用于車輛的動力傳動系的控制方法和對應(yīng)的受控動力傳動系的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于車輛中傳動系的方法。該方法特別地涉及通過允許變速來減少或避免發(fā)動機過速的特征，否則這是不可能的。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有自動或半自動傳動系統(tǒng)的車輛中根據(jù)預(yù)編程的換檔策略或者驅(qū)動器初始的換檔命令或設(shè)置，自動地或半自動地作出變速。換檔控制策略可為特別目的設(shè)計，例如，為了降低燃料消耗、減少排放、在光滑地面上提供可靠牽引、爬坡/下坡等。無論你選擇什么策略，當(dāng)設(shè)定變速策略或算法時，總有一些物理或設(shè)置的界限以及預(yù)定的約束要加以考慮。在許多情況下需要找到在不同所需特征之間折中的控制算法。例如，一般通常期望避免或減少變速，而另一方面由于物理或設(shè)置約束，變速是必須的，從而當(dāng)車輛改變速度時避免發(fā)動機損壞和/或減少燃料消耗。通常期望避免發(fā)動機達到不必要的發(fā)動機效率相當(dāng)?shù)偷母呙糠洲D(zhuǎn)(rmp:s)。
[0003]控制發(fā)動機的不同建議策略如在涉及巡航控制系統(tǒng)的W02011/076226和US2011/166754中公開，以及在US5343780、US5738606和US6067489中。
[0004]盡管上述系統(tǒng)提供了不同的發(fā)動機控制系統(tǒng)的解決方案，仍然需要修正的控制算法以提高可駕駛性以及燃料效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在現(xiàn)今的車輛中，常常在發(fā)動機的被允許扭矩輸出中存在約束以避免發(fā)動機不必要的磨損并且提供燃料效率驅(qū)動。然而，存在一定驅(qū)動條件，在該條件下這樣的約束可降低燃料效率，如當(dāng)車輛使用特定檔位以相當(dāng)高的發(fā)動機速度被驅(qū)動時，同時傳動控制單元卻決定不允許升檔，因為發(fā)動機在進行升檔后不能提供足夠的扭矩。因此，如果發(fā)動機被控制成這樣，即當(dāng)需要變速但發(fā)動機約束阻止變速時，發(fā)動機約束可被改變從而允許非常規(guī)變速，則動力傳動系可以設(shè)計成提供了改進的性能。
[0006]因此，本發(fā)明提出一種車輛中的動力傳動系的控制方法，其中動力傳動系包括電子控制單元(ECU)和機械連接到變速箱的發(fā)動機，其中方法包括步驟:
[0007]-設(shè)置被允許發(fā)動機輸出扭矩的第一常規(guī)界限。
[0008]-由ECU設(shè)置變速箱要遵循的預(yù)定的變速策略，其中至少根據(jù)發(fā)動機速度限定變速箱中變速的換檔點。
[0009]-根據(jù)預(yù)定的變速策略執(zhí)行預(yù)期的發(fā)動機輸出扭矩需求的計算作為變速結(jié)果。
[0010]-執(zhí)行預(yù)期的發(fā)動機輸出扭矩需求與被允許發(fā)動機輸出扭矩的第一常規(guī)界限的第一扭矩比較。
[0011]-如果第一扭矩比較指示預(yù)期的發(fā)動機輸出扭矩在被允許發(fā)動機輸出扭矩的第一常規(guī)界限之內(nèi)，根據(jù)所述預(yù)定的變速策略執(zhí)行變速。
[0012]這描述了現(xiàn)今的自動或半自動變速箱的許多變速控制策略功能的方式。因此，當(dāng)執(zhí)行變速時通常存在關(guān)于車輛性能的控制，即，在作出變速之后，車輛能夠執(zhí)行所需加速度或維持所需速度。如果估計到在變速后這些判據(jù)不能得以滿足，變速通常不被允許。變速因此導(dǎo)致車輛的所需性能。為了達到此，并且允許盡管其有利于燃料消耗但在正常環(huán)境下仍不被允許的變速，可進一步改進變速策略。因此，除了上述控制順序，控制方法進一步包括特征:
[0013]-允許非常規(guī)變速，S卩，根據(jù)發(fā)動機輸出扭矩的第一常規(guī)界限不被允許的變速。因此，與非常規(guī)變速相關(guān)聯(lián)，盡管第一扭矩比較指示預(yù)期的發(fā)動機輸出扭矩需求超過被允許輸出扭矩的第一常規(guī)界限，仍然允許非常規(guī)變速。
[0014]在滿足以下條件時，該非常規(guī)變速將被允許:
[0015]-第二扭矩比較指示在非常規(guī)變速之后預(yù)期的發(fā)動機輸出扭矩需求落在較之所述被允許發(fā)動機輸出扭矩的第一常規(guī)界限而臨時增大的第二被允許發(fā)動機輸出扭矩界限的界限之內(nèi)，和
[0016]-滿足指示允許變速的非常規(guī)變速判據(jù)，其中所述判據(jù)依賴于從下述各項中選擇的至少一個參數(shù):估計燃料效率、發(fā)動機效率、預(yù)期的未來扭矩需求、超出常規(guī)發(fā)動機扭矩界限的發(fā)動機運轉(zhuǎn)時間和發(fā)動機溫度。
[0017]非常規(guī)變速包括允許發(fā)動機提供超過第一常規(guī)扭矩界限的發(fā)動機輸出扭矩的特征，包括允許該非常規(guī)變速的控制方法包括特征:非常規(guī)變速判據(jù)包括至少發(fā)動機進入在規(guī)范扭矩曲線之外運行的條件，較之維持現(xiàn)有檔位，這具有更高的燃料效率且同時維持所需車輛速度。因此，包括允許發(fā)動機在第一常規(guī)扭矩界限之外運轉(zhuǎn)的特征可具有降低燃料消耗的目的。此特征將和例如發(fā)動機溫度的其它特征一起使用。為了預(yù)測未來發(fā)動機扭矩需求，可使用車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，如具有包括海拔信息的地圖數(shù)據(jù)的全球定位系統(tǒng)(GPS)。
[0018]臨時增大的第二被允許發(fā)動機輸出扭矩界限將按照需求設(shè)置。依賴于物理結(jié)構(gòu)，臨時增大的第二被允許發(fā)動機輸出扭矩界限的增量在不同發(fā)動機之間是不同的。通常認為40%或更多的增量對于多數(shù)發(fā)動機是不可行的，并且多少情況下發(fā)動機扭矩輸出界限超出第一通常界限的的增量低于30%。通常，發(fā)動機輸出扭矩界限的增量在超過常規(guī)輸出扭矩界限的10%_20%之間被允許發(fā)動機輸出增大的間隔內(nèi)。在多數(shù)情況下發(fā)動機增大的允許扭矩將高達實際情況中的10%。界限當(dāng)然可無任何困難地變得更小。然而，為了避免由于太嚴格地設(shè)置臨時增大的第二被允許發(fā)動機輸出扭矩界限而導(dǎo)致的若干降檔和升檔(隨動裝置)而執(zhí)行換檔時，為了提供一些余地，應(yīng)該想到臨時增大的發(fā)動機扭矩界限應(yīng)該超過正常扭矩界限至少5%，優(yōu)選為10%。
[0019]對于不同檔位和驅(qū)動情況，臨時增大的第二被允許發(fā)動機輸出扭矩界限可設(shè)置成不同的。當(dāng)目的為減少燃料消耗和避免以恒定高發(fā)動機轉(zhuǎn)速在長斜坡或小山上行駛，此特征對于更高速檔位特別有用。因此，對于比另一個檔位更高速的至少一個檔位，臨時增大的第二發(fā)動機輸出扭矩較之被允許輸出扭矩的第一常規(guī)界限的輸出發(fā)動機扭矩界限增量百分比會更大。該增量設(shè)置成使得此特征對于低速檔位完全不被啟用，而是被用于更高速檔位。
[0020]因此，控制方法例如可被實現(xiàn)為使得當(dāng)估計如果變速到更高速檔位則燃料效率增加，則允許變速，同時被允許發(fā)動機輸出扭矩的第一常規(guī)界限增大10%成為臨時增大的第二被允許發(fā)動機輸出扭矩界限。
[0021]變速可與另外的條件相關(guān)聯(lián)，例如，將不指示在不久的將來，例如，由于根據(jù)被選路線的GPS和地圖數(shù)據(jù)的即將出現(xiàn)來的小山，不久的將來預(yù)期在臨時增大的被允許發(fā)動機輸出扭矩界限之外的扭矩需求。再另一個約束，其單獨使用或聯(lián)合上述條件使用，可以是發(fā)動機溫度低于閾值，使得在不久的將來增大的發(fā)動機輸出扭矩不會造成在允許發(fā)動機溫度之外的溫度的風(fēng)險。
[0022]這里參考GPS和地圖數(shù)據(jù)用于預(yù)測未來發(fā)動機需求。然而，本領(lǐng)域已知的其它預(yù)測未來行進阻礙和據(jù)此預(yù)測發(fā)動機扭矩需求而不基于GPS的系統(tǒng)也可用于本發(fā)明，例如，車輛的記錄工作循環(huán)的使用或其它關(guān)于車輛使用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的使用。
[0023]該控制方法可進一步包括特征:當(dāng)在一定的界限內(nèi)--該一定的界限例如是一定時間或一定距離一一發(fā)動機扭矩需求預(yù)期在第一常規(guī)扭矩界限之內(nèi)，只允許最終變速到在第一常規(guī)扭矩界限之外但在臨時增大的第二扭矩界限之內(nèi)的扭矩需求。根據(jù)選擇性的控制策略判據(jù)，可控制變速，使得如果指示出扭矩需求將很快在臨時增大的第二發(fā)動機扭矩需求之外，則不作出升檔。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，臨時增大的第二扭矩界限是受限的，例如，僅持續(xù)一定時間或一定距離，并且過一會兒變速到第一常規(guī)扭矩界限內(nèi)的能夠提供所需扭矩的檔位。時間約束例如被設(shè)置成一分鐘和/或距離設(shè)置到一公里。約束也可以依賴于第一常規(guī)扭矩界限被超過多少，即，如果界限被超過3 %，較之如果扭矩界限超過10 %，超過扭矩界限的時間或距離約束可設(shè)置成更高的值。
[0025]可以實現(xiàn)下述特征，即在扭