CN101265845B - 用于基于扭矩的发动机控制系统的加速器/刹车踏板管理 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于基于扭矩的发动机控制系统的加速器/刹车踏板管理，提供一种用于调节提供给车辆驱动系统的驱动扭矩的方法及基于扭矩的发动机控制系统，该方法包括：监测加速器踏板位置和刹车踏板位置。调整后的加速器踏板位置基于加速器踏板位置和刹车踏板位置而确定，而驱动扭矩请求则基于调整后的加速器踏板位置而确定。驱动扭矩基于驱动扭矩请求产生。

Description

用于基于扭矩的发动机控制系统的加速器/刹车踏板管理
技术领域
本公开涉及用于车辆的基于扭矩的控制系统，尤其涉及用于基于扭矩的控制系统的驱动扭矩控制系统。
背景技术
此部分的陈述仅仅提供了与本公开相关的背景信息，而可能没有构成现有技术。
车辆动力系统产生驱动扭矩，驱动扭矩传输经过车辆驱动系统，从而推动车辆。动力系统典型地包括动力装置，其包括但不限于内燃发动机和/或电机。动力装置的运行常常通过使用基于扭矩的控制系统而调节，其中驾驶者输入解释为驱动扭矩请求，并且动力装置被调节以获得驱动扭矩请求。
在基于扭矩的控制系统中，驱动扭矩请求可从刹车与加速器踏板输入中得以解释。在一些情况中，比如在具有所谓的双脚驾驶者(即驾驶者同时按压加速器踏板和刹车踏板)的情况中，冲突的驾驶者输入导致非优化的系统性能。在低速时，驾驶者期望一些正向爬行扭矩量。当刹车踏板被压下时，这种爬行扭矩与刹车系统的刹车力抵触，从而导致低效运行。
发明内容
因此，本发明提供一种调节提供给车辆驱动系统的驱动扭矩的方法和系统。加速器踏板位置与刹车踏板位置被监测。调整后的加速器踏板位置基于加速器踏板位置及刹车踏板位置而确定，而驱动扭矩请求则基于调整后的加速器踏板位置而确定。驱动扭矩基于驱动扭矩请求而产生。
在其它特征中，反相比(phase-out ratio)基于刹车踏板位置和加速器踏板位置而确定。调整后的加速器踏板位置作为加速器踏板位置与反相比的乘积而得以确定。
在其它特征中，爬行扭矩基于车辆速度和刹车踏板位置而得以确定。爬行扭矩随着刹车踏板位置的增加及车辆速度的增加而减小。当车辆速度低于车辆速度阈值时，驱动扭矩基于爬行扭矩而产生。当刹车踏板位置大于零并小于刹车踏板位置阈值时，爬行扭矩减小。
从文中提供的描述出发，在其它领域中的应用性将变得明显。应当理解：描述及特定举例仅用于解释目的，而并不用于限制本公开的范围。
附图说明
文中描述的附图仅用于解释目的，而决不用于限制本公开的范围。
图1为基于扭矩的受控车辆的功能方框图；
图2为图形，其展示了加速器踏板位置反相比曲线；
图3为图形，其展示了爬行扭矩反相曲线；
图4为流程图，其展示了由本发明的驱动扭矩控制系统所执行的示例性步骤；以及
图5为执行本发明的驱动扭矩控制系统的示例性模块的功能方框图。
具体实施方式
以下描述在本质上仅仅为示例性的，而并不用于限制本公开、应用或用途。为清晰起见，相同的标号在附图中将用于标示类似的元件。如文中所用，活动(activated)是指使用所有发动机汽缸的运行。不活动(deactivated)是指使用少于发动机的全部汽缸的运行(一个或多个不起作用)。如文中所用，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件程序或固件程序的处理器(共享、专用或成组)与存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它适当组件。
现在参考图1，示例性的混合型车辆10包括发动机12和电机14，发动机12和电机14驱动变速器16。空气经由节气门13而吸入发动机12内，节气门13的位置由节气门促动器15所调节。空气与燃料混合起来，并且空气/燃料的混合物在汽缸内(图未示)燃烧，从而产生驱动扭矩。电机14对发动机12进行补充，用于产生驱动扭矩，以便驱动变速器16。而驱动扭矩基于扭矩请求(TREQ)而产生，其将在下文中更详细地讨论。通过这种方式，燃料效率增加，而排放则减小。在低车速时，比如当车辆10在停车场内或沿着车道行驶时，电机14产生爬行扭矩(TCREEP)，以便缓慢地推动车辆10。
发动机12与电机14借助皮带-交流发电机-起动器(BAS)系统18而联接起来。更具体地，电机14作为起动器(即马达)与交流发电机(即发电机)而运行，并且电机14经由皮带与带轮系统而联接到发动机12上。发动机12与电机14分别包括带轮20、22，其联接起来，以便由皮带24所转动。带轮20联接起来，以便与发动机12的曲轴26一起转动。
在一个模式中，发动机12驱动电机14，从而产生用于对能量存储装置(ESD)28充电的动力。在另一个模式中，电机14利用来自能量存储装置28的能量来驱动发动机12。能量存储装置28可以包括但不限于电池或超级电容器。备选地，皮带-交流发电机-起动器系统18可由飞轮-交流发电机-起动器(FAS)系统(图未示)所替换，该系统包括电机，该电机有效地设置于发动机与变速器或链条或齿轮系统之间，该变速器用于电机14与曲轴26之间。
变速器16可包括但不限于手动变速器、自动变速器、连续可变变速器(CVT)及自动化的手动变速器(AMT)。驱动扭矩经由联接装置30而从发动机曲轴26传输到变速器16。根据所采用变速器的类型，联接装置30可包括但不限于摩擦离合器或变矩器。变速器16借助多个齿轮比中的其中一个而加倍了驱动扭矩，从而驱动了驱动轴32。
控制模块34调节车辆10的运行。控制模块34控制燃料喷射与点火，以便选择性地使发动机12的汽缸活动与不活动。更具体地，当车辆10静止时，发动机12的所有汽缸没有点火(即不活动)，并且发动机12停止。在车辆发动(即从静止到加速)的过程中，电机14驱动曲轴，从而将发动机12转动到怠速，并且启动车辆加速。在需要低驱动扭矩来驱动车辆的阶段中，发动机汽缸没有点火，并且阀门可不活动。驱动扭矩由电机14所提供。当不活动时，用于发动机汽缸的燃料与点火被中断。此外，进气阀与排气阀的打开与关闭循环可被阻止，从而抑制了汽缸内的气流处理。
提供加速器踏板36。踏板位置传感器36对加速器踏板36的位置敏感，并且基于此而产生踏板位置信号。提供刹车踏板40。刹车踏板位置传感器42对刹车踏板40的位置敏感，并且基于此而产生踏板位置信号。控制模块34基于刹车踏板位置信号而运转刹车系统43，用于调整刹车系统内的压力，其又调节刹车系统(图未示)的刹车力。
电机位置传感器44可对电机14的转子的转动位置进行响应，并且基于此而确定电机14的转动速度(RPMEM)。类似地，发动机位置传感器45可对曲轴26的转动位置进行响应，并且基于此而确定发动机12的转动速度(RPMENG)。控制模块34基于由踏板位置传感器38、42所产生的踏板位置信号及由位置传感器44、45所产生的信号而运转车辆10，如下进一步详述。
现在参考图2和图3，本发明的驱动扭矩控制系统将详细地被描述。用于基于扭矩的控制系统的主要驾驶者输入中的两个是加速器踏板位置(θACC)与刹车踏板位置(θBRK)。这两个输入用于解释驾驶者的扭矩需求，并且产生驱动扭矩请求(TREQ)。驱动扭矩控制系统提供了加速器踏板反相(phase-out)与爬行扭矩反相。
更具体地，加速器踏板反相比(rPO)基于θACC与θBRK而确定。rPO的范围在0到1之间，并且可从查询表中确定，该查询表图示于图2中。调整后的加速器踏板位置(θACCADJ)作为θACC与rPO的乘积而确定。TREQ基于θACCADJ而确定。通过这种方式，rPO应用于θACC，而没有直接地应用于TREQ，从而不会减小下滑(即负)扭矩，并且允许刹车系统将扭矩返回到为零加速器踏板输入所指定的爬行/滑行值。
如果车辆速度(VVEH)低于车辆速度阈值(VTHR)，并且θBRK大于0并小于刹车踏板位置阈值(θTHR)，则TCREEP反相。更具体地，TCREEP从查询表中得以确定，该查询表图示于图3中。当θBRK增加且VVEH增加时，TCREEP减小。TCREEP反相的目的是用于将正向爬行扭矩反相，当驾驶者刹车时，正向爬行扭矩在低车速时由驾驶者所要求。通过这种方式，由与扭矩系统对抗的刹车系统所引起的能量浪费得以减小。这种功能受益于混合型系统内的电马达的灵活性，从而在低速时传递任何数量的扭矩，而不会如在具有变矩器的传统发动机中那样由怠速需求所限制。
在一个实施例中，标量应用于TREQ。提供滞后，以避免围绕VTHD转换点的振荡或颤动。标量是基于θBRK及潜在的VVEH的。在备选实施例中，标量应用于单正向爬行/滑行(即爬行)扭矩。标量基于θBRK而确定。备选的实施例提供了更加无缝的执行，因为其不需要两个基于速度且具有滞后的运行区域来避免区域之间的颤动。比如，当车辆向后滚动时，爬行扭矩实际上增加，从而抵抗向后的运动。由于这也是正向扭矩，当刹车踏板减小时，该扭矩以类似的方式反相。如果有必要，反相标量可确定为VVEH与θBRK的函数。
现在参考图4，由驱动扭矩控制系统所执行的示例性步骤将被详细地描述。在步骤400中，控制系统监测θACC。在步骤402中，控制系统监测θBRK。控制系统在步骤404中基于θACC与θBRK而确定rPO。在步骤406中，控制系统基于rPO与θBRK而确定θACCADJ。控制系统在步骤408中基于θACCADJ而确定TREQ。
在步骤410中，控制系统确定VVEH是否小于VTHR。如果VVEH小于VTHR，则控制系统继续进行到步骤412中。如果VVEH并不小于VTHR，控制结束。在步骤412中，控制系统确定θBRK是否大于0并小于θTHR。如果θBRK不大于0并小于θTHR，则不必进行调整。如果θBRK大于0并小于θTHR，则控制系统在步骤414中对TCREEP反相。
现在参考图5，执行驱动扭矩控制系统的示例性模块将被详细地描述。示例性的模块包括θACC模块500、θBRK模块502、rPO模块504、倍增器506、TREQ模块508、TCREEP模块510及扭矩控制模块512。θACC模块500基于加速器踏板位置信号而确定θACC。θBRK模块502基于刹车踏板位置信号而确定θBRK。rPO模块504基于θACC与θBRK而确定rPO。θACCADJ作为rPO与θACC的乘积而由倍增器506所确定。
TREQ模块508基于θACCADJ与TCREEP而确定TREQ。TCREEP基于VVEH与θBRK而由TCREEP模块510所确定。扭矩控制模块512基于TREQ而产生控制信号。更具体地，扭矩控制模块512调节发动机12和/或电机14的运行，从而提供所需要的驱动扭矩。
从前面的描述出发，那些熟悉本领域的技术人员现在可以认识到：本发明的宽泛启示可以多种形式实现。因此，虽然本发明已结合其特定举例而被描述，本发明的真正范围不应当被如此限制，因为根据对附图、说明书及以下权利要求的研究，其它修改将对熟练的从业者变得明显。

Claims (20)

1.一种基于扭矩的发动机控制系统，用于调节提供给车辆驱动系统的驱动扭矩，所述基于扭矩的发动机控制系统包括：
第一模块，其监测加速器踏板位置；
第二模块，其监测刹车踏板位置；
第三模块，其基于所述加速器踏板位置和所述刹车踏板位置而确定调整后的加速器踏板位置；
第四模块，其基于所述调整后的加速器踏板位置而确定驱动扭矩请求；及
第五模块，其基于所述驱动扭矩请求而调节所述驱动扭矩。
2.如权利要求1所述的基于扭矩的发动机控制系统，其特征在于，进一步包括第六模块，其基于所述刹车踏板位置和所述加速器踏板位置而确定反相比。
3.如权利要求2所述的基于扭矩的发动机控制系统，其特征在于，所述调整后的加速器踏板位置确定为所述加速器踏板位置与所述反相比的乘积。
4.如权利要求1所述的基于扭矩的发动机控制系统，其特征在于，进一步包括第六模块，其基于车辆速度和所述刹车踏板位置而确定爬行扭矩。
5.如权利要求4所述的基于扭矩的发动机控制系统，其特征在于，所述爬行扭矩随着刹车踏板位置的增加及车辆速度的增加而减小。
6.如权利要求4所述的基于扭矩的发动机控制系统，其特征在于，当所述车辆速度低于车辆速度阈值时，所述驱动扭矩基于所述爬行扭矩而被调节。
7.如权利要求4所述的基于扭矩的发动机控制系统，其特征在于，当所述刹车踏板位置大于零并小于刹车踏板位置阈值时，所述爬行扭矩减小。
8.一种调节提供给车辆驱动系统的驱动扭矩的方法，包括：
监测加速器踏板位置；
监测刹车踏板位置；
基于所述加速器踏板位置和所述刹车踏板位置而确定调整后的加速器踏板位置；
基于所述调整后的加速器踏板位置而确定驱动扭矩请求；及
基于所述驱动扭矩请求而产生驱动扭矩。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括基于所述刹车踏板位置和所述加速器踏板位置而确定反相比。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调整后的加速器踏板位置确定为所述加速器踏板位置与所述反相比的乘积。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括基于车辆速度和所述刹车踏板位置而确定爬行扭矩。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述爬行扭矩随着刹车踏板位置的增加及车辆速度的增加而减小。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述车辆速度低于车辆速度阈值时，所述驱动扭矩基于所述爬行扭矩而产生。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述刹车踏板位置大于零并小于刹车踏板位置阈值时，所述爬行扭矩减小。
15.一种调节提供给车辆驱动系统的驱动扭矩的方法，包括：
监测加速器踏板位置；
监测刹车踏板位置；
基于所述加速器踏板位置和所述刹车踏板位置而确定反相比；
基于所述反相比而计算调整后的加速器踏板位置；
基于所述调整后的加速器踏板位置和爬行扭矩中的至少一个而确定驱动扭矩请求；及
基于所述驱动扭矩请求而产生驱动扭矩。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述调整后的加速器踏板位置确定为所述加速器踏板位置与所述反相比的乘积。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括基于车辆速度和所述刹车踏板位置而确定所述爬行扭矩。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述爬行扭矩随着刹车踏板位置的增加及车辆速度的增加而减小。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，当所述车辆速度低于车辆速度阈值时，所述驱动扭矩基于所述爬行扭矩而产生。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，当所述刹车踏板位置大于零并小于刹车踏板位置阈值时，所述爬行扭矩减小。
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