CN115653771A - 一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制方法及系统，通过识别整车动力升档工况条件和变速器速比信号优化方案的前提条件是否满足，当同时满足后，对变速器速比信号进行优化处理后参与到发动机的扭矩计算，最终控制发动机。本发明可以使升档过程中发动机的扭矩响应更平滑，车辆加速度变化更平稳，从而提升驾驶员的驾驶平顺性。

Description

一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制方法及系统

技术领域

本发明用于车辆发动机管理系统领域，具体涉及自动变速器升档过程对发动机扭矩响应的优化技术。

背景技术

现有技术中，发动机管理系统控制器是基于一张车速和油门踏板位置的map直接计算车辆轮边需求扭矩，并通过传动链将速比转换成发动机需求扭矩。此方案确保相同的车速和油门踏板位置对应唯一的轮边需求扭矩，不会因为档位变化而跳变。现有技术存在的问题：直接根据变速器控制器CAN上发出的速比信号参与发动机的扭矩信号计算会导致发动机扭矩响应过多，车辆加速度不平顺，造成车辆行驶有抖动的问题。如图3所示，发动机的需求扭矩根据TCU发送的原始速比信号进行计算，在换档过程中，需求扭矩信号有一个很大的冒尖信号，扭矩快速上去又快速下来，实际扭矩跟随目标需求扭矩也有一个扭矩快速上去快速下来的过程，最终造成整车加速度有一个冒尖，加速度不平稳。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制方法及系统，在轮边需求扭矩的基础上，发动机管理系统控制器通过优化变速器速比信号从而使发动机扭矩响应更平滑，车辆加速度表现更平顺。

本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制方法，

所述方法是通过识别整车动力升档工况条件和变速器速比信号优化方案的前提条件是否满足，当同时满足后，对变速器速比信号进行优化处理后参与到发动机的扭矩计算，最终使发动机的扭矩响应更平滑，从而使车辆的加速度更平顺。

优选地，识别整车动力升档工况条件是当以下条件同时满足时，认为整车处于动力升档工况：

（1） 变速器处于换挡过程中且换档过程有效；

（2） 变速器的目标档位大于实际档位，且变速器的目标档位有效信号和实际档位有效信号都为有效；

（3） 不包括变速器扭矩干预的发动机扭矩信号值大于由油门踏板开度值查表得到的发动机扭矩值。

优选地，识别变速器速比信号优化的前提条件是当以下条件同时满足时，可以对变速器速比信号进行优化处理：

（1） 整车处于动力升档工况；

（2） 变速器速比有效信号为有效且变速器速比信号值不等于零。

优选地，所述对变速器速比信号进行优化处理具体是：

（1）计算换档过程中速比的下限值X，公式为

X= GearRatio _ecu * 档位修正系数A* 高原修正系数B * 进气温度修正系数C;

（2） 当GearRatio_tcu≥X时，GearRatio _vir=GearRatio _tcu；

（3） 当GearRatio_tcu小于X时，GearRatio _vir =X，同时计时器开始计时；

（4） 当计时器达到T1秒后，GearRatio _vir按低通滤波，滤波时间为T2，最终变化到GearRatio_tcu。

其中，GearRatio_tcu为自动变速器控制器CAN上发送的变速器速比信号，GearRatio _ecu为发动机管理系统控制器内部根据变速器实际档位输入的速比信号，GearRatio _vir为优化后的变速器速比信号。

A、B、C、T_1、T₂均为标定MAP，区分运动模式和非运动模式，即运动模式和非运动模式为单独的标定MAP。

A的横坐标为实际档位，纵坐标为油门开度；

B的横坐标为高原系数，纵坐标为油门开度；

C的横坐标为进气温度，纵坐标为油门开度；

T1和T2的横坐标为实际档位（时计时间）（同上解释），纵坐标为油门开度。

本发明在另一方面，提供一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制系统，所述系统至少包括发动机管理系统控制器、自动变速器控制器和车身稳定系统控制器。

所述自动变速器控制器，用于把变速器各档位真实的速比信号、变速器速比有效信号、实际档位信号、实际档位有效信号、目标档位、目标档位有效信号、换档过程、换档过程有效信号发到总线上供发动机管理系统控制器使用。

所述车身稳定系统控制器，用于将当前的车速信号、车速有效信号、纵向加速度信号发送至CAN总线上供发动机管理系统控制器使用。

所述发动机管理系统控制器，用于通过识别整车动力升档工况条件和变速器速比信号优化方案的前提条件是否满足，当同时满足后，把从CAN总线接收过来的变速器速比信号进行相关优化处理后，参与到发动机的扭矩计算，并通过实时采集电子油门踏板信号来计算驾驶员的扭矩需求。最终使发动机的扭矩响应更平滑，从而使车辆的加速度更平顺。

本发明的优点如下：

本发明采用以上的技术方案，针对自动变速器升档过程，发动机管理系统控制器把变速器控制器CAN总线发过来的速比信号进行相关逻辑处理。

在处理中，需要先识别整车动力升档工况条件和变速器速比信号优化方案的前提条件是否同时满足，这样通过这些条件锁定问题工况，在针对问题工况做特定的控制策略优化，如果没有这些条件，就不能定位问题工况。在条件满足后，再把从CAN总线接收过来的变速器速比信号进行相关优化处理后，参与到发动机的扭矩计算。

在优化处理中，针对升档工况，通过对原始速比信号的处理，可以让升档过程的发动机扭矩信号更平稳，处理前原始速比信号在升档过程中直接由一个高速比值降落到一个低速比值，这造成扭矩信号直接从一个较低的扭矩上升到一个较高的扭矩，这个过程扭矩变化迅速且扭矩值偏大，造成加速冲击，通过控制策略优化，优化后的速比信号在换档过程中通过滤波等方式缓慢的降下来，且当原始速比降到一定值时，不再用原始速比信号，使用优化后的速比，可以让扭矩信号不继续上升，避免扭矩补偿过大。

因此，采用以上方法，可以使升档过程中发动机的扭矩响应更平滑，车辆加速度变化更平稳，从而提升驾驶员的驾驶平顺性。

附图说明

图1为本发明一实施例的升档过程中优化发动机扭矩响应的系统图；

图2为本发明一实施例的升档过程中优化发动机扭矩响应的控制流程图；

图3为一个实施例的优化前发动机扭矩和车辆加速度的变化图；

图4为一个实施例的优化后发动机扭矩和车辆加速度的变化图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实现。

本发明是一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制技术，是通过发动机管理系统控制器通过识别整车动力升档工况是否满足，当动力升档工况满足后再判断变速器速比信号优化方案的前提条件是否满足，当动力升档工况和变速器速比信号优化的前提条件都同时满足后，发动机管理系统控制器把从CAN总线接收过来的变速器速比信号进行相关优化处理后参与到发动机的扭矩计算，最终使发动机的扭矩响应更平滑，从而使车辆的加速度更平顺。

在发明的一个实施例中，提供了在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制系统，参见图1，该控制系统包括发动机管理系统控制器、自动变速器控制器、车身稳定系统控制器。

自动变速器控制器：把变速器各档位真实的速比信号、变速器速比有效信号、实际档位信号、实际档位有效信号、目标档位、目标档位有效信号、换档过程、换档过程有效信号发到CAN总线上供发动机管理系统控制器使用。

车身稳定系统控制器：将当前的车速信号、车速有效信号、纵向加速度信号发送至CAN总线上供发动机管理系统控制器使用。

发动机管理系统控制器：电子油门踏板信号通过硬线接入发动机管理系统控制器，发动机管理系统控制器通过实时采集电子油门踏板信号来计算驾驶员的扭矩需求。发动机管理系统控制器在计算驾驶员的扭矩需求时，要同时识别整车动力升档工况是否满足条件，当动力升档工况满足条件后再判断变速器速比信号优化方案的前提条件是否满足，当动力升档工况和变速器速比信号优化的前提条件都同时满足后，发动机管理系统控制器把从CAN总线接收过来的变速器速比信号进行相关优化处理后参与到发动机的扭矩计算，最终使发动机的扭矩响应更平滑，从而使车辆的加速度更平顺。

在另一个实施例中，对在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制流程进行说明，参见图2:

001、整车动力升档工况识别：

发动机管理系统控制器先要识别整车动力升档工况是否满足条件，当以下条件同时满足时，认为整车处于动力升档工况：

（1） 变速器处于换挡过程中且换档过程有效。

（2） 变速器的目标档位大于实际档位，且变速器的目标档位有效信号和实际档位有效信号都为有效。

（3） 不包括变速器扭矩干预的发动机扭矩信号值大于由油门踏板开度值查表得到的发动机扭矩值。不包括变速器扭矩干预是指这个扭矩信号没有考虑变速器的扭矩干预，不管实际变速器有没有扭矩干预，这个信号是不受变速器扭矩信号影响的。

002、变速器速比信号优化方案的前提条件识别

当以下条件同时满足时，则识别为变速器速比信号优化的前提条件满足

可以对变速器速比信号进行优化处理：

（1） 整车处于动力升档工况；

（2） 自动变速器控制器CAN总线发送的变速器速比有效信号为有效且

变速器速比信号值不等于零。

003、对变速器速比信号进行优化处理

当变速器速比优化的前提条件满足后，发动机管理系统控制器把从CAN总线上接收到的变速器速比信号进行优化处理。

假设：自动变速器控制器CAN上发送的变速器速比信号为GearRatio_tcu，发动机管理系统控制器内部根据变速器实际档位输入的速比信号为GearRatio _ecu，优化后的变速器速比信号为GearRatio _vir，具体处理逻辑如下：

（1）计算换档过程中速比的下限值X，其公式为

X= GearRatio _ecu * 档位修正系数A* 高原修正系数B * 进气温度修正系数C。

（2）当GearRatio_tcu大于等于X时，GearRatio _vir=GearRatio _tcu；

（3）当GearRatio_tcu小于X时，GearRatio _vir =X，同时计时器开始计时；

（4）当计时器达到T1秒后，GearRatio _vir按低通滤波，滤波时间为T2，最终变化到GearRatio_tcu。

以上提到的A、B、C、T_1、T₂均为标定MAP，区分运动模式和非运动模式，即运动模式和非运动模式为单独的标定MAP。其中：

A的横坐标为实际档位，纵坐标为油门开度；

B的横坐标为高原系数，纵坐标为油门开度；

C的横坐标为进气温度，纵坐标为油门开度；

T1和T2的横坐标为时间，纵坐标为油门开度。这个时间是可标定的，根据档位不一样标定的时间值也不一样。

004、对计算发动机需求扭矩：

发动机管理系统控制器使用优化后的变速器速比信号进行发动机需求扭矩计算，输出给发动机。

经实际车辆验证，使用优化后的变速器速比信号可以是车辆升档过程发动机的扭矩响应更平滑，车辆的加速度更平顺，驾驶员的驾驶感更舒适。参见图4，①和②两个坐标之间是换档过程，通过对原始速比信号进行优化处理，处理后的速比信号相对原始速比信号，不会一直下降，下降到一定值保持一定时间在缓慢回到换档后的速比值，需求扭矩值优化后不会出现快速上升的情况，且扭矩下落也平缓下落，最终加速度值也比较平缓。

可见，本发明通过对TCU原始速比信号使用控制策略进行优化，使实际动力升档过程中发动机的扭矩输出更平顺，整车驾驶性更好。

Claims (8)

1.一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制方法，其特征在于，

所述方法是通过识别整车动力升档工况条件和变速器速比信号优化方案的前提条件是否满足，当同时满足后，对变速器速比信号进行优化处理后参与到发动机的扭矩计算，最终控制发动机。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：识别整车动力升档工况条件是当以下条件同时满足时，认为整车处于动力升档工况：

（1） 变速器处于换挡过程中且换档过程有效；

（2） 变速器的目标档位大于实际档位，且变速器的目标档位有效信号和实际档位有效信号都为有效；

（3） 不包括变速器扭矩干预的发动机扭矩信号值大于由油门踏板开度值查表得到的发动机扭矩值。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：识别变速器速比信号优化的前提条件是当以下条件同时满足时，可以对变速器速比信号进行优化处理：

（1） 整车处于动力升档工况；

（2） 变速器速比有效信号为有效且变速器速比信号值不等于零。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述对变速器速比信号进行优化处理具体是：

（1）计算换档过程中速比的下限值X，公式为

X= GearRatio _ecu * 档位修正系数A* 高原修正系数B * 进气温度修正系数C;

（2） 当GearRatio_tcu≥X时，GearRatio _vir=GearRatio _tcu；

（3） 当GearRatio_tcu小于X时，GearRatio _vir =X，同时计时器开始计时；

（4） 当计时器达到T1秒后，GearRatio _vir按低通滤波，滤波时间为T2，最终变化到GearRatio_tcu；

其中，GearRatio_tcu为自动变速器控制器CAN上发送的变速器速比信号，GearRatio _ecu为发动机管理系统控制器内部根据变速器实际档位输入的速比信号，GearRatio _vir为优化后的变速器速比信号；

A、B、C、T_1、T₂均为标定MAP，区分运动模式和非运动模式，即运动模式和非运动模式为单独的标定MAP；

A的横坐标为实际档位，纵坐标为油门开度；

B的横坐标为高原系数，纵坐标为油门开度；

C的横坐标为进气温度，纵坐标为油门开度；

T1和T2的横坐标为时间，纵坐标为油门开度。

5.一种在升档过程中优化发动机扭矩响应的控制系统，其特征在于，包括发动机管理系统控制器、自动变速器控制器和车身稳定系统控制器；

所述自动变速器控制器，用于把变速器各档位真实的速比信号、变速器速比有效信号、实际档位信号、实际档位有效信号、目标档位、目标档位有效信号、换档过程、换档过程有效信号发到总线上供发动机管理系统控制器使用；

所述车身稳定系统控制器，用于将当前的车速信号、车速有效信号、纵向加速度信号发送至CAN总线上供发动机管理系统控制器使用；

所述发动机管理系统控制器，用于通过识别整车动力升档工况条件和变速器速比信号优化方案的前提条件是否满足，当同时满足后，把从CAN总线接收过来的变速器速比信号进行相关优化处理后，参与到发动机的扭矩计算，并通过实时采集电子油门踏板信号来计算驾驶员的扭矩需求，最终使发动机的扭矩响应更平滑，从而使车辆的加速度更平顺。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：所述发动机管理系统控制器在识别到以下条件同时满足时，认为整车处于动力升档工况：

（1） 变速器处于换挡过程中且换档过程有效；

（2） 变速器的目标档位大于实际档位，且变速器的目标档位有效信号和实际档位有效信号都为有效；

（3） 不包括变速器扭矩干预的发动机扭矩信号值大于由油门踏板开度值查表得到的发动机扭矩值。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：所述发动机管理系统控制器在识别以下条件同时满足时，对变速器速比信号进行优化处理：

（1） 整车处于动力升档工况；

（2）变速器速比有效信号为有效且变速器速比信号值不等于零。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述发动机管理系统控制器对变速器速比信号进行优化处理具体是：

（1）计算换档过程中速比的下限值X，公式为

X= GearRatio _ecu * 档位修正系数A* 高原修正系数B * 进气温度修正系数C;

（2） 当GearRatio_tcu≥X时，GearRatio _vir=GearRatio _tcu；

（3） 当GearRatio_tcu小于X时，GearRatio _vir =X，同时计时器开始计时；

（4） 当计时器达到T1秒后，GearRatio _vir按低通滤波，滤波时间为T2，最终变化到GearRatio_tcu；

其中，GearRatio_tcu为自动变速器控制器CAN上发送的变速器速比信号，GearRatio _ecu为发动机管理系统控制器内部根据变速器实际档位输入的速比信号，GearRatio _vir为优化后的变速器速比信号；

A、B、C、T_1、T₂均为标定MAP，区分运动模式和非运动模式，即运动模式和非运动模式为单独的标定MAP；

A的横坐标为实际档位，纵坐标为油门开度；

B的横坐标为高原系数，纵坐标为油门开度；

C的横坐标为进气温度，纵坐标为油门开度；

T1和T2的横坐标为时间，纵坐标为油门开度。

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