[发明专利]车辆控制系统和方法

说明书

本发明涉及将车辆扭矩图与换档模式匹配。提供了一种方法，包括以下步骤：控制车辆的发动机对扭矩的产生，使得在根据车辆的换档模式确定的降档之前在第n档位产生第一扭矩，其中，第一扭矩为在给定加速器踏板位置和给定发动机每分钟转数(RPM)下的发动机可用扭矩的100％；基于当发动机在给定加速器踏板位置和给定RPM下产生第一扭矩时生成的第一发动机功率输出，计算使发动机功率输出增加预定义增量的第二扭矩；以及控制发动机对扭矩的产生，使得在降档之后在第(n–1)档位产生第二扭矩。

技术领域

本公开总体涉及车辆控制系统，并且更具体地，涉及通过将扭矩图与换档模式匹配，使用优化后的扭矩图来控制车辆发动机。

背景技术

通常，术语“发动机图(engine map)”是指被加载到车辆控制单元(例如电子控制单元(ECU))以控制各种车辆参数(例如，节气门位置/打开度、喷射和点火正时(即，持续时间、相位等)等的一组一维或多维参数表。一个这种图—“扭矩图”—允许操作者通过再定义由车辆发动机进行的扭矩输送来管理发动机驾驶性。扭矩图是发动机转速(例如，速度或每分钟转数(RPM))和使用加速器踏板位置传感器(APS)测得的节气门或加速器踏板位置作为输入并且扭矩作为输出的二维表。

操作者可以操控车辆的扭矩图以定义车辆的扭矩行为。例如，图1A-1C示出产生不同发动机性能的示例性假设扭矩图100。每个扭矩图100包括指示加速器(或气体)踏板位置的范围的多条APS线(例如，10％APS等于加速器踏板被压下10％，100％APS等于加速器踏板被完全压下，等)。遵循特定APS线并且以RPM为单位(x轴)的发动机转速作为输入，扭矩图100输出对应量的扭矩(y轴)。

如图1A所示，发动机输出恒定扭矩。即，对于所有RPM值，由发动机产生的扭矩针对给定的APS保持恒定。另一方面，如图1B所示，发动机输出恒定功率。如本领域中所公知的，功率为扭矩乘以旋转速度(在此情况下为RPM)的积。因此，随着发动机的RPM增加，由发动机产生的扭矩按比例下降，反之亦然，以便输出恒定功率。因此，即使在APS保持恒定时，APS线的斜率因改变的扭矩而改变。如图1C所示，可以使用组合了恒定扭矩和恒定功率扭矩图的混合方法。这里，扭矩策略在低RPM和高RPM下类似于恒定扭矩，而在中间RPM下类似于恒定功率。显而易见的是，可以以影响车辆的行驶行为的多种方式对车辆扭矩图进行修改，例如，使车辆更具动感、增加车辆的牵引能力等。

扭矩图是针对车辆的每个档位来制订的。为此，可以定义基础扭矩图(例如，在第一档位)，并且可以在该基础图的每个APS位置向扭矩值应用系数，以建立其它档位的扭矩图。例如，图2示出包含系数的示例性假设扭矩图系数表200(第一档位的系数为1，因为第一档位为基础扭矩图)，针对每个档位，在变化的APS位置输出的扭矩乘以该系数。因此，在定义一个档位中的基础扭矩图之后，可以容易地使用系数表200定义后续档位的扭矩图。

同时，换档模式或调度表决定车辆改换档位的行驶条件——无论是升档还是降档。在自动变速器车辆中，车辆控制单元(例如，变速器控制单元(TCU))可以基于节气门打开度和车速/发动机RPM作为输入来控制换档。例如，图3示出示例性假设换档模式300，该模式示出用于每个档位的换档形状。这里，根据节气门打开度和发动机RPM来对车辆的档位进行换档。在给定档位下对于给定节气门，存在发生换档的唯一车速。值得注意的是，虽然换档模式300具体描绘出降档模式；但是对于升档，该过程类似操作。

换档模式通常是考虑到燃料经济性、发动机能力和性能驾驶性来生成的。在换档模式300中，燃料经济性是通过换档模式中的最小线310来考虑的。相反地，最大线320在得知发动机的性能能力时生成。此外，可以调节中间踏板区域330以实现期望的响应或感觉。常见的做法涉及调节车辆的换档模式以解决驾驶性问题，例如在车辆没有对驾驶者踩下油门、频繁换档等充分响应的情况下进行迟缓加速。