CN101134463B - 巡航控制期间的换档和节气门管理 - Google Patents

巡航控制期间的换档和节气门管理 Download PDF

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Abstract

一种用于在巡航控制模式期间调节车辆运行的控制系统，其中所述车辆具有由发动机驱动的变速器，所述控制系统包括第一模块，所述第一模块确定所述车辆的运行点，并将所述运行点与换档线和变矩离合器(TCC)分离线中的一个相比较。第二模块在所述运行点距所述换档线和所述TCC分离线中的所述一个为阈值距离时，调节所述发动机的节气门，以将所述运行点保持在所述阈值距离处。

Description

巡航控制期间的换档和节气门管理
相关申请的交叉引用
本申请要求于2006年4月25日提交的美国临时申请No.60/794,797的优选权。通过参考将上述申请的内容并入本文。
技术领域
本申请总地涉及发动机节气门控制，尤其涉及巡航控制期间的发动机节气门控制。
背景技术
内燃机在气缸之中燃烧燃料空气混合物，以驱动活塞产生驱动转矩。发动机通过联接装置驱动变速器。空气吸入发动机，并由节气门计量。变速器可包括自动变速器，从而可基于车辆运行状况使用控制模块调节变速器换档。可选择地，变速器可包括手动变速器，从而可由车辆操作员手动地执行换档。
在车辆上使用巡航控制系统，以便使车辆能够保持所需的车速。在配备有电子节气门控制的车辆中，巡航控制系统提供了基于车速误差的基本比例积分(PI)控制。但是，PI控制并不考虑车辆加速度上的外部变数，并假设仅有的车辆加速度输入为节气门位置。因此，难以进行用于保持所需车速同时提供可接受程度的平顺性和舒适感的巡航控制校准。
发明内容
因此，本发明提供了一种用于在巡航控制模式期间调节车辆运行的控制系统，其中所述车辆具有由发动机驱动的变速器。所述控制系统包括第一模块，其确定所述车辆的运行点，并将所述运行点与换档线和变矩离合器(TCC)分离线中的一个相比较。当所述运行点距所述换档线和所述TCC分离线中的所述一个为阈值距离时，第二模块调节所述发动机的节气门，以将所述运行点保持在所述阈值距离处。
在一个特征中，基于节气门位置和车速确定所述运行点。
在其它特征中，当所述运行点在大于所述阈值距离处时，所述第二模块基于车速误差调节所述节气门。所述第二模块基于传统比例积分(PI)控制调节所述节气门。
在其它特征中，所述第一模块确定是否需要换档和TCC分离中的一个以将所述车速保持在所需车速，所述控制系统还包括起动所述换档和所述TCC分离中所述一个的第三模块。所述控制系统还包括第四模块，在所述第三模块起动所述换档和所述TCC分离中所述一个之前，所述第四模块将所述节气门打开至所需位置。所述第二模块基于车辆运行参数确定是否需要换档和TCC分离中的一个。
从下文提供的详细说明会了解本发明其它适用领域。应当理解，尽管其详细说明和具体实例示出了本发明的优选实施方式，但是这仅仅是示意性质的，而不是限制本发明的范围。
附图说明
根据详细的说明书和附图，能够更加完全地理解本发明，其中：
图1为根据本发明巡航节气门控制进行调节的典型车辆系统的原理框图；
图2为示出由本发明巡航节气门控制执行的典型步骤的流程图；和
图3为执行本发明巡航节气门控制的典型模块的原理框图。
具体实施方式
下面对优选实施例的描述实质上仅仅是示意性的，并不是限制本发明、及其应用或使用。为清楚起见，图中相同的附图标记表示相同的元件。如本文所使用的，术语模块和/装置指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、可执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组)和存储器、组合逻辑电路和/或可提供所述功能的其它适合部件。
现在参考图1，示出了典型车辆系统10。车辆系统包括通过联接装置16驱动变速器14的发动机12。更具体地，空气被吸入，通过节气门18进入进气歧管20，进气歧管20将空气分配到各气缸(未示出)。空气以所需的空燃(A/F)比与燃料混合，A/F混合物在气缸中燃烧产生驱动转矩。燃烧产物通过排气歧管22从发动机12排出，在排入大气之前在催化转化器23中进行处理。
当使用自动变速器时，联接装置16为液力变矩器，其包括变矩器离合器(TCC)(未示出)。TCC可以在释放模式(即，分离)和锁定模式中操作，其中释放模式将从发动机12传递至变速器14的转矩加倍，锁定模式将发动机12的转矩直接传递至变速器14。更具体地，在释放模式中，液力变矩器提供了发动机输出轴(未示出)与变速器输入轴(未示出)之间的流体耦合。在锁定模式中，TCC将发动机输出轴与变速器输入轴联接以共同旋转。当使用手动变速器时，联接装置16为由车辆操作员手动操作的离合器，以有选择地将发动机输出轴与变速器输入轴从共同旋转分开。
控制模块24基于各种车辆运行参数调节发动机12和变速器14的操作。应当理解，控制模块24可包括单一模块或多个子模块，子模块包括但不限于发动机控制模块(ECM)和/或变速器控制模块(TCM)。
质量空气流量(MAF)传感器基于进入发动机12的MAF产生MAF信号。发动机RPM传感器30基于发动机12的曲轴(未示出)的转速产生RPM信号。节气门位置传感器34产生表示驾驶员节气门输入的节气门位置信号(TPS)。控制模块24电子地控制节气门18的位置以调节进入发动机的空气流量。车速传感器36产生车速信号(VVEH)。应当理解，车速传感器36可包括，但不限于，对车轮(未示出)旋转作出响应的ABS传感器。还应当理解，可包括车辆加速度传感器(未示出)以监测车辆加速度(aVEH)。可选择地，控制模块24可基于其它检测的运行状况计算aVEH。
在巡航控制模式(例如，自适应模式或标准模式)中，控制模块24还基于操作员输入调节发动机12的运行。更具体地，当操作员开启巡航控制(即，启动)时，控制模块24根据本发明巡航节气门控制调节发动机12和变速器14的运行，以保持所需的车速(VDES)。
在巡航期间并且使用自动变速器的情况下，控制模块24基于车辆运行状况调节变速器换档和TCC模式。更具体地，基于节气门位置和VVEH，使用预编程换档图或表格确定换档。当车辆运行在表格上远离换档线或TCC分离线超过阈值距离(dTHR)的点(即，节气门位置和VVEH)时，控制模块24使用传统比例积分(PI)控制来操作发动机12和变速器14。在PI控制下，基于作为VVEH与VDES之间的差值的车速误差(VERR)调节节气门位置。
当车辆运行在表格上离换档线或TCC分离线为dTHR或接近dTHR的点时，启用本发明的巡航节气门控制。更具体地，PI控制终止，巡航节气门控制调节节气门位置以跟随换档线或TCC分离线，以保持距该线dTHR。在此期间，巡航节气门控制分析几个参数，以确定是否需要换档(例如降档)或TCC分离。如此，巡航节气门控制在将VVEH保持在VEDS时提供了改进的操作平顺性，从而提高了巡航控制系统及车辆本身的舒适感。
巡航节气门控制评价车辆运行参数以确定是否需要换档(例如，减档)。车辆运行参数包括，但不限于，VERR、aVEH、MAP、发动机转矩储备(engine torque reserve)和性能加浓开始点(performanceenrichment onset)。发动机转矩储备定义为对于给定的传动比，超过提供给车轮的可用发动机转矩。
如果车辆运行参数表示车辆可达到VDES，则禁止换档或TCC分离，并调节节气门以保持距换档线或TCC分离线为dTHR。但是，如果车辆运行参数表示需要换档或TCC分离以达到VDES，那么节气门打开至所需位置，转回到PI控制。一旦发生换档或TCC分离，重允许巡航节气门控制用于下一换档线或TCC分离线。这样，当车辆运行在水平路面上，然后遇到山丘时，巡航节气门控制管理如果执行TCC分离或换档将发生的车轮转矩的潜在增大。应当注意，在使用自动变速器的情况下，可在低得多的节气门位置换档，由此在遇到山丘或调整时可早些执行换档，以提供巡航控制系统改进的平顺性和舒适感。
在使用手动变速器的情况下，巡航节气门控制并不引起或禁止变速器14的换档。相反，巡航节气门控制起动可视的、可听的或者可视听的换档指示器，该换档指示器建议驾驶员应当执行换档。
现在参考图2，对巡航节气门控制执行的典型步骤进行详细地描述。在步骤200中，控制确定巡航是否开启。如果巡航未开启，那么控制返回。如果巡航开启，那么控制在步骤202中监测车辆运行参数。在步骤204中，控制确定当前运行点是否在距换档线或TCC分离线dTHR处或接近dTHR处。如果当前运行点不在dTHR处或接近dTHR处，那么控制在步骤206中基于PI控制调节节气门位置，然后返回至步骤200。如果当前运行点在dTHR处或接近dTHR处，那么控制在步骤208中调节节气门，使得运行点跟随换档线或TCC分离线，以保持dTHR。
在步骤210中，控制基于车辆运行参数确定是否需要换档或TCC分离。如果不需要换档或TCC分离，那么控制返回至步骤200。如果需要换档或TCC分离，那么控制继续进行步骤212。在步骤212中，控制基于PI控制将节气门打开至所需位置。在步骤214中，控制起动换档或TCC分离，然后结束。在使用手动变速器的情况下，不执行步骤214和216。相反，控制起动指示器以建议驾驶员应当执行手动换档。
现在参考图3，对执行本发明巡航节气门控制的典型模块进行详细地描述。典型模块包括巡航模块300、控制策略模块302、节气门模块304、换档/TCC模块306和变速器图模块308。巡航模块302将车辆操作在开启/关闭之间转换，并向控制策略模块302提供VDES。
控制策略模块302基于VEDS、VVEH、以及由变速器图模块302提供的换档或TCC分离点数据和上面详细描述的其它车辆运行参数，产生给节气门模块304和换档/TCC模块306的控制信号。更具体地，当车辆运行在距换档线或TCC分离线达阈值距离时，控制策略模块302基于传统PI控制产生控制信号以调节节气门位置。如果车辆在换档线或TCC分离线的一定范围内运行，那么控制策略模块302产生控制信号，使得车辆运行参数跟随换档线或TCC分离线，并禁止换档或TCC分离。如果需要换档或TCC分离，那么控制策略模块302基于传统PI控制产生控制信号，以便打开节气门，并起动换档和/或TCC分离。
本领域的技术人员现在可从前面的描述中了解，本发明的广泛教导可以各种各样的形式实现。因此，尽管根据其特定实施例描述了本发明，但是由于通过对附图、说明书及所附权利要求的研究，其它的修改形式对于本领域的技术人员是显而易见的，所以本发明的实质范围不限于此。

Claims (21)

1.一种用于在巡航控制模式期间调节车辆运行的控制系统，其中所述车辆具有由发动机驱动的变速器，所述控制系统包括：
第一模块，其确定所述车辆的运行点，并将所述运行点与换档线和变矩器离合器分离线中的一个相比较；以及
第二模块，当所述运行点距所述换档线和所述变矩器离合器分离线中的所述一个为阈值距离时，所述第二模块调节所述发动机的节气门，以将所述运行点保持在所述阈值距离处。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中基于节气门位置和车速确定所述运行点。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中当所述运行点在大于所述阈值距离处时，所述第二模块基于车速误差调节所述节气门。
4.如权利要求3所述的控制系统，其中所述第二模块基于传统比例积分(PI)控制调节所述节气门。
5.如权利要求1所述的控制系统，其中所述第一模块确定是否需要换档和变矩器离合器分离中的一个以将所述车速保持在所需车速，所述控制系统还包括起动所述换档和所述变矩器离合器分离中所述一个的第三模块。
6.如权利要求5所述的控制系统，还包括第四模块，在所述第三模块起动所述换档和所述变矩器离合器分离中所述一个之前，所述第四模块将所述节气门打开至所需位置。
7.如权利要求5所述的控制系统，其中所述第二模块基于车辆运行参数确定是否需要换档和变矩器离合器分离中的一个。
8.一种在巡航控制模式期间调节车辆的方法，其中所述车辆具有由发动机驱动的变速器，所述方法包括：
确定所述车辆的运行点；
将所述运行点与换档线和变矩器离合器分离线中的一个相比较；以及
当所述运行点距所述换档线和所述分离线中的所述一个为阈值距离时，调节所述发动机的节气门，以将所述运行点保持在所述阈值距离处。
9.如权利要求8所述的方法，其中基于节气门位置和车速确定所述运行点。
10.如权利要求8所述的方法，还包括当所述运行点在大于所述阈值距离处时，基于车速误差调节所述节气门。
11.如权利要求10所述的方法，其中基于传统比例积分(PI)控制调节所述节气门。
12.如权利要求8所述的方法，还包括：
确定是否需要换档和变矩器离合器分离中的一个以将所述车速保持在所需车速；以及
起动所述换档和所述变矩器离合器分离中的所述一个。
13.如权利要求12所述的方法，还包括在起动所述换档和所述变矩器离合器分离中的所述一个之前，将所述节气门打开至所需位置。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述确定是否需要换档和变矩器离合器分离中的一个的步骤基于车辆运行参数。
15.一种调节车辆运行的方法，其中所述车辆具有由发动机驱动的变速器，所述方法包括：
确定巡航控制模式是否开启；
监测车速；
基于所述车速确定所述车辆的运行点；
将所述运行点与换档线和变矩器离合器分离线中的一个相比较；以及
当所述巡航控制模式启动情况下所述运行点距所述换档线和所述分离线中的所述一个为阈值距离时，调节所述发动机的节气门，以将所述运行点保持在所述阈值距离处。
16.如权利要求15所述的方法，其中还基于节气门位置进一步确定所述运行点。
17.如权利要求15所述的方法，还包括当所述运行点在大于所述阈值距离处时，基于车速误差调节所述节气门。
18.如权利要求17所述的方法，其中基于传统比例积分(PI)控制调节所述节气门。
19.如权利要求15所述的方法，还包括：
确定是否需要换档和变矩器离合器分离中的一个以将所述车速保持在所需车速；以及
起动所述换档和所述变矩器离合器分离中的所述一个。
20.如权利要求19所述的方法，还包括在起动所述换档和所述变矩器离合器分离中的所述一个之前，将所述节气门打开至所需位置。
21.如权利要求19所述的方法，其中所述确定是否需要换档和变矩器离合器分离中的一个的步骤基于车辆运行参数。
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