CN101423058B - 在柴油机颗粒过滤器复原期间调节所指示的发动机扭矩 - Google Patents

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Abstract

在包括柴油机、颗粒过滤器以及液力变矩器的机动车辆动力系统中，一种用于修正所指示的发动机输出扭矩的方法包括：估计当复原颗粒过滤器时从发动机输送至液力变矩器的扭矩量级；确定当复原颗粒过滤器时产生的当前发动机扭矩的参考量级；从估计量级与参考量级之间的差值中来确定扭矩误差；记录扭矩误差；利用当前发动机转速和当前参考发动机扭矩作为所记录扭矩误差的索引从所记录的扭矩误差中确定出当前扭矩误差；从当前扭矩误差与当前参考发动机扭矩的合计中产生修正的发动机扭矩；以及利用修正的发动机扭矩来控制变速器的运转。

Description

在柴油机颗粒过滤器复原期间调节所指示的发动机扭矩
技术领域
本发明总体上涉及机动车辆动力系统控制，并且更具体地，涉及修正所指示的发动机输出扭矩以用于变速器控制。
背景技术
车辆制造商使用柴油机排放处理设备以便遵守更加严格的柴油机排放控制要求。例如，目前使用柴油机颗粒过滤器(DPF)以便遵守最新的排放标准。通过提高发动机废气的温度而周期性地清洁或者复原(regenerate)这些过滤器，当废气流经DPF时会氧化过滤器中的煤烟和灰烬。
DPF复原程序存在三种模式：模式0是基础态(base)，非复原操作；模式1将废气预热到接近所需的复原温度；并且在模式2中废气足够热以便在DPF中的颗粒氧化后终止复原循环。
复原程序的任一种模式都有唯一的发动机扭矩图。从一种模式转换到另一种模式可能引起发动机输出扭矩中的巨大变化。这些巨大的变化在关于定位于具有DPF的柴油发动机的机动车辆动力系统中的自动变速器的控制中存在问题。例如，500ft-1b(英尺/磅)情况下的+5％的基础态(模式0)发动机映射误差(mapping error)是+25ft-1b扭矩误差。500ft-1b情况下的-5％的模式1发动机映射误差是-25ft-1b扭矩误差。
当发动机在复原程序中来回转换时，被校准成基础态映射误差的变速器控制无法处理来自基础态的扭矩误差中的可能的±50ft-1b差值。此外，由于算法适于唯一的扭矩映射图，因此当每次进入和退出复原程序时，现有的适应压力控制算法将会搜索从不良到良好的转变。
尽管可通过较好的映射来减小扭矩误差，如果可能的话，当考虑硬件变化时也很难完全消除扭矩误差。例如，燃料喷射器具有零件间的变差(包括老化)，并且基础态扭矩映射图可能随时间改变。通常地，适压控制器(pressure control adaptive)补偿这些影响。然而，由于加油脉冲不同，老化在颗粒过滤器复原扭矩图中可能有完全不同的影响。因此，传统的适压控制器不能补偿发动机操作的两种模式。
发明内容
在包括柴油机、颗粒过滤器以及液力变矩器的机动车辆动力系统中，一种用于修正所指示的发动机输出扭矩的方法包括：估计当复原颗粒过滤器时从发动机输送至液力变矩器的扭矩量级；确定当复原颗粒过滤器时产生的当前发动机扭矩的参考量级；从估计量级与参考量级之间的差值中来确定扭矩误差；记录扭矩误差；利用当前发动机转速和当前参考发动机扭矩作为所记录扭矩误差的索引从所记录的扭矩误差中确定出当前扭矩误差；从当前扭矩误差与当前参考发动机扭矩的合计中产生修正的发动机扭矩；以及利用修正的发动机扭矩来控制变速器的运转。
当进行DPF复原时，一种自适应算法修改由发动机控制器所提供的扭矩计算结果。该算法学习迅速、学习不分步(non-shifting)且比分步学习的适压控制器快很多。误差调节被存储在持续记忆存储器(KAM)中，该持续记忆存储器使得所学习的误差可以在将来使用，即在下一次能量启动时使用。
该算法不受K-因子差异、老化以及硬件变化的影响，因为它使用来自基础(非复原)扭矩误差的增量。当液力变矩器被锁定时扭矩误差估计是可用的。
使用该算法所获得的结果使得变速器控制系统的包括扭矩管理、压力控制和变换器离合器控制的所有功能均响应于修正过的发动机扭矩而进行操作。
从下面的详细描述、权利要求和附图中，优选实施例的适用范围将变得明显。应该理解，尽管描述和具体实例示出了本发明的优选实施例，但是该描述和具体实例仅是以示例的方式给出。对本领域技术人员而言，对所描述的实施例和实例进行的各种改变和修改将变得明显。
附图说明
通过下面的描述，结合相应的附图，本发明可以更容易被理解，在附图中：
图1是示出了其发动机排放系统包括DPF的机动车辆动力系统的示意图；以及
图2是示出了包括扭矩误差的查找表的示意图，该扭矩误差由复原模式和发动机冷却剂温度来索引。
具体实施方式
参照图1和图2，机动车辆的动力系统包括柴油机10，其产生输出扭矩Teng。发动机的排气系统包括柴油机颗粒过滤器(DPF)11，发动机的废气通过该过滤器流入到大气中。发动机输出扭矩的第一部分Tconv通过发动机曲轴12被输送至液力变矩器14，并且第二部分Tpump被输送至液压泵16，该液压泵用于对自动变速器18的液压系统加压。变速器18可以包括齿轮组20，该齿轮组被控制以产生多级变化齿轮速比，该齿轮速比是变速器涡轮轴24转速Nt与变速器输出轴22转速的比值。可替换地，变速器18可以产生无级变速比。在任一类型中，变速器输出轴22均被可驱动地连接至机动车辆的从动轮上。变速器涡轮轴24的转动速度为Nt。
发动机10的运转由发动机控制模块(ECM)26控制，该控制模块是电子控制器，其接收表示发动机参数大小的输入信号27，这些参数包括但不仅限于：流入发动机的气流量、发动机转速、进入发动机的燃料比、发动机冷却剂温度、加速器踏板的位移、节气门位置、以及DPF11的复原模式。
同样地，变速器18的运转由变速器控制模块(TCM)28控制，该控制模块是电子控制器，其接收表示变速器参数大小的输入信号29，这些参数包括但不仅限于：换挡选择器的位置、变速器处于运转中的当前档位或者期望档位(desired gear)、发动机转速、涡轮轴转速Nt、输出轴转速、车速、传动油(润滑油)温度、以及管道压力。
发动机10、变速器18、ECM26以及TCM28在通信区网络(CAN)30上通信。TCM28和ECM26也与电子存储器进行通信，该电子存储器包括：存储控制算法的ROM，以及持续记忆存储器(KAM)32，该存储器32存储的内容在机动车辆断电后依然被保留以便于后续使用。
利用液力变矩器等式 T conv = ( N e K ) 2 算出估计的发动机输出扭矩，其中K是液力变矩器的能力系数，该能力系数是变速器涡轮轴24速度Nt与发动机速度Ne(即，液力变矩器输入速度)的函数。当变速器不换挡时，将估计的发动机扭矩与由ECM26所确定的发动机扭矩Tcan进行比较。从该比较中得到的差值是扭矩误差(Terror)，该扭矩误差以表格的形式被存储在KAM32中，该表格通过ECM26所确定的发动机扭矩Tcan以及发动机转速Ne来索引(indexed)。当条件允许将扭矩误差存储在KAM32中时，确定出用于DPF复原程序的所有模式的扭矩误差Terror。
用于确定扭矩误差的等式系统包括：
Iα＝Teng-Tconv-Tpump
Tconv＝Teng-Tpump-Iα                等式(1)
T conv = ( N e K ) 2 其中 K = f ( N t N e )            等式(2)
Teng＝Tcan+Terror其中Tcan由ECM借助CAN(来自扭矩映射表并除去Iα)提供，
随后从等式1和2中，可以估计扭矩信号误差：
Tconv＝Tcan+Terror-Tpump-Iα
Terror＝Tconv+Tpump+Iα-Tcan
发动机的扭矩惯量(Iα)是从发动机速度的当前变化率(α)和发动机的转动惯量(I)中确定的，发动机的转动惯量是一个常量。泵扭矩Tpump是从存储在电子存储器查找表中的函数中确定的并通过相关的变速器参数29(包括管道压力、发动机转速和传送油温度等)来索引。发动机扭矩Tcan由ECM26从发动机映射表或者存储在电子存储器中的函数中确定并通过相关的发动机参数27来索引。
DPF复原程序存在三种模式：模式0是基础态或者基准操作(reference operation)，在此模式中没有发生DPF11的复原。因此，在没有发生DPF11的复原时，模式0的扭矩误差Terror是增大的。在模式1期间，发动机废气被预热到接近所需复原温度的温度。在模式2期间，发动机废气的温度足够高以便在DPF中的颗粒氧化后终止复原循环。
扭矩误差Terror被存储在9格KAM表32中，三组扭矩误差中的每一组分别用于三种DPF复原模式中的每一种。用于每种模式的每组扭矩误差Terror都有一个表，其对应于发动机10的三个温度区域，即，冷、温和热。
当DPF11将要复原时，相关的模式1和模式2的扭矩误差与模式0的扭矩误差相比较，以便获得由ECM26确定的当前发动机扭矩Tcan以及当前发动机速度Ne。ECM26以频繁的间隔不断地将所确定的发动机扭矩Tcan传输至TCM28。
所述对比产生了复原-基础(regenerative-to-base)扭矩误差，将该误差加到由ECM26所确定的当前发动机扭矩Tcan上。由ECM26所确定的当前发动机扭矩Tcan与复原-基础扭矩误差的合计被TCM28用于液压控制、扭矩管理和变换器离合器控制。
或者，扭矩差不必参照基础或模式0误差而被规范化。可代替地，针对相关模式1和模式2、当前发动机冷却剂温度、当前发动机转速以及由ECM26确定的当前发动机扭矩所确定并存储在存储器中的扭矩误差从所使用的KAM32中直接被选出以便修正由ECM26从发动机映射图中所确定的发动机扭矩Tcan。随后，修正过的发动机扭矩Tcan被TCM28用于液压控制、扭矩管理和变换器离合器控制。
为了将所计算的误差写入KAM以供TCM28使用，必须满足特定条件。所需的传感器系统中没有一个能处于误差模式下。
提供表示发动机冷却剂温度(ECT)、传送油温度(TOT)、加速器踏板位置、以及选定的变速范围(transmission range)的这些信号的传感器均必须处于正常工作状态。CAN网络、发动机扭矩计算器以及液力变矩器离合器电路均必须处于正常工作状态。发动机不能处于计算机控制关闭状态(CCSD)。
液力变矩器必须打开且充满液体。液力变矩器等式对于关闭的液力变矩器是无效的。由于K-因子差异，部分填充的变矩器可能引起液力变矩器等式差异。
变速范围传感器必须处于驱动或者手动换档范围内。
速比不能太高，因为在高速比(尤其是大于1.0的那些速比)的情况下，K-因子趋向无穷大且液力变矩器等式不再有效。
ECT和TOT必须处于可接受的范围内，用以确保学习仅发生在DPF11要复原的位置处，用以确保在热防护期间不发生学习，以及用以防止因极冷的传动液所导致的不准确。
变速器不能执行齿轮速比变化以防止瞬变(transient)。
加速器踏板位置必须稳定且非零以用于瞬变保护。
发动机扭矩必须稳定且处于最小值以上以便容许比较。
发动机转速必须稳定且在前进中不能有牵引控制事项以防止由于瞬变所导致的估算误差。
利用扭矩误差变化使得由变速控制器29所采用的扭矩调节相对于液力变矩器硬件容差变化性(tolerance variability)、磨损变化性以及K-因子映射不精确而增强。
依据专利法的规定，已经描述了优选实施例。但是应该理解的是，可以通过与具体说明及叙述不同的方式实施可替换的实施例。

Claims (4)

1.在包括柴油发动机、颗粒过滤器以及液力变矩器的机动车辆动力系统中，一种用于校正所指示的发动机输出扭矩的方法，包括以下步骤：
(a)利用发动机转速和液力变矩器常量来估计当复原所述颗粒过滤器时从所述发动机传输至所述液力变矩器的第一扭矩量级，以及当未发生所述颗粒过滤器的复原时从所述发动机传输至所述液力变矩器的第二扭矩量级；
(b)利用发动机参数来确定当复原所述颗粒过滤器时产生的当前发动机扭矩的第一参考量级，以及当未发生所述颗粒过滤器的复原时产生的当前发动机扭矩的第二参考量级；
(c)从所述估计的第一扭矩量级与所述第一参考量级之间的差值中确定出第一扭矩误差，并且从所述估计的第二扭矩量级与所述第二参考量级之间的差值中确定出第二扭矩误差；
(d)参照所述发动机转速、所述参考量级、以及确定所述扭矩误差时的复原模式记录所述第一扭矩误差和所述第二扭矩误差；
(e)利用当前发动机转速、当前参考发动机扭矩和当前复原模式从所记录的第一扭矩误差和第二扭矩误差中确定差别的扭矩误差；
(f)从所述当前参考发动机扭矩与所述差别的扭矩误差的合计中产生修正的发动机扭矩；以及
(g)使用所述修正的发动机扭矩来控制变速器的运转。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
步骤(d)进一步包括参照确定所述扭矩误差时的发动机冷却剂温度来记录所述扭矩误差；并且
步骤(e)进一步包括利用当前发动机转速、当前参考发动机扭矩、以及当前发动机冷却剂温度作为所记录的发动机扭矩误差的索引而从所记录的扭矩误差中来确定差别的扭矩误差。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动力系统包括输送泵，且步骤(a)进一步包括利用发动机转速、液力变矩器常量、以及从所述发动机输送至所述输送泵的扭矩量级来估计从所述发动机输送至所述液力变矩器的扭矩量级。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动力系统包括输送泵，且步骤(a)进一步包括利用发动机转速、液力变矩器常量、从所述发动机输送至所述输送泵的扭矩量级、以及发动机转动惯量的量级来估计从所述发动机输送至所述液力变矩器的扭矩量级。
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