CN110225851B - 具有预先防滑控制的用于机动车辆动力总成的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种动力总成的控制系统，该系统包括第一控制模块(100)、第二控制模块(210)以及数据传输系统(B)，第一控制模块配置成作为对检测到至少一个车轮相对于地面的打滑状态而产生用于车辆的机动性和稳定性的第一发动机扭矩设定值(1)，该第二控制模块限定所谓协调的扭矩命令(3)，该数据传输系统将命令传输到控制系统的计算机(200)，该计算机实现第二控制模块(210)，该控制系统的特征在于，第一模块(100)配置成根据车辆的当前速度产生转速限制设定值(4)，并且系统还包括第三控制模块(220)，该第三控制模块由所述计算机(200)实现并配置成产生预先扭矩设定值(5)。

Description

具有预先防滑控制的用于机动车辆动力总成的控制系统

技术领域

本发明涉及机动车辆的动力总成的控制领域。动力总成可以包括热力发动机或电动机，并且可以可选地是混合动力系统。

背景技术

动力总成通常局部地配备有称为发动机计算机的计算机，其接受设定值并执行伺服以通过致动器操作动力总成，该致动器根据发动机的特性而呈现不同形式。

现代车辆还设置有电子轨迹校正器或电子程序稳定器，其接受与车辆的车轮、方向盘以及车身相关联的传感器信息。

已知电子轨迹校正器中包括防滑系统，这些电子轨迹校正器限定待施加至驱动轮的最大牵引扭矩。在动力总成中，通过该最大值以及人类驾驶员对控制装置尤其对加速踏板的操作来限定该扭矩指令。车辆在加速阶段的机动性通过抑制驱动轮打滑而得以保持。

文献FR2994897描述了一种方法，其用于通过编程电稳定器中的非线性规律进行滑动管理。

但是，仍缺乏一种解决方案：其可以在启动或者脱离情况下通过例如电动机的低惯性发动机而在湿滑地面上提供出色的反应能力。在这些条件下，发动机转速在某些情况下可能在一段时间内剧烈增加，这段时间不足以使电子轨迹校正器中存在的防滑功能作出反应以对发动机转速进行调节。因此，当电子轨迹校正器的信号通过数据传输总线类型的通信装置到达动力总成时，该信号可能对于打滑的物理现象产生延迟，并且可能发生不稳定性。预先进行防滑控制将会很有用。

期望找到一种简单的解决方案以解决该问题，而无需改变现有功能的架构。特别地，希望在电子轨迹校正器中保持当前的防滑功能，该功能适用于众多情况，并且此外，在电子校正器中该功能与液压制动扭矩控制相结合(而没有与两台计算机之间的数据传输相关的反应时间)，该液压制动扭矩控制用于稳定性控制，并且也基于与车辆的车轮、方向盘和车身相关的传感器信息。

发明内容

为了解决这些问题，提出了一种具有防滑功能的控制系统，其用于控制人类驾驶的机动车辆的动力总成，该系统包括：第一控制模块，其配置成响应于检测到至少一个车轮相对于地面的打滑状态而产生用于车辆机动性和稳定性的第一发动机扭矩设定值；第二控制模块，如果第一控制模块产生第一扭矩设定值，则该第二控制模块通过将由人类驾驶员限定的扭矩命令至多限制到第一扭矩设定值而限定所谓协调的扭矩命令；以及数据传输系统，其用于将第一控制模块的设定值传输到控制系统的计算机，该计算机实现第二控制模块。

以原始方式，第一模块还配置成根据车辆的当前速度生成用于动力总成的旋转转速限制设定值，并且系统还包括第三控制模块，其由所述计算机实现并配置成基于协调扭矩命令产生用于车辆推进的预先扭矩设定值，该第三控制模块根据动力总成的当前转速以及旋转转速限制设定值来限制该预先扭矩设定值。

因为即使在基于检测到打滑的扭矩减小设定值到达负责伺服以操作动力总成的计算机之前，这种通过第三模块限制扭矩的控制的反应性仍允许通过低惯性发动机减少打滑，所以该反应性是有利的。因此，预先进行防滑控制。

可选特征如下：

-第一控制模块配置成在车辆运行时产生旋转转速限制设定值，使得该设定值可用于第三模块，无论是否检测到至少一个车轮相对于地面的打滑状态；

-第三控制模块配置成在一定情况下产生与该旋转转速限制设定值的跟踪扭矩值相等的预先扭矩设定值，该情况为发动机的当前速度根据启用和停用逻辑超过旋转转速限制设定值且该跟踪扭矩值不大于协调扭矩命令；

-跟踪扭矩值由阈值限制，以防止该跟踪扭矩值采用太小的值；

-第三模块配置成在一定情况下产生与未改变的协调扭矩命令相等的预先扭矩设定值，该情况为发动机的当前速度没有显著超过旋转转速限制设定值或所述跟踪扭矩值大于协调扭矩命令；

-通过比例-积分-微分调节器产生旋转转速限制设定值的跟踪扭矩值；

-第一控制模块还配置成响应于检测到至少一个车轮的定向漂移而产生用于车辆稳定性的制动扭矩设定值，该制动扭矩设定值与第一发动机扭矩设定值在同一计算机中产生。

本发明还涉及一种机动车辆，其包括电动机和如上所述的动力总成的控制系统，该控制系统用于控制所述电动机。

附图说明

通过下面参照仅作为示出本发明实施例的示例给出的附图的说明性描述，将更好地理解本发明且本发明的其他目的、特征、细节和优点将更清楚地显现，在附图中：

图1是本发明所依据的现有控制系统。

图2是根据本发明的控制系统。

图3是结合在图2的系统中的控制模块的流程图。

图4至图6是图3的模块的三个逻辑的表示。

具体实施方式

在图1中，示出了根据现有技术的动力总成的控制系统。其适用于人类驾驶的机动车辆并包含在该机动车辆中。该控制系统提供防滑功能。

当借助传感器50(特别是测量车辆的车轮的旋转速度的传感器)的信号检测到驱动轮(或多个驱动轮)相对于地面打滑的状态时，作为对检测到滑动状态的反应，构成控制系统的第一控制模块的电子轨迹校正器100产生发动机扭矩请求1并将其发送到动力总成200的发动机计算机201。该第一控制模块通过数据通信总线B发送该发动机扭矩请求1，该数据通信总线B将电子轨迹校正器100连接到发动机计算机201。

构成用于车辆的机动性和稳定性的扭矩设定值的该请求由协调信息模块210(其也是控制模块)负责，该协调信息模块210接收并同时考虑人类驾驶员通过按压加速器踏板150产生的加速要求2。

协调模块210产生所谓协调的扭矩命令3，其被传输到动力总成200的致动器250。当电子轨迹校正器100没有产生发动机扭矩请求1时，协调模块限定所谓协调的扭矩命令3等于满足人类驾驶员的加速要求2所需的扭矩，该加速要求2是通过按压加速器踏板150来表现的。

当电子轨迹校正器100产生发动机扭矩请求1时，协调扭矩命令3不超过发动机扭矩请求1，并且如果人类驾驶员对加速器踏板的动作过大，则协调扭矩命令3等于该发动机扭矩请求1。因此，这涉及对驾驶员的动作的限制，以试图恢复附着力、改善车辆的稳定性，同时还寻求不会不必要地减少该车辆的机动性。

此外，当借助传感器50的信息检测到对于车辆在其轨迹上的稳定性而言的过度转向或转向不足时，电子轨迹校正器100产生用于车辆的液压制动的制动扭矩设定值1a。

单个计算机，即电子轨迹校正器100，决定制动扭矩设定值1a和发动机扭矩请求1的产生，这在相对于彼此没有延迟地管理这两个功能的情况下在控制稳定性方面是有利的。

然而，由于数据通信总线B而使得在电子轨迹校正器100和发动机计算机201之间存在通信时间。

在图2中示出了本发明的实施例，其构成对图1的系统的修改。该修改特别通过电气驱动装置实现，该电气驱动装置具有低惯性并因此期望其在脱离或启动时增加防滑功能的反应性。

发动计算机201包括第二信息模块，该第二信息模块是额外控制模块220，其构成第三控制模块。该额外控制模块220接收协调扭矩命令3，该协调扭矩命令3不如图1中那样直接传输给致动器250。

电子轨迹校正器100产生旋转转速限制设定值，此处即最大发动机转速设定值4，其借助来自传感器50的车辆车轮的旋转速度来确定。该最大发动机转速设定值4限定了考虑到车辆的水平速度时不可超过的发动机旋转转速值，该水平速度根据传感器50所提供的不同车轮的旋转速度来确定，这些旋转速度允许了解车辆的水平速度，车轮中的部分在车辆的正常运行条件下不打滑。

最大发动机转速设定值4连续产生，并且在任何情况下与是否识别到打滑状态无关。

最大发动机转速设定值4通过数据传输总线B传输到发动机计算机201的额外控制模块220。

模块220借助于该信息以及协调扭矩命令3产生用于车辆的驱动轮并用于推进车辆的预先扭矩设定值5。该预先扭矩设定值5被传输到致动器250。

在图3中，示出了额外控制模块220的运行。

该模块接收协调扭矩命令3、最大发动机转速设定值4以及发动机旋转转速当前值R作为输入。

该模块实现了用于过滤发动机转速的功能F1、集成的启用和停用功能F2、用于确定扭矩限制的功能F3以及用于选择最终扭矩设定值的功能F4。

功能F1对在输入端接收的发动机转速当前值R进行快速过滤。该功能F1提供过滤后的发动机转速当前值R'，该过滤后的发动机转速当前值R'被提供给功能F2和功能F3。

集成的启用和停用功能F2在输入端接收发动机转速设定值4以及过滤后的发动机转速当前值R'，并且如图4所示的通过阈值实现启用和停用逻辑LOG。该功能F2确定设定值4和值R'之间的差值ε，然后如果转速R'与设定值1之间的差值超过差值阈值，则发送正启用信号ACT。一旦启用信号ACT变正，该信号就保持为正，直到设定值4和值R'之间的差值ε在足够长的持续时间中为负，该持续时间大于停用时间阈值。在这种情况下，启用信号ACT再次变为负。

用于确定扭矩限制的功能F3在图5中示出。该功能F3在输入端接收过滤后的发动机转速当前值R'和发动机转速设定值4。该功能F3计算这两个值之间的差值并借助比例-积分-微分(PID)调节器REG计算相应的跟踪扭矩，其跟踪由线性调节器REG限定的转速设定值4。该功能F3在输出端提供由调节器确定的扭矩值NC(新扭矩)，或者，如果由调节器确定的值小于下限LC1，则提供等于该值LC1的扭矩值NC。

用于选择最终扭矩设定值的功能F4如图6所示。该功能F4在输入端接收协调扭矩命令3、新扭矩NC以及启用信号ACT。

当致动车辆向前运行时，F4功能的运行如下。

如果启用信号ACT为正，则功能F4从来自协调扭矩命令3和跟踪扭矩NC的两个值中选择较低的一个值，并且将其生成作为预先扭矩设定值5。因此，额外控制模块220以协调扭矩命令3为基础，并且根据发动机当前转速R和发动机转速限制设定值4在具有打滑风险的某些情况下减小或限制提供给车轮的扭矩。

如果启用信号ACT为负，则功能F4选择协调扭矩命令作为预先扭矩设定值5。

可以切换功能F4(未示出，以避免使附图复杂化)以考虑人类驾驶员致动向后运行的事实。如果通过电动机来实现本发明(本发明主要用于电动机)，则这种功能F4的切换可以(通过应用到过滤后的转速当前值R'的阈值+V0和-V0)基于电动机的旋转方向来完成。

在这种情况下，应用相同的原理，但是选择绝对值中最小的扭矩值。

此外，功能F4可以接收外部停用命令，旨在处理故障情况。在这种情况下，功能F4选择协调扭矩命令作为预先扭矩设定值5。

值得注意的是，额外控制模块220配置成产生用于车辆推进的预先扭矩设定值5，而不直接考虑至少一个车轮相对于地面的打滑状态。

相反，电子轨迹校正器100根据车辆的速度永久地产生对发动机速度的限制，在接收自校正器的限制值以及局部获得的发动机转速当前值的基础上，额外控制模块220可在动力总成内通过限制施加到车轮的发动机扭矩而非常快速地作出反应。因此，由于不存在延迟而使得所提供的控制很有作用(预先的)，该延迟与诸如电子轨迹校正器的控制器和动力总成之间的物质距离、以及通信总线B中的信息通信时间相关。

该解决方案允许维持一种架构，在该架构中，电子轨迹校正器确保防滑功能且在同一控制器中控制液压制动扭矩。

Claims (8)

1.一种具有防滑功能的控制系统，用于控制人类驾驶的机动车辆的动力总成，所述系统包括第一控制模块(100)、第二控制模块(210)以及数据传输系统(B)，所述第一控制模块配置成作为对检测到至少一个车轮相对于地面的打滑状态而产生用于所述车辆机动性和稳定性的第一发动机扭矩设定值(1)，所述第二控制模块在所述第一控制模块(100)产生第一发动机扭矩设定值(1)的情况下通过将由人类驾驶员限定的扭矩命令(2)至多限制到第一发动机扭矩设定值(1)而限定所谓的协调扭矩命令(3)，所述数据传输系统将所述第一控制模块(100)的设定值传输到所述控制系统的计算机(200)，所述计算机实现所述第二控制模块(210)，其特征在于，所述第一控制模块(100)还配置成根据所述车辆的当前速度产生用于所述动力总成的转速限制设定值(4)，并且所述系统还包括第三控制模块(220)，所述第三控制模块由所述计算机(200)实现并配置成基于所述协调扭矩命令(3)产生用于所述车辆的推进的预先扭矩设定值(5)，所述第三控制模块根据所述动力总成的当前转速(R)以及所述转速限制设定值(4)限制所述预先扭矩设定值。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制模块(100)配置成在所述车辆运行时产生所述转速限制设定值(4)，使得所述转速限制设定值可用于所述第三控制模块(220)，无论是否检测到至少一个车轮相对于地面的打滑状态。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述第三控制模块(220)配置成在一定情况下产生与所述转速限制设定值(4)的跟踪扭矩值(NC)相等的所述预先扭矩设定值(5)，所述情况为所述发动机的当前转速(R)根据启用和停用逻辑(LOG)超过所述转速限制设定值(4)且所述跟踪扭矩值(NC)不大于所述协调扭矩命令(3)。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述跟踪扭矩值(NC)受阈值(LC1)限制。

5.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述第三控制模块(220)配置成在一定情况下产生与未改变的所述协调扭矩命令(3)相等的所述预先扭矩设定值(5)，所述情况为所述发动机的当前转速(R)没有显著超过所述转速限制设定值(4)或所述跟踪扭矩值(NC)大于所述协调扭矩命令(3)。

6.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，通过比例-积分-微分调节器(REG)产生所述转速限制设定值(4)的跟踪扭矩值(NC)。

7.根据权利要求1、2、4、5、6中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述第一控制模块(100)还配置成作为对检测到至少一个车轮的定向漂移的反应而产生用于所述车辆稳定性的制动扭矩设定值(1a)，所述制动扭矩设定值与所述第一发动机扭矩设定值(1)在同一计算机中产生。

8.一种机动车辆，其包括电动机以及根据权利要求1至7中任一项所述的动力总成的控制系统，所述控制系统用于控制所述电动机。

Images