CN108263370B - 用于在车库换挡期间进行车辆发动机速度控制的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在车库换挡期间控制车辆发动机速度的方法和系统，包括确定变矩器的K因子并且基于所确定的K因子来确定发动机速度。

Description

用于在车库换挡期间进行车辆发动机速度控制的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于在车库换挡期间进行车辆发动机速度的系统和方法。

背景技术

该介绍总地呈现本发明的背景。目前提及的发明人在该介绍中描述程度的工作以及可能并未另外修饰为在提交时的现有技术的说明书各方面既不明确地又不隐含地被认为是针对本发明的现有技术。

车辆可包括推进系统、变速器以及变矩器，该推进系统具有诸如内燃机、电动机之类的原动机，该变矩器机械地联接在原动机和变速器之间。变矩器可包括涡轮机和叶轮。叶轮机械地联接于原动机并且随着原动机的输出轴(即，以发动机速度)一起旋转。流体联接件将涡轮机连接于叶轮，并且涡轮机机械地联接于变速器。

图1图示地说明在车库换挡期间的发动机速度控制。车库换挡通常限定为从诸如停车或空挡的非驱动变速器模式向诸如行驶或倒车的驱动变速器模式的变速器换挡。在处于非驱动变速器模式中的同时，涡轮机自由地并且基本上以与发动机相同的速度旋转。然而，当在车辆并不移动的同时布置到驱动变速器模式中时，变速器并不旋转且于是涡轮机并不旋转。旋转向非旋转状况之间的此种过渡致使流体联接件将转矩施加于叶轮，该转矩传递至发动机。在缺少适当校正的情形下，发动机速度可响应地波动。例如，发动机速度可减小。此种发动机速度波动会是不期望的。

图1是在车库换挡期间的传统发动机速度控制100的图示图。图1以102说明期望发动机速度并且以104说明实际发动机速度。较佳地是，发动机速度104紧紧跟随期望发动机速度102。通常，在车库换挡中，期望发动机速度102如图1中所示会是恒定的。

如上所述，在从非驱动变速器模式向驱动变速器模式的车库换挡期间，由于车辆静止，涡轮机会从旋转状况过渡为基本上非旋转状况。图1以106说明做出此种过渡的涡轮机速度。在试图控制发动机速度104以使得该发动机速度优选地仅仅跟随期望发动机速度102时，可修改向发动机的转矩请求。图1说明两种不同类型的修改。

修改信号108可响应于涡轮机速度106中的变化而产生。此种涡轮机速度修改信号108基于涡轮机速度106来修改对于发动机转矩的请求。另一调节信号110基于参照发动机速度误差和车辆速度的表中数值来修改对于发动机转矩的请求。用于产生此种信号110的表经手动地校准并且因此称为经校准修改信号110。

涡轮机速度修改信号108和经校准修改信号110均不足以可靠地避免发动机速度中的波动。实践上，虽然这些方法可在其中一些时间工作，但对于其它时间，它们无法足够地且可靠地避免发动机速度波动。

发明内容

在一示例性方面中，用于在车库换挡期间控制车辆发动机速度的方法包括确定变矩器的K因子并且基于所确定的K因子来确定发动机速度。

在另一示例性方面中，控制发动机速度包括基于所确定的K因子来确定发动机转矩补偿并且基于所确定的发动机转矩补偿来控制发动机转矩。

在另一示例性方面中，发动机转矩补偿基于期望发动机速度除以所确定的K因子的平方。

在另一示例性方面中，该方法进一步包括确定针对变矩器的速度比，且其中，K因子基于所确定的速度比确定。

在另一示例性方面中，确定速度比包括确定变矩器的涡轮机速度、检测发动机速度以及将涡轮机速度除以发动机速度来确定速度比。

在另一示例性方面中，确定K因子包括基于速度比来在表中查询K因子。

在另一示例性方面中，该方法进一步包括使所确定的K因子归一化，并且其中，控制发动机速度是基于归一化的K因子。

在另一示例性方面中，使得所确定的K因子归一化基于与零速度比相对应的K因子的平方除以与所确定的速度比相对应的K因子的平方。

在另一示例性方面中，进一步基于期望发动机速度来控制发动机速度。

这样，可靠地控制发动机速度，以避免车库换挡期间的不期望发动机波动。附加地，避免校准并产生常规使用的表所需的手动工作。因此，本发明降低工作负担。

从下文提供的详细描述中，本发明的又一些可应用领域会变得显而易见。应理解的是，详细描述和特定示例仅仅旨在说明的目的并且并不旨在限制本发明的范围。

在结合附图时，从详细描述、包括权利要求和示例性实施例中，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点显而易见。

附图说明

从详细描述和附图中，本发明将变得更易于理解，附图中：

图1是在车库换挡期间的发动机速度控制的图示说明；

图2是包括推进系统的车辆的示意框图；

图3是变矩器K因子和归一化变矩器K因子的图示说明；

图4是根据本发明示例性实施例的在车库换挡期间的发动机速度控制的图示说明；并且

图5是说明根据本发明的示例性实施例的方法的流程图。

具体实施方式

图2是包括推进系统202的车辆200的示意框图。推进系统202包括原动机204，例如但非限制的是内燃机、电动机等等。推进系统202还包括一个或多个致动器206，该一个或多个致动器配置为与原动机204相互作用并且控制该原动机。例如，致动器206可包括但不限于节流阀、火花塞、燃料喷射系统等等，其可经调节以控制原动机204的操作。

推进系统202进一步包括变速器208，该变速器机械地联接于原动机204。于是，原动机204配置为将动力供给至变速器208。变速器208可具有诸如停车或空挡的一个或多个非驱动变速器状态以及诸如倒车或行驶的一个或多个驱动变速器状态。车辆200进一步包括与变速器208连通的变速器模式选择器210。变速器模式选择器210能接收来自车辆操作者的输入或请求。例如，车辆操作者可通过使得变速器模式选择器210从诸如停车或空挡的其中一个非驱动变速器位置向诸如倒车或行驶的其中一个驱动变速器位置移动来致动该变速器模式选择器。一旦变速器模式选择器210改变位置，该变速器模式选择器就可产生指示变速器模式位置的模式选择器信号，并且将该信号发送至变速器208。响应于该模式选择器信号，变速器208可调节，以例如改变挡位或调节传动比。系统控制器212可与变速器模式选择器210连通。于是，系统控制器212可感测从非驱动变速器位置向驱动变速器位置过渡的车辆操作者请求。

变速器208包括变速器输出轴228。推进系统202进一步包括传动系230，该传动系机械地联接于变速器输出轴228。传动系230将发动机动力分配至车辆车轮(未示出)，以推进车辆200。

推进系统202进一步包括变矩器214，该变矩器机械地联接在原动机204和变速器208之间。原动机204包括输出轴216，该输出轴机械地联接于变矩器214。在原动机204的操作期间，输出轴216能以可变或恒定的速度旋转。在本发明中，输出轴旋转速度也可称为发动机速度。推进系统202包括发动机速度传感器218，该发动机速度传感器配置为测量输出轴216的旋转速度并且产生指示发动机旋转速度的发动机速度信号。

变矩器214包括叶轮或泵220和涡轮机222，该叶轮或泵机械地联接于输出轴216，且该涡轮机机械地联接于变速器208。变矩器214包括变矩器输出轴224，该变矩器输出轴机械地联接于涡轮机222。变矩器输出轴224进而机械地联接于变速器208。在推进系统202的操作期间，变矩器输出轴224可旋转。在本发明中，涡轮机旋转速度也可称为涡轮机速度。推进系统202进一步包括涡轮机速度传感器226，该涡轮机速度传感器配置为测量涡轮机旋转速度并且产生指示涡轮机旋转速度的涡轮机速度信号。涡轮机旋转速度可等于或基本上类似于变速器输入速度。

在所示出的示例性实施例中，系统控制器212产生输出信号，并且将前馈转矩指令发送至致动器206。响应地，致动器206调节原动机204，以调节原动机输出转矩，由此控制发动机旋转速度。因此，原动机204能基于从系统控制器212接收的前馈转矩指令控制。

具体地说，系统控制器212接收来自发动机速度传感器218的发动机速度信号和来自涡轮机速度传感器226的涡轮机速度信号，并且基于那些信号确定变矩器K因子。系统控制器212计算速度比SR，该速度比限定为：

SR＝Wout/Win(1)

其中SR是速度比，Wout是涡轮机速度且Win是发动机速度。已知速度比，K因子可对应于该速度比来确定。K因子通常限定为：

其中K是K因子，且Tin是输入至变矩器的转矩。对于任何给定变矩器，K因子可凭经验确定，而K因子和速度比SR之间的关系可存储在K因子表存储232中，并且如图3中所说明地那样绘制。

图3说明K因子300关于速度比的绘图。该速度比在水平轴线302中说明，并且K因子300的数值由绘图的右侧上的垂直轴线304说明。如上所述，系统控制器212能够使用存储在K因子表查询232中的K因子表和基于发动机速度信号和涡轮机速度信号的速度比来查询针对K因子的对应数值。

例如参照图3能观察到的是，针对K因子的数值可能变得极大。为了使得K因子更可用，系统控制器212可使得K因子的数值归一化。使得K因子数值归一化的一个示例性方法是使用2的动力因子来使得K因子归一化。归一化的K因子等于零速度比时的K因子的平方除以实际速度比时的K因子的平方。这样，K因子可经归一化。以此方式归一化的K因子的示例通过图3中的绘制线306说明。虽然这里描述的示例性实施例将K因子归一化为平方，但可不带限制地使用任何归一化方法并且仍实现本发明。

系统控制器212然后根据以下公式基于任何给定速度比下的期望发动机速度和归一化的K因子来产生对于来自发动机请求的补偿转矩：

其中Tin是补偿转矩，Win是期望发动机速度，且Kfactor是归一化的K因子。这样，从发动机请求并且由其提供的转矩输出根据变矩器的特定性能特征得以更精密地补偿。常规方案均无法基于变矩器的实际特征得以补偿。

图4是根据本发明示例性实施例的在车库换挡期间的发动机速度控制400的图示说明。期望发动机速度以402指示。在该情形中，期望发动机速度402保持恒定。实际发动机速度以404指示，且变矩器的速度比以406指示。如上所述，控制器212确定K因子并且基于所确定的K因子来产生以408指示的转矩补偿信号。例如由转矩补偿信号408补偿的发送至发动机的转矩请求信号产生实际发动机速度404，该实际发动机速度紧紧跟随期望发动机速度402。

图5是说明根据本发明的示例性实施例的方法500的流程图。该方法在步骤502处开始并且持续至步骤504。在步骤504中，该方法测量发动机速度并且持续至步骤506。在步骤506中，该方法测量涡轮机速度并且持续至步骤508。在步骤508中，该方法根据公式(1)计算速度比并且持续至步骤510。

在步骤510中，该方法参照按经验得到的与速度比相对应的K因子数值的表，并且确定与步骤508中确定的速度比相对应的K因子。该方法持续至步骤512，在此，该方法使得所确定的K因子归一化并且持续至步骤514。在步骤514中，该方法基于归一化的K因子和期望发动机速度确定转矩补偿信号并且持续至步骤516。

在步骤516中，该方法基于转矩补偿信号调节转矩请求信号并且持续至步骤518。在步骤518中，该方法根据经调节的转矩请求信号控制发动机并且返回至步骤504。

该描述在本质上仅仅是说明性的并且绝不旨在限制本发明、其应用或使用。本发明的广泛教导可以通过各种形式来实施。因此，虽然本发明包括特定的示例，但本发明的真实范围不应受此限制，因为在研读附图、说明书以及以下权利要求后，其它修改会变得显而易见。

Claims (7)

1.一种用于车辆在车库换挡期间控制发动机速度的系统，所述车辆包括发动机、变速器和变矩器，所述系统包括

控制器，所述控制器经编程为：

基于所述变矩器的速度比确定K因子；以及

基于所确定的K因子控制发动机速度；

发动机速度传感器，所述发动机速度传感器测量发动机速度并且输出指示所测得发动机速度的发动机速度信号；以及

涡轮机速度传感器，所述涡轮机速度传感器测量所述变速器的涡轮机速度并且输出指示所测得的涡轮机速度的涡轮机速度信号，并且其中，所述控制器进一步经编程为：

基于所述发动机速度和所述涡轮机速度确定所述变矩器的速度比，并且所述控制器基于所确定的速度比确定所述K因子；以及

基于所确定的K因子来确定归一化的K因子，并且其中，所述控制器基于所述归一化的K因子来确定所述发动机转矩补偿，其中所述控制器基于与零速度比相对应的K因子的平方除以与所确定的速度比相对应的K因子的平方来确定所述归一化的K因子。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器通过如下方式控制所述发动机速度：

基于所确定的发动机转矩补偿控制来自所述发动机的转矩。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器基于期望发动机速度除以所确定的归一化的K因子的平方来确定所述转矩补偿。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器通过将所述涡轮机速度除以所述发动机速度确定速度比。

5.根据权利要求4所述的系统，进一步包括K因子表存储，所述K因子表存储用于存储与速度比数值相对应的预定K因子数值的表，并且其中，所述控制器通过参照所述K因子表存储中的所述K因子表来确定所述K因子。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步经编程为进一步基于期望发动机速度来确定所述发动机转矩补偿。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述变速器包括无级变速器。

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