CN104121106B - 变速器扭矩补偿方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及变速器扭矩补偿方法和系统,并且公开了一种在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的方法,该方法包含:接收离合器位置信息;接收变速器油温信息;基于离合器位置信息和变速器油温信息计算变速器阻力矩;将所计算的作用于发动机的扭矩负荷调整为包括变速器阻力矩;向发动机提供增加发动机扭矩输出的信号,以便当离合器位置改变时维持发动机怠速。
Description
技术领域
本公开涉及变速器扭矩补偿方法和系统。
背景技术
通常建议车辆的驾驶员在通过手动变速器起动发动机期间(例如当在低温状况下起动发动机时)分开离合器。确切地说,在一些车辆中,除非压低离合器踏板,否则不可能起动发动机。然而,随后当变速器处于空档位置释放离合器时,可能会在变速器被接合之前,特别是当变速器机油非常冷的时候,导致发动机怠速(即发动机输出轴的旋转速度)的显著降低。
这样的发动机怠速的降低会被驾驶员感觉到,并且在某些情况下会导致发动机的熄火。因此,发动机转速的降低是不期望的。
发明人在此已经认识到上述缺点,并且已经开发了一种用于降低发动机怠速降低的可能性的方法。
发明内容
可以通过一种在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的方法提供一种降低发动机起动之后的低发动机转速的可能性的方式,该方法包括以下步骤:接收离合器位置信息;接收变速器油温信息;基于离合器位置信息和变速器油温信息计算变速器阻力矩;将所计算的作用于发动机的扭矩负荷调整为包括变速器阻力矩;并且向发动机提供增加发动机扭矩输出的信号,以便当离合器位置改变时大体上维持发动机怠速。
通过利用离合器位置和变速器油温,可以估计车辆传动系的摩擦,因此可以调整发动机扭矩以克服摩擦。例如,离合器位置可以指示离合器在发动机与变速器之间传递扭矩的能力。当离合器闭合时,由离合器传递给发动机的扭矩量会增加。然而,可以基于由离合器传递的扭矩调整发动机扭矩,因此发动机转速可以被维持在恒定的转速。类似地,变速器油温可以指示变速器摩擦,并且可以调整发动机扭矩以克服变速器摩擦,因此发动机转速可以被维持。
该方法还可以包含,当变速器处于空档位置释放离合器时,大体上维持发动机怠速。发动机怠速可以在离合器的释放期间被大体上维持。换句话说,发动机怠速可以被实时维持。
该方法还可以包含,提供与离合器相关联的传感器;以及通过该传感器感测离合器位置。该方法还可以包含提供与离合器踏板相关联的传感器;以及通过传感器感测离合器踏板位置。该方法还可以包含提供传感器以确定变速器油温。该传感器可以被配置为测量变速器油温。该传感器可以被配置为测量冷却剂温度,例如用于冷却发动机和/或变速器油的冷却剂。该方法还可以包含基于冷却剂温度确定变速器油温。
根据本公开的第二方面,提供了一种用于在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的系统,该系统包含:电子控制单元;离合器位置传感器;以及用于确定变速器油温的装置,其中电子控制单元被配置为,基于由离合器位置传感器提供的离合器位置信息和由用于确定变速器油温的装置提供的变速器油温信息计算变速器阻力矩;电子控制单元被进一步配置为,将所计算的作用于发动机的扭矩负荷调整为包括变速器阻力矩;以及向发动机提供增加发动机扭矩输出的信号,以便当离合器位置改变时维持发动机怠速。电子控制单元可以被进一步配置为,当变速器处于空档位置释放离合器时,大体上维持发动机怠速。
在一些示例中,离合器位置传感器可以是与离合器相关联的传感器。例如,传感器可以检测离合器板的位置,以确定离合器已经被接合的程度。作为进一步的示例,离合器位置传感器可以与可操作地连接至离合器本身的液压汽缸相关联。可替代地或额外地,离合器位置传感器可以是与离合器踏板相关联的传感器。例如,传感器可以检测离合器踏板的位置,以确定离合器已经被接合的程度。作为进一步的示例,离合器位置传感器可以与可操作地连接至离合器踏板的液压汽缸相关联。
确定变速器油温的方式可以包含传感器。该传感器可以被配置为测量变速器油温。传感器可以被配置为测量冷却剂温度,例如用于冷却发动机和/或变速器机油的冷却剂。确定变速器油温的方式还可以包含用于基于冷却剂温度确定变速器油温的装置。发动机和/或车辆可以包含上面提到的系统。该车辆可以包含上面提到的发动机,并且可以额外地包含另外的发动机。例如,所述车辆可以是具有两种不同类型的发动机(例如,内燃发动机和电动马达)的混合动力车辆。
本发明可以提供若干优势。具体地,该方法可以降低发动机起动之后的发动机熄火的可能性。另外,该方法可以通过允许更多地免除变速器离合器释放来改善车辆驾驶性能。此外,该方法可以通过降低必须再起动发动机的可能性来改善车辆排放。
当单独或结合附图参照以下具体实施方式时,本发明的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。
应当理解,提供以上概述以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特征,要求保护的主题的范围仅由随附在具体实施例之后的权利要求确定。此外,要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
当单独或关于附图参照具体实施方式时,通过阅读实施例的示例,将会更充分地理解本文中所描述的优势,其中:
图1示出了发动机的示意图;
图2示出了车辆传动系的示意图;
图3示出了描述根据本公开的实施例的在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的方法的流程图;
图4示出了描述根据本公开的动力传动系统扭矩损失所计算的流程图;以及
图5示出了根据本公开的实施例的用于在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的系统的示意图。
具体实施方式
本说明涉及调整发动机操作以补偿传动系摩擦。车辆可以包括如图1所示的发动机。发动机可以被机械地耦接至包括变速器的其他车辆部件,以形成如图2所示的传动系。传动系可以根据图3的方法操作。图3的方法可以包括如图4所示地确定扭矩损失。最后,图5示出了根据图3的方法操作传动系的系统。
参照图1,内燃发动机10由电子发动机控制器12控制,其中发动机10包含多个汽缸,在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32,活塞36被定位在汽缸壁32中并被连接至曲轴40。飞轮97和环形齿轮99被耦接至曲轴40。起动机96包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以啮合环形齿轮99。起动机96可以被直接安装在发动机的前面或发动机的后面。在一些示例中,起动机马达96可以通过皮带或链条向曲轴40选择性地供应扭矩。在一个示例中,当不与发动机曲轴接合时,起动机96处于基本状态。
燃烧室30被示为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。进气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。
示出了燃料喷射器66,其被定位为将燃料喷射到汽缸30的进气道内,本领域技术人员称之为进气道燃料喷射。可替代地,燃料可以被直接喷射到汽缸内,本领域技术人员称之为直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地传送液体燃料。通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未示出)的燃料系统(未示出)将燃料传送至燃料喷射器66。从响应于控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供应操作电流。此外,进气歧管44被显示为与可选电子节气门62连通,电子节气门62调整节流板64的位置,以控制从进气装置42到进气歧管44的空气流量。在一些示例中,节气门62和节流板64可以被定位在进气门52与进气歧管44之间,使得节气门62是进气道节气门。
响应于控制器12,无分电器点火系统88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126被显示为在催化转换器70的上游耦接至排气歧管48。可替代地,双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
当经由足部152施压或释放离合器踏板150时,手动离合器可以被施压或被释放。可以通过离合器位置传感器154感测离合器位置。可替代地,可以通过离合器处的离合器位置传感器154确定离合器板之间的距离或离合器作用压力。
在一个示例中,转换器70可以包括多个催化剂砖。在另一示例中,可以使用多个排放控制装置,每个排放控制装置均具有多个砖。在一个示例中,转换器70可以是三元型催化剂。
控制器12在图1中被示为常规微型计算机,其包括:微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号,除了之前所讨论的那些信号外,还包括:来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);耦接至加速器踏板130用于感测由足部132施加的力的位置传感器134;来自耦接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器;来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量值;以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压也可以被感测(传感器未示出)以便由控制器12进行处理。发动机位置传感器118针对曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲,根据该等间距脉冲确定发动机转速(RPM)。
在操作期间,发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般来说,在进气冲程期间,排气门54关闭,而进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30,并且活塞36移动至汽缸的底部,以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并在其冲程结束的位置(例如,当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间,进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动,以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束并最靠近汽缸盖的位置(例如,当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文中被称为喷射的过程中,燃料被引入燃烧室。在下文中被称为点火的过程中,被喷射的燃料通过已知的点火装置如火花塞92点燃,从而导致燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气门54打开,以便将已燃烧的空气-燃料混合物释放至排气歧管48,并且活塞返回至TDC。注意,上述内容仅作为示例示出,并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以改变,诸如用以提供正气门重叠或负气门重叠、延迟进气门关闭或各种其他示例。
图2是车辆201和车辆传动系200的方框图。传动系200可以由发动机10提供动力。发动机10可以通过图1中显示的起动机马达来起动。另外,发动机10可以经由扭矩致动器204诸如燃料喷射器、节气门等产生或调整扭矩。
发动机输出扭矩可以经由轴237传输至手动离合器206的输入侧。可以通过离合器传感器154感测离合器板的位置或者离合器作用力或压力。手动离合器206的输出可以被引导至手动变速器输入轴270。
控制器12可以被配置为,响应于手动离合器206的位置和变速器油温而调整由发动机10产生的扭矩量。
手动变速器208包括可以被驾驶员手动接合或分离的档位(例如,档位1-6)211。来自手动变速器208的扭矩输出进而传递至后轮216,以便经由输出轴260推动车辆。
另外,可以通过接合车轮制动器218将摩擦力施加至车轮216。在一个示例中,可以响应于驾驶员将其足部压在制动踏板(未示出)上而接合车轮制动器218。在其他示例中,控制器12或链接至控制器12的控制器可以实施接合车轮制动器。以相同的方式,响应于驾驶员从制动踏板释放其足部,通过使车轮制动器218分离,可以减小车轮216的摩擦力。
控制器12可以被配置为接收来自如在图1中更详细地示出的发动机10的输入,并且相应地控制发动机的扭矩输出、和/或液力变矩器、变速器、离合器和/或制动器的操作。作为一个示例,可以通过调整火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或空气充气的组合,通过控制节气门开度和/或气门正时、气门升程和涡轮或机械增压的发动机的升压来控制发动机扭矩输出。可以在逐缸基础上执行发动机控制,以控制发动机扭矩输出。
参照图3,本公开涉及在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的方法。具体地,本公开涉及通过处于空档的变速器(例如齿轮箱)将离合器从分离位置移动至接合位置的情况。该方法可以被包括在图1、图2和图4的系统中。
变速器阻力矩至少部分依赖于离合器位置和变速器油温。例如,如果机油是冷的,阻力将会比在机油是热的情况下更高,因为在更低的温度下机油的粘度增加。因此,该方法包含:步骤310,接收离合器位置信息;步骤320,接收变速器油温信息;以及步骤330,基于离合器位置信息和变速器油温信息计算变速器阻力矩。如在下文中更详细地描述的,该方法还包含步骤340,将所计算的作用于发动机的扭矩负荷调整为包括变速器阻力矩;以及步骤350,向发动机提供增加发动机扭矩输出的信号,以便当离合器位置改变时大体上维持发动机怠速。
参照图4,该方法包含基于离合器位置462和变速器油温463计算变速器阻力矩465。可以参照预先确定的特性(例如以查询表464的形式,其包含作为离合器位置和变速器油温的函数的变速器阻力矩值)确定变速器阻力矩465。可以以实验的方式获得变速器阻力矩值。特性(例如查询表)可以存储在存储器中。存储的特性可以包含离散点,并且该方法可以包含在这些点之间插值,以获得特定离合器位置和变速器油温值的变速器阻力矩465。离合器位置462可以被表示为百分比,例如,其中100%相当于完全接合的离合器,而0%相当于完全分离的离合器。
所计算的变速器阻力矩465然后可以加到所计算的发动机扭矩损失461上,以提供总动力传动系统扭矩损失466。发动机扭矩损失可以包括例如由于交流发电机、空气调节泵、水泵、油泵或与发动机相关的任何其他装置而作用在发动机上的其他扭矩损失。可以通过另一方法和未在这里描述的系统来获得所计算的发动机扭矩损失461。然后,与发动机相关联的电子控制单元可以使用总动力传动系统扭矩损失466来安排发动机的输出扭矩,该发动机输出扭矩将与总动力传动系统扭矩损失466匹配并且由此提供期望的发动机怠速。
当变速器处于空档位置释放离合器时,可以执行上述方法。因此,当释放离合器时,可以维持发动机怠速。换句话说,可以实时维持发动机怠速,并避免发动机怠速的降低。
参照图5,用于在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的系统500包含:电子控制单元12,例如动力传动系统控制模块(PCM);离合器位置传感器154;以及用于确定变速器油温530的装置。电子控制单元12被配置为,基于由离合器位置传感器154提供的离合器位置信息和由用于确定变速器油温530的装置提供的变速器油温信息计算变速器阻力矩。
电子控制单元12被进一步配置为,将所计算的作用于发动机的扭矩负荷调整为包括变速器阻力矩。换句话说,电子控制单元12可以被配置为执行关于图3和/或图4描述的方法。电子控制单元12可以向发动机提供增加发动机扭矩输出的信号,以便当离合器位置改变时维持发动机怠速。电子控制单元12可以被进一步配置为,当变速器处于空档位置释放离合器时大体上维持发动机怠速。
离合器位置传感器154可以是与离合器相关联的传感器。例如,传感器154可以检测离合器板的位置,以确定离合器已经被接合的程度。可替代地或额外地,离合器位置传感器154可以是与离合器踏板相关联的传感器。例如,传感器154可以检测离合器踏板的位置,以确定离合器已经被接合的程度。在液压控制的离合器的情况下,离合器位置传感器可以与离合器组件的液压缸(cylinder)相关联。例如,离合器位置传感器可以与可操作地连接至离合器踏板和/或离合器本身的液压缸相关联。在上面提到的示例中的任一示例中,离合器位置传感器可以包含位置传感器(例如感测特定部件的位置的传感器)和/或行程传感器(例如感测特定部件已经经历的行程量的传感器)。
用于确定变速器油温530的装置可以包含传感器,例如温度传感器。该传感器可以被配置为直接测量变速器油温。可替代地,该传感器可以被配置为测量冷却剂温度(例如用于冷却发动机和/或变速器机油的冷却剂)。因此,系统500还可以包含用于基于冷却剂温度确定变速器油温的装置。电子控制单元12或用于确定变速器油温530的装置可以包含用于基于冷却剂温度确定变速器油温的装置。
以上描述的方法和系统可以提供更稳定的发动机怠速,特别是当变速器处于空档并且离合器接合时。应认识到,通过在总动力传动系统扭矩损失的计算中包括变速器阻力矩,提供了更准确的作用于发动机的扭矩损失的模型,并且因此电子控制单元能更好地维持发动机怠速。
本领域的技术人员将认识到,图1中所描述的方法可以表示任意数量的处理策略如事件驱动、中断驱动、多任务处理、多线程处理等策略中的一种或更多种。因此,所说明的各种步骤或功能可以按照所示的顺序执行,并列地执行,或在某些情况下省略。类似地,处理的顺序并不是实现所描述的目标、特征和优点所必需的,而是仅提供用于说明和描述的方便。尽管没有明确地示出,但本领域的普通技术人员将认识到所示出的步骤或功能中的一个或更多个可以基于所使用的特定策略而被反复执行。另外,所描述的动作、操作、方法和/或功能可以图示地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。
在此结束本说明书。本领域的技术人员阅读本说明书将会想到不脱离本发明的精神和范围的许多变化和修改。例如,以天然气、汽油、柴油或可替换的燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以使用本说明书而受益。
Claims (14)
1.一种在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的方法,其特征在于,所述方法包含:
响应于变速器处于空档位置释放离合器,接收离合器位置;
接收变速器油温;
基于所述离合器位置和所述变速器油温计算变速器阻力矩;
将计算的作用于发动机的扭矩负荷调整为包括所述变速器阻力矩;以及
向所述发动机提供增加所述发动机扭矩输出的信号,以便当所述离合器位置改变时大体上维持发动机怠速。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法还包含:
提供与所述离合器相关联的传感器;以及
通过所述传感器感测所述离合器位置。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法还包含:
提供与离合器踏板相关联的传感器;以及
通过所述传感器感测所述离合器踏板位置。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法还包含:
提供传感器以确定所述变速器油温。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述传感器被配置为测量所述变速器油温。
6.根据权利要求4所述的方法,其中所述传感器被配置为测量冷却剂温度,并且所述方法还包含基于所述冷却剂温度确定所述变速器油温。
7.一种用于在发动机怠速期间补偿变速器阻力矩的系统,其特征在于,所述系统包含:
电子控制单元;
离合器位置传感器;以及
用于确定变速器油温的装置,
其中所述电子控制单元被配置为:响应于变速器处于空档位置释放离合器,基于由所述离合器位置传感器提供的离合器位置和由所述用于确定变速器油温的装置提供的变速器油温确定变速器阻力矩;
所述电子控制单元被进一步配置为,将计算的作用于所述发动机的扭矩负荷调整为包括所述变速器阻力矩;以及
向发动机提供增加所述发动机扭矩输出的信号,以便当所述离合器位置改变时维持发动机怠速。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述离合器位置传感器是与离合器相关联的传感器。
9.根据权利要求7所述的系统,其中所述离合器位置传感器是与离合器踏板相关联的传感器。
10.根据权利要求7所述的系统,其中所述用于确定变速器油温的装置包含传感器。
11.根据权利要求10所述的系统,其中所述传感器被配置为测量变速器油温。
12.根据权利要求10所述的系统,其中所述传感器被配置为测量冷却剂温度,并且所述用于确定变速器油温的装置还包含用于基于所述冷却剂温度确定所述变速器油温的装置。
13.一种发动机组件,其特征在于,所述发动机组件包含根据权利要求7至12中任一项所述的系统。
14.一种车辆,其特征在于,所述车辆包含根据权利要求7至12中任一项所述的系统。
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