CN103225558A - 控制相对于扭矩转换器速度的发动机速度的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制车辆的方法，包括将扭矩转换器离合器的操作状态识别为锁定操作状态或解锁操作状态中的一个。扭矩转换器的涡轮的旋转速度被感知。在扭矩转换器离合器操作在锁定操作状态中时，期望发动机速度被限定为等于感知的涡轮旋转速度减去第一转差值。在扭矩转换器离合器操作在解锁操作状态中时，期望发动机速度限定为等于感知的涡轮旋转速度减去第二转差值。发动机的至少一个操作参数被调整以控制发动机的扭矩输出，以影响发动机的旋转速度，从而发动机的旋转速度等于限定的期望发动机速度。

Description

控制相对于扭矩转换器速度的发动机速度的方法

技术领域

本发明通常涉及控制车辆的方法，且更具体地涉及相对于扭矩转换器离合器的涡轮速度控制发动机速度，以减少扭矩转换器离合器设置在解锁操作状态时的驱动***游隙。

背景技术

车辆可以包括流体耦合部，例如扭矩转换器，其将从发动机而来的输出部与进入变速器的输入部互连。车辆可以进一步包括扭矩转换器离合器，所述扭矩转换器离合器机械地将扭矩转换器的涡轮连接到扭矩转换器的泵。在发动机的旋转速度相对恒定且大约等于涡轮的旋转速度时，扭矩转换器离合器可以定位在锁定操作状态，以机械地将发动机的输出部连接到变速器的输入部，以减少通过扭矩转换器的能量损失。其他时候，例如在加速或制动期间，扭矩转换器离合器可以定位在解锁操作状态，以将发动机输出部和变速器输入部之间的机械连接断开和允许涡轮和扭矩转换器的泵之间的相对转差。

在扭矩转换器离合器处在解锁操作状态时，变速器不主动控制发动机的旋转速度。需要的是发动机的旋转速度小于涡轮的旋转速度，以确保在车辆滑行时具有足够的负加速度，以减少航行影响（sail-on effect），且防止在快速制动期间加速，这种加速会在涡轮的旋转速度低于发动机的旋转速度时发生时。在滑行减速期间，发动机的扭矩输出被被控制为调节发动机的旋转速度，从而发动机的旋转速度与扭矩转换器涡轮旋转速度相差不大。通常，控制模块将调整一些操作参数，例如正时和/或油门位置，以调节发动机的扭矩输出，以控制发动机的旋转速度。控制模块参照限定了车辆在给定的具体运行条件下一些操作的期望值的表格。控制模块随后调整各种操作参数，以达到期望的发动机速度。如此，发动机旋转速度可以为比涡轮的旋转速度低200到400rpm，以确保发动机的旋转速度不大于涡轮的旋转速度。然而，发动机的旋转速度和涡轮的旋转速度之间的这种高的游隙（lash），即200到400rpm，会在车辆加速度时造成给油冲击（tip-in bump）和/或延迟，这是不期望的。

发明内容

提供一种控制车辆的方法。方法包括将扭矩转换器离合器的操作状态识别为锁定操作状态或解锁操作状态中的一个，在锁定操作状态中扭矩转换器离合器机械地将发动机的输出部互连到变速器的输入部，在解锁操作状态中扭矩转换器离合器机械地从发动机输出部和变速器的输入部分离且允许它们之间的相对转差。扭矩转换器的涡轮的旋转速度被感知。在扭矩转换器离合器操作在锁定操作状态下时，期望发动机速度被限定为等于感知的涡轮旋转速度减去第一转差值。在扭矩转换器离合器操作在解锁操作状态时，期望发动机速度限定为等于感知的涡轮旋转速度减去第二转差值。内燃发动机的至少一个操作参数被调整以控制内燃发动机的扭矩输出。控制扭矩输出影响内燃发动机的旋转速度，从而内燃发动机的旋转速度等于限定的期望发动机速度。

因而，在扭矩转换器离合器在解锁操作状态时，发动机的旋转速度被控制为处在扭矩转换器的涡轮的旋转速度的第二转差值中。例如，第二转差值可以限定为等于75到125rpm的值。这允许发动机的旋转速度被连续地控制为更接近涡轮旋转速度的值，由此通过在它们之间的过多的游隙（即在在它们之间的旋转速度之间的过多的差异）而减少加速时的给油冲击和/或延迟。在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是显示了涡轮的旋转速度、随时间的期望发动机速度和随时间的即时扭矩请求分布。

具体实施方式

本领域技术人员应理解例如“上”、“下”、“向上、“向下”、“顶”、“底”等是用于描述附图，而不代表对本发明范围的限制，本发明的范围通过所附权利要求限定。

参见附图，提供一种控制车辆的方法。方法控制相对于扭矩转换器涡轮旋转速度的发动机（例如但不限于内燃发动机）的旋转速度。通过将发动机旋转速度保持在接近但略微小于涡轮旋转速度的旋转速度，例如75rpm内，与突然加速相关的响应时间和给油冲击减小和/或改善。

该方法可以实施和/或实现为可在车辆的控制***上操作的控制算法。例如，控制***可以包括与车辆的各个部件通信和进行控制的控制模块（例如计算机），各个部件例如但不限于发动机、变速器、扭矩转换器、扭矩转换器离合器和与控制***的一个或多个各种部件相关的一个或多个传感器。控制***可以进一步包括执行公开的该方法的各种操作需要的所有的存储器、软件、硬件、电和通信连接等。因而，应理解下文所述的各种方法步骤或操作可以通过控制***执行和/或实施。

方法包括识别变速器的操作位置。变速器可以在几个不同操作位置中的一个，包括但不限于停靠位置、空档位置、向前驱动位置或倒档驱动位置。应理解向前驱动位置可以包括几个不同齿轮比，每一个都提供向前驱动位置。控制***可以以任何合适的方式识别或确定变速器当前操作的具体操作位置，包括但不限于感知变速器的各个部件的位置以确定变速器当前操作位置，或询问变速器控制模块变速器的当前操作位置。

方法进一步包括识别扭矩转换器离合器的操作状态。扭矩转换器离合器可以设置在锁定操作状态或解锁操作状态。在锁定操作状态中时，扭矩转换器离合器将扭矩转换器的泵（所述泵直接地连接到发动机输出部以和其共同旋转）机械地互连到扭矩转换器的涡轮，从而扭矩转换器的涡轮直接地旋转或以和泵的控制的转差水平旋转。在解锁操作状态，扭矩转换器离合器机械地从泵和涡轮分离且允许泵和涡轮之间的相对转差，由此允许发动机输出部和变速器输入部之间的相对转差。控制***可以以任何合适的方式识别或确定扭矩转换器离合器的具体操作状态，包括但不限于感知扭矩转换器离合器的位置，以确定其当前操作状态，或通过询问控制模块扭矩转换器离合器的当前操作状态。

扭矩转换器的涡轮的旋转速度被感知。涡轮的旋转速度可以以任何合适的方式被感知，包括但不限于通过旋转速度传感器或能感知涡轮旋转速度且将涡轮旋转速度通信到控制***的其他相似的装置。涡轮的旋转速度可以随时间被连续感知，或可以以预定时间间隔感知。感知的涡轮可以随时间通过控制***滤波，以限定经滤波的涡轮速度平均运行值。控制***可以通过任何合适的滤波器对涡轮的感知旋转速度滤波，以除去涡轮旋转速度瞬时测量值中的任何局部的峰值和/或尖峰。

一旦涡轮的旋转速度已经被感知和经滤波，则限定期望的发动机速度。参见图1，每分钟转数（rpm）表示的旋转速度在垂直轴线20示出，且时间在水平轴线22示出。在变速器操作在向前驱动位置时且在扭矩转换器离合器操作在锁定操作状态时，期望速度（通常在图1中以24示出）可以限定为等于涡轮的感知旋转速度（通常在图1中以26示出）减去（减除）第一转差值。例如，第一转差值可以设定为等于200到400rpm之间的值，以便避免在非需要时进入发动机速度控制模式。在变速器操作在向前驱动位置中的一个且在扭矩转换器离合器操作在解锁操作状态时，期望发动机速度可以限定为等于感知的涡轮旋转速度减去（减除）第二转差值。例如，第二转差值可以设定为等于0到200rpm之间的值。第一转差值和第二转差值通常通过尺寸线28示出。

一旦期望的发动机速度被限定为距离涡轮速度的偏移值且实际的发动机速度在期望发动机速度的限定范围中，则发动机的至少一个操作参数被调整，以控制发动机的扭矩输出。控制发动机的扭矩输出影响内燃发动机的旋转速度。因而，通过控制发动机的扭矩输出，发动机的旋转速度可以被控制为等于或近似为限定的期望发动机速度。被调整以控制发动机的扭矩输出的操作参数可以包括但不限于发动机的正时、发动机油门位置或发动机的汽油/空气混合比。

发动机速度控制仅在内燃发动机的旋转速度处在DFCO离开发动机速度的预定范围中时应用。DFCO离开发动机速度是车辆或发动机离开DFCO模式且发动机被再次供应燃料时发动机的旋转速度。例如，DFCO离开发动机速度可以限定为但不限于九百（900）到一千（1000）rpm的发动机速度。在发动机达到DFCO离开速度或落入其预定范围中时，如上所述的方法可以实施。方法的预定范围可以限定为但不限于零（0）到一千（1000）rpm的范围，且是发动机速度改变有多快和感知的车辆速度的函数。

该方法进一步包括检测扭矩转换器离合器从锁定操作状态或解锁操作状态中的一个到锁定操作状态或解锁操作状态中的另一个的操作状态变化。因为不同转差值用于计算解锁操作状态和锁定操作状态中相对于涡轮速度的期望发动机速度，所以在扭矩转换器离合器在锁定操作状态时限定的期望发动机速度不同于扭矩转换器离合器在解锁操作状态时限定的期望发动机速度。因而，在操作状态于锁定操作状态和解锁操作状态之间转变时，限定的期望发动机速度也必须分别转变。因此，方法包括在检测到扭矩转换器离合器的操作状态变化时将扭矩转换器离合器在锁定操作状态下操作时的限定发动机速度值与扭矩转换器离合器在解锁操作状态下操作时的限定发动机速度值混合，以在它们之间转变。限定的期望发动机速度在一段时间上被混合。例如，控制***可以在发动机的时间常数上将扭矩转换器离合器的不同操作状态的限定的期望发动机速度混合。发动机的时间常数是发动机速度、体积效率和歧管至发动机的位移的的函数。

如上所述，通过控制发动机的扭矩输出而影响发动机的旋转速度。然而，为了确保发动机不停机，限定最小扭矩输出极限。最小扭矩输出极限限定了最小底限，控制***不会将发动机的扭矩输出调整为低于该底限。最小扭矩输出极限被设定为等于以下中较大的一个：1）没有变速器载荷或扭矩储备影响时的最小预测扭矩输出，或2）内燃发动机燃烧极限的绝对最小扭矩阈值。最小预测扭矩输出通过控制***计算，且不包括从变速器载荷或扭矩储备获得的任何部分。如在本文使用的，变速器载荷可以被认为是通过变速器施加到发动机的扭矩的量;和扭矩储备可以认为是扭矩容量的最大范围，其可通过改变发动机正时实现。最小预测扭矩输出在没有变速器载荷或扭矩储备的情况下计算，因为预测极限将通过这些组分而被虚假地调高。将在正常条件下达到极限，且发动机速度将不能低于期望发动机速度。绝对最小扭矩阈值附属于内燃发动机燃烧极限且可以限定为最小命令扭矩，低于该最小命令扭矩则发生不稳定的燃烧（不点火）。这两个值中最大或最高的值被限定为最小扭矩输出极限，以确保发动机不在发动机速度控制期间停机。在调整发动机的一个或多个操作参数以控制发动机的扭矩输出时，扭矩输出保持等于或大于最小扭矩输出极限。

该方法可以进一步包括识别变速器的不同齿轮比之间的换挡的开始。如图1所示，齿轮比之间的换挡通常示出在32，换挡开始的时刻通常由参考线34示出，且结束时刻通常由参考线36示出。命令换挡点示出为线50。然而，命令换挡点对于使得该方法工作而言不足够精确。用在该方法中的换挡开始因此通过实际的齿轮比变化的开始来确定，所述实际的齿轮比变化开始由变速器控制模块计算。如上所述，变速器的向前驱动位置可以包括几个不同齿轮比。期望的是在关闭油门向下换挡中，当车辆运行在本文所述的发动机速度控制策略下时，发动机扭矩请求保持相对恒定。因而，重要的是将齿轮比之间的换挡容纳在本公开方法的范围中。

为了应用本文所述的发动机速度控制方法，期望发动机速度和即时扭矩请求两者必须在齿轮比之间的换挡期间被控制。即时扭矩请求是在任何给定时刻来自控制***的的请求，以实现具体发动机的扭矩输出，以获得期望发动机速度。因而，即时扭矩请求随时间连续改变。

图1还显示了最后的速度控制即时扭矩请求，通过线48示出。右轴线（在51处示出）代表发动机扭矩。该扭矩请求的值在检测到换挡开始时被保存，通过图1的参考点45示出。换句话说，一旦检测到齿轮比之间的换挡，则控制***感知即时扭矩请求的当前值，且保存即时扭矩请求的当前值，用于作为初始即时扭矩请求后续参照。

最终速度控制即时扭矩请求限定为等于以下中较小的一个：1）当前即时扭矩请求，或2）初始即时扭矩请求加上最大变化扭矩。当前即时扭矩是维持期望发动机速度需要的扭矩值。理想地，最终速度控制即时扭矩将在齿轮比换挡期间保持恒定。然而，扭矩的一些增加通常是必要的，且该增加被限制为最大变化扭矩，如图1在46所示。最大变化扭矩是可在换挡期间添加的最大量的扭矩，且是车辆减速率和发动机速度误差的函数。因而，最大变化扭矩是可变且根据车辆的具体运行条件改变。如图1所示，虚线49代表在没有最大变化扭矩的限制情况下最终速度控制即时扭矩请求将是什么样。

在关闭油门向下换挡期间，期望的发动机速度从在换挡开始时感知和保存的当前限定的期望发动机速度开始以预定速率增量，该预定速率通过线40的倾斜度示出。期望发动机速度以预定速率增量直到换挡完成。仅在实际的旋转发动机速度低于增量后的期望发动机速度时控制***修改当前即时扭矩请求。如果实际的发动机速度低于增量后的期望发动机速度，则控制***将增加即时扭矩请求以使得实际的发动机速度达到等于或正好大于增量后的发动机速度请求的水平。即时扭矩请求将不被减小，以在换挡期间使得实际的发动机速度下降到期望发动机速度。

在齿轮比之间的换挡完成时，期望发动机速度的值可以不同于限定的期望发动机速度，即相对于涡轮速度有第一转差值或第二转差值的负偏移，因为期望发动机速度以预定速率增量。因而，在换挡完成时期望发动机速度随时间与限定的期望发动机速度混合，以变回到限定的期望发动机速度，如通常由线42示出的。类似地，在换挡完成时最终速度控制即时扭矩请求与在换挡完成时的当前速度控制扭矩请求（通常由线47示出）混合。期望发动机速度和速度控制扭矩请求可以在发动机的时间常数上混合。发动机的时间常数是发动机速度、体积效率和歧管至发动机的位移的函数。

附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种控制车辆的方法，该方法包括:

在扭矩转换器离合器操作在锁定操作状态时，限定期望发动机速度为等于感知的扭矩转换器涡轮的旋转速度减去第一转差值;

在扭矩转换器离合器操作在解锁操作状态时，限定期望发动机速度为等于感知的所述涡轮的旋转速度减去第二转差值;和

调整内燃发动机的至少一个操作参数以控制内燃发动机的扭矩输出，以影响内燃发动机的旋转速度，从而内燃发动机的旋转速度等于限定的期望发动机速度。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在检测到扭矩转换器离合器的操作状态变化时，将扭矩转换器离合器在锁定操作状态下操作时的限定发动机速度值与扭矩转换器离合器在解锁操作状态操作下时的限定发动机速度值混合，以在它们之间转变。

3.如权利要求1所述的方法，其中仅在内燃发动机的旋转速度处在减速燃料切断（DFCO）离开发动机速度的预定范围中时调整内燃发动机的至少一个操作参数以控制内燃发动机的扭矩输出，以影响内燃发动机的旋转速度，从而内燃发动机的旋转速度等于所述限定的期望发动机速度。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括限定最小扭矩输出极限以等于以下中较大的值：没有变速器载荷或扭矩储备影响的最小预测扭矩输出，或内燃发动机的燃烧极限的绝对最小扭矩阈值。

5.如权利要求4所述的方法，其中调整内燃发动机的至少一个操作参数以控制内燃发动机的扭矩输出包括保持内燃发动机扭矩输出等于或大于最小扭矩输出极限。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括识别变速器的不同齿轮比之间的换挡的开始。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括从换挡开始时限定的期望发动机速度起，以预定速率增量期望发动机速度。

8.如权利要求6所述的方法，进一步包括将最终速度控制即时扭矩请求限定为等于以下中较小的一个值：当前计算即时扭矩；或初始即时扭矩请求加最大变化扭矩。

9.如权利要求6所述的方法，其中仅当实际的发动机速度低于期望发动机速度时改变即时扭矩。

10.如权利要求6所述的方法，进一步包括在换挡完成时将最终速度控制即时扭矩请求与当前速度控制即时扭矩请求混合，和将在换挡完成时的增量后的发动机速度与在换挡完成时的限定的期望发动机速度混合。

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