CN105936280B - 用于提供车辆性能反馈的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于提供车辆性能反馈的方法和系统。描述了用于向车辆驾驶员提供反馈使得变速器换挡忙碌性可降低的系统和方法。在一个示例中，该系统和方法包括响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的差值而增加加速器踏板的阻力。

Description

用于提供车辆性能反馈的方法和系统

技术领域

本说明书涉及用于提供车辆的性能反馈的方法和系统。所述方法和系统对包括用于增加发动机性能的涡轮增压器的车辆尤其有用。

背景技术

驾驶员可增加扭矩需求以使车辆加速。尽管驾驶员可能希望即时的扭矩产生，但车辆动力系可能随时间推移形成所请求的扭矩。例如，在驾驶员需求的动力系扭矩增大后，包括涡轮增压发动机的动力系可能在几秒内增加扭矩输出。涡轮增压发动机的输出可随着涡轮增压器压缩机速度的增加而增加，并且压缩机可能花费几秒实现将期望量的升压提供给发动机的速度。然而，发动机输出可最终提供所请求的扭矩。一些驾驶员可能变得不耐烦并且进一步增加扭矩命令以试图更早实现期望扭矩。增加的扭矩需求可发起变速器降档(transmission downshift)以提供所请求的扭矩。然而，降档可能降低车辆燃料经济性并且增加换档忙碌性，这是因为如果在开始降档之前很长时间就已允许车辆在短时间内加速，则即使在没有降档的情况下动力系可能已经提供期望扭矩。

发明内容

发明人在此已经认识到以上提及的问题并已经形成驾驶员反馈方法，其包括：响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的减小的差值，增加加速器踏板应用阻力。

通过响应于可用动力系扭矩(例如，在目前动力系速度下的最大动力系扭矩)和期望动力系扭矩的减小的差值增加加速器踏板应用阻力，向车辆驾驶员提供这样的反馈是可能的，即期望扭矩的进一步增大可能导致变速器降档或者如果驾驶员没什么耐心则可提供期望需求扭矩。例如，当驾驶员需求的动力系扭矩增大并接近可用动力系扭矩时，加速器踏板的应用阻力可增加以要求驾驶员应用更多的力来请求更高的需求扭矩。在一些示例中，当驾驶员需求的动力系扭矩接近动力系中的变速器被降档的扭矩时，加速器踏板的应用阻力可进一步增加。以这种方式，如果驾驶员继续增大需求扭矩，则可通知驾驶员将发生降档。驾驶员然后可显示耐心并减小驾驶员需求的动力系扭矩增大的速率，或者可替换地，驾驶员可继续增加驾驶员需求且期望变速器降档以增加车辆加速度。

在其他示例中，响应于实际动力系扭矩(例如，由动力系输送的实际扭矩)和期望动力系扭矩(例如，由例如驾驶员命令的动力系扭矩)的增大的差值，可增大对运动的加速器踏板应用阻力。通过响应于实际动力系扭矩和期望动力性扭矩的增大的差值来增加对运动的加速器踏板应用阻力，加速器踏板阻力可在实际动力系扭矩滞后于期望动力系扭矩的条件期间选择性地增加。以这种方式，如果驾驶员没什么耐心，可通知驾驶员在当前驾驶员需求的动力系扭矩下可产生附加的动力系扭矩。

本说明书可提供若干优点。具体地，该方法可提供降低的换档忙碌性。进一步地，该方法可通过提供增强的驾驶员车辆反馈来改善驾驶员对车辆驾驶经验的感知。仍进一步地，该方法对训练驾驶员以更好地区分针对性能的驾驶和针对燃料经济性的驾驶是有用的。

本说明书的以上优点和其他优点以及特征从下面单独的或结合附图的具体实施方式中将显而易见。

应该理解，提供上述发明内容以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，所述主题的范围由随附权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或本公开任何部分提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过单独或结合附图阅读本文被称为具体实施方式的实施例的示例，将更加全面地理解本文所述的优点，其中：

图1是包括发动机的车辆动力系的示意图；

图2A是示例变速器档位换挡计划的图形；

图2B是示例发动机扭矩曲线的图形；

图3是模拟驾驶顺序的图形；

图4是用于提供驾驶员反馈的系统的控制框图；以及

图5是用于向驾驶员提供车辆性能反馈的示例方法。

具体实施方式

本说明书涉及向车辆驾驶员提供车辆性能反馈。车辆可包括如图1所示的具有发动机的动力系。图1的动力系包括具有如图2A所示的换档计划的变速器。进一步地，图1的动力系包括具有如图2B所示的升压和非升压扭矩曲线的发动机。动力系和加速器踏板可根据图3所示的操作顺序来操作。如图4的框图所说明的，车辆性能信息可提供给驾驶员。用于经由加速器踏板向驾驶员提供车辆性能反馈的方法在图5中示出。

参考图1，包括多个汽缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，在图1中示出所述多个汽缸中的一个汽缸。发动机10由汽缸盖35和汽缸体33组成，其包括燃烧室30和汽缸壁32。活塞36定位在其中并经由至曲轴40的连接往复运动。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由进气凸轮51和排气凸轮53操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。进气门52可由气门启用装置59选择性地启用和停用。排气门54可由气门启用装置58选择性地启用和停用。气门启用装置58和59可为机电装置。

曲轴40被示为耦连到被包括在自动变速器140(例如，固定比率或CVT)中的变矩器145。变速器140可变换档位142以改变发动机10相对于车辆车轮144旋转的速度。档位142可包括多个固定比率的档位。进一步地，变速器140可包括多个齿式离合器143，其根据需要接合以启用多个固定的变速器齿轮比142。具体地，通过调节多个齿式离合器143的接合，变速器可在较高档位(即，具有较低齿轮比的档位)和较低档位(即，具有较高齿轮比的档位)之间换挡。因此，齿轮比差值允许在处于较高档位时的横跨变速器的较低扭矩倍增，同时允许在处于较低档位时的横跨变速器的较高扭矩倍增。车辆可具有八个可用档位，其中变速器档位八(变速器第八档位)是最高可用档位，并且变速器档位一(变速器第一档位)是最低可用档位。在其他示例中，车辆可具有多于或少于8个的可用档位。

驾驶员需求的动力系扭矩可经由加速器踏板130输入到控制器12。触觉致动器135选择性地增加和减少应用(例如，增加)加速器踏板130所需要的力的量。因此，响应于来自控制器12的命令，触觉致动器135选择性地对加速器踏板130的运动提供增加或减少的阻力。

燃料喷射器66被示为被定位成将燃料直接喷射至汽缸30中，这是本领域的技术人员已知的直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。在一个示例中，高压双极燃料系统可用于生成较高的燃料压力。

此外，进气歧管44被示为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气系统42连通。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地耦连到涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调节节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的气流。由于节气门62的入口在升压室45内，因而升压室45中的压力可被称为节气门入口压力。节气门出口在进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可定位在进气门52和进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门(port throttle)。压缩机再循环阀47可以选择性地调节到在完全打开和完全关闭之间的多个位置。废气门163可经由控制器12调节，以允许排气选择性地绕过涡轮164，从而控制压缩机162的速度。空气过滤器43清洁进入发动机进气系统42的空气。

无分电器点火系统88响应于控制器12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被示为被耦连到催化转化器70上游的排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可替代UEGO传感器126。

在一个示例中，转化器70可包括多个催化剂砖。在另一个示例中，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，转化器70可为三元型催化剂。

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102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非临时性存储器)、随机存取存储器108、不失效存储器(KAM)110和常规数据总线。控制器12被示为从耦连到发动机10的传感器接收各种信号，除了先前讨论的那些信号以外，还包括：来自耦连到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；耦连到加速器踏板130用于感测由脚132应用的力的位置传感器134；耦连到制动器踏板150用于感测由脚152应用的力的位置传感器154，来自耦连到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量；来自感测曲轴40的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；以及来自传感器68的节气门位置的测量。还可感测大气压力(未示出传感器)以便由控制器12处理。在本说明书的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴每转产生预定数目的等间隔电子脉冲，由此可确定发动机速度(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。在进气冲程期间，通常排气门54关闭且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30中，并且活塞36移动至汽缸底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸底部并且在其冲程结束时的位置(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域的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在其冲程结束时并且最靠近汽缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，将燃料引入燃烧室中。在下文被称为点火的过程中，喷射的燃料由已知的点火装置诸如火花塞92点燃，从而导致燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。最终，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。需注意，以上仅仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负的气门重叠，延迟的进气门关闭或各种其他示例。

因此，图1的系统提供一种系统，其包括：加速器踏板；包括发动机的动力系；触觉致动器，其增加和减少应用加速器踏板的阻力；以及控制器，其包括存储在非临时性存储器中的可执行指令，所述指令用于与可用动力系扭矩和预测的驾驶员需求的动力系扭矩的减小的差值成比例地增加加速器踏板应用阻力。可替换地，该系统可包括非临时性存储器中的指令，所述指令用于与实际动力系扭矩和期望动力系扭矩的增大的差值成比例地增加对运动的加速器踏板应用阻力。

在一些示例中，该系统进一步包括用于响应于可用动力系扭矩和预测的驾驶员需求的动力系扭矩的减小的差值而在预定量的时间内禁止使变速器降档的附加指令。可替换地，该系统进一步包括用于响应于实际动力系扭矩和期望动力系扭矩的增大的差值而在预定量的时间内禁止使变速器降档的附加指令。该系统包括，其中预定量的时间基于发动机速度和驾驶员需求的动力系扭矩。该系统进一步包括用于响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的减小的差值小于阈值而使变速器降档的附加指令。该系统进一步包括用于响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的减小的差值小于阈值而停止增加加速器踏板应用阻力的附加指令。

图2A是示例变速器档位换挡计划的曲线图。在该示例中，示出了用于五个档位组的换挡边界曲线。该换挡边界曲线基于车辆速度和需求扭矩。竖直轴线表示驾驶员需求的动力系扭矩。根据系统设计，驾驶员需求的动力系扭矩可表示需求的发动机扭矩或需求的车轮扭矩。根据系统设计，驾驶员需求的动力系扭矩也可被称为期望动力系扭矩、期望发动机扭矩、需求的发动机扭矩、需求的动力系扭矩、需求的车轮扭矩或期望车轮扭矩。需求的发动机扭矩可从需求的车轮扭矩确定，并且反之亦然。水平轴线表示车辆速度。

当从车辆工况至曲线202的右侧接近曲线202时，曲线202表示用于从第二档位降档至第一档位的车辆条件。例如，如果车辆速度从变速器处于第二档位并且车辆速度接近曲线202右侧的条件减小至某一速度，该速度小于或等于由曲线202表示的速度，则变速器可自动地降档至第一档位。

当从车辆工况至曲线204的左侧接近曲线204时，曲线204表示用于从第一档位调高速档至第二档位的车辆条件。例如，如果车辆速度从变速器处于第一档位并且车辆速度接近曲线204左侧的条件增大至某一速度，该速度大于或等于由曲线204表示的速度，则变速器可自动地调高速档至第二档位。

当从车辆工况至曲线206的右侧接近曲线206时，曲线206表示用于从第三档位降档至第二档位的车辆条件。例如，如果车辆速度从变速器处于第三档位并且车辆速度接近曲线206的右侧的条件减小至某一速度，该速度小于或等于由曲线206表示的速度，则变速器可自动地降档至第二档位。

当从车辆工况至曲线208的左侧接近曲线208时，曲线208表示用于从第二档位调高速档至第三档位的车辆条件。例如，如果车辆速度从变速器处于第二档位并且车辆速度接近曲线208左侧的条件增大至某一速度，该速度大于或等于由曲线208表示的速度，则变速器可自动地调高速档至第三档位。

当从车辆工况至曲线210的右侧接近曲线210时，曲线210表示用于从第四档位降档至第三档位的车辆条件。例如，如果车辆速度从变速器处于第四档位并且车辆速度接近曲线210右侧的条件减小至某一速度，该速度小于或等于由曲线210表示的速度，则变速器可自动地降档至第三档位。

当从车辆工况至曲线212的左侧接近曲线212时，曲线212表示用于从第三档位调高速档至第四档位的车辆条件。例如，如果车辆速度从变速器处于第三档位并且车辆速度接近曲线212左侧的条件增大至某一速度，该速度大于或等于由曲线212表示的速度，则变速器可自动地调高速档至第四档位。

当从车辆工况至曲线214的右侧接近曲线214时，曲线214表示用于从第五档位降档至第四档位的车辆条件。例如，如果车辆速度从变速器处于第五档位并且车辆速度接近曲线214右侧的条件减小至某一速度，该速度小于或等于由曲线214表示的速度，则变速器可自动地降档至第四档位。

当从车辆工况至曲线216的左侧接近曲线216时，曲线216表示用于从第四档位调高速档至第五档位的车辆条件。例如，如果车辆速度从变速器处于第四档位并且车辆速度在曲线216左侧的条件增大至某一速度，该速度大于或等于由曲线216表示的速度，则变速器可自动地调高速档至第五档位。

以这种方式，可换挡自动变速器的档位，使得发动机或电动马达可维持在期望操作范围内(例如，在上速度限制和下速度限制之间以及在上扭矩限制和下扭矩限制之间)，在该期望操作范围中动力系操作是高效的并且提供期望的输出。

图2A也示出可如何调节加速器踏板阻力以向驾驶员提供车辆性能反馈的一个示例。如果驾驶员应用加速器踏板以使需求扭矩从240处的条件增大到260处的条件，则对应用的加速器踏板阻力(例如，对增大方向上的运动的阻力)以由线段244指示的第一速率增加。然而，当需求扭矩在降档曲线214的阈值扭矩内时，对运动的加速器踏板阻力被增加到如由线段246指示的第二速率，该第二速率大于第一速率。如果扭矩需求继续增加，则对运动的加速器踏板阻力的增加通知驾驶员变速器档位降档即将发生。因此，驾驶员可选择减小扭矩需求增加的速率以避免变速器档位降档，这可改善车辆燃料经济性。可替换地，驾驶员可选择继续以相同或更高的速率请求扭矩以引起变速器档位降档，从而增大车辆加速度。以这种方式，加速器踏板向驾驶员提供关于即将到来的档位降档存在或不存在的反馈。

图2B是示例动力系扭矩产生的曲线图。在该示例中，示出了用于升压(例如，涡轮增压)和非升压(例如，涡轮增压器正向发动机进气系统提供小于阈值量的加压空气)操作的发动机输出扭矩。曲线280表示当发动机在非升压下操作时的发动机扭矩输出。曲线290表示当发动机在升压模式下操作时的发动机扭矩输出。发动机在升压模式下操作以提供在曲线280和曲线290之间的扭矩。发动机在非升压下操作以提供低于曲线290的扭矩。与在非升压下操作发动机相比，发动机扭矩输出在升压模式下显著更高，但当发动机在升压模式下操作时，发动机燃料经济可能降低。每个变速器档位中的车轮扭矩的动力系扭矩产生曲线对于升压操作和非升压操作将示出类似形状的曲线。

图2B也示出可如何调节加速器踏板阻力以向驾驶员提供车辆性能反馈的一个示例。如果驾驶员应用加速器踏板以使需求扭矩从285处的工况增大到288处的条件，则对应用的加速器踏板阻力(例如，对在增大方向上的运动的阻力)以由线段286指示的第一速率增加。然而，当需求扭矩在非升压曲线280的阈值扭矩内时，加速器踏板阻力增加到如由线段287指示的第二速率，该第二速率大于第一速率。如果扭矩需求继续增加，则加速器踏板阻力的增加通知驾驶员发动机将进入升压操作。因此，驾驶员可选择减小扭矩需求增加的速率以避免升压操作，这可改善车辆燃料经济性。可替换地，驾驶员可选择继续以相同或更高的速率来请求扭矩以引起升压发动机操作，从而增车辆加速度。以这种方式，加速器踏板向驾驶员提供关于即将到来的升压操作(例如，至发动机进气系统的加压空气高于大气压力)存在或不存在的反馈。

现在参考图3，其示出模拟驾驶顺序的图形。图3的驾驶顺序可由图1的系统根据图5的方法操作来提供。竖直标记T0-T3表示在所述顺序中特别关注的时间。时间线的间断由//表示，并且在双斜线之间的时间量可长可短。

自图3的顶部起的第一图形是车辆速度与时间的图形。竖直轴线表示车辆速度并且车辆速度沿着竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间并且时间从图形的左侧向图形的右侧增加。

自图3的顶部起的第二图形是对运动的加速器踏板阻力与时间的图形。竖直轴线表示对运动的加速器踏板阻力(例如，牛米/度)并且对运动的加速器踏板阻力沿着竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间并且时间从图形的左侧向图形的右侧增加。

自图3的顶部起的第三图形是扭矩与时间的图形。竖直轴线表示扭矩并且扭矩沿着竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间并且时间从图形的左侧向图形的右侧增加。虚线302表示基于例如发动机速度和进气歧管压力的实际动力系扭矩(例如，发动机扭矩或车轮扭矩)。实线304表示基于加速器踏板位置的期望动力系扭矩或驾驶员需求的动力系扭矩。仅当实线304是可见的时，实际动力系扭矩和驾驶员需求的动力系扭矩才相等。

自图3的顶部起的第四图形是变速器档位与时间的图形。竖直轴线表示变速器档位并且相应的变速器档位沿竖直轴线指示。水平轴线表示时间并且时间从图形的左侧向图形的右侧增加。

在时间T0处，车辆速度处于中等水平并且加速器踏板阻力处于较低水平。驾驶员扭矩需求处于较低水平并且变速器以第三档位操作。

在时间T1处，驾驶员应用(例如，压下)加速器踏板以增加扭矩需求并且使车辆加速。由于涡轮增压器可能花费时间来建立进气歧管压力和发动机扭矩，因而驾驶员需求的动力系扭矩以比实际动力系扭矩更快的速率增大。因为需求扭矩的增大小于发起变速器降档的需求，所以变速器维持在第三档位。车辆加速并且发动机升压压力(未示出)被增加以增加发动机输出。增加的加速器踏板阻力向驾驶员提供升压被启用并且用于使车辆加速的指示。对运动的加速器踏板阻力随着实际动力系扭矩和驾驶员需求的动力系扭矩之间的差值的减小而减小。在时间T1和时间T2之间的双斜线处发生操作顺序的间断。

在时间T2处，驾驶员从与时间T1处相同的工况应用加速器踏板达第二时间。然而，驾驶员比时间T1处更进一步地应用加速器踏板，从而将实际动力系扭矩和驾驶员需求的动力系扭矩增大到比在时间T1处更高的水平。对运动的加速器踏板阻力增加到第一速率，并且然后其以第二较高速率增加。第一速率向驾驶员提供升压被增加以满足驾驶员需求的动力系扭矩的指示。第二速率向驾驶员提供如果扭矩继续增大则变速器降档即将发生的指示。此后不久，变速器被降档至第二档位以增大车辆加速。对运动的加速器踏板阻力随着实际动力系扭矩和驾驶员需求的动力系扭矩的差值的减小而减小。

在时间T3处，驾驶员第三次增大驾驶员需求的动力系扭矩，但是在这种情况下，变速器已经被降档并且涡轮增压器正在供应一些升压。因此，对运动的加速器踏板阻力仅少量增加。变速器继续在第二档位并且车辆继续加速。

以这种方式，加速器踏板可向驾驶员提供车辆性能特性诸如升压启用和降档的可触知的反馈。此外，加速器踏板可提供不同水平或不同速率的触觉反馈以区分车辆性能效应器(effector)。

现在参考图4，其示出用于向驾驶员提供可触知的车辆性能反馈的控制系统的框图。该控制系统是图1所示的系统的一部分。

在方框400处，驾驶员输入经由加速器踏板被接受至控制系统。加速器踏板包括触觉装置，用于当加速器踏板位置增大(例如，压下)时增加对远离基本位置的加速器踏板运动的阻力。触觉装置允许加速器踏板以不受对加速器踏板运动的阻力影响的速率返回到基本位置。

在方框402处，系统响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的差值来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。可替换地，如图3所示，系统响应于实际动力系扭矩(例如，由动力系产生的扭矩)和期望动力系扭矩或驾驶员需求的动力系扭矩之间的差值来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。在一些示例中，方框402可响应于可用动力系扭矩和预测的期望动力系扭矩之间的差值来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。可替换地，方框402可响应于期望动力系扭矩或驾驶员需求的动力系扭矩和预测的实际动力系扭矩之间的差值来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。预测的实际动力系扭矩可如图5的描述进一步所详述的来确定。实际动力系扭矩可以是发动机输出扭矩、变矩器叶轮扭矩、车轮扭矩或经由动力系或传动系产生的其他扭矩。方框402可进一步响应于期望动力系扭矩在变速器换挡计划扭矩的阈值扭矩内来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。方框402可进一步响应于期望动力系扭矩在升压发动机操作开始(例如，将正压力应用到发动机进气歧管)的扭矩的阈值扭矩内来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。

在方框404处，控制系统将加速器踏板位置转换成驾驶员需求的动力系扭矩或期望动力系扭矩。驾驶员需求的动力系扭矩可以是发动机扭矩、变矩器叶轮扭矩、车轮扭矩或沿传动系或动力系的另一扭矩。方框404可包括使加速器踏板位置和车辆速度与驾驶员需求的动力系扭矩相关的传递函数。方框404的输出被输入至方框406。

在方框410处，方法确定在当前传动系速度下的可用扭矩。如果期望的需求扭矩是期望的发动机扭矩或变矩器叶轮扭矩，则方框410可将可用扭矩确定为在当前发动机速度下的最大发动机扭矩(例如，节气门全开发动机扭矩，其中升压被启用并且加压空气被提供到发动机进气歧管)。最大发动机扭矩可基于发动机速度凭经验确定并且存储在表格或函数中。如果期望的需求扭矩是车轮扭矩，则可用扭矩是变速器处于当前档位的情况下在当前车轮速度下的最大车轮扭矩，其中发动机以节气门全开操作，升压启用并且加压空气被提供到发动机进气歧管。最大车轮扭矩可基于车轮速度、所选的变速器档位和变矩器状态凭经验确定并且存储在表格或函数中。

在求和节点408处，从可用动力系扭矩减去期望动力系扭矩以提供扭矩差值。将扭矩差值传递至方框412，在方框412中判断扭矩差值是否大于一个或多个阈值。在一个示例中，阈值差值指示期望动力系扭矩接近变速器降档扭矩。在另一个示例中，阈值差值指示期望动力系扭矩接近从发动机没有以升压模式操作的条件到发动机以升压模式操作的扭矩。如果扭矩差值大于阈值，则答案为是并且将扭矩差值传递至方框414。否则，控制流程进行至方框420。

可替换地，方框406可以被消除并且可以可代替地在410处确定实际动力系扭矩。例如，实际发动机扭矩可基于发动机速度和进气歧管压力来估计。具体地，发动机速度和进气歧管压力索引凭经验确定的发动机扭矩输出值的表格。该表格输出扭矩值作为实际发动机扭矩。在求和节点408处，可从期望动力系扭矩或驾驶员需求的动力系扭矩减去实际动力系扭矩。将扭矩差值提供到方框412。如果在412处判断扭矩差值大于阈值，则答案为是并且将扭矩差值传递至方框414。否则，控制流程进行至方框420。

在414处，禁止变速器降档，使得给予涡轮增压器时间来提供期望扭矩且降低燃料消耗。控制流程和扭矩差值传递至方框416。

在416处，将比例增益应用于期望或预测的驾驶员需求的动力系扭矩和可用扭矩的差值，以确定触觉加速器踏板调节。触觉加速器踏板调节增大或减小对加速器踏板运动的加速器踏板的阻力。在一个示例中，随着扭矩差值的减小，对加速器踏板运动的加速器踏板的阻力增加。在方框402处，加速器踏板阻力调节被应用于到触觉加速器踏板。

可替换地，在416处，将比例增益应用于实际动力系扭矩和期望动力系扭矩的差值，以确定触觉加速器踏板调节。在一个示例中，随着扭矩差值的增加，对加速器踏板运动的加速器踏板的阻力也增加。在方框402处，加速器踏板阻力调节被应用于触觉加速器踏板。

在420处，方法400基于变速器降档计划(例如，如图2所示)使变速器降档。降档可提供车辆的加速速率的进一步增加。在提供发动机降档后，控制流程返回至方框402。

现在参考图5，其示出用于向驾驶员提供车辆性能反馈的方法。该方法可作为存储在非临时性存储器中的可执行指令被并入图1的系统中。另外，图5的方法可提供图4的操作顺序。

在502处，方法400确定驾驶员需求的动力系扭矩。驾驶员需求的动力系扭矩可以是需求的发动机扭矩、车轮扭矩、变矩器叶轮扭矩，或者动力系或者传动系的其他扭矩。在一个示例中，驾驶员需求的动力系扭矩经由加速器踏板位置和车辆速度来确定。加速器踏板位置和车辆速度索引传递函数，该传递函数输出驾驶员需求的动力系扭矩。在确定了驾驶员需求的动力系扭矩后，方法500前进至504。

在504处，方法500确定预测的实际动力系扭矩。在一个示例中，实际动力系扭矩基于驾驶员需求的动力系扭矩来预测。具体地，驾驶员需求的动力系扭矩被传递通过发动机模型。在一个示例中，可通过将低通滤波器应用于驾驶员需求的动力系扭矩来模拟动力系扭矩产生。滤波系数可基于发动机速度和/或其他动力系参数调节。在确定预测的实际动力系扭矩后，方法500前进至506。

在506处，方法500确定驾驶员需求的动力系扭矩和可用扭矩之间的差值。可替换地，在506处，确定预测的实际动力系扭矩和可用扭矩之间的差值。如果驾驶员需求的动力系扭矩是发动机输出扭矩，则可用扭矩基于发动机输出扭矩。类似地，如果驾驶员需求的动力系扭矩是车轮扭矩，则可用扭矩基于车轮输出扭矩。车轮扭矩可转换成发动机扭矩，并且反之亦然。例如，可通过基于发动机速度和发动机空气流量来确定发动机扭矩，然后将该发动机扭矩乘以当前变速器齿轮比、驱动桥减速比(axle ratio)、传动系效率以及变矩器扭矩倍增因数(例如，对于锁定的变矩器为1)来将发动机扭矩转换成车轮扭矩。

如果期望的需求扭矩是期望的发动机扭矩或变矩器叶轮扭矩，则可用扭矩可确定为在当前发动机速度下的最大发动机扭矩(例如，节气门全开发动机扭矩，其中升压被启用并且将加压空气提供到发动机进气歧管)。最大发动机扭矩可基于发动机速度凭经验确定并且被存储在表格或函数中。在另一方面，如果期望的需求扭矩是车轮扭矩，则可用扭矩是变速器处于当前档位的情况下在当前车轮速度下的最大车轮扭矩，发动机以节气门全开操作，升压被启用并且将加压空气提供到发动机进气歧管。最大车轮扭矩可基于车轮速度、所选的变速器档位和变矩器状态凭经验确定并且被存储在表格或函数中，或者最大车轮扭矩可基于将当前发动机速度下的最大发动机扭矩乘以变速器齿轮比、动力系效率、驱动桥减速比和变矩器扭矩倍增率比来反向计算。方法500从可用扭矩中减去驾驶员需求的动力系扭矩或预测的驾驶员需求的动力系扭矩以确定扭矩的差值。在确定扭矩的差值后，方法500前进至508。

可替换地，在506处，方法500确定实际动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的差值，或预测的实际动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的差值。具体地，从期望动力系扭矩中减去实际动力系扭矩，或者从期望动力系扭矩中减去预测的实际动力系扭矩，从而提供扭矩的差值。

在508处，方法500判断来自506的差值是否大于一个或多个阈值。在一个示例中，阈值差值指示期望扭矩或预测扭矩正接近变速器降档扭矩。在另一示例中，阈值差值指示期望扭矩或预测扭矩正从发动机没有以升压模式操作的条件接近发动机以升压模式操作的扭矩。通过以在变速器被降档的扭矩的阈值扭矩内和/或在从非升压发动机操作开始升压发动机操作的扭矩的阈值扭矩内的阈值为基础，可调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力，以向驾驶员提供车辆性能反馈。如果方法500判断扭矩差值大于阈值，则答案为是并且方法500前进至512。否则，答案为否并且方法500前进至510。

在512处，方法500禁止变速器降档。如果扭矩差值大于远离变速器被降档的预定扭矩，则在预定量的时间内可以禁止变速器降档。预定量的时间可基于发动机速度和驾驶员需求的动力系扭矩，使得发动机扭矩产生可在降档之前增加，从而使得驾驶员可体验经由涡轮增压器提供的建立扭矩。在步骤512完成后，方法500前进至514。

在514处，方法500响应于加速器踏板运动增加加速器踏板阻力。在一个示例中，与驾驶员需求的动力系扭矩或预测的实际动力系扭矩和可用扭矩之间的差值成比例地调节供应给触觉加速器阻力控制装置的电压和电流。附加或可替换地，可响应于扭矩在升压发动机操作开始的阈值扭矩内来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。附加或可替换地，可响应于扭矩在变速器降档被计划的阈值扭矩内来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。与当扭矩接近升压发动机操作开始的扭矩时的加速器踏板阻力相比，当扭矩接近变速器降档的扭矩时，加速器踏板阻力的比率可以更大。因此，针对不同的车辆性能特性可以存在不同的加速器踏板阻力的比率，并且驾驶员可以基于不同的加速器踏板阻力的速率区分不同性能条件。在514后，方法500前进至退出。

可替换地，在514处，方法500与实际动力系扭矩或预测的实际动力系扭矩和驾驶员需求的动力系扭矩之间的差值成比例地增加加速器踏板阻力。附加或可替换地，可响应于扭矩在升压发动机操作开始的阈值扭矩内来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。附加或可替换地，可响应于扭矩在计划变速器降档的阈值扭矩内来调节对加速器踏板运动的加速器踏板阻力。与当扭矩接近升压发动机操作开始的扭矩时的加速器踏板阻力相比，当扭矩接近变速器被降档的扭矩时，加速器踏板阻力的比率可以更大。在514后，方法500前进至退出。

在510处，方法500基于预定的变速器降档计划使变速器降档。进一步地，加速器踏板阻力的增加可停止。变速器降档时的扭矩对于每个齿轮比可以是唯一的。在510完成后，方法500前进至退出。

因此，图5的方法提供驾驶员反馈方法，其包括：响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的减小的差值，增加加速器踏板应用阻力。该方法包括其中与可用动力系扭矩的减小的差值成比例地增加加速器踏板应用阻力。该方法进一步包括响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的减小的差值大于阈值，在预定量的时间内禁止降档。该方法包括其中预定量的时间基于发动机速度和驾驶员需求的动力系扭矩。

在一些示例中，该方法进一步包括响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的减小的差值小于阈值而降档。该方法进一步包括响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的减小的差值小于阈值而停止增加加速器踏板应用阻力。该方法包括其中增加加速器踏板应用阻力增加了应用加速器踏板以请求附加扭矩的努力。

图5的方法也提供了驾驶员反馈方法，其包括：响应于实际动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的增大的差值，增加加速器踏板应用阻力。该方法进一步包括对期望动力系扭矩进行滤波。该方法包括其中经由低通滤波器对期望动力系扭矩进行滤波。该方法进一步包括响应于期望动力系扭矩在变速器被降档的扭矩的阈值扭矩内，增加加速器踏板应用阻力。该方法包括：其中增加加速器踏板应用阻力包括，与当期望动力系扭矩比阈值扭矩更远离所述变速器被降档情况下的扭矩时加速器踏板应用阻力被增加的速率相比，以增加的速率增加加速器踏板应用阻力。该方法进一步包括响应于实际动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的增大的差值小于阈值，在预定量的时间内禁止降档。该方法进一步包括响应于实际动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的增大的差值大于阈值，使变速器降档。

需注意，本文所包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令被存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件组合的控制器的控制系统实施。本文所描述的特定程序可表示任何数目的处理策略中的一种或多种，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所说明的各种动作、操作和/或功能可按说明的顺序执行、并行执行、或在一些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述而提供。根据所使用的具体策略，可重复执行所说明的动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地，所述动作、操作和/或功能可图形化地表示待编程到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内的代码，其中所述动作通过执行在包括与电子控制器结合的各种发动机硬件部件的系统中的指令来实行。

本说明书就此结束。在不背离本说明书的精神和范围的情况下，本领域的技术人员在阅读本说明书后会想起许多变化和修改。例如，用天然气、汽油、柴油或可替代燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机，可有利地使用本说明书。

Claims (20)

1.一种向驾驶员提供车辆性能反馈的方法，其包括：

响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的减小的差值，增加加速器踏板应用阻力，由此向驾驶员提供车辆性能反馈。

2.根据权利要求1所述的方法，其中与可用动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的所述减小的差值成比例地增加所述加速器踏板应用阻力。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的所述减小的差值大于阈值，在预定量的时间内禁止降档。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述预定量的时间基于发动机速度和期望动力系扭矩。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的所述减小的差值小于阈值，使变速器降档。

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的所述减小的差值小于阈值，停止增加加速器踏板应用阻力。

7.根据权利要求1所述的方法，其中增加加速器踏板应用阻力增大应用所述加速器踏板以请求附加扭矩的努力。

8.一种向驾驶员提供车辆性能反馈的方法，其包括：

响应于实际动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的增大的差值，增加加速器踏板应用阻力，由此向驾驶员提供车辆性能反馈。

9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括对所述期望动力系扭矩进行滤波。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述期望动力系扭矩经由低通滤波器进行滤波。

11.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括响应于所述期望动力系扭矩在变速器降档情况下的扭矩的阈值扭矩内而增加所述加速器踏板应用阻力。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括与当所述期望动力系扭矩比所述阈值扭矩更远离所述变速器被降档情况下的扭矩时增大所述加速器踏板应用阻力的速率相比，以增加的速率增大所述加速器踏板应用阻力。

13.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括响应于实际动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的所述增大的差值小于阈值，在预定量的时间内禁止降档。

14.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括响应于实际动力系扭矩和期望动力系扭矩之间的所述增大的差值大于阈值，使变速器降档。

15.一种用于向驾驶员提供车辆性能反馈的系统，所述系统包括：

加速器踏板；

包含发动机的动力系；

触觉致动器，其用来增加和减少应用所述加速器踏板的阻力；以及

控制器，其包括存储在非临时性存储器中的可执行指令，所述指令用于响应于可用动力系扭矩和预测的期望动力系扭矩的差值而调节加速器踏板应用阻力，由此向驾驶员提供车辆性能反馈。

16.根据权利要求15所述的系统，其中响应于可用动力系扭矩和预测的期望动力系扭矩的所述差值的减小而增加加速器踏板应用阻力仅在高于第一变速器档位的档位中发生。

17.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括用于响应于可用动力系扭矩和预测的期望动力系扭矩的所述差值的减小而在预定量的时间内禁止使变速器降档的附加指令。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述预定量的时间基于发动机速度和期望动力系扭矩。

19.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括用于响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的所述差值的减小小于阈值而使变速器降档的附加指令。

20.根据权利要求19所述的系统，其进一步包括用于响应于可用动力系扭矩和期望动力系扭矩的所述差值的减小小于阈值而停止增加加速器踏板应用阻力的附加指令。

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