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CN115552106A - 用于发动机制动的方法和动力传动系 - Google Patents

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CN115552106A
CN115552106A CN202180034765.5A CN202180034765A CN115552106A CN 115552106 A CN115552106 A CN 115552106A CN 202180034765 A CN202180034765 A CN 202180034765A CN 115552106 A CN115552106 A CN 115552106A
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China
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controlling
engine speed
speed
powertrain
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CN202180034765.5A
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J·埃克伦德
H·菲瑟海特申
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Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Ningbo Geely Automobile Research and Development Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd
Ningbo Geely Automobile Research and Development Co Ltd
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Abstract

本公开内容涉及一种用于车辆(18)的发动机制动的动力传动系(1)和方法。该方法包括以下步骤：探测指示期望发动机制动的状态；响应于探测的期望发动机制动状态，通过控制动力传动系部件(3)，将发动机速度控制到设定的发动机速度目标值。该动力传动系(1)被配置用于执行该方法。

Description

用于发动机制动的方法和动力传动系
技术领域
本公开内容涉及一种用于车辆的发动机制动的方法和布置成用于发动机制动的动力传动系。
背景技术
发动机制动是一种不依赖于车辆的摩擦制动器的使车辆减速的方式，摩擦制动器将车辆的动能转换成热量。举例来说，发动机制动用于节能驾驶，其中发动机制动用于降低车辆的速度，同时在需要时允许驾驶员加速。一个这样的例子是，当接近红灯时使用发动机制动，其中如果灯在车辆已经完全停止之前变成绿色，则驾驶员可以以相同的档位加速。
但是，在大多数情况下，由于不必要的高发动机速度，发动机制动产生过量的减速度，例如，如果驾驶员在发动机制动期间降档，则当发动机速度增加时会感觉到增大的减速度水平。这种增大的减速度导致发动机内的能量浪费，从而浪费燃料并增加发动机的磨损。
美国专利文献US 2013/0138313 A1公开了一种用于惯性滑行控制的方法，其中在惯性滑行期间离合器分离一段时间之后，当离合器接合时施加发动机制动。这导致发动机速度大大增加，进而浪费动能并导致燃料浪费和发动机磨损的增加。
发明内容
本公开内容的目的是提供一种用于车辆的发动机制动的方法和动力传动系，其创造了用于能量和/或燃料的高效(利用)的发动机制动的条件。该目的通过权利要求1的方法和权利要求7的动力传动系实现。从属权利要求提供了有利的实施方式。
该公开内容涉及一种用于车辆的发动机制动的方法，其中该方法包括以下步骤：
－探测指示期望发动机制动的状态，
－响应于探测到的期望发动机制动状态，通过控制动力传动系部件，将发动机速度控制到设定的发动机速度目标值。
该方法允许在发动机制动期间将发动机控制到设定的发动机速度。这使得在整个发动机制动期间，发动机速度可以被设定为相比于如今所达到的发动机速度明显更低的发动机速度。在换档时也可以控制这种降低的发动机速度，从而降低或者完全消除当今在换档期间经历的发动机速度的增大。这允许不论交通状况和车辆速度如何均能提供更顺畅的行驶。
该方法还可以包括以下步骤：
－将发动机速度控制到在比发动机怠速高30RPM至70RPM的范围内的设定的发动机速度目标值，具体地控制到在比发动机怠速高40RPM至60RPM的范围内的设定的发动机速度目标值，更具体地控制到在比发动机怠速高45RPM至55RPM的范围内的设定的发动机速度目标值。
该方法允许将发动机控制到某一发动机速度，在该发动机速度下，由于在内燃机中的较低的压缩和摩擦损耗，燃料消耗与正常的发动机制动相比得以减少，同时由于车辆惯性被用于使发动机转动，因而也不需要任何燃料。通过将发动机速度设定为略高于发动机怠速的发动机速度目标值，车辆可以使用与当今的车辆使用的相同的燃料或更少量的燃料来滑行更长的距离。该设定的发动机速度目标值还确保发动机不会有停转的危险。
该动力传动系部件可以包括双离合器变速器，其中该方法包括以下步骤：
－通过控制运转的离合器的液力传动打滑量控制发动机速度。
在车辆配备有双离合器变速器的情况下，通过控制运转的离合器的液力传动打滑量控制发动机速度。如果需要换档，则未运转的离合器将准备继续进行对于液力传动打滑的控制以维持设定的发动机速度目标值。
该动力传动系部件可以包括一个液力变矩器，其中该方法包括步骤：
－通过控制液力变矩器的流量阀控制液力变矩器的传动扭矩比，从而控制发动机速度。
在车辆配备有包括液力变矩器的变速器的情况下，通过控制液力变矩器的流量阀来控制液力变矩器的传动扭矩比，从而控制发动机速度。
探测指示期望发动机制动的状态可以包括以下步骤：
－在油门踏板行程减小到零时，探测节流阀的关闭状态，
－探测来自控制系统的燃料喷射器容积请求的中断。
为了充分利用节省燃料，在燃料中断的发动机制动期间使用该方法。当节流阀关闭并且燃料喷射器容积请求中断时，开始使用该方法。
该方法包括以下步骤：
－在探测到以下一者或多者时不能对发动机速度进行控制：
－指示换档杆位置信号值的变化的换档杆位置传感器信号；
－车辆速度传感器信号低于阈值车辆速度信号；
－指示制动踏板的应用的制动踏板行程传感器信号；以及
－指示油门踏板的应用的油门踏板行程传感器信号。
该方法在某些条件下操作，并且如果满足一个或多个条件则被禁用。换档杆位置传感器监测换档杆位置和任何换档杆运动。通常，换档杆在行驶过程中处于“D”位置。作为一个示例性条件，如果换档杆移动到除了D之外的任何其他位置，则该方法将被禁用。已经知晓，该方法在大多数传动系中在大约15km/h至25km/h的速度以下是低效的或者甚至不适用的。作为一个示例性条件，如果车辆速度下降到该车辆速度阈值以下，则该方法将被禁用。此外，操作制动踏板或油门踏板将使该方法失效。该方法可以被设置成在满足任何一个条件时被禁用，无论哪一个条件首先被触发。该方法还可以被设置成在满足两个或更多个条件时被禁用。
本公开内容还涉及一种动力传动系。该动力传动系被配置成由控制系统进行控制。该控制系统被配置用于探测指示期望的发动机制动的状态并且用于响应于所探测到的期望的发动机制动的状态，通过控制动力传动系部件，将发动机速度控制到设定的发动机速度目标值。
被配置成由控制系统控制的动力传动系可以利用如上所述的方法，由此实现上述优点。包括具有可用于控制发动机速度的电子可控动力传动系部件的变速器的任何车辆都可使用该方法。
控制系统还可配置成将发动机速度控制到在比发动机怠速高30RPM至70RPM的范围内、具体地在比发动机怠速高40RPM至60RPM的范围内、更具体地在比发动机怠速高45RPM至55RPM的范围内的设定发动机速度目标值。
该动力传动系部件可以是双离合器变速器，该双离合器变速器被配置用于通过控制该运转的离合器的液力传动打滑量来控制发动机速度。
该动力传动系部件可以包括液力变矩器，该液力变矩器被配置用于通过以控制液力变矩器的流量阀的方法来控制液力变矩器的传动扭矩比，从而控制发动机速度。
该控制系统可以进一步被配置用于在探测到以下一者或多者时不能对发动机速度进行控制：
－指示换档杆位置信号值的变化的换档杆位置传感器信号；
－车辆速度传感器信号低于阈值车辆速度信号；
－指示制动踏板的应用的制动踏板行程传感器信号；以及
－指示油门踏板的应用的油门踏板行程传感器信号。
本公开内容还涉及包括根据上述描述的动力传动系的车辆。
附图说明
图1示意性地示出了根据本公开内容的方法的流程图；
图2示意性地示出了根据本公开内容的第一示例性实施例的包括动力传动系部件的动力传动系；
图3示意性地示出了根据本公开内容的第二示例性实施例的包括双离合器变速器的动力传动系；
图4示意性地示出了根据本公开内容的第三示例性实施例的包括液力变矩器的动力传动系；
图5示意性地示出了包括根据本公开内容的动力传动系的车辆。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本公开内容的方法的流程图。
在方法步骤100中，控制系统探测指示期望发动机制动的状态。在方法步骤110中，响应于探测到的期望的发动机制动的状态，控制系统通过控制动力传动系部件将发动机速度控制到设定的发动机速度目标值。这是采用其最概括性的形式的方法。
在方法步骤110中，更具体地，控制系统将发动机速度控制到在比发动机怠速高30RPM至70RPM范围内的设定的发动机速度目标值，具体地控制到在比发动机怠速高40RPM至60RPM范围内的设定的发动机速度目标值，更具体地控制到在比发动机怠速高45RPM至55RPM范围内的设定的发动机速度目标值。从发动机控制单元(ECU)连续地获得发动机怠速，发动机怠速取决于车辆中发动机的类型和诸如空调之类的被供电的附件的数量。因此，怠速连续地变化，并且发动机速度目标值相应地连续地变化。因此，传动动力传动系部件相对于设定的发动机目标速度被连续地控制。
在方法步骤100中，更具体地，探测指示期望发动机制动的状态包括在油门踏板行程减小到零时探测节流阀的关闭状态，以及探测燃料喷射器容积请求的中断。因此，在发动机制动期间，发动机不产生正的扭矩。
在方法步骤120中，控制系统监控多个传感器信号以确定该方法是否应该被禁用。如果没有这样的传感器信号，则该方法继续根据步骤110运行。不能对发动机速度进行控制包括探测以下信号中的一者或多者：指示换档杆位置信号值的变化的换档杆位置传感器信号、低于阈值车辆速度信号的车辆速度传感器信号、指示制动踏板的应用的制动踏板行程传感器信号和指示油门踏板的应用的油门踏板行程传感器信号。
在方法步骤130中，该方法就被禁用，并且无论何时控制系统根据步骤100探测到指示期望发动机制动的状态时，可以再次重启。
图2示意性地示出了根据本公开内容的第一示例性实施例的动力传动系1。动力传动系1包括发动机2、动力传动系部件3、变速器4、差速器5和两个前面的车轮6。发动机2经由连接到变速器4的差速器5向前面的车轮6提供动力。变速器4经由动力传动系部件3连接到发动机2，其中动力传动系部件3将发动机2的转动运动传递到车轮6。在附图所示的示例中，车辆是前轮驱动车辆。在本公开内容的范围内，该方法和动力传动系也适用于例如后轮驱动车辆或全轮驱动车辆。
动力传动系部件3被设置成由控制系统7控制，控制系统7例如是连接到动力传动系1并由此设置成控制动力传动系部件3的电子控制单元。在该例子中，电子控制单元作为一个单元进行说明，其实际上可以是一起工作以执行控制的多个不同的电子控制单元。在附图中，通过虚线示意性地示出了控制系统7与变速器4信号连接并由此与动力传动系部件3信号连接。控制系统7还与发动机2信号连接，以便获得信息并控制发动机2。
控制系统7被配置用于探测指示期望发动机制动的状态并且用于响应于探测到的期望发动机制动的状态，通过控制动力传动系部件3将发动机速度控制到设定的发动机速度目标值。
控制系统7被设置成将发动机速度目标值设定在比发动机怠速高30RPM至70RPM的范围内，具体地设定在比发动机怠速高40RPM至60RPM的范围内，更具体地设定在比发动机怠速高45RPM至55RPM的范围内。发动机怠速从发动机控制单元(ECU)中获得，并且取决于车辆中发动机的类型和在任何给定时间由发动机2提供动力的诸如空调的附件的数量。因此，怠速变化，发动机速度目标值也相应地变化。
指示期望发动机制动的状态包括当由连接到油门踏板10和控制系统7的油门踏板行程传感器9测量的油门踏板行程减小到零时，探测到节流阀8的关闭状态。指示期望发动机制动的状态还包括探测来自控制系统7的燃料喷射器容积请求的中断。
当探测到指示期望发动机制动的状态时，控制系统7控制动力传动系部件3从变速器4到发动机2的扭矩传动，使得发动机2可以在发动机速度目标值下运转。这通过将连接到动力传动系部件3的传动轴(即输出轴或旋转地连接到输出轴的轴)的转动速度减小到发动机速度目标值来实现，从而允许发动机2以相比使用固定的输入轴与输出轴速度比的情况下可能的发动机速度更低的发动机速度进行操作。因为在发动机制动期间发动机不产生正扭矩，因而这也是可行的。
在换档过程中对于变速器轴的速度的控制已知是这样的。根据本公开内容的动力传动系1除了在换档期间之外还在发动机制动期间实施这种控制以降低变速器轴的速度。
如果发动机速度接近失速速度从而需要降档以保持发动机2运转，则根据本公开内容的动力传动系1允许执行降档，其中在变速器轴的速度被连续控制的换档期间和之后，发动机速度被保持在发动机速度目标值。如果需要快速降低变速器轴的速度，则也可以进行升档。
保持发动机2在接近其怠速的发动机速度下运转，而不需要喷射和燃烧燃料，即在燃料中断的条件下，形成在发动机制动期间大大减小的减速度，而不损失切断发动机2的燃料的经济性利益。在发动机制动期间，利用根据本公开内容的方法，发动机不产生正扭矩。正扭矩会增加减速度并抵消该方法的预期效果。因此，在期望发动机制动状态期间，车辆将损失较少的动量，并且车辆能够使用相同量的燃料行驶明显更远的车程。这将导致车辆能够使用比当前使用的发动机制动期间更少的燃料来行驶相同的距离。使用低发动机速度发动机制动的附加益处是发动机磨损降低了以及噪声、振动和粗糙度(NVH)降低了。
关于减小的发动机磨损，由于发动机制动期间的发动机速度将大大减小，所以机械部件(例如阀、定时链或带)上的磨损连同冷却和润滑(油和冷却剂)的消耗将自然地减小。这将延长服务间隔，并使得运行成本降低。
关于NVH性能，当发动机速度降低时，来自发动机2的声音连同振动也降低。这使得内部舒适性得到改善，不仅因为发动机2产生较少的噪声，还因为发动机速度将以接近怠速的恒定值为目标，从而将车辆内部中的感知噪声保持为最小。
如果满足某些条件，则禁用发动机制动。控制系统7进一步被配置用于在探测到以下一者或多者时不能对发动机速度进行控制：
－来自换挡杆位置传感器11的换挡杆位置传感器信号，其指示换挡杆位置信号值的变化，
－来自车辆速度传感器12的车辆速度传感器信号低于阈值车辆速度信号，
－来自制动踏板行程传感器13的指示制动踏板14的应用的制动踏板行程传感器信号，以及
－来自油门踏板行程传感器9的指示油门踏板10的应用的油门踏板行程传感器信号。
图3示意性地示出了根据本公开的第二示例性实施例的包括动力传动系部件3的动力传动系1。在第二示例性实施例中，动力传动系1包括双离合器变速器，该双离合器变速器包括第一主轴15a和第二主轴15b。该示例性实施例中的动力传动系部件3是双离合器变速器的运转的离合器15，在该示例中是第二主轴15b的离合器。
当探测到指示期望的发动机制动的状态时，控制系统7控制双离合器变速器的运转的离合器15的液力传动打滑量以降低变速器轴的速度，从而使得发动机2可以在发动机速度目标值下运转。
当应用该方法时，主动轴的离合器应用控制策略如下，控制误差等于发动机速度目标值(以RPM计)与发动机速度(以RPM计)相减。该误差被输入到比例－积分－微分(PID)控制器或比例－积分(PI)控制器，其中来自控制器的输出是适于保持设定的发动机速度目标值的最终离合器扭矩请求。因此，该实施例依赖于现有变速器部件中的已有的压力至扭矩的致动方式来执行根据本公开内容的方法。
图4示意性地示出了根据本公开内容的第三示例性实施例的包括动力传动系部件3的动力传动系1。在图4中，动力传动系1包括液力变矩器16。
在包括液力变矩器16的变速器4中，控制策略将与针对双离合器变速器描述的控制策略相同，唯一的区别是用于降低变速器轴的速度的受控动力传动系部件3是液力变矩器16的液力变矩器的流量阀17而不是运转的离合器15。因此，该实施例依赖于现有变速器部件中的已有的通过油流动的流速至扭矩的致动方式来执行根据本公开内容的方法。
图5示意性地示出了包括根据本公开内容的动力传动系1的车辆18。在图中，示意性地示出了发动机2、动力传动系部件3和变速器。如上所述，尽管本公开的方法和动力传动系1被描述为用于前轮驱动车辆，但是将它们适用于例如后轮驱动车辆或全轮驱动车辆也在本公开内容的范围内。
尽管已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本公开内容，但是这样的说明和描述应被理解仅仅是说明性或示例性的，并且本公开内容不限于所公开的示例性实施例。
参考附图标记：
1.动力传动系
2.发动机
3.动力传动系部件
4.变速器
5.差速器
6.车轮
7.控制系统
8.节流阀
9.油门踏板行程传感器
10.油门踏板
11.换档杆位置传感器
12.车辆速度传感器
13.制动踏板行程传感器
14.制动踏板
15.运转的离合器
a.第一主轴
b.第二主轴16.液力变矩器17.液力变矩器的流量阀18.车辆

Claims (13)

1.一种用于车辆(18)的发动机制动的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
－探测指示期望发动机制动的状态；
－响应于探测到的期望发动机制动状态，通过控制动力传动系部件(3)，将发动机速度控制到设定的发动机速度目标值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
－将所述发动机速度控制到在比发动机怠速高30RPM至70RPM范围内的设定的发动机速度目标值，具体地控制到在比所述发动机怠速高40RPM至60RPM范围内的设定的发动机速度目标值，更具体地控制到在比所述发动机怠速高45RPM至55RPM范围内的设定的发动机速度目标值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述动力传动系部件(3)是双离合器变速器的运转的离合器(15)，其中，所述方法包括以下步骤：
－通过控制所述运转的离合器(15)的液力传动打滑量控制所述发动机速度。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述动力传动系部件(3)包括液力变矩器(16)，其中，所述方法包括以下步骤：
－通过控制液力变矩器的流量阀(17)来控制所述液力变矩器(16)的传动扭矩比，从而控制所述发动机速度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，探测指示期望发动机制动的状态包括以下步骤：
－在油门踏板行程减小到零时，探测节流阀(8)的关闭状态；
－探测来自控制系统(7)的燃料喷射器容积请求的中断。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
－在探测到以下一者或多者时不能对所述发动机速度进行控制：
－指示换档杆位置信号值的变化的换档杆位置传感器信号；
－车辆速度传感器信号低于阈值车辆速度信号；
－指示制动踏板(14)的应用的制动踏板行程传感器信号；以及
－指示油门踏板(10)的应用的油门踏板行程传感器信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在发动机制动期间，所述发动机不产生正扭矩。
8.一种动力传动系(1)，所述动力传动系被设置成由控制系统(7)控制，其特征为，所述控制系统(7)被配置用于探测指示期望的发动机制动的状态，以及用于响应于探测到的期望的发动机制动的状态，通过控制动力传动系部件(3)而将发动机速度控制到设定的发动机速度目标值。
9.根据权利要7所述的动力传动系(1)，其中，所述控制系统(7)还被配置用于将所述发动机速度控制到在比发动机怠速高30RPM至70RPM范围内的设定的发动机速度目标值，具体地控制到在比所述发动机怠速高40RPM至60RPM范围内的设定的发动机速度目标值，更具体地控制到在比所述发动机怠速高45RPM至55RPM范围内的设定的发动机速度目标值。
10.根据权利要求7或8所述的动力传动系(1)，其中，所述动力传动系部件(3)是双离合器变速器的运转的离合器(15)，所述运转的离合器(15)被配置用于通过控制所述运转的离合器(15)的液力传动打滑量来控制所述发动机速度。
11.根据权利要求7或8所述的动力传动系(1)，其中，所述动力传动系部件(3)包括液力变矩器(16)，所述液力变矩器(16)被配置用于通过借助于控制液力变矩器的流量阀(17)而控制所述液力变矩器(16)的传动扭矩比来控制所述发动机速度。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的动力传动系(1)，其中，所述控制系统(7)还被配置用于在探测到以下一者或多者时不能对所述发动机速度进行控制：
－指示换档杆位置信号值的变化的换档杆位置传感器信号；
－车辆速度传感器信号低于阈值车辆速度信号；
－指示制动踏板(14)的应用的制动踏板行程传感器信号；以及
－指示油门踏板(10)的应用的油门踏板行程传感器信号。
13.一种车辆(18)，所述车辆包括权利要求7至11中任一项的动力传动系(1)。
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