CN106608256B - 车辆的发动机扭矩控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆的发动机扭矩控制方法，包括：感测车辆的离合器的结合状态；根据发动机扭矩、发动机每分钟转速(RPM)、离合器扭矩以及离合器RPM来计算滑移指数；以及基于计算出的滑移指数和感测到的离合器的结合状态，对发动机扭矩进行滤波控制。

Description

车辆的发动机扭矩控制方法
技术领域
本发明总体涉及一种用于车辆的发动机扭矩控制方法，更具体地，涉及一种对离合器的滑移进行量化并且准确地对发动机扭矩进行滤波控制的用于车辆的发动机扭矩控制方法。
背景技术
双离合变速器(DCT)是发动机的飞轮和变速器的干式离合器彼此直接连接的系统。因此，通过向来自发动机的扭矩施加离合器扭矩，能够将合适的驱动力传输至驱动轴，即输出轴。如果不能平滑地传输驱动力，则可能产生发动机突变(flare)，并且如果在过低的发动机速度下过度地接合离合器，则可能导致发动机熄火。
图1是示出以往的在换档期间松油门时的发动机扭矩变化的曲线图，图2是示出以往的在蠕行(creeping)期间在踩油门之后的松油门时的发动机扭矩变化的曲线图。如图1和图2所示，在驾驶者为了减速而将他或她的脚抬起离开加速踏板的松油门操作时，可以看到产生突变现象，即，由于发动机扭矩临时超过离合器扭矩而产生过剩的扭矩，导致发动机每分钟转速(RPM)继续增加，接着在预定时间过去之后下降。
以往，变速器控制单元(TCU)基于来自发动机的扭矩对发动机扭矩进行滤波控制。然而，在某些情况中，当存在发动机熄火的可能性时，无论发动机处于什么状态，都使离合器迅速分离以保护车辆。
在这种情形下，发动机控制单元(ECU)接收诸如离合器打开/滑移/锁定的状态信息，但是无法接收与变速器的状态有关的准确信息。因此，当在离合器打开的情况下不恰当地操作发动机来产生扭矩时，会产生发动机突变。
上文仅意在帮助理解本发明的背景，而不旨在意味着本发明落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。
发明内容
因此，本发明是考虑到现有技术中出现的上述问题而进行的，并且本发明旨在提出一种控制方法，其能够通过计算表示离合器的滑移程度的滑移指数，并且基于滑移指数和离合器的结合状态来对发动机扭矩进行滤波控制，从而防止发动机突变。
为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种用于车辆的发动机扭矩控制方法，包括以下步骤：感测车辆的离合器的结合状态；根据发动机扭矩、发动机每分钟转速(RPM)、离合器扭矩以及离合器RPM来计算滑移指数；以及基于计算出的滑移指数和感测到的离合器的结合状态，对发动机扭矩进行滤波控制。
感测结合状态的步骤包括：第一检查过程，检查离合器是否处于打开状态；第二检查过程，当确定离合器处于打开状态时，检查离合器是否处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态；以及第三检查过程，当确定离合器处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态中的任一状态时，检查离合器是否处于滑移状态。
当确定离合器处于打开状态时，离合器的结合状态可以被感测为打开状态。
当离合器不处于滑移状态时，离合器的结合状态可以被感测为打开状态。
当离合器不处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态中的任一状态时，离合器的结合状态可以被感测为锁定状态。
可以通过将由发动机扭矩乘以发动机RPM所获得的值减去由离合器扭矩乘以离合器RPM所获得的值，然后将该差值除以由发动机扭矩乘以发动机RPM所获得的值，来获得滑移指数。
当离合器的结合状态是锁定状态或打开状态时，可以对发动机扭矩进行滤波控制，使得发动机扭矩的斜率增加。
当离合器的结合状态是打开状态时，随着上述滑移指数与离合器的打开状态时的预期滑移指数之间的差增加，可以控制发动机扭矩的斜率使其减小。
当离合器的结合状态是锁定状态时，随着上述滑移指数与离合器的锁定状态时的预期滑移指数之间的差增加，可以控制所述发动机扭矩的斜率使其减小。
当离合器处于蠕行状态，并且输入轴的旋转速度等于或大于第一速度时，可以确定离合器不处于滑移状态。
当离合器处于启动状态，并且发动机速度增加至小于第二速度的速度时，可以确定离合器不处于滑移状态。
当离合器处于换档状态，分离侧离合器被分离，并且在为了使接合侧离合器接合而增加分离侧离合器的扭矩之前时，可以确定离合器不处于滑移状态。
当离合器处于接合状态，并且发动机速度小于输入轴的速度时，可以确定离合器不处于滑移状态。
根据如上所述的用于车辆的发动机扭矩控制方法，基于与离合器的接合扭矩有关的明确信息来执行发动机扭矩的滤波控制，所以能够防止发动机突变。
附图说明
本发明的上述及其他目标、特征和其他优势将从下文结合附图进行的详细描述中得以更清晰地理解。其中：
图1是示出以往的在换档期间松油门时的发动机扭矩变化的曲线图；
图2是示出以往的在蠕行期间在踩油门后的松油门时的发动机扭矩变化的曲线图；
图3是示出车辆的发动机扭矩控制方法的流程图；
图4是示出用于控制车辆的发动机扭矩的装置的方框图；
图5是示出根据本发明的实施例的在加速期间发动机扭矩变化的曲线图；
图6是示出在蠕行状态中离合器扭矩变化的曲线图；
图7是示出在启动状态中离合器扭矩变化的曲线图；
图8是示出在换档状态中离合器扭矩变化的曲线图；以及
图9是示出在接合状态中离合器扭矩变化的曲线图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。如本领域技术人员将意识到的，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例，而均不偏离本发明的精神或者范围。此外，在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的要素。
在此使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，并非意图限制本发明。如在此使用的，单数形式“一”、“一个/一种”以及“该/所述”意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指出。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指明所叙述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其群组。如在此使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项目中的一个或多个的任何组合以及全部组合。
应当理解，在此使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似的术语包括一般机动车辆，例如客运汽车(包括运动型多功能车辆(SUV))、公共汽车、卡车、各种商用车辆、水运工具(包括各种艇和船)、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，从石油以外的资源得到的燃料)。如在此提到的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，既有汽油动力又有电动力的车辆。
此外，应当理解，以下方法或其方面中的一个或多个可以由至少一个控制单元来执行。术语“控制单元”可以指代包含存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储程序指令，而处理器被特定配置为执行这些程序指令以执行在以下进一步描述的一个或更多过程。而且，应当理解，以下方法可以由包含控制单元的装置结合一个或多个其他部件来执行，如本领域技术人员将理解的。
在下文中，将参考附图描述根据本发明的实施例的用于车辆的发动机扭矩控制方法。
图3是示出车辆的发动机扭矩控制方法的流程图，图4是示出用于控制车辆的发动机扭矩的装置的方框图。
如图3和图4所示，一种用于车辆的发动机扭矩控制方法包括：感测离合器的结合状态(S10)；在感测结合状态(S10)之后，根据发动机扭矩、发动机每分钟转速(RPM)、离合器扭矩以及离合器RPM来计算滑移指数(S20)；以及，在计算滑移指数(S20)之后，基于滑移指数和离合器的结合状态，对发动机扭矩进行滤波控制(S30)。
离合器设置在变速器3中并与发动机1连接。变速器控制单元(TCU)7感测变速器3中的离合器的结合状态。TCU 7能够基于从发动机控制单元(ECU)5传输的发动机扭矩、发动机RPM、从变速器3感测的离合器扭矩、以及离合器RPM来计算准确地表示离合器的滑移程度的滑移指数。之后，响应于来自TCU 7的关于滑移指数和离合器结合状态的信号，ECU 5通过对发动机扭矩进行滤波控制，由此能够恰当地防止发动机的发动机突变。详细的方法将在下文中进行描述。
具体地，感测结合状态的步骤(S10)包括：第一检查过程，检查离合器是否处于打开状态(S10-1)；第二检查过程，当在第一检查过程(S10-1)中确定离合器没有打开时，检查离合器是否处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态中的任一状态(S10-2)；以及第三检查过程，当在第二检查过程(S10-2)中确定离合器处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态时，检查离合器是否处于滑移状态(S10-3)。
首先，TCU 7检查离合器是否处于打开状态(S10-1)。当在第一检查过程(S10-1)中确定离合器处于打开状态时，离合器的结合状态可以被确定为打开状态。
相反，当在第一检查过程(S10-1)中确定离合器不处于打开状态时，为了确定离合器是否处于滑移状态，TCU 7可以检查离合器是否处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态中的任一状态(S10-2)。然而，即使离合器处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态，离合器在物理上也可能处于打开状态，所以可以详细地检查离合器是否处于滑移状态(S10-3)。
因此，作为第三检查过程(S10-3)的结果，当离合器不处于滑移状态时，离合器的结合状态可以被感测为打开状态，并且当离合器的结合状态处于滑移状态时，离合器可以被感测为滑移状态。即，由于即使处于离合器被确定为滑移状态的蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态，离合器也可能实际上处于打开状态，因此可以通过第三检查过程(S10-3)来更准确地判断离合器的状态，从而对发动机扭矩进行滤波控制。上述细节将在下文中提供。
此外，作为第二检查过程(S10-2)的结果，当离合器不处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态时，离合器的结合状态可以被感测为锁定状态。即，当确定离合器不处于打开状态或滑移状态时，可以确定离合器完全锁定。
在滑移指数计算步骤(S20)中，通过将由发动机扭矩乘以发动机RPM所获得的值减去由离合器扭矩乘以离合器RPM所获得的值，然后将该差值除以由发动机扭矩乘以发动机RPM所获得的值，来获得滑移指数。
即，滑移指数表示来自发动机的动力通过离合器传输至驱动轴的程度，因此可以从发动机扭矩和RPM与离合器扭矩和RPM之间的差值检查动力传输的程度。因此，当滑移指数变为零时，发动机动力通过离合器平滑地传输至驱动轮，可以确定离合器几乎处于锁定状态。
相反，当滑移指数变为1时，发动机动力几乎不通过离合器传输至驱动轮，可以确定离合器几乎处于打开状态。
根据本发明，在滤波控制(S30)中，可以对发动机扭矩进行滤波控制，使得与离合器的结合状态是滑移状态相比，在锁定状态时斜率增加，以及与离合器的结合状态是锁定状态相比，在打开状态时斜率增加。即，当离合器的结合状态是打开状态时，发动机的动力不会传输至驱动系统，所以冲击不因发动机扭矩的变化而被传输。因此，当ECU 5从TCU 7接收到表示离合器的结合状态是打开状态的信号时，它以较大斜率控制发动机扭矩，所以发动机扭矩增加得大于离合器扭矩，由此防止发动机突变。
另一方面，当离合器的结合状态处于滑移状态时，发动机动力传输至驱动系统，并且当发动机扭矩快速变化时，冲击将施加至驱动系统。因此，当ECU 5从TCU 7接收到表示离合器处于滑移状态的信号时，它以低斜率控制发动机扭矩，由此防止至驱动系统的冲击。此外，当ECU 5感测到离合器处于锁定状态时，它以比当离合器处于打开状态时的斜率小但比当离合器处于滑移状态时的斜率大的斜率控制发动机扭矩。
在滤波控制步骤(S30)中，当离合器的结合状态是打开状态时，随着上述滑移指数与离合器打开状态时的预期滑移指数之间的差增加，控制发动机扭矩的斜率使其减小。相反，在滤波控制步骤(S30)中，当离合器的结合状态是锁定状态时，随着上述滑移指数与离合器锁定状态时的预期滑移指数之间的差增加，控制发动机扭矩的斜率使其减小。
除了感测离合器的结合状态，TCU 7还计算离合器的滑移指数并将对应的信号发送至ECU 5。因此，ECU 5通过综合使用离合器的结合状态和滑移指数的变化对发动机扭矩进行滤波控制，由此能够对发动机扭矩执行更准确的滤波控制。
具体地，当离合器的结合状态是打开状态时，将预期滑移指数设置为1，但是离合器可能微小地滑移。在这种情况下，滑移指数被计算成小于1的值，并且由于发动机扭矩的快速变化，冲击可能被施加至驱动系统。因此，ECU 5可以执行滤波控制，使得发动机扭矩的斜率减小。
当离合器的结合状态是锁定状态时，将预期滑移指数设置为零，但是当离合器微小地滑移时，可能计算出大于零的滑移指数。在这种情况下，ECU 5可以执行滤波控制，使得使发动机扭矩的斜率减小。
图5是示出根据本发明的实施例的在加速期间发动机扭矩变化的曲线图。如图5所示，可以看到基于滑移指数的发动机扭矩的变化。具体地，当在换档期间分离侧离合器(disengagement clutch)打开时，发动机扭矩迅速减小，所以能够通过发动机扭矩与离合器扭矩之间的差来防止发动机突变。
在第三检查过程(S10-3)中，当离合器处于蠕行状态并且输入轴的旋转速度大于或等于第一速度时，ECU 5可以确定离合器不处于滑移状态。
图6是示出在蠕行状态下离合器扭矩变化的曲线图。如图6所示，当车辆蠕行时，为了防止发动机RPM下降至怠速RPM或更低，控制离合器进入滑移状态。然而，当车辆在下坡路上行驶时，输入轴的速度逐渐增加，所以即使在没有离合器滑移的情况下，也能够以怠速RPM驱动发动机。
因此，当输入轴的旋转速度维持在大于或等于第一速度的速度时，离合器被打开，所以当输入轴的旋转速度大于或等于第一速度时，ECU 5可以确定离合器处于打开状态。
此外，在第三检查过程(S10-3)中，当离合器处于启动状态并且发动机速度增加至小于第二速度的速度时，ECU 5可以确定离合器不处于滑移状态。
图7是示出在启动状态下离合器扭矩变化的曲线图。如图7所示，如果车辆已经启动，则TCU 7在确认发动机速度跟随期望的发动机速度之后，增加离合器扭矩。即，即使车辆已经启动，离合器也未立即滑移，而是在预定时间后进行滑移。
因此，当离合器处于启动状态并且发动机速度增加至小于第二速度的速度时，ECU5可以确定离合器处于打开状态，离合器扭矩没有增加。
此外，在第三检查过程(S10-3)中，当离合器处于换档状态，分离侧离合器被分离，并且为了使接合侧离合器接合而增加分离侧离合器的扭矩之前时，ECU 5可以确定离合器不处于滑移状态。
图8是示出在换档状态下离合器扭矩变化的曲线图。如图8所示，当离合器处于换档状态时，逐渐移除(remove)分离侧离合器的滑移，并且分离侧离合器被打开。之后，在接合侧离合器为了接合而进行滑移之前，分离侧离合器恰当地滑移，所以发动机速度和接合侧离合器的轴速度被同步。
因此，当离合器处于换档状态时，在分离侧离合器分离并且再次滑移时ECU 5可以确定离合器处于打开状态。
此外，在第三检查过程(S10-3)中，当离合器处于接合状态并且发动机速度小于输入轴的速度时，ECU 5可以确定离合器不处于滑移状态。
图9是示出在接合状态下离合器扭矩变化的曲线图。如图9所示，当离合器处于接合状态时，即，当发动机速度低于输入轴的速度时，所施加的扭矩不增加超过零，所以离合器维持在打开状态。
因此，当离合器处于接合状态并且发动机速度小于输入轴速度时，ECU 5可以确定离合器处于打开状态。
如上所述，即使TCU 7确定离合器的结合状态是滑移状态时，也能够辨别实质的离合器打开状态，所以能够更精确地执行发动机扭矩的滤波控制。
根据上述的用于车辆的发动机扭矩控制方法，基于与离合器的接合扭矩有关的明确信息来执行发动机扭矩的滤波控制，所以能够防止发动机突变。
尽管已参考在附图中所示出的特定的实施例对本发明进行了描述，但对于本领域技术人员显而易见的是，在不违背在下列权利要求所描述的本发明的范围的情况下，本发明可以各种方式作出变化和修改。

Claims (12)

1.一种用于车辆的发动机扭矩控制方法，包括以下步骤：
感测车辆的离合器的结合状态；
根据发动机扭矩、发动机RPM、离合器扭矩以及离合器RPM来计算滑移指数；以及
基于计算出的滑移指数和感测到的离合器的结合状态，对所述发动机扭矩进行滤波控制，
其中当所述离合器的结合状态是锁定状态或打开状态时，对所述发动机扭矩进行滤波控制，使得所述发动机扭矩的斜率增加。
2.根据权利要求1所述的方法，其中感测所述结合状态的步骤包括：
第一检查过程，检查所述离合器是否处于打开状态；
第二检查过程，当确定所述离合器不处于打开状态时，检查所述离合器是否处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态；以及
第三检查过程，当确定所述离合器处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态中的任一状态时，检查所述离合器是否处于滑移状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其中当确定所述离合器处于打开状态时，所述离合器的结合状态被感测为打开状态。
4.根据权利要求2所述的方法，其中当所述离合器不处于滑移状态时，所述离合器的结合状态被感测为打开状态。
5.根据权利要求2所述的方法，其中当所述离合器不处于蠕行状态、启动状态、换档状态或接合状态中的任一状态时，所述离合器的结合状态被感测为锁定状态。
6.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述滑移指数的步骤包括：
通过将由所述发动机扭矩乘以所述发动机RPM所获得的值减去由所述离合器扭矩乘以所述离合器RPM所获得的值，然后将差值除以由所述发动机扭矩乘以所述发动机RPM所获得的值，来获得所述滑移指数。
7.根据权利要求1所述的方法，其中当所述离合器的结合状态是打开状态时，随着所述滑移指数与所述离合器的打开状态时的预期滑移指数之间的差增加，控制所述发动机扭矩的斜率使其减小。
8.根据权利要求1所述的方法，其中当所述离合器的结合状态是锁定状态时，随着所述滑移指数与所述离合器的锁定状态时的预期滑移指数之间的差增加，控制所述发动机扭矩的斜率使其减小。
9.根据权利要求2所述的方法，其中当所述离合器处于蠕行状态，并且输入轴的旋转速度等于或大于第一速度时，确定所述离合器不处于滑移状态。
10.根据权利要求9所述的方法，其中当所述离合器处于启动状态，并且发动机速度增加至小于第二速度的速度时，确定所述离合器不处于滑移状态。
11.根据权利要求2所述的方法，其中当所述离合器处于换档状态，分离侧离合器被分离，并且在为了使接合侧离合器接合而增加分离侧离合器的扭矩之前时，确定所述离合器不处于滑移状态。
12.根据权利要求2所述的方法，其中当所述离合器处于接合状态，并且发动机速度小于输入轴的速度时，确定所述离合器不处于滑移状态。
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