CN101519066A

CN101519066A - 巡航控制期间的换档和节气门管理

Info

Publication number: CN101519066A
Application number: CN200810082516A
Authority: CN
Inventors: D·A·斯塔姆; B·A·舒勒
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2009-09-02

Abstract

一种在巡航控制模式期间用来调节包括由发动机驱动的变速器的车辆的操作的控制系统，包括第一模块，该第一模块确定车辆的操作点并将该操作点与换档线和变矩器离合器(TCC)释放线中的一个进行比较。当操作点位于距换档线和TCC释放线之一的阈值距离时，第二模块调节发动机的节气门以将操作点维持在所述阈值距离。

Description

巡航控制期间的换档和节气门管理

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2006年4月25日提交的美国临时申请No.60/794,797的权利。上述申请的公开内容在此引入以供参考。

技术领域

[0002]本发明总的涉及发动机节气门控制，更特别地涉及巡航控制期间的发动机节气门控制。

背景技术

[0003]内燃机在气缸中燃烧燃料和空气混合物从而驱动活塞来产生驱动扭矩。发动机经由联接装置驱动变速器。空气被吸入发动机并经由节气门计量。变速器可包括自动变速器，由此可使用控制模块基于车辆操作状态来调节变速器换档。可选地，变速器可包括手动变速器，由此可由车辆操纵者手动执行换档。

[0004]巡航控制系统使用在车辆上以使车辆能够保持要求的车速。在配有电子节气门控制系统的车辆中，巡航控制系统提供基于车速误差的基本比例积分(PI)控制。然而，PI控制不考虑车辆加速度的外部修改量并且假设仅有的车辆加速度输入为节气门位置。因此，维持要求的车速同时提供可接受的平稳度和可感知品质的巡航控制是困难的。

发明内容

[0005]因此，本发明提供一种在巡航控制模式期间用来调节包括由发动机驱动的变速器的车辆的操作的控制系统。该控制系统包括第一模块，该第一模块确定车辆的操作点并将该操作点与换档线和变矩器离合器(TCC)释放线之一进行比较。第二模块调节发动机的节气门以便当操作点位于阈值距离时，将操作点维持在距换档线和TCC释放线之一为阈值距离。

[0006]根据一个特征，操作点是根据节气门位置和车速决定的。

[0007]根据另一个特征，在操作点大于阈值距离时，第二模块根据车速误差调节节气门。第二模块根据传统的比例-积分(PI)控制调节节气门。

[0008]根据另一个特征，第一模块确定是否需要换档和TCC释放中的一个来将车速维持在要求的车速，并且该控制系统进一步包括第三模块，该模块起动换档和TCC释放中的该一个。该控制系统进一步包括第四模块，在第三模块起动所述换档和TCC释放中的该一个之前使节气门匀变(ramp)至要求的位置。第二模块根据车辆操作参数来确定是否需要换档和TCC释放中的一个。

[0009]根据接下来提供的详细说明，本发明适用的其它领域将会显而易见。很清楚，虽然图示了本发明的优选实施例，详细说明和具体实施例仅仅起到图示的目的而没有打算限制本发明的范围。

附图说明

[0010]根据详细说明和伴随的附图，将更充分地理解本发明，其中：

[0011]图1是示例性车辆系统的功能方框图，根据本发明的巡航节气门控制来调节该系统；

[0012]图2是图示了由本发明的巡航节气门控制来执行的示例性步骤的流程图；和

[0013]图3是示例性模块的功能方框图，该模块执行本发明的巡航节气门控制。

具体实施方式

[0014]下述对优选实施例的说明本质上仅仅是示例性的并且决没有打算限制本发明、其应用或用途。出于清楚，在附图中使用相同的参考数字来标识类似的元件。正如这里所用的，术语模块和/或设备指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或成组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它适合元件。

[0015]现在参考图1，图示了示例性车辆系统10。该车辆系统包括经由联接装置16驱动变速器14的发动机12。更具体地说，经过节气门18将空气吸入进气歧管20，该进气歧管将空气分配到气缸(未显示)。按照要求的空气-燃料(A/F)比将空气与燃料混合，并且该A/F混合物在气缸内部燃烧以产生驱动扭矩。燃烧产物经由排气歧管22从发动机12排出并且在释放到大气之前在催化转化器23中进行处理。

[0016]在自动变速器的情况下，联接装置16是包括变矩器离合器(TCC)(未显示)的变矩器。该TCC可在将从发动机12传递到变速器14的扭矩放大的非锁定模式(即释放)和能够使扭矩从发动机12直接传递到变速器14的锁定模式下操作。更具体地说，在非锁定模式中，该变矩器在发动机输出轴(未显示)和变速器输入轴(未显示)之间提供液力耦合。在锁定模式中，TCC联接发动机输出轴和变速器输入轴以便共同旋转。在手动变速的情况下，联接装置16是由车辆操作者手动驱动以便使发动机输出轴和变速器输入轴有选择地从共同转动中分开的离合器。

[0017]控制模块24根据各种车辆操作参数来调节发动机12和变速器14的操作。可以预料的是控制模块24可包括单个模块或多个子模块，包括但不限于发动机控制模块(ECM)和/或变速器控制模块(TCM)。

[0018]质量空气流量(MAF)传感器根据进入发动机12的MAF产生MAF信号。发动机RPM传感器30根据发动机12的曲轴(未显示)的旋转速度产生RPM信号。节气门位置传感器34产生表现驾驶员节气门输入的节气门位置信号(TPS)。控制模块24电子控制节气门18的位置以便调节进入发动机的气流。车速传感器36产生车速信号(V_VEH)。可以预料的是车速传感器36包括但不限于对车轮(未显示)转动进行响应的ABS传感器。还可以预期的是可包括车辆加速度传感器(未显示)来监测车辆加速度(a_VEH)。可替换地，控制模块24可根据其它感应到的操作条件来计算a_VEH。

[0019]控制模块24还根据操作者输入在巡航控制模式(例如自适应或标准模式)中调节发动机12的操作。更具体地说，当操作者采取巡航控制(即ON)时，控制模块24根据本发明的巡航节气门控制来调节发动机12和变速器14的操作以便维持要求的车速(V_DES)。

[0020]在巡航期间和在自动变速器的情况下，控制模块24根据车辆操作状态来调节变速器换档和TCC模式。更具体地说，基于节气门位置和V_VEH使用预编程换档图或图表来确定换档。当车辆在图表中距换档线或TCC释放线超过阈值距离(d_THR)的点(即节气门位置和V_VEH)处操作时，控制模块24使用传统的比例-积分(PI)控制来控制发动机12和变速器14。在PI控制下，根据车速误差(V_ERR)，即V_VEH和V_DES之间的差值来调节节气门位置。

[0021]当车辆在图表中距换档或TCC释放线等于或接近d_THR的点处操作时，允许本发明的巡航节气门控制。更具体地说，PI控制结束并且巡航节气门控制调节节气门位置以跟踪换档或TCC释放线以便维持距离该线为d_THR。在这个期间，巡航节气门控制分析若干参数来确定是否需要换档(例如换低档)或TCC释放。利用这种方式，巡航节气门控制提供了将维持V_VEH在V_DES中增加的操作平稳性，以便提高巡航控制系统和车辆本身的可感知品质。

[0022]该巡航节气门控制评估车辆操作参数来确定是否需要换档(例如换低档)。该车辆操作参数包括但不限于V_ERR、a_VEH、MAP、发动机转矩储备和性能加浓开始。发动机转矩储备被定义为对于给定的传动比，超过提供给车轮的转矩的可利用发动机转矩的量。

[0023]如果车辆操作参数显示车辆可以实现V_DES，则限制换档或TCC释放，并且调节节气门以便维持距换档或TCC释放线的d_THR。然而，如果车辆操作参数显示要求换档或TCC释放来获得V_DES，则节气门匀变增大到要求位置，切换回PI控制。一旦进行换档或TCC释放，巡航节气门控制对于下一个换档或TCC释放线是可再次实现的。利用这种方式，当在水平道路上操作车辆然后遇到斜坡时，巡航节气门控制处理车轮扭矩中如果执行TCC释放或换档可能出现的潜在增加。应当指出，在自动变速器的情况下，换档可在低得多的节气门位置进行，由此在斜坡或操纵中较早发生换档来提供巡航控制系统的增加的平稳度和可察觉的品质。

[0024]在手动变速的情况下，巡航节气门控制不会引起或限制变速器14的换档。替代地，巡航节气门控制起动换档指示器，该指示器是可见的、可听到的或两者都有，并且该指示器指示驾驶员应当进行换档。

[0025]现在参考图2，将详细论述由巡航节气门控制执行的示例性步骤。在步骤200中，控制确定巡航是否是ON。如果巡航不是ON，控制返回。如果巡航为ON，控制在步骤202中监测车辆操作参数。在步骤204中，控制确定当前操作点是否距换档或TCC释放线处于或接近d_THR。如果当前操作点不在或不接近d_THR，控制在步骤206中根据PI控制调节节气门位置并返回步骤200。如果当前操作点是或接近d_THR，控制在步骤208中调节节气门以使操作点跟踪换档或TCC释放线以便维持d_THR。

[0026]在步骤210中，控制根据车辆操作参数确定是否需要换档或TCC释放。如果不需要换档或TCC释放，控制返回步骤200。如果要求换档或TCC释放，控制在步骤212中继续。在步骤212，控制基于PI控制使节气门匀变到要求位置。在步骤214中控制起动换档或TCC释放，并且结束。在手动变速的情况下，没有执行步骤214和216。替代地，控制起动和指示以便指示驾驶员应当执行手动换档。

[0027]现在参考图3，将详细论述执行本发明巡航节气门控制的示例性模块。该示例性模块包括巡航模块300、控制策略模块302、节气门模块304、换档/TCC模块306和变速器图模块308。巡航模块302在ON/OFF之间转换车辆操作并向控制策略模块302提供V_DES。

[0028]根据V_DES、V_VEH和由变速器图模块308提供的换档或TCC释放点数据和在前详细描述的其它车辆操作参数，控制策略模块302为节气门模块304和换档/TCC模块306产生控制信号。更具体地说，当车辆操作为距换档或TCC释放线阈值距离时，控制策略模块302产生控制信号以便根据传统的PI控制来调节节气门位置。如果车辆在换档或TCC释放线的一定范围内操作，控制策略模块302产生控制信号以使车辆操作参数跟踪换档或TCC释放线并限制换档或TCC释放。如果要求换档或TCC释放，控制策略模块302产生控制信号以便根据传统的PI控制匀变节气门并起动换档和/或TCC释放。

[0029]现在本领域技术人员可以根据上述说明书理解，本发明的广泛教导可以以多种形式实现。因此，虽然已经结合特定实施例描述本发明，本发明的真正范围没有如此限制，因为根据附图、说明书及其后的权利要求书的研究，其它改进对于本领域技术人员是显而易见的。

Claims

1.一种控制系统，用来在巡航控制模式期间调节包括由发动机驱动的变速器的车辆的操作，该控制系统包括：

第一模块，确定所述车辆的操作点并将所述操作点与换档线和变矩器离合器(TCC)释放线中的一个进行比较；和

第二模块，当所述操作点处于距所述换档线和所述TCC释放线中的所述一个的阈值距离时，调节所述发动机的节气门以使所述操作点维持在所述阈值距离。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于根据节气门位置和车速确定所述操作点。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于当所述操作点大于所述阈值距离时，所述第二模块根据车速误差调节所述节气门。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于所述第二模块根据传统的比例-积分(PI)控制调节所述节气门。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述第一模块确定是否需要换档和TCC释放中的一个以将所述车速维持在要求的车速，并且进一步包括起动所述换档和所述TCC释放中的所述一个的第三模块。

6.根据权利要求5所述的控制系统，进一步包括在所述第三模块起动所述换档和所述TCC释放中的所述一个之前使所述节气门匀变到要求位置的第四模块。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于所述第二模块根据车辆操作参数确定是否需要换档和TCC释放中的一个。

8.一种在巡航控制模式中的操作期间调节包括由发动机驱动的变速器的车辆的方法，包括：

确定所述车辆的操作点；

将所述操作点与换档线和变矩器离合器(TCC)释放线中的一个进行比较；和

当所述操作点处于距所述换档线和所述TCC释放线中的所述一个的阈值距离时，调节所述发动机的节气门以使所述操作点维持在所述阈值距离。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于根据节气门位置和车速确定所述操作点。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括当所述操作点大于所述阈值距离时，根据车速误差调节所述节气门。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于根据传统的比例-积分(PI)控制调节所述节气门。

12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

确定是否需要换档和TCC释放中的一个以将所述车速维持在要求的车速，和

起动所述换档和所述TCC释放中的所述一个。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在起动所述换档和所述TCC释放中的所述一个之前使所述节气门匀变到要求位置。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于确定是否需要换档和TCC释放中的一个是基于车辆操作参数的。

15.一种调节包括由发动机驱动的变速器的车辆的方法，包括：

确定巡航控制模式是否打开；

监测车速；

根据所述车速确定所述车辆的操作点；

在所述巡航控制模式打开时当所述操作点处于距所述换档线和所述TCC释放线中的所述一个的阈值距离时，调节所述发动的节气门以使所述操作点维持在所述阈值距离。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于根据节气门位置进一步确定所述操作点。

17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括当所述操作点大于所述阈值距离时，根据车速误差调节所述节气门。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于根据传统的比例-积分(PI)控制调节所述节气门。

19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：

起动所述换档和所述TCC释放中的所述一个。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括在起动所述换档和所述TCC释放中的所述一个之前使所述节气门匀变到要求位置。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于确定是否需要换档和TCC释放中的一个是基于车辆操作参数的。