CN105240134B - 齿轮箱速比变化期间控制移动车辆内燃机速度涌动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮箱速比变化期间控制移动车辆内燃机速度涌动的方法。其包括下列步骤：·发动机控制单元检测抬脚并且激活瞬时逐级扭矩减小阶段；·发动机控制单元在脚抬起时记录发动机速度并且确定接合的齿轮箱速比；·发动机控制单元然后在抬脚状态下根据记录的发动机速度和接合的齿轮箱速比，确定大于抬脚时记录的发动机速度的最大可允许发动机速度；·发动机控制单元然后监测当前速度，从而使得：如果当前速度超过最大可允许速度，则发动机控制单元起始停止瞬时逐级扭矩减小阶段的立即生效，如果当前速度保持小于或等于最大可允许速度，则发动机控制单元维持瞬时逐级扭矩减小阶段。

Description

齿轮箱速比变化期间控制移动车辆内燃机速度涌动的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在手动齿轮箱的速比变化期间控制移动车辆的内燃发动机的速度涌动（speed surge）的方法，所述手动齿轮箱放置在用于从内燃发动机的曲轴向车辆的驱动轮传送动力的传动链中，所述车辆包括发动机控制单元、用于确定曲轴速度的装置、允许驾驶员调节其在发动机扭矩方面的需求的加速器、用于确定加速器位置的装置，所述发动机控制单元设有瞬时逐级扭矩减小阶段，当驾驶员请求零扭矩时、或当脚抬起或加速器完全抬起时，该瞬时逐级扭矩减小阶段被激活，下文对此予以定义。

背景技术

在常规机动车辆的一般情况下，在齿轮箱的速比变化期间，驾驶员首先将他的脚从加速器踏板上抬起，只要加速器已经达到它的静止或零扭矩需求位置（对应于踏板完全抬起），这样就会立即起始瞬时逐级扭矩减小阶段，包括发动机汽缸中的（多个）进气阀关闭。脚从加速器上抬起（下文称为“抬脚”或“脚完全抬起”），因此为踏板表示驾驶员方面的零扭矩请求，由于与加速器踏板相关的位置传感器，发动机控制单元能检测到这个抬脚动作。

瞬时逐级扭矩减小阶段策略具体涉及的不是同时立即切断所有汽缸处的喷射，因此能防止车辆给其乘客造成猛然减速动作类型的任何过于突然的反应。以此方式，已知这样的策略涉及如下各项，大概从抬脚起持续可能多达几百毫秒的一段时间：

·喷射切断延迟，这个延迟能够采用例如以预先确定的顺序依次切断所有汽缸的喷射的形式，

·对点火进展的预先确定的控制，

·根据已经在发动机控制单元中实施的瞬时逐级扭矩减小控制模式，对入口导管中的易燃物储备的预先确定的控制。

在齿轮箱速比变化期间，在断开状态与接合状态之间，从发动机断开直到瞬时逐级扭矩减小阶段结束为止，逐级扭矩减小阶段中的扭矩控制可能会引起发动机速度涌动。驾驶员不喜欢这样的速度涌动，因为发动机反应可能会突然吓到驾驶员。

当车辆设有一个能够向发动机控制单元传递与接合状态（也就是说，断开或接合）有关的信息的接合传感器时，通过将接合传感器联接至提供驾驶员请求的扭矩的相关信息的加速器踏板的位置传感器，由于这个接合传感器，可以防止齿轮箱速比变化期间的速度涌动。这是因为，用这样的离合器传感器，发动机控制单元可以在接收到与断开有关的信息后立即无延迟地切断燃料喷射。在这个例子中，立即切断喷射优先于抬脚时应用的逐级喷射切断策略（由于这个策略不起作用，所以不被激活），发动机断开。

发明内容

有些车辆出于某些原因，例如为了节省生产成本、期望硬件简单等等，并未设有这样的离合器传感器，本发明的目的是为这样的车辆提供一种替代的用于齿轮箱速比变化期间的发动机速度的防涌动方法。

更具体来说，在本文件开头定义的应用背景下，根据本发明的方法的特征在于，该方法包括下列步骤：

·所述发动机控制单元检测脚抬起并且激活瞬时逐级扭矩减小阶段；

·所述发动机控制单元在脚抬起时记录发动机速度并且确定接合的齿轮箱速比；

·所述发动机控制单元然后在抬脚状态下根据下列各项确定最大可允许发动机速度，所述最大可允许发动机速度大于抬脚时记录的发动机速度：

- 所述记录的发动机速度，以及

- 所述接合的齿轮箱速比；

·所述发动机控制单元然后监测脚抬起时间之后的当前发动机速度，从而使得：

- 如果所述当前发动机速度超过所述最大可允许发动机速度，则所述发动机控制单元起始停止所述瞬时逐级扭矩减小阶段的立即生效，

- 如果所述当前发动机速度保持小于或等于所述最大可允许发动机速度，则所述发动机控制单元维持在脚抬起时激活的所述瞬时逐级扭矩减小阶段。

本发明具有能够使用将在发动机控制单元中实施的简单的软件来实施的优点。此外，本发明能与任何瞬时逐级扭矩减小策略兼容，该瞬时逐级扭矩减小策略在脚抬起时被激活，并且保持生效，因此不会损害车辆对于乘客的舒适度。申请人发现，在速比改变之前接合的速比变低（例如对于第一档和第二档）时，速度涌动变高。因此，接合速比是在换挡时确定可允许的速度涌动阈值的一个重要要素。上文限定的本发明还允许简单地抬脚，但接着不断开，这一点有别于对于齿轮箱速比变化的抬脚然后断开。这个差别是基于确定最大可允许速度或发动机速度阈值，从所述最大可允许速度或发动机速度阈值开始，激活停止瞬时逐级扭矩减小阶段的立即生效。根据本发明的方法因此由于确定了最大可允许速度所以接受受控制的且有限的速度涌动。这个最大可允许速度的确定是依据脚抬起时的发动机速度和接合的齿轮速比进行的，确定这个最大可允许速度允许精准地确定不同于简单地抬脚而没有任何速比变化时的可允许速度涌动限值，因此，驾驶员完全能接受根据本发明的方法所准许的速度涌动，其与相同背景下没有专用于确定发动机的断开或接合状态的接合传感器的情况下的速度涌动相比减小。通过发动机控制单元，由“车辆速度/发动机速度”比率（这两条信息都是已知的，并且在发动机控制单元中可以获得），可以计算接合的齿轮箱速比，这个比率提供了脚抬起时因此在齿轮箱速比改变之前接合的齿轮箱速比的印象。

根据一个有利特征，所述发动机控制单元使用处在零发动机扭矩需求位置的车辆的加速器踏板的位置传感器来检测脚的抬起。

根据一个有利特征，停止瞬时逐级扭矩减小阶段的立即生效涉及起始对发动机的所有汽缸处的喷射的立即切断。

根据一个有利特征，针对在抬脚之后的预先确定的有效周期确定最大可允许发动机速度。

根据一个有利特征，在脚抬起而未发生任何速比变化的情况下，所述预先确定的有效周期从抬脚持续到第一发动机速度振荡结束。

可以例如由校准来确定抬脚之后的第一发动机速度振荡的这个结束，该校准允许根据发动机速度和接合的齿轮箱速比获得第一振荡的持续时间。

根据一个有利特征，所述最大可允许发动机速度确定成使得以接合的齿轮箱速比，并且考虑所述瞬时逐级扭矩减小阶段，在所述发动机速度增加使得当前发动机速度处在代表抬脚后的正常速度波动的发动机速度范围内时，不激活停止所述瞬时逐级扭矩减小阶段的立即生效。

当脚抬起时，在一些降低的齿轮箱速比下（例如，第一档和第二档速比），在发动机速度根据逐级喷射切断策略有规律地降低之前，发动机速度多多少少可能会发生波动，逐级喷射切断策略允许防止猛然的动作，并且实施在发动机控制单元中，如上所述。上面的特征允许改进该差异，以便防止在简单地抬脚后面并未断开的期间不合时宜地激活根据本发明的防速度涌动功能，因为这会导致激活对喷射的立即切断，从而引起车辆不能接受地突然减速。这是因为，有充分的理由在用适当的方式激活用于防止猛然动作的逐级切断燃料喷射的策略时绝对防止激活发动机速度防涌动功能。

本发明还涉及一种用于在手动齿轮箱的速比变化期间控制移动车辆的内燃发动机的速度涌动的设备，所述手动齿轮箱放置在用于从所述内燃发动机的曲轴向所述车辆的驱动轮传送动力的传动链中，所述车辆包括发动机控制单元、用于确定曲轴速度的装置、用于计算所接合的齿轮箱速比的装置、允许驾驶员调节其发动机扭矩需求的加速器、用于确定加速器位置的装置，所述发动机控制单元设有瞬时逐级扭矩减小阶段，当驾驶员请求零扭矩时，或当脚抬起时，该瞬时逐级扭矩减小阶段被激活，其特征在于其包括用于实施根据本发明的方法的装置。

附图说明

通过阅读下面配合附图对根据本发明的方法的实施例的说明，将领会到其他特征和优点，通过非限制性的图解说明提供了该实施例的示例。图中：

- 图1示出了根据本发明的用于在齿轮箱速比的速比变化期间控制移动车辆的内燃发动机的速度涌动的方法的示例的流程图，其中“O”为“是”，“N”为“否”；

- 图2示出了一份曲线图，该曲线图示出了根据现有技术在速比变化期间的几个发动机参数的发展示例；

- 图3示出了一份曲线图，该曲线图图解说明了使用根据本发明的方法在速比变化期间的几个发动机参数的类似的发展示例；

- 图4示出了当抬脚但未断开时发动机速度的发展的曲线图。

具体实施方式

根据图1的流程图图解说明了一种用于在手动齿轮箱的速比变化期间控制移动车辆的内燃发动机的速度涌动的方法的示例，所述手动齿轮箱放置在用于从内燃发动机的曲轴向车辆的驱动轮传送动力的传动链中，所述车辆包括发动机控制单元100或ECU、用于确定曲轴速度的装置（未图解说明）、允许驾驶员调节他的发动机扭矩需求的加速器（未图解说明）、用于确定加速器的位置的装置（未图解说明）。所述车辆未设有专用于检测发动机的断开或接合状态的离合器传感器。

发动机控制单元100设有瞬时逐级扭矩减小阶段策略60，瞬时逐级扭矩减小阶段策略60具体是在驾驶员的零扭矩请求期间或在抬脚时（也就是说，对应于因为车辆驾驶员方面完全释放加速器而引起的加速器静止位置）被激活。这样的瞬时逐级扭矩减小阶段策略60可以采用上文解释的多种形式，例如，发动机喷射器按预先确定的顺序的依次中断和/或喷射切断延迟，和/或点火进展的瞬时修改，并且包括进气阀的关闭。这些策略是本领域的技术人员已知的，这里将不再赘述。

根据本发明并且根据图1，该方法包括下列步骤：

步骤10：发动机控制单元100例如使用处在抬脚位置的加速器踏板的位置传感器检测到脚已经抬起，并且激活发动机控制单元100中实施的瞬时逐级扭矩减小阶段60；

步骤20：当脚抬起时，发动机控制单元100实行下列动作：

- 记录抬脚时对应的发动机速度Nlvp，

- 确定这个时间接合的齿轮箱速比RBi；

步骤30：发动机控制单元100然后在脚抬起的状态下根据下列各项确定最大可允许发动机速度N_max，其大于脚抬起时记录的发动机速度Nlvp：

- 记录的发动机速度Nlvp，以及

- 接合的齿轮箱速比RBi，

步骤40：发动机控制单元100然后监测脚抬起时间之后的当前发动机速度Nc，从而使得：

- 步骤50：如果当前发动机速度Nc超过最大可允许发动机速度N_max，则发动机控制单元100例如使用发动机所有汽缸处的喷射的立即切断，起始停止瞬时逐级扭矩减小阶段60的立即生效；以及

- 步骤60：如果发动机速度Nc保持小于或等于最大可允许发动机速度N_max，则发动机控制单元维持在脚抬起时激活的瞬时逐级扭矩减小阶段。

根据本发明的方法的正常序列，并且根据用图1的流程图图解说明的示例，驾驶员在步骤10中已经执行了抬脚之后，在步骤11中断开发动机。如图解说明，驾驶员在步骤12改变齿轮箱速比RBi之后，例如在图1的步骤13中再次接合发动机。

驾驶员原则上在接合步骤13同时或之后在步骤70中加速。

驾驶员不需要等瞬时逐级扭矩减小阶段60完成就可以继续进行接合发动机的步骤13，在任何情况下，当驾驶员再次踩下加速器时，就会解除这个瞬时阶段60。

优选地，在步骤30中，为抬脚之后的预先确定的有效周期确定最大可允许发动机速度N_max。在抬脚但未发生速比变化的情况下（如图4中图解说明），这个预先确定的有效周期可以从图1中的步骤10中抬脚持续到第一发动机速度振荡结束。例如通过根据发动机速度和接合的齿轮箱速比的表格或映射的形式的校准，获得预先确定的有效周期。

最大可允许发动机速度N_max等于脚抬起时记录的发动机速度Nlvp，加上速度变化量ΔNlvp，因此为N_max = Nlvp + ΔNlvp。根据脚抬起时接合的速比的比率RBi和速度Nlvp来确定发动机速度变化量ΔNlvp，称为ΔNlvp_RBi，在图1的流程图中可以看到。

变化量ΔNlvp_RBi优选地确定为使得以接合的齿轮箱速比RBi，并且考虑到实施的瞬时逐级扭矩减小阶段60的策略，发动机速度增加使得当前发动机速度Nc处在代表已经抬脚之后的正常速度波动的发动机速度范围内，也就是说，只要当前发动机速度Nc尚未达到代表齿轮箱速比变化期间的速度涌动的阈值速度，就不激活在步骤50中停止瞬时逐级扭矩减小阶段60的立即生效（例如，通过立即切断发动机的所有汽缸处的喷射）。

下面的表I示出了例如通过校准获得的以每分钟转数（rpm）为单位的可以应用于前面的段落中所述的效果的可允许发动机速度的变化量ΔNlvp_RBi的映射的示例，其中脚抬起时的发动机速度范围Nlvp是从1000到6000 rpm，并且是针对手动六速齿轮箱RBi：

表I

。

图2示出了几条线，这些线对应于根据现有技术在发生速度涌动的情况下在齿轮箱速比变化期间的几个发动机参数的发展。标为N的线表示发动机速度，标为RB的线表示齿轮箱速比变化，而标为MF的线表示喷射的燃料量。车辆不包括任何专用于离合器的断开或接合状态的相关信息的接合传感器。横坐标上是时标t，而纵座标上是对应于所表示的参数的多个合并的标度。图2中的横坐标上的点tfp表示脚抬起的时间。脚抬起时接合的齿轮箱速比是RBi，而变化速比是RBi+1。能看到时间tfp之后对喷射的逐级切断，该示例中通过倾斜部分图解说明了激活的瞬时逐级扭矩减小阶段策略。发动机速度N示出了齿轮箱速比变化期间的达到值Nc_max的明显的当前速度涌动Nc，Nc_max这个值非常明显地高于脚抬起时间tfp时的速度值Nlvp。图解说明的涌动程度会破坏驾驶舒适度。

图3表示了几条线，这些线对应于通过应用例如如上所述的根据本发明的方法在发生速度涌动的情况下在齿轮箱速比变化期间同样几个发动机参数的发展。相同的线的附图标记分别表示相同的发动机参数。该车辆不包括离合器传感器。图3中的横坐标上的点tfp图解说明脚抬起的时间。脚抬起时接合的齿轮箱速比是RBi，而变化速比是RBi+1。能看到时间tfp之后对喷射的逐级切断，通过倾斜部分图解说明了激活的瞬时逐级扭矩减小阶段策略。当前发动机速度Nc示出了紧跟在时间tfp之后在齿轮箱速比变化期间的受控制的速度涌动开始，其达到如上所述通过发动机控制单元确定的受控制的值N_max。如图解说明，发动机速度N的变化量等于值ΔNlvpRBi1 = N_max - Nlvp，对应于这个变化量，图解说明的涌动程度是有限的，这样就不会破坏驾驶舒适度。当发动机速度达到N_max时，从线MF通过垂直直线部分可以看到立即实现喷射切断的激活，这通过明显停止速度涌动而同时引起当前发动机速度Nc降低。

图4示出了两条线，这两条线分别对应于在只抬脚未断开期间两个发动机参数的发展，其中在抬脚之后发动机速度起初有规律地降低之前发动机速度发生波动。标为N的线表示发动机速度，而标为MF的线表示喷射的燃料量。横坐标上是时标t，而纵座标上是对应于图解说明的两个参数的两个合并标度。图4中的横坐标上的点tfp表示脚抬起的时间。可以看到在时间tfp之后激活瞬时逐级扭矩减小阶段策略，通过发动机速度的下降倾斜予以图解说明。发动机速度N示出了由于减速之前的速度波动产生的轻微速度涌动。这个速度波动可能是传动引起的。从发动机接合驱动轮起，这个例子中的涌动程度较低，而且是可接受的，并且必然有别于上文所述的齿轮箱速比变化期间的速度涌动。如图4中图解说明，图解说明的较小的涌动程度对应于发动机速度N的变化量，其等于值ΔNlvpRBi2 = Nc_max -Nlvp。

用于控制移动车辆的内燃发动机的速度涌动的设备的示例包括发动机控制单元100，在发动机控制单元100中实施一个软件，该软件允许例如如上所述实施根据本发明的方法，并且用已知方式包括用于确定曲轴速度的包括曲轴转速传感器的装置、用于如上所述根据“车辆速度/发动机速度”比率计算接合的齿轮箱速比的装置、允许驾驶员调节他的发动机扭矩需求的加速器、用于确定加速器位置的装置，发动机控制单元100进一步用已知方式设有瞬时逐级扭矩减小阶段60，瞬时逐级扭矩减小阶段60具体在驾驶员请求零扭矩或抬脚时被激活。

Claims (7)

1.一种用于在手动齿轮箱的速比变化期间控制移动车辆的内燃发动机的速度涌动的方法，所述手动齿轮箱放置在用于从所述内燃发动机的曲轴向所述车辆的驱动轮传送动力的传动链中，所述车辆包括发动机控制单元（100）、用于确定所述曲轴的速度的装置、允许驾驶员调节其在发动机扭矩方面的需求的加速器、用于确定所述加速器的位置的装置，所述发动机控制单元设有瞬时逐级扭矩减小阶段（60），当驾驶员请求零扭矩时，或当脚抬起时，该瞬时逐级扭矩减小阶段（60）被激活，其特征在于所述方法包括下列步骤：

·（10）：所述发动机控制单元检测所述脚抬起并且激活所述瞬时逐级扭矩减小阶段（60）；

·（20）：所述发动机控制单元在脚抬起时记录发动机速度（Nlvp）并且确定接合的齿轮箱速比（RBi）；

·（30）：所述发动机控制单元然后在抬脚状态下根据下列各项确定最大可允许发动机速度（N_max），所述最大可允许发动机速度（N_max）大于抬脚时记录的发动机速度（Nlvp）：

- 所述记录的发动机速度，以及

- 所述接合的齿轮箱速比；

·（40）：所述发动机控制单元然后监测脚抬起时间之后的当前发动机速度（Nc），从而使得：

- 如果所述当前发动机速度（Nc）超过所述最大可允许发动机速度（N_max），则所述发动机控制单元起始停止所述瞬时逐级扭矩减小阶段（60）的立即生效，

- 如果所述当前发动机速度（Nc）保持小于或等于所述最大可允许发动机速度（N_max），则所述发动机控制单元维持在脚抬起时激活的所述瞬时逐级扭矩减小阶段（60）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发动机控制单元（100）使用处在零发动机扭矩需求位置的所述车辆的加速器踏板的位置传感器检测脚的抬起。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，在步骤（40）中，停止所述瞬时逐级扭矩减小阶段（60）的立即生效涉及起始对所述发动机的所有汽缸处的喷射的立即切断。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，在步骤（30）中，针对抬脚之后的预先确定的有效周期确定所述最大可允许发动机速度（N_max）。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在脚抬起而未发生任何速比变化的情况下，所述预先确定的有效周期从抬脚持续到第一发动机速度振荡结束。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述最大可允许发动机速度（N_max）确定成使得以接合的齿轮箱速比（RBi），并且考虑到所述瞬时逐级扭矩减小阶段（60），在所述发动机速度的增加使得所述当前发动机速度（Nc）处在代表抬脚后的正常速度波动的发动机速度范围内时，不激活停止所述瞬时逐级扭矩减小阶段的立即生效。

7.一种用于在手动齿轮箱的速比变化期间控制移动车辆的内燃发动机的速度涌动的设备，所述手动齿轮箱放置在用于从所述内燃发动机的曲轴向所述车辆的驱动轮传送动力的传动链中，所述车辆包括发动机控制单元（100）、用于确定所述曲轴的速度的装置、用于计算所接合的齿轮箱速比的装置、允许驾驶员调节其发动机扭矩需求的加速器、用于确定加速器的位置的装置，所述发动机控制单元设有瞬时逐级扭矩减小阶段（60），当驾驶员请求零扭矩时，或当脚抬起时，所述瞬时逐级扭矩减小阶段（60）被激活，其特征在于，所述设备包括所述发动机控制单元（100）、用于实施根据权利要求1至6中的任一项所述的方法的装置。