CN113246742A - 用于调整驾驶员需求扭矩的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于调整驾驶员需求扭矩的方法和系统”。提供用于调整车辆的驾驶员需求车轮扭矩的方法和系统。所述驾驶员需求车轮扭矩可以根据加速踏板位置进行调整。特别地，在低加速踏板位置处，加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩关系的导入区域能响应于车辆工况而调整，使得可以避免“死踏板”感觉。

Description

用于调整驾驶员需求扭矩的方法和系统
技术领域
本申请涉及用于调整车辆的驾驶员需求车轮扭矩的方法和系统。
背景技术
驾驶员需求车轮扭矩可以是用于调整车辆动力传动系统的扭矩的基础。驾驶员需求车轮扭矩可以基于来自加速踏板、操纵杆、机构，人/机接口或自主驾驶系统的输入。
发明内容
提供用于调整车辆的驾驶员需求车轮扭矩的方法和系统。所述驾驶员需求车轮扭矩可以根据加速踏板位置进行调整。特别地，在低加速踏板位置处，加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩关系的导入(lead-in)区域能响应于车辆工况而调整，使得可以避免“死踏板”感觉。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出车辆的发动机系统的示意图；
图2示出驾驶员需求扭矩输入装置位置或状态与驾驶员需求车轮扭矩之间的示例性关系的曲线图；
图3示出示例性车辆操作序列，其中驾驶员需求扭矩输入装置位置或状态与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系响应于车辆工况根据图4的方法来动态地改变；并且
图4示出用于确定和输出驾驶员需求车轮扭矩的示例性方法。
具体实施方式
以下描述涉及用于操作车辆的系统和方法。车辆可以包括内燃发动机和/或电机以向车辆提供推进力。车辆动力传动系统可以是图1所示的类型或其他已知配置。可以根据可以应用于请求车轮扭矩的驾驶员需求车轮扭矩输入装置(例如，加速踏板、操纵杆、人/机接口或自主驾驶系统)与如图2所示的请求的驾驶员需求车轮扭矩量之间的映射图或关系来确定车辆的车轮扭矩。可以根据如图3所示的车辆工况来调整映射图或关系内的断点，使得可以避免经历“死踏板”感觉的可能性。在图4中提供用于对所述映射图或关系作出调整的方法。
可以根据加速踏板位置或另一装置(例如，操纵杆或自主驾驶系统)的位置或状态来产生驾驶员需求车轮扭矩。然而，对于小力地施加加速踏板或其他装置，车辆的人类驾驶员或自主驾驶系统可能经历“死踏板”感觉，其中在踩踏加速踏板时可以观察到很少(如果有的话)的实际车轮扭矩增加。另外，从较小加速踏板位移到较大加速踏板位移的平稳车轮扭矩进展对于车辆操控性可能是期望的。然而，当在驾驶员需求车轮扭矩输入装置位置或状态与驾驶员需求车轮扭矩之间存在静态关系时，可能难以避免“死踏板”感觉并且提供平稳的车轮扭矩进展。
本文发明人已经认识到，可以经由用于操作车辆的方法提供平稳的车轮扭矩进展并且避免“死踏板”感觉，所述方法包括：根据车辆的道路载荷和最小车轮扭矩动态地调整映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系；以及根据加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系调整动力传动系统推进源的扭矩。
通过根据车辆的道路载荷和最小车轮扭矩动态地调整映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系，可能避免“死踏板”感觉并且提供平稳的车轮扭矩进展。在一个示例中，可以经由调整断点动态地调整映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系，所述断点描述映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系。
本说明书可以提供若干优点。特别地，所述方法可以减少“死踏板”感觉。此外，当从未踩踏位置踩踏加速踏板时，所述方法可以提供平稳的扭矩进展。另外，所述方法可以提供一致的车辆加速和减速。
现在转向附图，图1描绘内燃发动机10的气缸14的示例，所述内燃发动机可以包括在车辆5中。发动机10可以是如下文进一步描述的可变排量发动机(VDE)。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过来自人类车辆操作员130经由输入装置132的输入来控制。在该示例中，输入装置132包括加速踏板和踏板位置传感器134，所述踏板位置传感器用于产生比例踏板位置信号。然而，在其他示例中，输入装置132可以是可以从人类操作员130接收输入的操纵杆或其他机构。替代地，自主驾驶系统(例如，基于计算机的驾驶系统)101可以向控制器12提供驾驶员需求车轮扭矩请求。在其他示例中，人类操作员可以经由人/机接口102输入驾驶员需求车轮扭矩。人/机接口可以是显示面板或其他已知的人/机接口。发动机10的气缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，其中活塞138定位在所述燃烧室壁中。活塞138可以联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器54联接到车辆5的至少一个车轮55，如下面进一步描述。此外，起动机马达(未示出)可以经由飞轮联接到曲轴140以实现发动机10的起动操作。
在一些示例中，车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可为马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中，第一离合器56设置在曲轴140与电机52之间，而第二离合器57设置在电机52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或脱离离合器，以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一类型的变速器。
动力传动系统可以通过各种方式配置，包括被配置为并联、串联或串并联式混合动力车辆。在电动车辆示例中，系统电池58可以是牵引电池，所述牵引电池将电力输送到电机52以向车轮55提供扭矩。在一些示例中，电机52还可以充当发电机操作以例如在制动操作期间提供电力以对系统电池58充电。应当明白，在包括非电动车辆示例的其他示例中，系统电池58可以是联接到交流发电机(ALT)46的典型起动、照明、点火(SLI)电池。
交流发电机46可以被配置为在发动机运行期间经由曲轴140使用发动机扭矩对系统电池58充电。另外，交流发电机46可基于发动机的一个或多个电气系统(诸如一个或多个辅助系统，包括暖通空调(HVAC)系统、车灯、车载娱乐系统和其他辅助系统)的对应的电气需求来对它们供电。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可以基于驾驶室冷却需求、电池充电需要、其他辅助车辆系统需求和马达扭矩中的每一者而不断变化。电压调节器可联接到交流发电机46以便基于系统使用要求(包括辅助系统需求)来调节交流发电机的功率输出。
发动机10的气缸14可经由一系列进气通道142和144以及进气歧管146来接收进气。除了气缸14之外，进气歧管146还可与发动机10的其他气缸连通。进气通道中的一者或多者可以包括一个或多个增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿着排气通道135布置的排气涡轮176。当增压装置被配置为涡轮增压器时，压缩机174可至少部分地通过排气涡轮176经由轴180提供动力。然而，在其他示例中，诸如当发动机10设置有机械增压器时，压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入提供动力，并且可以可选地省略排气涡轮176。在另外的其他示例中，发动机10可以设置有电动机械增压器(例如，“电增压器”)，并且压缩机174可以由电动马达驱动。在另外的其他示例中，诸如当发动机10是自然进气式发动机时，发动机10可以不设置有增压装置。
包括节流板164的节气门162可以设置在发动机进气通道中以用于改变被提供给发动机气缸的进气的流量和/或压力。例如，节气门162可定位在压缩机174的下游，如图1所示，或者可以替代地设置在压缩机174的上游。节气门162的位置可以经由来自节气门位置传感器的信号被传送到控制器12。
除了气缸14之外，排气歧管148还可以从发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器126被示为联接到排放控制装置178的上游的排气歧管148。排气传感器126可从用于提供排气空燃比(AFR)的指示的各种合适的传感器中选择，例如，这些合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在图1的示例中，排气传感器126是UEGO传感器。排放控制装置178可以是三元催化剂、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或者它们的组合。在图1的示例中，排放控制装置178是三元催化剂。
发动机10的每个气缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，气缸14被示为包括位于气缸14的上部区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中，包括气缸14的发动机10的每个气缸都可以包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。在该示例中，进气门150可以由控制器12通过经由包括一个或多个凸轮151的凸轮致动系统152的凸轮致动来控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由包括一个或多个凸轮153的凸轮致动系统154来控制。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157来确定。进气门150和排气门156在气缸盖161内往复运动。
在一些状况期间，控制器12可以改变被提供给凸轮致动系统152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。可以同时控制进气门正时和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或固定凸轮正时的可能性中的任一种。每个凸轮致动系统可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12操作来改变气门操作的可变排量发动机(VDE)、凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者。在替代示例中，进气门150和/或排气门156可以通过电动气门致动来控制。例如，气缸14可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动(包括CPS和/或VCT系统)控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器(或致动系统)或可变气门正时致动器(或致动系统)控制。
如本文进一步所述，进气门150和排气门156可以在VDE模式期间经由电致动摇臂机构来停用。在另一个示例中，进气门150和排气门156可以经由CPS机构来停用，在所述CPS机构中，没有升程的凸轮凸角用于停用的气门。还可以使用另外的其他气门停用机构，诸如用于电致动气门的机构。在一个示例中，进气门150的停用可以由第一VDE致动器(例如，联接到进气门150的第一电致动摇臂机构)控制，而排气门156的停用可以由第二VDE致动器(例如，联接到排气门156的第二电致动摇臂机构)控制。在替代示例中，单个VDE致动器可以控制气缸的进气门和排气门两者的停用。在另外的其他示例中，单个气缸气门致动器停用多个气缸(进气门和排气门两者)，诸如发动机组中的所有气缸，或者不同的致动器可以控制所有进气门的停用，而另一个不同的致动器控制停用的气缸的所有排气门的停用。应当明白，如果气缸是VDE发动机的不可停用的气缸，则气缸可以不具有任何气门停用致动器。每个发动机气缸可以包括本文所述的气门控制机构。在被停用时，进气门和排气门在一个或多个发动机循环保持在关闭位置以便防止流入或流出气缸14。
气缸14可以具有压缩比，所述压缩比是当活塞138处于下止点(BDC)时与处于上止点(TDC)时的容积比。在一个示例中，压缩比在9:1至10:1的范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，压缩比可以增大。例如，当使用较高辛烷值的燃料或具有较高潜在汽化焓的燃料时，可能发生这种情况。如果使用直接喷射，由于直接喷射对发动机爆震的影响，则压缩比也可以增大。
发动机10的每个气缸可以包括用于发起燃烧的火花塞192。在选择的操作模式下，点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可以基于发动机工况和驾驶员扭矩需求来调整火花正时。例如，可以在最佳扭矩最小点火提前角(MBT)正时提供火花以将发动机功率和效率最大化。控制器12可以将发动机工况(包括发动机转速、发动机负荷和排气AFR)输入到查找表中，并且输出针对所输入的发动机工况的对应MBT正时。在其他示例中，火花可从MBT延迟，诸如以便在发动机起动期间加速催化剂预热，或以便减少发动机爆震的发生。可以经由调整点火线圈或电能装置接收电荷的时间量来增加或减少供应给火花塞192的能量的量。
在一些示例中，发动机10的每个气缸可配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，气缸14被示为包括直接燃料喷射器166和进气道燃料喷射器66。燃料喷射器166和66可以被配置为输送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示为直接联接到气缸14以用于与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地直接在其中喷射燃料。进气道燃料喷射器66可以由控制器12以类似的方式控制。通过这种方式，燃料喷射器166提供所谓的燃料直接喷射(下文也被称为“DI”)到气缸14中。尽管图1示出了定位到气缸14的一个侧面的燃料喷射器166，但是燃料喷射器166可以替代地位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，所以这样的位置可能增加混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于顶部并靠近进气门以增加混合。燃料可以经由燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器166和66。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。
燃料喷射器166和66可以被配置为以不同的相对量从燃料系统8接收不同的燃料作为燃料混合物，并且还被配置为将所述燃料混合物直接喷射到气缸中。例如，燃料喷射器166可以接收醇燃料，而燃料喷射器66可以接收汽油。此外，可在气缸的单个循环的不同冲程期间将燃料输送到气缸14。例如，直接喷射的燃料可以在前一排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间至少部分地输送。进气道喷射的燃料可以在接收燃料的气缸的前一循环的进气门关闭之后喷射且直到当前气缸循环的进气门关闭。因此，对于单个燃烧事件(例如，经由火花点火在气缸中燃烧燃料)，可以经由任一个或两个喷射器在每个循环中执行一次或多次燃料喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或者它们的任何适当组合期间执行多次DI喷射，这被称为分流燃料喷射。
燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同燃料类型的燃料，诸如具有不同燃料质量和不同燃料成分的燃料。差异可以包括不同的醇含量、不同的含水量、不同的辛烷值、不同的汽化热、不同的燃料共混物和/或它们的组合等。具有不同的汽化热的燃料的一个示例包括作为具有较低汽化热的第一燃料类型的汽油和作为具有较大汽化热的第二种燃料类型的乙醇。在另一个示例中，发动机可以使用汽油作为第一燃料类型并使用诸如E85(大约85％乙醇和15％汽油)或M85(大约85％甲醇和15％汽油)的含醇燃料共混物作为第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇与水的混合物、水与甲醇的混合物、醇的混合物等。在又一示例中，这两种燃料都可以是具有不同醇成分的醇共混物，其中第一燃料类型可以是具有较低醇浓度的汽油醇共混物，诸如E10(大约10％乙醇)，而第二燃料类型可以是具有较高醇浓度的汽油醇共混物，诸如E85(大约85％乙醇)。另外，第一燃料和第二燃料在其他燃料质量方面也可能不同，诸如温度、粘度、辛烷值等的差异。此外，一个或两个燃料箱的燃料特性可能例如由于燃料箱重新填充的每日变化而经常变化。
控制器12在图1中被示为微计算机，所述微计算机包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序(例如，可执行指令)和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示为非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括先前讨论的信号并另外包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到排气通道135的温度传感器158的排气温度；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的曲轴位置信号；来自节气门位置传感器163的节气门位置；来自排气传感器126的信号UEGO，其可以由控制器12使用来确定排气的空燃比；经由爆震传感器90的发动机振动(例如，爆震)；以及来自MAP传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。控制器12可以根据曲轴位置产生发动机转速信号RPM。来自MAP传感器124的歧管压力信号MAP可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可以基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度，并基于从温度传感器158接收的信号来推断排放控制装置178的温度。
控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器来基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，控制器可通过致动气门致动器152和154以使停用选定气缸来使发动机转换到在VDE模式下操作。
如上所述，图1仅示出多缸发动机中的一个气缸。因此，每个气缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、一个或多个燃料喷射器、火花塞等。应当明白，发动机10可以包括任何合适数量的气缸，包括2个、3个、4个、5个、6个、8个、10个、12个或更多个气缸。此外，这些气缸中的每一个可以包括由图1参考气缸14所描述和描绘的各种部件中的一些或所有部件。
在选定状况期间，诸如当未请求发动机10的全扭矩能力时，控制器12可以选择停用第一或第二气缸组中的一者(在本文中也被称为VDE操作模式)。在VDE模式期间，可以通过关闭相应的燃料喷射器166和66来停用选定气缸组的气缸。此外，气门150和156可以被停用并在一个或多个发动机循环内保持关闭。尽管禁用的气缸的燃料喷射器被关闭，但其余启用的气缸继续执行燃烧，其中对应的燃料喷射器以及进气门和排气门是活动的并且在操作。为了满足扭矩需要，控制器调整进入活动发动机气缸的空气量。因此，为了提供八缸发动机在0.2发动机负荷和特定发动机转速下产生的等效发动机扭矩，与当发动机在所有发动机气缸都活动的情况下操作时的发动机气缸相比，活动发动机气缸可以在更高的压力下操作。这需要更高的歧管压力，从而导致降低泵气损失并提高发动机效率。另外，暴露于燃烧的较小的有效表面积(仅来自活动气缸)减少了发动机热损失，从而提高了发动机的热效率。
因此，图1的系统提供用于操作动力传动系统的系统，其包括：推进源；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器响应于描述驾驶员需求车轮扭矩输入装置与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系的表或函数而调整所述推进源的扭矩，所述表或函数包括由两个断点限定的导入区域，所述两个断点可根据车辆工况来进行动态地调整。所述系统包括：其中所述两个断点中的第一个限定最小车轮扭矩。所述系统包括：其中所述导入区域的驾驶员需求车轮扭矩随加速踏板踩踏量减小直至最小车轮扭矩而减小。所述系统包括：其中所述推进源是内燃发动机。所述系统包括：其中所述推进源是电机。所述系统包括：其中所述导入区域在驾驶员需求扭矩等于车辆的道路载荷时结束。所述系统包括：其中所述导入区域在驾驶员需求扭矩等于最小驾驶员需求车轮扭矩加偏移扭矩值时结束。
图2示出驾驶员需求车轮扭矩输入装置(例如，加速踏板、操纵杆、人/机接口或自主驾驶系统)与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的示例性关系。水平轴线表示根据驾驶员需求车轮扭矩输入装置的位置或状态(例如，加速踏板位置)和车辆速度确定的映射的车轮扭矩。驾驶员需求车轮扭矩输入装置处于基本位置或未被施加，其中水平轴线与竖直线210相交。驾驶员需求车轮扭矩输入装置处于完全施加位置，其中水平线与线216相交。因此，驾驶员需求车轮扭矩输入装置在水平轴线的左侧未被施加，并且驾驶员需求车轮扭矩输入装置的施加量增大到曲线图200的右侧。竖直轴线表示命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩，并且请求的驾驶员需求车轮扭矩的量在竖直轴线箭头的方向上增大。
映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与请求的驾驶员需求车轮扭矩关系由线段202、204和206表示。线202可以被称为映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与请求的驾驶员需求车轮扭矩关系的导入线段，因为它从基本或未施加的驾驶员需求车轮扭矩输入装置基本位置开始。线204可以被称为映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与请求的驾驶员需求车轮扭矩关系的中间线段。线206可以被称为映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与请求的驾驶员需求车轮扭矩关系的导出线段，因为线段206结束于驾驶员需求车轮扭矩输入装置被完全施加。
第一断点250限定导入线段202的第一端。第二断点252限定导入线段202的第二端和中间线段204的第一端。第三断点254限定中间线段204的第二端和导出线段206的第一端。导出线段206的另一端由第四断点256限定。可以响应于车辆工况而相对于竖直轴线(例如，驾驶员需求车轮扭矩请求)动态地调整断点250、252、254和256，如关于方法400进一步详细讨论的。
第一断点250被示为在竖直线210和水平线220的相交部处。竖直线210表示映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的基本或未施加位置。竖直线210还表示映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的在竖直线210与竖直线212之间延伸的导入区域的起始侧或第一侧。水平线220表示最小车轮扭矩请求(例如，车轮扭矩请求不可以小于最小车轮扭矩请求的值)。可以根据车辆工况来在由箭头270指示的方向上调整最小车轮扭矩请求Tq_whlMin，如在图4的描述中更详细地讨论的。
第二断点252被示为在竖直线212和水平线222的相交部处。竖直线212表示映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的导入区域的结束。竖直线212还表示映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的延伸到竖直线214的中间线段区域的开始。水平线222表示导入区域的最大车轮扭矩请求。可以根据车辆工况来在箭头271的方向上调整导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn，如在图4的描述中更详细地讨论的。
第三断点254被示为在竖直线214和水平线224的相交部处。竖直线214表示映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的中间线段区域的结束。竖直线214还表示映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的延伸到竖直线216的导出区域的开始。水平线224表示中间线段区域的最大车轮扭矩请求和导出区域的最小车轮扭矩。
第四断点256被示为在竖直线216和水平线226的相交部处。竖直线216表示映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的完全施加位置。竖直线216还表示映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的导出区域的结束。水平线226表示最大车轮扭矩请求(例如，车轮扭矩请求不可以大于最大车轮扭矩请求的值)。
映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系的导入线部分(例如，线202)提供对于映射的驾驶员需求车轮扭矩输入的施加量的增加而言请求的驾驶员需求车轮扭矩的逐渐增加。线段202的斜率可以响应于车辆工况而增大或减小，使得可以避免“死踏板”感觉。线段202的斜率可以经由根据车辆工况动态地调整Tq_whlLeadIn的值或Tq_whlMin的值来改变。Tq_whlMapX0表示在驾驶员需求车轮扭矩输入装置的完全释放位置处的映射的驾驶员需求输入，并且Tq_whlMapXLow是驾驶员需求车轮扭矩输入装置的导入区域停止所在的位置处的映射的驾驶员需求输入(例如，完全施加的驾驶员需求车轮扭矩输入装置的10％)。在一个示例中，Tq_whlMapXLow＝Tq_whlXRL，或者驾驶员需求车轮扭矩输入装置的导入区域停止所在的位置处的映射的驾驶员需求输入等于车辆的道路载荷下的映射的驾驶员需求输入(Tq_whlXRL)。因此，导入线部分和导出线部分具有比中间线段更低的增益(例如，驾驶员需求扭矩随加速踏板位置变化的变化率)。
现在参考图3，示出根据图4的方法在应用于图1的系统时的车辆操作序列。图3的序列包括三个曲线图，并且曲线图在时间上对准。时间t0-t7处的竖直线表示序列中感兴趣的时间。
从图3顶部起的第一曲线图是加速踏板位置与时间的曲线图。当迹线302处于水平轴线的水平处时，加速踏板完全闭合。当迹线302靠近竖直轴线的箭头时，加速器完全打开或不被踩踏。水平线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。水平线350表示加速踏板的对车轮的动力传动系统输出扭矩等于车辆的道路载荷所在的位置。迹线302表示加速踏板的位置。
自图3顶部起的第二曲线图是车辆速度与时间的曲线图。当迹线304处于水平轴线的水平处时，车辆速度为零。车辆速度在竖直轴线箭头的方向上增加。水平线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线304表示车辆速度。
从图3顶部起的第三曲线图是车辆车轮扭矩与时间的曲线图。竖直轴线表示车轮扭矩，并且车轮扭矩在竖直轴线箭头的方向上增加。车轮扭矩在水平轴线的水平处为零。水平线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线306表示导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn。迹线310表示车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL。迹线308表示最小车轮扭矩请求Tq_whlMin。
在时间t0处，加速踏板不被踩踏并且车辆速度为零。最小车轮扭矩请求Tq_whlMin处于较高水平，并且导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn处于较高水平。车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL处于较低水平。
在时间t1处，踩踏加速踏板并且以更大水平继续踩踏它直到时间t2。车辆速度开始增加并且最小车轮扭矩请求Tq_whlMin减小，使得其在时间t2之前达到负值。导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn也减小，但其保持为正值。车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL随车辆速度增加而增加。道路载荷车轮扭矩是重要的，因为它有时限定导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn的值。在该示例中，导入区域最大扭矩在时间t1之后不久等于车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL。Tq_whlLeadIn与Tq_whlRL之间提供小间距以改善可观察性。
在时间t2处，加速踏板位置等于车轮扭矩等于车辆道路载荷车轮扭矩所在的位置。车辆速度趋平并且它是恒定的直到时间t3。导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn也在恒定值处趋平，并且它等于车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL。最小车轮扭矩请求Tq_whlMin在负值处趋平。
在时间t3处，踩踏加速踏板从而进一步致使车辆速度在时间t3与时间t4之间增加。导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn随车辆速度增加而增加，并且车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL也随车辆速度增加而增加。最小车轮扭矩请求Tq_whlMin移动至递增的负值。
在时间t4处，加速踏板在较高值处趋平并且车辆速度继续增加。导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn随车辆速度继续增加而增加，并且车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL随车辆速度增加而继续增加。最小车轮扭矩请求Tq_whlMin移动至递增的负值。
在时间t5处，加速踏板位置从较高值减小，并且车辆速度在时间t5之后不久开始减小。导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn随车辆速度减小而开始减小，并且车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL随车辆速度减小而减小。最小车轮扭矩请求Tq_whlMin在时间t5之后不久随车辆速度减小而开始增加。
在时间t6处，进一步踩踏加速踏板并且加速踏板位置开始增加。导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn随车辆速度增加而开始增加，并且车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL也随车辆速度增加而开始增加。最小车轮扭矩请求Tq_whlMin移动至具有更大量值的负值。
在时间t7处，加速踏板位置已经增加至等于车轮扭矩等于车辆道路载荷车轮扭矩所在的位置的位置。车辆速度继续增加。导入区域的最大扭矩Tq_whlLeadIn继续增加，并且车辆的道路载荷车轮扭矩Tq_whlRL继续增加。最小车轮扭矩请求Tq_whlMin水平继续至更大量值的负值。
以此方式，可以调整映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系的断点以改善车辆操控性。
现在参考图4，示出用于调整映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系的方法。可以根据例如加速踏板和车辆速度来确定映射的驾驶员需求车轮扭矩。图4的方法可以作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令包括在图1的系统中。图4的方法可以与图1的系统协作地操作以调整装置(例如，致动器)在物理世界中的操作状态。
在402处，方法400确定表示车辆道路载荷的车轮扭矩。在一个示例中，方法400根据以下方程来确定道路载荷力：
FRL＝a+b·vspd+c·vspd2
其中FRL是道路载荷力，其中a、b和c是可以经由车辆滑行数据根据经验确定的实数，并且其中vspd是车辆速度。替代地，可以经由以下方程确定道路载荷力：
Figure BDA0002931564660000161
其中FRL是道路载荷力，Faero是施加到车辆的气动阻力，Frr是施加到车辆的滚动阻力，Fgrade是由于道路坡度而施加到车辆的力，rho是空气的密度，cd是车辆的阻力系数，A是车辆的迎风面积，m是车辆质量，g是重力常数，crr是滚动阻力系数，并且θ是车辆所行驶的道路的坡度。
方法400根据道路载荷力通过以下方程确定道路载荷车轮扭矩：
Tq_whlRL＝FRL·R_tire
其中Tq_whlRL是道路载荷车轮扭矩，FRL是施加到轮胎的道路载荷，并且R_tire是安装到车轮的轮胎的半径。方法400前进到404。
在404处，方法400判断车辆的当前速度是否小于或等于车辆的蠕行速度。如果是，则答案为是，并且方法400前进到406。否则，答案为否，并且方法400前进到408。车辆的蠕行速度可以是在车辆已经完全停止之后已经完全释放车辆的制动踏板之后，在自释放制动踏板以来尚未踩踏加速踏板的同时并且当车辆在平坦道路上行驶时车辆行驶的恒定速度。
在406处，方法400调整映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系中的最小车轮扭矩值(Tq_whlMin)。特别地，最小车轮扭矩被调整为等于车轮蠕行扭矩(Tq_whlCreep)。车轮蠕行扭矩可以是在车辆已经完全停止之后已经完全释放车辆的制动踏板之后，并且在自释放制动踏板以来尚未踩踏加速踏板的同时，车辆在平坦道路上行驶时致使车辆以车辆蠕行速度行驶的预定扭矩量。可以经由以下方程根据经验确定车轮蠕行扭矩：
Tq_whlCreep＝f(Nidle_des，Nt_creep)
其中Tq_whlCreep是车轮蠕行扭矩，f是返回车轮蠕行扭矩的函数，Nidle_des是期望的发动机怠速，并且Nt_creep是对应于车辆蠕行速度的涡轮速度。方法400前进到410。
在408处，方法400经由以下方程确定最小驾驶员需求车轮扭矩值：
Tq_whlMin＝max(Tq_whlDecelDes，Tq_whlMinCap)
其中Tq_whlMin是映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系(例如，如图2所示)中的最小驾驶员需求车轮扭矩，max是返回第一自变量(Tq_whlDecelDes)和第二自变量(Tq_whlMinCap)中的较大值的函数，Tq_whlDecelDes是提供期望车辆减速率的驾驶员需求车轮扭矩，并且Tq_whlMinCap是动力传动系统的最小扭矩能力，其可以是发动机摩擦和/或电池充电容量的函数。动力传动系统的最小扭矩能力可以根据发动机摩擦扭矩、根据高电压电池确定的充电扭矩和基于动力传动系统配置的电机能力充电扭矩进行确定。Tq_whlDecelDes可以是车辆速度的函数。方法400前进到410。
在410处，方法400经由以下方程确定导入扭矩值：
Tq_whlLeadIn＝max(Tq_whlRL，Tq_whlMin+cal)
其中Tq_whlLeadIn是映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系(例如，如图2所示)的导入区域的最大扭矩。Max是返回第一自变量(Tq_whlRL)和第二自变量(Tq_whlMin+cal)中的较大值的函数，Tq_whlRL是车辆的道路载荷车轮扭矩，Tq_whlMin是车辆的最小车轮扭矩请求，并且cal是可校准或可调整的偏移值。例如，如果Tq_whlRL是20牛顿米并且Tq_whlMin+cal是15牛顿米，则max返回20牛顿米的值。在车辆速度小于或等于车辆蠕行速度的情况下，将Tq_whlLeadIn调整为Tq_whlMin+cal。变量cal的值可以是车辆速度的函数。
根据如图2所示的映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系的导入区域的最大扭矩来调整所述关系的断点。特别地，图2所示的断点252可以如箭头271所指示定向地调整。线段202在断点250与252之间伸展，并且由于线段202是断点250与252之间的最短距离，因而当调整断点时所述线段202被调整。可以根据驾驶员需求车轮扭矩输入装置和线段202来确定导入区域中的请求的驾驶员需求车轮扭矩。例如，当映射的驾驶员需求车轮扭矩输入小于Tq_whlMapXLow并且大于Tq_whlMapX0时，驾驶员需求车轮扭矩可以通过以下方程给出：
DD_whlTq＝m(DDinp)+b
其中DD_whlTq是驾驶员需求车轮扭矩，m是线段202的斜率，DDinp是驾驶员需求车轮扭矩输入装置的位置，并且b是线段202的斜率。线段202的斜率可以经由以下方程确定：
Figure BDA0002931564660000191
b的值可以经由求解在导入区域结束时的断点(例如，图2的252)处的驾驶员需求车轮扭矩确定。图2所示的其他线段的驾驶员需求车轮扭矩和斜率可以类似的方式确定。方法400前进到412。
在412处，方法400根据映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与命令或请求的驾驶员需求车轮扭矩之间的关系来调整车辆的车轮扭矩。所述关系可以包括导入区域，如图2中所示。可以经由在410处描述的驾驶员需求车轮扭矩DD_whlTq方程确定导入区域中的车轮扭矩。方法400调整扭矩源(例如，内燃发动机或电机)的扭矩输出以提供请求的驾驶员需求车轮扭矩。例如，方法400可以调整节气门位置、燃料喷射正时和凸轮正时，使得发动机递送请求的驾驶员需求车轮扭矩。替代地或另外，方法400可以经由调整向电机供应电流的逆变器的输出来调整电机的输出。方法400前进以在递送请求的驾驶员需求车轮扭矩之后退出。
因此，图4的方法提供一种用于操作车辆的方法，所述方法包括：根据车辆的道路载荷和最小车轮扭矩动态地调整映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系；以及根据加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系调整动力传动系统推进源的扭矩。所述方法包括：其中根据第一加速踏板位置和期望的车辆减速分布(deceleration profile)来动态地调整加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系中的第一断点，并且其中根据第二加速踏板位置和所述车辆的所述道路载荷来动态地调整加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的所述关系中的第二断点。所述方法包括：其中所述关系包括导入区域、中间段和导出区域，并且其中所述导入区域和所述导出区域具有比所述中间段更低的增益。所述方法包括：其中所述第一加速踏板位置小于所述第二加速踏板位置，并且其中所述第二加速踏板位置是车辆速度恒定所在的位置。所述方法还包括：根据车轮蠕行扭矩动态地调整加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的所述关系。所述方法包括：其中所述动力传动系统推进源是电机和/或内燃发动机。所述方法包括：其中当车辆速度小于蠕行速度时，所述最小车轮扭矩是蠕行扭矩，并且其中当车辆速度大于所述蠕行速度时，所述最小车轮扭矩是期望的减速分布。
图4的方法还提供一种用于操作车辆的方法，其包括：当车辆速度小于阈值速度时，根据预定车轮蠕行扭矩来调整车轮扭矩映射图的断点；当车辆速度大于所述阈值速度时，根据产生期望的车辆减速的车轮扭矩来调整所述断点；经由包括所述断点的所述车轮扭矩映射图产生车轮扭矩需求；以及从所述车轮扭矩需求产生车轮扭矩。所述方法还包括：根据所述车辆的道路载荷来调整所述车轮扭矩映射图的第二断点。所述方法还包括：根据蠕行扭矩加偏移扭矩值来调整所述车轮扭矩映射图的第二断点。所述方法包括：其中所述第一断点和所述第二断点限定所述车轮扭矩映射图的导入区域。所述方法包括：其中所述导入区域描述对于小于或等于阈值位置的加速踏板位置而言映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系。所述方法包括：其中所述阈值位置处的所述驾驶员需求车轮扭矩是所述车辆的道路载荷。
应注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一个或多个。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性示例的特征和优点所需要的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行。
应当明白，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。举例来说，以上技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的且非明显的组合和子组合。
所附权利要求特别地指出被视为新颖的且非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (14)

1.一种用于操作车辆的方法，其包括：
根据车辆的道路载荷和最小车轮扭矩动态地调整映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系；以及
根据加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系调整动力传动系统推进源的扭矩。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据第一加速踏板位置和所述最小车轮扭矩来动态地调整加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的所述关系中的第一断点，并且其中根据第二加速踏板位置和所述车辆的所述道路载荷来动态地调整加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的所述关系中的第二断点。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述关系包括导入区域、中间段和导出区域，并且其中所述导入区域和所述导出区域具有比所述中间段更低的增益。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述第一加速踏板位置小于所述第二加速踏板位置，并且其中所述第二加速踏板位置是车辆速度恒定所在的位置。
5.如权利要求1所述的方法，其还包括根据车轮蠕行扭矩动态地调整加速踏板位置与驾驶员需求车轮扭矩之间的所述关系。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述动力传动系统推进源是电机和/或内燃发动机。
7.如权利要求1所述的方法，其中当车辆速度小于或等于蠕行速度时，所述最小车轮扭矩是蠕行扭矩，并且其中当车辆速度大于所述蠕行速度时，所述最小车轮扭矩是或等于期望的减速分布。
8.一种用于操作动力传动系统的系统，其包括：
推进源；以及
控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令致使所述控制器响应于描述映射的驾驶员需求车轮扭矩输入与驾驶员需求车轮扭矩之间的关系的表或函数而调整所述推进源的扭矩，所述表或所述函数包括由两个断点限定的导入区域，所述两个断点能根据车辆工况来进行动态地调整。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述两个断点中的第一个限定最小车轮扭矩。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述导入区域的驾驶员需求车轮扭矩随加速踏板踩踏量减小直至到达所述最小车轮扭矩的位置而减小。
11.如权利要求8所述的系统，其中所述推进源是内燃发动机。
12.如权利要求8所述的系统，其中所述推进源是电机。
13.如权利要求8所述的系统，其中所述导入区域在零加速踏板输入处开始，并且其中所述导入区域在加速踏板位置处于驾驶员需求扭矩等于车辆的道路载荷的位置处时结束。
14.如权利要求8所述的系统，其中所述导入区域在驾驶员需求扭矩等于蠕行扭矩加偏移扭矩值时结束。
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