CN101144434B - 虚拟缓冲器节气门控制算法 - Google Patents

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Abstract

提供一种在虚拟缓冲器事件期间，用于控制车辆的节气门的控制系统。该系统包括：允许模块，其基于扭矩减小请求和目标检测信号中的至少一个有选择地允许扭矩减小；节气门超越模块，当允许扭矩减小时，通过指令节气门位置来减小扭矩从而超越踏板请求；和节气门学习模块，当不再允许扭矩减小时，基于踏板请求所指示的位置来指令节气门位置以逐渐增加扭矩。

Description

虚拟缓冲器节气门控制算法
技术领域
本发明涉及用于控制车辆的节气门的方法和系统。
背景技术
在此节中的内容仅仅提供涉及本发明的背景信息，并不构成现有技术。
虚拟缓冲器(virtual bumper)系统采用横过车辆的前部和/或后部的保险杠安装的多个传感器。这些传感器检测在车辆的投射路径中的目标。视觉和听觉的警告信息可传送给驾驶员以指示检测到的目标。另外，可对制动器和动力系进行控制以减小碰撞的可能性。更具体的，制动器可自动应用并且发动机扭矩能够自动减小。自动制动和自动扭矩减小能够独立控制。通常，扭矩减小在自动制动之前实施，以防止动力系与制动相干扰。
制动器的运用可有意地进行控制以相当突然地发生。突然的自动制动通常导致驾驶员初始反应去手动应用制动踏板，从而加强了虚拟缓冲器系统的运行。在制动应用之前，期间和之后，节气门应该被控制以控制发动机扭矩。节气门的无效控制可能导致发动机扭矩中不希望的喘振。
发明内容
因此，提供在虚拟缓冲器事件期间用于控制车辆节气门的控制系统。该系统包括：允许模块，其基于扭矩减小请求和目标检测信号中的至少一个有选择地允许扭矩减小；节气门超越模块，当允许扭矩减小时，通过指令节气门位置来减小扭矩从而超越踏板请求；和节气门学习模块，当不再允许扭矩减小时，基于踏板请求所指示的位置来指令节气门位置以逐渐增加扭矩。
在其它特征中，提供了在虚拟缓冲器事件期间控制节气门的方法。该方法包括：接收扭矩减小请求；处理与加速踏板的位置相对应的踏板请求；设置踏板最小值等于预定的最大值；并且基于踏板请求和踏板最小值之间的差指令节气门位置。
仍然在其它的特征中，提供在虚拟缓冲器事件期间控制节气门的方法。该方法包括：接收扭矩减小请求以在超越模式下运行节气门；基于该扭矩减小请求，通过指令节气门到关闭位置从而在超越模式下运行节气门；和当不再接收到该扭矩减小请求时，基于踏板请求和节气门学习方法，通过指令节气门逐渐返回打开位置，过渡出超越模式。
进一步应用的领域将从在此提供的说明中变得显然。应该理解的是说明和具体例子仅仅用于示意的目的并不限制本发明的范围。
附图说明
在此描述的附图仅仅为了示意的目的并不以任何方式限制本发明的范围。
图1是具有虚拟缓冲器系统的车辆的功能原理图。
图2是示出了虚拟缓冲器控制系统的数据流图。
图3是示出了虚拟缓冲器节气门控制系统的数据流图。
图4是示出了虚拟缓冲器控制系统的虚拟缓冲器节气门控制方法的流程图。
图5是示出了节气门超越控制方法的流程图。
图6是示出了节气门学习方法的流程图。
具体实施方式
下面的说明实际上仅仅是示例，并不意图限制本发明，应用或者使用。应该理解的是在整个附图中，相应的附图标记表示类似的或者相应的部件和特征。如在此使用的，术语模块是指专用集成电路(ASIC)，电子电路，执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享，专用或者成组)和储存器，联合的逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适的组件。如在此使用的，短语“A，B和C中的至少一个”应该理解为指逻辑(A或B或C)，采用非排他的逻辑或。应该理解的是在不改变本发明的原理的情况下，公开的方法可采用不同的形式实施。
现在参见图1，车辆10包括发动机12，其在气缸(未示出)内燃烧空气和燃料的混合物，以产生驱动扭矩。空气通过节气门14吸入到发动机12中。液力变矩器转换和倍增发动机12的扭矩到变速器18中。变速器18包括一个或多个齿轮组，它们基于所需的速度传递扭矩到传动系统20中。
加速踏板22运行车辆10的驾驶员能够调整节气门14的位置来实现所需的扭矩。加速踏板位置传感器24产生表示加速踏板22位置的踏板信号(PEDALREQUEST)。控制模块26接收踏板信号并且相应地调整节气门14的位置。加速踏板22的初始位置(零百分比)能够用于电子控制节气门14到关闭位置，从而减小吸入到发动机12中的空气量。当加速踏板12从初始位置进行调节时，节气门14逐渐打开以增加传送到发动机12中的空气量。控制模块26基于气流调节燃料。当更多量的空气和燃料传送到发动机12中时，驱动扭矩增加。
类似的，制动踏板28允许驾驶员启动制动系统。制动系统40应用制动扭矩到车轮34和/或传动系统20上，以抵消发动机扭矩。制动踏板传感器30检测制动踏板28的位置并且相应地产生制动踏板信号。控制模块26接收信号并且控制车辆10的制动系统40。车辆速度传感器32检测车轮34的转速并且相应地产生车辆速度信号。控制模块26从车辆速度信号中计算车辆速度。
车辆10包括虚拟缓冲器系统。该虚拟缓冲器系统包括一个或多个目标传感器36，它们固定到车辆的前和/或后保险杠上。目标传感器36，38使用运动，光或者其它感测方法检测在车辆的前部或者后部的目标。当车辆移动时，目标传感器36，38基于在当前估计的路径内检测的目标而产生检测信号。
控制模块26接收检测信号并且相应地控制发动机12，节气门14和/或制动系统40。更具体地，当车辆10低于预定速度移动并且检测到目标时，控制模块26控制气流和燃料，从而使得产生更小的扭矩并且控制制动系统40以试图减速车辆10。扭矩的减小和制动应用进行实施以力图减小车辆的速度。一旦目标不再检测到并且控制退出节气门控制方法(将在下面进一步讨论)，控制模块26根据传统方法重新开始发动机12，节气门14和制动系统40的控制。
现在参见图2，示出了包括虚拟缓冲器节气门控制系统的控制模块26。如可以理解的，控制模块26的功能能够划分为一个或多个控制模块。例如，可采用单独的发动机控制模块，单独的虚拟缓冲器控制模块和单独的制动控制模块。在此情况下，数据通过一个或多个已知的车辆通讯协议在控制模块之间通信。还应认识到，该功能可以划分到嵌入在特定控制模块中的一个或多个子模块中。为便于讨论，本发明的余下内容将在控制车辆10的所有特征并且包括虚拟缓冲器节气门控制的单个控制模块26情形下进行讨论。
如图2中所示，控制模块26包括目标检测模块50，扭矩控制模块52，制动控制模块54和节气门控制模块56。如所理解的，示出的模块可以进行结合和/或进一步划分以相类似地提供虚拟缓冲器控制。如所理解的，到控制模块26的输入可以从车辆10中检测到，从车辆10内的其它控制模块(未示出)中接收到，或者由在控制模块26内的其它子模块确定。目标检测模块50接收作为输入的检测信号58和车速60。当车辆10行进在低于预定的车速阈值并且目标被检测到在车辆的估计路径内时，检测标记62设置为真。否则，检测标记62保持为假。扭矩控制模块52接收作为输入的检测标记62。扭矩控制模块52基于检测标记62，确定的到碰撞的时间，和发动机扭矩减小的时间阈值的估计值来确定扭矩减小请求64。
节气门控制模块56接收作为输入的扭矩减小请求64，加速踏板请求68和车速60。根据下面进一步描述的虚拟缓冲器节气门控制方法，节气门控制模块56通过节气门指令70控制节气门14(图1)。制动控制模块54接收作为输入的扭矩减小请求64。基于该扭矩减小请求64，制动控制模块54通过制动指令66控制制动系统40(图1)。制动指令66和节气门指令70的定时被控制，从而使得节气门控制不会与制动控制相干涉。
现在参见图3，数据流图更详细地示出了虚拟缓冲器节气门系统。节气门控制模块56包括允许模块72，节气门超越模块76，踏板超越模块78和节气门学习模块80。如所理解的，示出的模块可进行结合和/或划分以在虚拟缓冲器事件期间类似地控制节气门14(图1)。允许模块72接收作为输入的车速60和扭矩减小请求64。基于车速60和扭矩减小请求64，允许模块72设置允许标记82以允许扭矩减小。当允许标记82表示需要扭矩减小时，节气门超越模块76超越踏板请求68并且指令节气门位置70以允许扭矩减小。
踏板超越模块78检测由车辆10的操作者发出的踏板超越。如果踏板请求68大于预定的阈值，踏板超越模块78设置超越值X 84，以将节气门位置学习为返回到踏板请求68所要求的位置。超越值X 84可根据速率限制函数或者滞后过滤器(lag filter)逐渐更新。节气门超越模块76基于超越值X指令节气门位置，即使当允许标记82表示需要扭矩减小时。节气门学习模块80确定学习值Y 86，以便于学习节气门位置返回到踏板请求68。学习值Y 86可根据速率限制函数或者滞后过滤器逐渐更新。当允许标记指示不再需要扭矩减小时，节气门超越模块76基于学习值Y 86指令节气门位置。
参见图4，流程图示出了图3的节气门控制模块56的虚拟缓冲器节气门控制方法的多个实施例。节气门控制方法能够在发动机运行期间持续运行。在多个实施例中，虚拟缓冲器节气门控制方法在虚拟缓冲器事件期间解除由加速踏板请求所控制的节气门控制，允许驾驶员超越该节气门控制，并且在虚拟缓冲器事件之后允许平稳过渡返回基于加速踏板请求控制节气门。该方法基于图2的检测标记62能够被初始化。在多个其它的实施例中，该方法能够基于在图2和3中所示的扭矩减小请求64被启动。
更具体的，如果在100处车速低于预定的阈值，在102处接收到扭矩减小请求，控制在104处超越节气门控制，这将在下面详细描述。在106处，先前减小标记设置为真。当车速低于阈值并且接收扭矩减小请求时，控制返回并且继续超越节气门控制。如果在100车速低于预定的阈值，并且扭矩减小请求在102处不再接收到，但是在112处先前减小标记为真时，控制过渡脱离节气门超越控制。如果在过渡期间，在114处加速踏板请求指示踏板被释放，在116处重新进行传统的节气门控制。如果在过渡期间，加速踏板请求指示踏板被部分地压下，控制应用学习策略以过渡节气门控制返回到传统的节气门控制中，这将在下面更详细的描述。先前减小标记在120处设置为假。此后，控制返回并且在100和102处分别持续监控车速和扭矩减小请求。
现在参见图5，示出了超越节气门控制的方法。该方法通过在图4的处理框104处由控制实施。加速踏板请求在200处被处理。如果在202处加速踏板请求小于或者等于踏板超越阈值，踏板最小值在204处设置为预定的最大值。在多个实施例中，最大值等于百分之百。在206处，控制设置指示踏板为踏板请求减去踏板最小值。设置踏板最小值等于百分之百将迫使指示踏板值为零。然后，在208处，控制基于指示踏板值指令节气门。如果在202处加速踏板请求大于踏板超越阈值，踏板最小值设置等于X。在多个实施例中，超越阈值是在75％和100％之间的预定值。这允许驾驶员超越该节气门控制。X允许指示节气门增加到或者接近踏板请求。在多个实施例中，X可以基于速率限制函数和滞后过滤器中的至少一个进行确定。控制返回以在图4的106处设置先前减小标记为真。
现在参见图6，示出了节气门学习方法。该方法在图4的处理框118由控制实施。加速踏板请求在300处进行处理。在302处，踏板最小值设置为确定值Y。Y允许指示节气门逐渐增大以返回到加速踏板请求。在多个实施例中，Y可以基于速率限制函数和滞后过滤器中的至少一个进行确定。在304处，控制设置指示踏板为加速踏板请求减去踏板最小值。然后在306处，控制基于指示踏板指令节气门。如果在308处加速踏板请求等于指示踏板，控制返回以在图4的120处重新进行基于加速踏板请求的节气门控制。否则，如果指示踏板不等于加速踏板请求，则控制返回，并且继续逐渐增大指示踏板以返回到加速踏板请求。
如所理解的，在上述方法中进行的所有比较可根据用于比较的选择值以多种形式进行实施。例如，在多个实施例中，“大于”的比较可实现为“大于或等于”。类似的，在多个实施例中，“小于”的比较可实现为“小于或等于”。
本领域技术人员现在可以理解到本发明宽的教导可以采用多种形式进行实施。因此，虽然本发明已经结合具体的例子进行了描述，本发明的真实范围不应该如此受限，因为其它的修改在本领域技术人员对附图，说明书和下面的权利要求进行学习之后变得显然。

Claims (20)

1.一种用于在虚拟缓冲器事件期间控制车辆的节气门的控制系统，包括：
允许模块，其基于扭矩减小请求和目标检测信号中的至少一个有选择地允许扭矩减小；
节气门超越模块，当允许扭矩减小时，通过指令节气门位置以减小扭矩从而超越踏板请求；和
节气门学习模块，当不再允许扭矩减小时，基于踏板请求所指示的位置来指令节气门位置以逐渐增加扭矩。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中节气门学习模块基于速率限制函数和滞后过滤器函数中的至少一个指令节气门位置以逐渐增加扭矩。
3.如权利要求1所述的控制系统，还包括踏板超越模块，踏板超越模块基于踏板请求和预定阈值的比较来检测踏板超越，并且当踏板超越被检测到时基于踏板请求来指令节气门位置以逐渐增加扭矩。
4.如权利要求3所述的控制系统，其中踏板超越模块基于速率限制函数和滞后过滤器函数中的至少一个指令节气门位置以逐渐增加扭矩。
5.如权利要求3所述的控制系统，其中在允许扭矩减小同时，踏板超越模块指令节气门位置以逐渐增大扭矩。
6.如权利要求1所述的控制系统，其中允许模块基于车速允许扭矩减小。
7.如权利要求1所述的控制系统，其中当允许扭矩减小时，节气门超越模块指令节气门到关闭位置。
8.如权利要求1所述的控制系统，其中节气门学习模块基于踏板请求指令节气门逐渐打开。
9.一种在虚拟缓冲器事件期间控制节气门的方法，该方法包括：
接收扭矩减小请求；
处理与加速踏板的位置相对应的踏板请求；
设置踏板最小值等于预定的最大值；和
基于踏板请求和踏板最小值之间的差指令节气门位置。
10.如权利要求9所述的方法，还包括当踏板请求大于超越阈值时，基于速率限制函数设置踏板最小值。
11.如权利要求9所述的方法，还包括当踏板请求大于超越阈值时，基于滞后过滤器函数设置踏板最小值。
12.如权利要求9所述的方法，还包括在踏板请求指示踏板在初始位置并且不再接收到扭矩减小请求之后，基于踏板请求指令节气门位置。
13.如权利要求9所述的方法，还包括当踏板请求指示踏板在压下位置并且不再接收到踏板请求时，基于速率限制函数和滞后过滤器函数中的至少一个指令节气门位置。
14.一种在虚拟缓冲器事件期间控制节气门的方法，该方法包括：
接收扭矩减小请求以在超越模式下运行节气门；
基于该扭矩减小请求，通过指令节气门到关闭位置从而在超越模式下运行节气门；和
当不再接收到该扭矩减小请求时，基于踏板请求和节气门学习方法，通过指令节气门逐渐返回打开位置，过渡出超越模式。
15.如权利要求14所述的方法，还包括估计车速，并且当车速低于预定阈值时，发生在超越模式下对节气门的操作。
16.如权利要求14所述的方法，其中节气门学习方法是基于速率限制函数。
17.如权利要求14所述的方法，其中节气门学习方法是基于滞后过滤器函数。
18.如权利要求14所述的方法，还包括当踏板请求超出阈值和当接收到该扭矩减小请求时，基于节气门学习方法指令节气门返回到打开位置。
19.如权利要求18所述的方法，其中节气门学习方法是基于速率限制函数。
20.如权利要求18所述的方法，其中节气门学习方法是基于滞后过滤器函数。
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