[发明专利]用于曲轴扭矩修改的方法及其控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及在变速器换挡期间使用同一次换挡期间的多个扭矩促动器请求曲轴扭矩改变的方法，和执行该方法的控制系统。

背景技术

自动变速器通常在执行向上换档时使用发动机的扭矩减少。向上换档是变速器从具有更高倍数比的档位进行换挡到低倍数比，例如从第二档换挡到第三档。在换挡完成时，发动机速度必须减速以提供与通过变速器的齿轮块比（gear block ratio）倍增的变速器输出速度对应。为了让发动机更快的减速而不过度磨损变速器离合器的材料或提供加速度至司机，发动机扭矩快速减小且随后达到与变速器输出扭矩相应的扭矩。

在自动变速器向上换档期间气流扭矩（即通过油门、涡轮增压器系统和/或增压器系统和阀门相位器影响的发动机扭矩）将通常在换挡期间上升，因为以低倍数比的档位形成相同的车轴扭矩需要更高的发动机扭矩。通常在要求气流扭矩和获得气流扭矩之间存在延迟。

在已知的系统中，在向上换档期间，变速器控制模块将通常发出立即减少扭矩的请求，这通过点火延迟来满足。点火延迟从燃烧事件取出能量且将能量作为热量输入到排气系统。立即扭矩请求将发动机扭矩下降以能有助于在换挡期间让发动机速度下降。朝向换挡事件的结束，立即扭矩请求将开始再次坡度上升（即请求更高的扭矩值），以以最佳的效率让扭矩回到正常的驾驶控制路径（基于气流请求和从发动机控制器发送到变速器控制器）。

发明内容

在换挡期间使用点火延迟用于扭矩减少是有利的，因为其是一种快速的促动器，其可快速除去扭矩且使其快速恢复，提供精细的曲轴扭矩的调节控制。进而，点火延迟不会极大地影响排放，除非被延迟到使得发动机不点火的程度。然而，点火延迟会不利地影响燃料经济，因为相同量的燃料在点火延迟时被喷射，使得更大量的燃烧事件能量作为排气中的热量而被浪费掉而不是被转换为进入发动机的机械功。

存在在一些运行条件下让变速器能具有较短的换挡时间和更大的权限范围（与仅通过点火延迟所获得的比较）需要。如在本文使用的，“权限范围”是指使用特定的扭矩促动器或促动器组在换挡期间可获得的扭矩减少量。

控制车辆上的发动机曲轴扭矩的方法要求在单个命令换挡期间（例如向上换档）之前和期间使用多个类型的扭矩促动器做出曲轴扭矩修改，以利用不同类型的扭矩促动器的能力实现换挡期间的更大的扭矩修改（与仅使用一类促动器、例如仅点火促动器相比）。用于每一种类型的请求的扭矩修改的适当水平以及与促动器类型和做出曲轴扭矩减少请求有关的进行判断的适当次数是根据换挡期间关键事件的正时和期望的换挡指标（例如换挡正时和输出扭矩）做出的。扭矩修改包括在向上换档期间将扭矩减少，以及除去该减少从而曲轴扭矩恢复到未经管理的水平（基于司机输入、车辆速度和变速器档位选择的水平）。

具体说，该方法将第一阈值扭矩水平与估计在变速器的命令换挡期间所期望的最小曲轴扭矩比较。第一阈值扭矩水平是以下项之和：（i）换挡期间经由点火扭矩促动器而存在的预定最小曲轴扭矩，和（ii）第一预定偏移。第一预定偏移可被基于命令换挡目标档位、发动机速度和没有扭矩修改的期望曲轴扭矩。

该方法仅在命令换挡期间期望的估计最小扭矩小于第一阈值扭矩水平时在点火扭矩促动器外通过空气曲轴扭矩促动器请求进行曲轴扭矩修改。命令换挡期间期望的估计最小曲轴扭矩反应了最大换挡扭矩管理或预定最大向上换档扭矩管理的估计（即未经管理的曲轴扭矩水平和期望的最小曲轴扭矩之间的差异）。这种估计可以通过一算法确定，所述算法分配从离合器控制算法期望的最大量扭矩减少的估计，如由通过例如期望的换挡时间和机械限制条件等因素所确定的。因为空气扭矩促动器造成的固有延迟，仅在命令换挡扭矩阶段的估计终点之前剩余的时间大于空气扭矩促动器的预定响应时间时进行空气扭矩促动器的请求。

对于除了点火扭矩促动器以外（且可能地除了空气扭矩促动器以外）的燃料扭矩促动器的使用来说，该方法通过离合器控制算法将第二阈值扭矩水平与命令换挡期间的扭矩请求进行比较。仅在通过离合器控制算法进行的命令换挡期间请求的扭矩小于第二扭矩阈值水平时在点火扭矩促动器以外通过燃料扭矩促动器请求曲轴扭矩修改。第二扭矩阈值水平是换挡期间具有经由点火扭矩促动器而减去第二预定偏移值的预定最小曲轴扭矩。燃料扭矩促动器可以仅在命令换挡期间被请求一次，且仅在从命令换挡的扭矩阶段的估计终点起的时间小于预定时间阈值时请求。在一定的预定时间或扭矩条件下，燃料扭矩促动器可以被停止。