汽车内部已有的传感器进行检测。
当判断出滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，则启动发动机停运行模式，即：将发动机的运行状态调整为停运行模式，该模式可以使发动机停止转动或停止喷油。若滑行工况运行参数不满足滑行工况进入条件，则返回重新对滑行工况运行参数进行获取和判断。在汽车滑行过程中保持发动机工作于停运行模式，并且执行如下步骤：
步骤40、判断滑行工况运行参数是否满足滑行工况退出条件。
对于上述包括油门踏板状态、制动踏板状态、车速三个参数在内的滑行工况运行参数，判断其是否满足滑行工况退出条件，具体可以判断油门踏板状态、制动踏板状态中的至少一个是否为踩下状态，或车速是否为零，若是，则满足滑行工况退出条件；若否，则不满足滑行工况退出条件。即：当油门踏板状态为踩下状态，或制动踏板状态为踩下状态，或车速为零，则视为满足滑行工况退出条件；当油门踏板状态仍为松开状态、制动踏板状态仍为松开状态、且车速不为零，则视为不满足滑行工况退出条件，仍然处于滑行工况。
步骤50、当判断出滑行工况运行参数满足滑行工况退出条件时，获取挡位变更参数。
步骤60、根据挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至最佳挡位。
步骤50和步骤60的目的是根据汽车在退出滑行工况时的运行状态确定出适合该运行状态的最佳挡位，并提示驾驶员。具体的，挡位变更参数可以为：油门开度和车速。通常，在汽车行驶过程中，油门开度和车速需要与变速器7的挡位相匹配，挡位需根据油门开度和车速的增大而提高，才能确保发动机转速与变速器7相结合达到最佳的运行效果，避免发动机磨损。挡位与油门开度和车速的关系即作为换挡策略规则，该关系可以作为一个表格存储在混合动力系统控制单元中。
由于汽车在滑行工况中是依靠汽车惯性进行滑行，受道路摩擦力的影响，车速会降低。退出滑行工况意味着重新启动发动机，则必须将变速器7的挡位调整至与当前车速相匹配的挡位，称之为最佳挡位。
获取油门开度和车速作为挡位变更参数，在预设的换挡策略规则中查找与油门开度和车速对应的挡位，作为最佳挡位，并通过显示屏2或其它音频设备提示驾驶员分离离合器，然后提示驾驶员将挡位更换至最佳挡位。
步骤70、获取发动机转速变更参数。
步骤80、根据发动机转速变更参数确定发动机的目标转速，并驱动发动机达到目标转速。
发动机转速变更参数可以为车速和最佳挡位，然后根据车速和最佳挡位计算得到发动机的目标转速，并驱动发动机达到目标转速，以使发动机转速与最佳挡位相匹配，实现最优运行效果。
发动机是通过发动机管理系统(EngineManagementSystem，简称：EMS)进行管理的，EMS与混合动力系统控制单元1连接，混合动力系统控制单元1向EMS发送目标转速，通过EMS将发动机的转速调整至目标转速。
本实施例提供的技术方案通过判断滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，将发动机调整至停运行模式，即：停止发动机转动或停止对发动机喷油，依靠汽车自身的惯性保持汽车持续行驶，以减少燃油消耗，提高节油效果；并判断当滑行工况运行参数满足滑行工况退出条件时，根据挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至最佳挡位；然后根据发动机转速变更参数将发动机驱动至达到与最佳挡位匹配的目标转速，以使发动机和变速器配合实现最优的运行效果，降低发动机磨损。
实施例二
本实施例是在上述实施例的基础上，对汽车节能控制方法做了进一步的改进，具体是对启动发动机停运行模式的实现方式做了进一步的改进：
图4为本发明实施例二提供的汽车节能控制方法的流程图。如图4所示，本实施例提供的汽车节能控制方法包括如下步骤：
步骤10、获取滑行工况运行参数。
步骤20、判断滑行工况运行参数是否满足滑行工况进入条件。
上述两个步骤的实现方式可参照实施例一，此处不再赘述。
步骤301、当判断出滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，获取变速器挡位状态。
可通过设置在变速器7中的空挡开关3来检测变速器7的挡位状态。
步骤302、判断变速器挡位状态是否为空挡状态。
步骤303、当判断出变速器挡位状态为空挡状态，则控制发动机至停机模式。
当判断出变速器7挡位状态为空挡状态，则视为滑行模式，控制发动机至停机模式，即：控制发动机停机，使得发动机的转速迅速降为零。
步骤304、当判断出变速器挡位状态不为空挡状态，则控制发动机至断油模式。
控制发动机至断油模式，即：停止对发动机喷油，但发动机仍然在转动。
混合动力系统控制单元1还控制驱动电机处于自由状态，既不提供制动力矩，也不提供驱动力矩。
其中，上述步骤304还可以采用下面的实现方式：
图5为本发明实施例二提供的另一汽车节能控制方法的流程图。如图5所示，控制发动机至断油模式，具体包括如下几个步骤：
步骤3041、获取动力电池的剩余电量。
步骤3042、判断剩余电量是否大于电量下限值。
步骤3043、当判断出剩余电量大于电量下限值时，则控制发动机断油。
步骤3044、控制驱动电机进入助力运行模式。
当动力电池的剩余电量大于电量下限值时，视为带挡滑行助力模式，直接控制发动机断油，然后控制驱动电机产生助力驱动发动机，以补偿发动机在断油过程中所增加的摩擦阻力，使得在整车及传动系统的拖动下，发动机仍维持转速。驱动电机由电机力矩控制系统来进行控制，电机力矩控制系统与混合动力系统控制单元1连接，接收混合动力系统控制单元1发来的控制信号。
步骤3045、当判断出剩余电量小于或等于电量下限值时，则控制发动机断油。
步骤3046、控制驱动电机进入电池充电模式。
当动力电池的剩余电量小于或等于电量下限值时，视为带挡滑行充电模式，直接控制发动机断油，在整车及传动系统的拖动下，发动机仍维持转速。除了控制发动机断油之外，还需控制驱动电机进入发电模式，对动力电池进行充电。具体可通过在制动发动机的过程中产生的能量对动力电池进行充电。
本实施例提供的技术方案在上述实施例一的基础上，在滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，对挡位状态进行判断，当处于空挡时，控制发动机停机；当不处于空挡时，控制发动机断油；并且在不处于空挡时还对动力电池的剩余电量进行判断，在电量足够的情况下通过驱动电机对发动机产生助力驱动，在电量不足的情况下对动力电池进行充电，除了具备实施例一所具备的有益效果之外，还能够较好地利用驱动电机于发动机之间的配合和驱动电机与动力电池之间的配合，以使汽车实现最优的运行效果，降低发动机磨损。
实施例三
在上述实施例的基础上，本实施例对退出滑行工况之后的步骤进行进一步的优化：
图6为本发明实施例三提供的汽车节能控制方法中即将退出滑行工况时进行换挡的方法的流程图。如图6所示，即将退出滑行工况时进行换挡的方法包括：
步骤901、判断滑行工况运行参数是否满足滑行工况退出条件。
步骤901的实现方式可参照上述实施例中的步骤40，此处不再赘述。
步骤902、当判断出滑行工况运行参数满足滑行工况退出条件时，获取挡位变更参数。
其中，挡位变更参数可以包括：油门开度和车速。
然后，根据挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至最佳挡位。具体可采用如下步骤实现：
步骤903、在换挡策略规则中查找与油门开度和车速对应的挡位，作为最佳挡位。
例如当油门开度为30％，车速为30Km/h时，对应的最佳挡位为3挡。
步骤904、提示驾驶员分离离合器。
步骤905、提示驾驶员将挡位更换至最佳挡位。
然后执行步骤906。
步骤906、获取发动机转速变更参数。
步骤906的实现方式可参照上述实施例中的步骤70。在步骤906之后执行步骤907。
步骤907、根据发动机转速变更参数确定发动机的目标转速。
步骤907的实现方式可参照上述实施例中的步骤80，此处不再赘述。在步骤907之后，需驱动发动机达到目标转速，具体可采用如下几个步骤来实现。
步骤908、判断发动机的当前转速是否小于怠速。
步骤909、当判断出当前转速小于怠速，则通过驱动电机启动发动机，并将发动机拖至目标转速。
步骤910、当判断出当前转速大于或等于怠速，则通过发动机管理系统将发动机拖至目标转速。
进一步的，在驱动发动机达到目标转速之后(也即：在步骤909或910之后)，还包括：
步骤911、提示驾驶员结合离合器。
使得汽车完全退出滑行模式，恢复正常行驶。
本实施例提供的技术方案，在上述各实施例的基础上，进一步通过对提示驾驶员更换最佳挡位，并将发动机驱动至目标转速，与最佳挡位相匹配，以使发动机和变速器配合实现最优的运行效果，降低发动机磨损，并达到了节约燃油的效果。
对于上述实施例中提供的技术方案，技术人员可对混合动力系统控制单元1进行软件和/或硬件的改进。
图7为本发明实施例三提供的汽车节能控制方法中混合动力系统控制单元的信号输入和输出示意图。如图7所示，混合动力系统控制单元1的输入信号包括：车速、发动机管理系统提供的发动机转速、油门踏板状态、制动踏板状态、挡位状态等。混合动力系统控制单元1的输出信号包括：最佳挡位、目标转速和驱动电机控制信号，其中，最佳挡位是提供给显示屏2或音频设备的；目标转速是供给发动机管理系统的，驱动电机控制信号是提供给电机力矩控制系统。
而混合动力系统控制单元1内部，设置有滑行模式进入、滑行模式控制及滑行模式退出三个部分，滑行模式进入部分可参照上述实施例中的步骤10和步骤20，滑行模式控制部分可参照上述实施例中的步骤301至步骤304，滑行模式退出部分可参照上述实施例中的步骤901至步骤911。上述三个滑行模式可通过软件实现，其具体的实现方式可由技术人员根据熟知的技术手段来实现。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种汽车节能控制方法，其特征在于，包括：
获取滑行工况运行参数；
判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况进入条件；
当判断出所述滑行工况运行参数满足滑行工况进入条件时，则启动发动机停运行模式；
判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况退出条件；
当判断出所述滑行工况运行参数满足滑行工况退出条件时，获取挡位变更参数；
根据所述挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至所述最佳挡位；
获取发动机转速变更参数；
根据所述发动机转速变更参数确定发动机的目标转速，并驱动发动机达到所述目标转速。
2.根据权利要求1所述的汽车节能控制方法，其特征在于，所述启动发动机停运行模式，包括：
获取变速器挡位状态；
判断变速器挡位状态是否为空挡状态；
当判断出变速器挡位状态为空挡状态，则控制发动机至停机模式；
当判断出变速器挡位状态不为空挡状态，则控制发动机至断油模式。
3.根据权利要求2所述的汽车节能控制方法，其特征在于，所述控制发动机至断油模式，包括：
获取动力电池的剩余电量；
判断所述剩余电量是否大于电量下限值；
当判断出所述剩余电量大于电量下限值时，则控制发动机断油，且控制驱动电机进入助力运行模式；
当判断出所述剩余电量小于或等于电量下限值时，则控制发动机断油，且控制驱动电机进入电池充电模式。
4.根据权利要求1所述的汽车节能控制方法，其特征在于，滑行工况运行参数包括：油门踏板状态、制动踏板状态、以及车速；判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况进入条件，包括：
判断油门踏板状态和制动踏板状态是否均为松开状态且车速是否不为零，若是，则满足滑行工况进入条件；若否，则不满足滑行工况进入条件。
5.根据权利要求4所述的汽车节能控制方法，其特征在于，判断所述滑行工况运行参数是否满足滑行工况退出条件，包括：
判断油门踏板状态、制动踏板状态中的至少一个是否为踩下状态，或车速是否为零，若是，则满足滑行工况退出条件；若否，则不满足滑行工况退出条件。
6.根据权利要求1所述的汽车节能控制方法，其特征在于，所述挡位变更参数包括：油门开度和车速；根据所述挡位变更参数和预设的换挡策略规则确定最佳挡位并提示驾驶员将挡位更换至所述最佳挡位，包括：
在换挡策略规则中查找与所述油门开度和车速对应的挡位，作为最佳挡位；
提示驾驶员分离离合器；
提示驾驶员将挡位更换至所述最佳挡位。
7.根据权利要求6所述的汽车节能控制方法，其特征在于，所述发动机转速变更参数包括：车速和最佳挡位。
8.根据权利要求7所述的汽车节能控制方法，其特征在于，所述驱动发动机达到所述目标转速，包括：
判断发动机的当前转速是否小于怠速；
当判断出所述当前转速小于怠速，则通过驱动电机启动发动机，并将发动机拖至目标转速；
当判断出所述当前转速大于或等于怠速，则通过发动机管理系统将发动机拖至目标转速。
9.根据权利要求8所述的汽车节能控制方法，其特征在于，在驱动发动机达到所述目标转速之后，还包括：
提示驾驶员结合离合器。
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