CN106608262A - 用于控制车辆的驱动的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于控制车辆的驱动的系统及方法。该方法包括通过确定车辆是否在车辆的停止期间以等于或小于缓行速度的低速被驱动并启动缓行模式的控制而开始缓行进入。通过确定是否满足在缓行模式下APS等于或者大于参考APS的APS条件和发动机扭矩等于或大于参考发动机扭矩的发动机扭矩条件这两者并将当前模式转换成启动模式而开始启动进入。通过确定在启动模式下APS是否小于参考APS并将当前模式转换成用于逐渐减小发动机扭矩的松开油门模式而开始松开油门进入。

Description

用于控制车辆的驱动的系统及方法
技术领域
本发明涉及用于控制车辆的驱动的系统及方法，并且更具体地，涉及用于控制作为包括车辆的发动、缓行(creep)和启动(launch)的车辆的低速行驶模式的牵引模式(take-up mode)的技术。
背景技术
如在本技术领域中所公知的，车辆的缓行是在前进(D)或者倒档R的范围选择变速杆时，当松开加速踏板和制动踏板时车辆以约5KPH的低速行驶的模式。此外，车辆的发动是在从停止或低速的离合器释放状态保持基于空转速度以上的速度的发动机驱动点所确定的特定发动机转速时，通过离合器的待机控制(sleep control)而在离合器速度(clutch speed)与发动机转速同步期间使车辆加速的模式。牵引(take-up)被解释为包括车辆的启动和低速驱动模式，例如缓行和发动，并通过在包括干式离合器的车辆中通过离合器的待机控制实现。
发动机呈现出发动机扭矩的特征，发动机扭矩由于内燃机的特性而基于车辆的状态以及发动机的外部环境而改变。与用于传统自动变速中的扭矩转换器相比，用于自动手动变速器(AMT)或双离合变速器(DCT)的干式离合器(dry clutch)不能充分地减缓扭矩的变化，并且因此导致很难针对上述扭矩变化、发动机转速变化等执行具有稳定性能的车辆的牵引控制。
相关技术的描述仅仅是为了便于本发明的理解，而不应被解释作为那些对于本领域的普通技术人员已知的传统技术。
发明内容
就包括干式离合器的车辆而言，本发明的目的在于提供用于控制车辆的驱动的系统及方法，其针对在发动机转速和扭矩上的变化实现恒定和稳定的牵引控制，从而提高了车辆的生产力。
根据本发明的示例性实施方式，用于控制车辆的驱动的方法可以包括：缓行进入过程(creep entry process)，用于通过控制器确定车辆是否在车辆的停止期间以等于或小于缓行速度的低速被驱动并且启动缓行模式的控制；启动进入过程(launch entry process)，用于通过控制器确定是否满足在缓行模式下加速器位置传感器(APS)等于或者大于参考APS的APS条件和发动机扭矩等于或大于参考发动机扭矩的发动机扭矩条件这两者并且将当前模式转换成启动模式；以及松开油门进入过程(tip-outentry process)，可以通过控制器确定在启动模式下APS是否小于参考APS并且将当前模式转换成用于逐渐减小发动机扭矩的松开油门模式。
具体地，即使当在松开油门模式下APS是0并且制动器被松开(例如，脱离啮合)时，可以由控制器执行缓行进入过程；当即使在松开油门的模式下满足APS条件和发动机扭矩条件两者时，可以由控制器执行启动进入过程；以及响应于确定满足离合器的待机量小于第一参考待机值的第一待机条件F和保持了满足第一待机条件的状态一参考时间或更长时间的时间保持条件，可以由控制器执行启动模式。
在开始启动进入过程之后，启动模式(launch mode)可以被依次分为四个部分：发动机扭矩增大部分(engine torque increase part)，发动机转速增大部分(engine speed increase part)，发动机转速保持部分(engine speedhold part)以及待机终止部分(sleep termination part)，可以基于是否满足转换条件在对应部分之间执行转换，并且转换条件可以被配置为确定APS信号、发动机扭矩、发动机转速、发动机转速改变量以及离合器待机量中的至少一个。
至发动机扭矩增大部分1中的转换条件可以是“与(AND)”条件，其中，满足作为开始启动进入过程的条件的APS条件和发动机扭矩条件这两者。至发动机转速增大部分中的转换条件可以是“或(OR)”条件，其中，满足关于发动机转速改变量是否等于或大于参考速度改变量的发动机转速改变量条件，关于发动机转速是否等于或大于参考速度的发动机转速条件以及关于离合器速度量是否小于第二参考速度值的第二待机条件中的一个；此外，至发动机转速保持部分中的转换条件可以是或(OR)条件，其中，满足发动机转速条件和第二待机条件中的一个；以及至待机终止部分中的转换条件可以是第二待机条件。
参考APS和参考发动机扭矩均可以被确定为是单常数(singleconstant)，参考发动机转速改变量可以被确定为基于APS和发动机转速所确定的二维(2D)图(map)，参考发动机转速可以被确定为用于APS的图，并且可以根据基于当前待机量的图确定第二参考待机值。第一待机条件的第一参考待机值可以被确定为小于第二参考待机值的单常数，并且时间保持条件的参考时间可以被确定为单常数。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，将更加清晰地理解本发明构思的上述及其他的目的、特征以及其他优点，在附图中：
图1是示出根据本发明的示例性实施方式的用于控制车辆的驱动的方法的框图；
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的用于车辆发动模式的各部分的转换条件的框图；
图3是示出根据本发明的示例性实施方式的用于车辆发动模式的各部分的转换过程的示图；
图4是示出根据本发明的示例性实施方式在停止状态下利用25％的APS操纵加速器踏板期间的启动过程的示图；以及
图5是可以应用于本发明的车辆的示意图。
具体实施方式
应当理解，如本文中所使用的术语“车辆(vehicle)”或“车辆的(vehicular)”或其他类似术语包括广义的机动车辆，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆；包括各种小船和海船的船只，航天器等，以及包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧机(combustion)、插入式混合电动车辆、氢动力车辆及其他替代燃料车辆(例如，燃料来源于除石油以外的资源)。
尽管示例性实施方式被描述为利用多个单元来执行示例性处理，但是应当理解，还可由一个或者多个模块执行该示例性处理。此外，应理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置。该存储器被配置为存储模块并且该处理器具体地被配置为执行所述模块以执行下文中进一步描述的一个或多个处理。
本文中使用的术语仅出于描述具体实施方式目的而并非旨在限制本发明。除非上下文中明确指出不同，否则如本文中所使用的单数形式“一(a)”、“一个(an)”及“该(the)”还旨在包括复数形式。将进一步理解的是，术语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”在用在此说明书中时指明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如在本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列条目的任意以及所有组合。
除非从上下文明确指出或者是显而易见，否则如本文中所使用的术语“大约(about)”应被理解为在本领域中的标准公差范围之内，例如在平均值的2个标准差之内。“大约(about)”可被理解为在所声称的值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非上下文中清楚地表示并非如此，否则在本文中所提供的所有数值均由术语“大约”来限定。
参照图1至图3，根据本发明的示例性实施方式的用于控制车辆的驱动的方法可包括：缓行进入过程S10，用于确定车辆是否在车辆的停止期间以等于或小于缓行速度的低速被驱动并启动缓行模式的控制；启动进入过程S20，用于确定是否满足在缓行模式下加速器位置传感器(APS)等于或者大于参考APS的APS条件和发动机扭矩等于或大于参考发动机扭矩的发动机扭矩条件这两者并将当前模式转换成启动模式；以及松开油门进入过程S30，用于确定在启动模式下APS是否小于参考APS并将当前模式转换成用于逐渐减小发动机扭矩的松开油门模式。
具体地说，加速器位置传感器(APS)可以指代加速踏板传感器的信号值并且可以基本上被解释为表示驾驶员的加速踏板操作量(例如，加速踏板的接合量或程度)。缓行速度可以是约5KPH。控制器可以被配置为即使在松开油门模式中APS是0并且制动器被松开(例如，脱离啮合)时，执行缓行进入过程S10；即使在松开油门的模式下满足APS条件A和发动机扭矩条件B这两者时，执行启动进入过程S20；以及响应于确定满足离合器的待机量小于第一参考待机值的第一待机条件F和保持满足第一待机条件的状态一参考时间或更长时间的时间保持条件G来终止启动模式。
换句话说，车辆的牵引控制的状态可以被分成三种模式：缓行模式、启动模式以及松开油门模式。在这点上，可以如上所述指定用于进入这些模式中的每一个的条件，并且因此控制器可被配置为基于车辆的行驶情况的改变而在这三种模式中的一个下自动操作车辆，并且根据本发明操作车辆以完成牵引控制以及通常当启动模式终止时被驱动。
根据本发明，具体地，在开始启动进入过程之后，启动模式可以被依次分为四个部分：发动机扭矩增大部分1，发动机转速增大部分2，发动机转速保持部分3以及待机终止部分4，并且可以根据是否满足转换条件而在相应部分之间执行转换。具体地，转换条件可以被设定成确定APS信号、发动机扭矩、发动机转速、发动机转速改变量以及离合器待机量中的至少一种状态。
另外，发动机扭矩增大部分1可以是基于驾驶员的加速踏板操作量(例如，施加在踏板上的压力的量)而使发动机的扭矩开始增大的部分；发动机转速增大部分2可以是发动机转速可以增大至根据所增大的发动机扭矩基于驾驶员的加速踏板操作量所确定的目标转速的部分；发动机转速保持部分3可以是使离合器逐渐连接以使离合器速度朝向发动机转速增大同时使发动机转速保持为目标转速的部分；以及待机终止部分4可以是在离合器速度与发动机转速之间的差异，即离合器待机量被减小至稍后描述的第二参考待机值以下时使离合器被连接，同时稍微增大发动机转速的部分。
至发动机扭矩增大部分1的转换条件可以是“与”条件，其中，满足了作为启动进入过程的条件的APS条件A和发动机扭矩条件B这两者。换言之，由于启动进入过程的条件本身对应于进入启动模式，故当APS等于或大于参考APS并且发动机扭矩等于或大于参考发动机扭矩时，控制器可被配置为确定当前模式进入发动机扭矩增大部分。此处，参考APS可为0并且参考发动机扭矩可被设定为约5Nm以基于驾驶员对加速踏板的操纵检测发动机充分生成扭矩的状态。
至发动机转速增大部分2中的转换条件可以是“或”条件，其中，满足关于发动机转速改变量是否等于或大于参考速度改变量的发动机转速改变量条件C，关于发动机转速是否等于或大于参考转速的发动机转速条件D以及关于离合器速度量是否小于第二参考速度值的第二待机条件E中的一个；至发动机转速保持部分3中的转换条件可以是或(OR)条件，其中，满足发动机转速条件D和第二待机条件E中的一个；以及至待机终止部分4的转换条件可以是第二待机条件E。
换句话说，在当前模式进入发动机扭矩增大部分1之后，至各个部分的转变基于发动机转速改变量条件C、发动机转速条件D以及第二待机条件E而可以是不同的。因此，当满足第二待机条件E时，当前模式可直接进入待机终止部分4而不执行中间的发动机转速增大部分2以及发动机转速保持部分3；当满足发动机转速条件D时，当前模式可以进入发动机转速保持部分3而不执行发动机转速增大部分2；以及仅当满足发动机转速改变量条件C时，当前的模式可以进入发动机转速增大部分2。因此，由于因此当车辆启动进入模式时，基于车辆驾驶情况满足上述条件的情况可能不同，故针对各种条件可以实现在连续并且稳定的状态下的灵活的控制启动。
参考APS和参考发动机扭矩均可以被确定为单常数(single constant)，如上所述，参考发动机转速改变量可以被确定为根据APS和发动机转速所确定的2D图，并且参考发动机转速可以被确定为用于APS的图。可根据基于待机改变量的图确定第二参考待机值。因此，可根据当前待机改变量从该图获得第二参考待机值，并且当当前待机量小于所获得的第二参考待机值时，控制器可以被配置为确定满足第二待机条件E。
具体地，可根据上述车辆的启动模式的控制情况的必要性，经由基于各类型车辆的情况的多个测试和分析操作来预设或者预定的图。此外，第一待机条件F的第一参考待机值可被确定为小于第二参考待机值的单常数以及被确定为小于每分钟几十转的转速(RPM)的最小值，从而确定离合器是否完全结合；时间保持条件G的参考时间也可被确定为单常数，其是经由分析和测量的设计确定的，以保证离合器完全接合并且被确定为几秒内的值。
现将根据车辆的各种驾驶情况描述如上所述的根据本发明所配置的操作。如在图4中所示，根据上述对于启动模式的各相应部分的转换控制，车辆在停止状态下启动(例如，在车辆已经被停止之后启动)的一般启动可以随时间按顺序执行发动机扭矩增大部分1、发动机转速增大部分2、发动机转速保持部分3以及待机终止部分4。
例如，当在缓行模式下的车辆以大约4KPH至5KPH的速度被驱动时，通过接合加速踏板生成大约10％的APS信号时，可通过控制器开始启动进入过程S20，用于使车辆启动进入模式，可使用发动机扭矩增大部分1和发动机转速增大部分2直接执行待机终止部分4，以实现更平滑的加速度变化。在这方面，由于可在缓行模式下驱动车辆，因此当使用扭矩增大部分1和发动机转速增大部分2驱动车辆时，离合器的待机量可能已经小于第二参考待机值。因此，可以直接执行待机终止部分4的操作以更平滑且迅速地完成启动控制。
当在下坡路上启动或发动车辆时，在没有发动机提供动力的情况下，车辆速度会增加，并且离合器待机可小于具有最小发动机扭矩的第二参考待机值，并且因此在这种情况下，在执行了发动机扭矩增大部分1之后，车辆可以直接转换到待机终止部分4以完成快速和稳定的启动控制。
在根据本发明的上述控制方法中，特别地，可以根据上述的转换条件按时间顺序将启动模式分为四个部分并且可以依次进行控制，当满足相对的后续部分的条件时，相关的前述部分中的转换则不会被执行，中间部分可以被直接通过，并且因此，当离合器完全结合时，启动模式可被迅速终止而不考虑当前部分，由此实现车辆的灵活启动控制，而以相对于车辆的各种启动起始条件更合适的形式迅速地并且更稳定地形成平稳加速的感觉。
根据本发明内容，就包括干式离合器的车辆而言，可针对发动机的转速和扭矩的改变而一直实现恒定的和更稳定的牵引控制，从而提高了车辆的生产力。具体地，不管在车辆的启动开始时的各种初始条件仍可以提供稳定的启动控制性能。
上述本发明可以应用到在图5中所示的车辆中。该车辆具有经由离合器CL给自动手动变速器AMT提供动力的发动机E。动力从变速器AMT流动至驱动轮W以驱动车辆。控制器C控制离合器CL以及变速器AMT，以根据车辆的行驶状况来驱动车辆。控制器C被连接到加速器踏板传感器APS和制动踏板传感器BPS以接收驾驶员的操作。此外，控制器C被连接至控制发动机E的发动机控制单元ECU，使得控制器C能够间接地控制发动机E。这里，省略了用于离合器CL和变速器AMT的致动器。虽然已参照具体的示例性实施例示出并描述了本发明，但本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离由以下的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于控制车辆的驱动的方法，包括以下步骤：
由控制器通过确定所述车辆是否在所述车辆的停止期间以等于或小于缓行速度的低速被驱动并启动缓行模式的控制而开始缓行进入；
由所述控制器通过确定是否满足在所述缓行模式下加速器位置传感器等于或者大于参考加速器位置传感器的加速器位置传感器条件和发动机扭矩等于或大于参考发动机扭矩的发动机扭矩条件这两者并将当前模式转换为启动模式而开始启动进入；以及
由所述控制器通过确定在所述启动模式下所述加速器位置传感器是否小于所述参考加速器位置传感器并且将当前模式转换成用于逐渐减小所述发动机扭矩的松开油门模式而开始松开油门进入，
其中，即使当在所述松开油门模式下所述加速器位置传感器为0并且制动器脱离啮合时，开始所述缓行进入，
其中，当即使在所述松开油门模式下所述加速器位置传感器条件和所述发动机扭矩条件两者被满足时，开始所述启动进入，
其中，响应于确定满足离合器的待机量小于第一参考待机值的第一待机条件和保持满足所述第一待机条件的状态一参考时间或更长时间的时间保持条件来终止所述启动模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在开始所述启动进入之后，所述启动模式被依次分成四个部分：发动机扭矩增大部分、发动机转速增大部分、发动机转速保持部分以及待机终止部分，基于是否满足转换条件而在对应的部分之间执行转换，并且所述转换条件被配置为确定加速器位置传感器信号、发动机扭矩、发动机转速、发动机转速改变量以及离合器待机量中的至少一个状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
至所述发动机扭矩增大部分中的转换条件是与条件，其中，满足作为开始所述启动进入的条件的所述加速器位置传感器条件和所述发动机扭矩条件这两者；
至所述发动机转速增大部分中的转换条件是或条件，其中，满足关于所述发动机转速改变量是否等于或大于参考转速改变量的发动机转速改变量条件，关于所述发动机转速是否等于或大于参考转速的发动机转速条件以及关于离合器速度量是否小于第二参考待机值的第二待机条件中的一个；
至所述发动机转速保持部分中的转换条件是或条件，其中，满足所述发动机转速条件和所述第二待机条件中的一个；以及
至所述待机终止部分中的转换条件是所述第二待机条件。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
所述参考加速器位置传感器和所述参考发动机扭矩均被确定为单常数；
所述参考发动机转速改变量被确定为基于所述加速器位置传感器和所述发动机转速而确定的二维图；
所述参考发动机转速被确定为用于所述加速器位置传感器的图；以及
根据基于待机改变量的图确定所述第二参考待机值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中：
所述第一待机条件的参考待机值被确定为是小于所述第二参考待机值的单常数；以及
所述时间保持条件的第一参考时间被确定为单常数。
6.一种用于控制车辆的驱动的系统，包括：
处理器，所述处理器包括：
缓行进入单元，被配置为通过确定所述车辆是否在所述车辆的停止期间以等于或小于缓行速度的低速被驱动并且启动缓行模式的控制而开始缓行进入；
启动进入单元，被配置为通过确定是否满足在所述缓行模式下加速器位置传感器等于或者大于参考加速器位置传感器的加速器位置传感器条件和发动机扭矩等于或大于参考发动机扭矩的发动机扭矩条件这两者，并且将当前模式转换成启动模式而开始启动进入；以及
松开油门进入单元，被配置为通过确定在所述启动模式下所述加速器位置传感器是否小于所述参考加速器位置传感器并且将当前模式转换成用于逐渐减小所述发动机扭矩的松开油门模式而开始松开油门进入，
其中，即使当在所述松开油门模式下所述加速器位置传感器为0并且制动器脱离啮合时，开始所述缓行进入，
其中，当即使在所述松开油门模式下所述加速器位置传感器条件和所述发动机扭矩条件两者被满足时，开始所述启动进入，
其中，响应于确定满足离合器的待机量小于第一参考待机值的第一待机条件和保持满足所述第一待机条件的状态一参考时间或更长时间的时间保持条件来终止所述启动模式。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，在开始所述启动进入之后，所述启动模式被依次分成四个部分：发动机扭矩增大部分、发动机转速增大部分、发动机转速保持部分以及待机终止部分，基于是否满足转换条件而在对应的部分之间执行转换，并且所述转换条件被配置为确定加速器位置传感器信号、发动机扭矩、发动机转速、发动机转速改变量以及离合器待机量中的至少一个状态。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，
至所述发动机扭矩增大部分中的转换条件是与条件，其中，满足作为开始所述启动进入的条件的所述加速器位置传感器条件和所述发动机扭矩条件这两者；
至所述发动机转速增大部分中的转换条件是或条件，其中，满足关于所述发动机转速改变量是否等于或大于参考转速改变量的发动机转速改变量条件，关于所述发动机转速是否等于或大于参考转速的发动机转速条件以及关于离合器速度量是否小于第二参考待机值的第二待机条件中的一个；
至所述发动机转速保持部分中的转换条件是或条件，其中，满足所述发动机转速条件和所述第二待机条件中的一个；以及
至所述待机终止部分中的转换条件是所述第二待机条件。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，
所述参考加速器位置传感器和所述参考发动机扭矩均被确定为单常数；
所述参考发动机转速改变量被确定为基于所述加速器位置传感器和所述发动机转速而确定的二维图；
所述参考发动机转速被确定为用于所述加速器位置传感器的图；以及
根据基于待机改变量的图确定所述第二参考待机值。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，
所述第一待机条件的参考待机值被确定为是小于所述第二参考待机值的单常数；以及
所述时间保持条件的第一参考时间被确定为单常数。
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