專利名稱：協調扭矩結構中的扭矩請求模塊的結合的制作方法
技術領域：
在此提供的背景技術用于總體上提出本披露的內容。當 前稱為發明者的工作，就該背景技術部分以及說明中所描述的范圍， 可能不限定為提交時刻的現有技術，也不被明確地或隱含地接受為本 披露的現有技術。
0004]動力系控制系統包括需要 一 定量發動機扭矩以適當地操作的多個模塊。例如，自動變速器控制模塊需要即刻地降低來自發動 機的扭矩以改變變速器檔位。另一示例為空調離合器控制模塊，在接 合空調壓縮機離合器之前片刻，所述空調離合器控制模塊需要增加發 動機扭矩。發動機扭矩增加有助于在壓縮機離合器接合時保持恒定的 發動機轉速，尤其是在發動機怠速時。 在現有技術中，這些不同模塊直接影響扭矩致動器。例 如，自動變速器控制模塊在換檔期間可以延遲發動機的火花提前以降 低發動機扭矩。類似地，空調離合器控制模塊在接合壓縮機離合器之 前片刻期間可增加火花提前以增加發動機扭矩。
0006] 由于車輛動力系統包括影響扭矩的更多模塊和更多致動 器，現有技術的結構不便于維護和難以檢修。作為更多致動器的示例， 混合動力車輛包括提供扭矩的發動機和電動機。由于現有動力系控制 結構，將混合動力車輛動力系整合到現有扭矩修正模塊可能不便利
發明內容
0007] 用于車輛的動力系控制系統包括多個車軸扭矩請求模 塊，所述多個車軸扭矩請求模塊根據車輛的相應性能標準產生相應的
車軸扭矩請求；車軸扭矩仲裁模塊，所述車軸扭矩仲裁模塊基于所述 多個車軸扭矩請求產生凈車軸扭矩請求；多個推進扭矩請求模塊，所
述多個推進扭矩請求模塊基于車輛發動機的相應性能標準產生相應的
推進扭矩請求；推進扭矩仲裁模塊，所述推進扭矩仲裁模塊基于所述
凈車軸扭矩請求和所述多個推進扭矩請求確定凈發動機扭矩請求；和
推進扭矩控制模塊，所述推進扭矩控制模塊基于所述凈發動機扭矩請 求控制多個致動器，使得發動機根據所述凈發動機扭矩請求產生輸出 扭矩。 在其它特征中，所述多個推進扭矩請求模塊包括防止失 速模塊，所述防止失速模塊基于保持發動機運行所需要的最小扭矩產 生所述推進扭矩請求中的一個。所述多個推進扭矩請求模塊包括發動 斗幾起動和停止(crank and stop) 一莫塊，所述發動一幾起動和停止才莫塊 基于發動機是否新近組裝產生所述推進扭矩請求中的一個。所述多個 推進扭矩請求模塊包括發動機容量保護模塊，所述發動機容量保護模 塊基于預定催化劑溫度限制產生所述推進扭矩請求中的一個。所述多 個推進扭矩請求模塊包括變速器扭矩請求模塊，所述變速器扭矩請求 模塊基于變速器換檔產生所述推進扭矩請求中的一個。所述多個推進扭矩請求模塊包括發動機過速保護模塊，所述發動機過速保護模塊基 于預定最大發動機RPM產生所述推進扭矩請求中的一個。所述多個推 進扭矩請求模塊包括發動機怠速速度控制，所述發動機怠速速度控制 基于發動機的希望怠速速度產生所述推進扭矩請求中的 一 個。所述多 個推進扭矩請求模塊包括儲備扭矩請求模塊，所述儲備扭矩請求模塊 基于為補償發動機上即將發生的負載變化發動機所需要的扭矩產生相 應的推進扭矩請求。所述儲備扭矩請求模塊包括空調壓縮機扭矩補償 模塊，所述空調壓縮機扭矩補償模塊基于為補償由于空調壓縮機離合 器接合和脫離引起的即將發生的負載變化發動機所需要的扭矩而產生 相應的推進扭矩請求。所述儲備扭矩請求模塊包括催化劑點火模塊， 所述催化劑點火模塊產生相應的推進扭矩請求以改變發動機的排氣氣 體溫度。在其它特征中，所述車輛是汽油/電動混合動力車輛，所
述動力系控制系統還包括混合動力控制模塊，所述混合動力控制模塊 確定所述凈車軸扭矩請求中多少扭矩由電動機提供。 —種操作車輛的動力系控制系統的方法，所述方法包括 基于車輛的相應性能標準產生車軸扭矩請求；基于所述車軸扭矩請求 產生凈車軸扭矩請求；基于車輛發動機的相應性能標準產生推進扭矩 請求；基于所述凈車軸扭矩請求和所述推進扭矩請求確定凈發動機扭 矩請求；和基于所述凈發動機扭矩請求控制多個致動器，使得發動機 根據所述凈發動機扭矩請求產生輸出扭矩。 在其它特征中，所述方法包括基于車軸傳動比、輪胎直 徑、和變速器傳動比中的至少一個將所迷凈車軸扭矩請求轉換為推進 扭矩請求。所述車軸扭矩請求中的一個基于車輛的巡航控制設定速度。 所述方法包括基于車輛環境修正所述車軸扭矩請求。所述車軸扭矩請 求中的 一 個基于車輛輪胎和道路表面之間的車輪滑移。所述車軸扭矩 請求中的 一 個基于車輛的預定速度限制。所述車軸扭矩請求中的 一 個
基于車輛制動器提供的制動扭矩。 在其它特征中，所述方法包括確定所述凈車軸扭矩請求 中多少扭矩由混合動力系的電動機提供。 在另外特征中，上述系統和方法由用一個或更多處理器 執行的計算機程序實施。所述計算機程序可以位于計算機可讀取介質 上，例如但不限于內存、非易失性數據存儲器和/或其它合適的有形存 儲介質。
0016] 本披露的進一步應用范圍在其后提供的詳細說明中顯而 易見。需要理解的是所述詳細說明和具體示例雖然表示本^皮露的優選 實施例，但只是為了說明而并不打算限制本披露的范圍。
本披露從詳細說明和附圖將更全面地理解，其中
圖1是車輛動力系的功能框圖；和 發動機22和電動機32結合的扭矩應用于變速器38的輸 入。變速器38可以為根據來自PCM26的變速指令40換檔的自動變速 器。變速器38的輸出軸聯接到差速齒輪42的輸入。差速齒輪42驅動 軸和車輪36。車輪速度傳感器44產生表示其相應車輪36的旋轉速度 的信號。PCM26從踏板位置傳感器46接收加速踏板位置信號。 PCM26也從巡航或速度控制界面模塊48接收設定速度信號。適應性巡 航控制傳感器50感測在駕駛路徑中的車輛或其它障礙，并產生表示到 所述障礙的距離的信號。所述信號可以用于調節經由速度控制界面模 塊48設置的設定速度。 協調扭矩控制系統100采用扭矩請求中樞模塊102，所述 扭矩請求中樞模塊102確定推進扭矩需求，并將所述推進扭矩需求傳 達給推進扭矩控制模塊104。扭矩請求中樞模塊102基于來自多個扭矩 請求模塊的輸入確定所述推進扭矩需求，如下文更詳細所述。扭矩請 求模塊包括想要影響一個或更多致動器24來影響發動機扭矩的模塊。 推進扭矩需求表示為了滿足扭矩請求模塊的需要使得它們可以實現其 相應控制策略而需要的來自發動機22的扭矩。
0028] 推進扭矩控制模塊104基于凈推進扭矩需求控制一個或 更多的致動器24-1, 24-M，即致動器24。致動器24影響發動機
扭矩。致動器24的示例包括點火模塊，所述點火模塊以規定的點火正 時傳送點火火花給發動機；燃料噴射模塊，所述燃料噴射模塊在規正 時間傳送規定量的燃料給發動機；電子節氣門控制模塊，所述電子節 氣門控制模塊將節流閥移動至規定開度；和類似物。 每個扭矩請求模塊分類為車軸扭矩請求模塊或推進扭矩
請求模塊。車軸扭矩請求模塊通過道路表面控制車輛速度和車輛牽引 中的至少一個。推進扭矩請求模塊控制發動機和電動機32的輸出扭矩。
車軸扭矩請求模塊在圖2A中示出且現在將更詳細地描述。 車軸扭矩請求模塊300的第二示例為車輛過速保護模塊。 車輛過速保護模塊確定最大車軸扭矩限制，以保持車輛速度低于預定 速度限制。 車軸扭矩請求模塊300的第三示例為制動扭矩管理模塊。 制動扭矩管理模塊確定在車輛制動器施用時的最大車軸扭矩。最大車 軸扭矩防止車軸扭矩超過車輛制動器的制動扭矩。 扭矩控制中樞模塊102包括車軸扭矩仲裁模塊302,所述 車軸扭矩仲裁模塊302從駕駛者扭矩請求模塊200、巡航控制扭矩請求 模塊202、車軸扭矩請求模塊300和扭矩切斷控制模塊306 (如圖2B 所示)接收各種扭矩請求和/或限制。扭矩切斷控制模塊306在下文進 一步描述。車軸扭矩仲裁模塊3M基于扭矩請求和/或限制產生凈車軸 扭矩請求，并將凈車軸扭矩請求傳達給車軸至推進扭矩轉換模塊3(M。 車軸至推進扭矩轉換模塊3(M基于車軸差速齒輪42的傳動比、車輪36 的直徑、變速器38的傳動比和扭矩轉換器增益中的至少一個將凈車軸 扭矩請求轉換為相應的推進扭矩請求。車軸扭矩仲裁模塊302將所述 相應推進扭矩請求傳達給包含在扭矩控制中樞102中的推進扭矩仲裁 模塊308。 現在將轉到對圖2B所示的各種推進扭矩請求模塊的討 論。防止失速模塊402確定保持發動機22運行需要的最小扭矩。防止 失速模塊402可以基于來自發動機起動和停止模塊404和發動機容量保護模塊406中的至少一個的輸入增加最小扭矩。發動機起動和停止
模塊404基于發動機是否為新的或新鮮發動機而增加最小扭矩請求。 當車輛第一次組裝時，新鮮發動機需要更大的燃料噴射脈沖寬度，以
從燃料系統驅走空氣。為了補償增加的燃料噴射脈沖寬度，發動機起 動和停止模塊404也與推進扭矩控制模塊104通信，從而它可以延遲 點火正時并不管增加的燃料噴射脈沖寬度而保持發動機扭矩恒定。發 動機容量保護模塊406基于動力系20的機械限制提供發動機22的最 大扭矩限制。限制的示例包括變速器38的最大扭矩限制、催化劑30 的最大溫度限制、等等。 推進扭矩仲裁模塊308也從一個或更多的其它推進扭矩 請求模塊5 00-1， ...， 5 00-K (合并稱為推進扭矩請求模塊500 )接收 推進扭矩請求。推進扭矩請求模塊500的示例包括變速器扭矩請求模 塊，所述變速器扭矩請求模塊在變速器換檔期間產生扭矩請求以降低 發動機扭矩。其它推進扭矩請求模塊500可以包括發動機過速保護模 塊和發動機怠速速度控制模塊中的至少 一 個。發動機過速保護模塊確 定推進扭矩限制，以防止發動機轉速或RPM超過預定發動機轉速。發 動機轉速可以基于來自曲軸位置傳感器28的信號確定。發動機怠速速 度控制模塊確定在變速器38處于驅動或空檔的滑行或怠速期間保持發 動機22處于預定怠速速度所需要的推進扭矩。 推進扭矩仲裁模塊308也從一個或更多的儲備扭矩請求 模塊502-1, 502-N (合并稱為儲備扭矩請求模塊502 )接收儲備
扭矩請求。儲備扭矩指的是發動機22未來需要的扭矩。儲備扭矩請求 模塊502的第一示例是空調壓縮機扭矩補償模塊。空調壓縮機扭矩補 償模塊請求儲備扭矩，從而在壓縮機31接合和脫離時發動機轉速保持 大體恒定。儲備扭矩請求模塊502的第二示例是催化劑點火模塊。 當發動機冷起動時，催化劑點火模塊請求發動機火花延遲以增加排氣 氣體溫度，從而加熱催化劑30至其轉換溫度。為了補償由延遲的火花 引起的扭矩損失，催化劑點火模塊也可以請求在火花延遲時增加節氣 門開度。 儲備扭矩請求模塊502的第三示例是侵入診斷模塊。侵 入診斷，如怠速催化劑監測，需要改變發動機空氣/燃料比以進行診斷模塊。因而侵入診斷模塊請求儲備扭矩以補償將要進行的診斷程序的 扭矩效果。 在一些情況下，需要借助于即刻地切斷發動機的燃料和/
或火花而使推進扭矩最小化。扭矩切斷沖莫塊306對這些情況產生扭矩
請求，這可以包括離合器燃料切斷和減速燃料切斷中的至少一個。離 合器燃料切斷在車輛配備有手動變速器且車輛操作者脫離離合器時發 生。離合器燃料切斷防止在離合器脫離并從發動機移去載荷時發動機 轉速突增超過預定轉速。減速燃料切斷在車輛滑行超過預定速度時發 生。減速燃料切斷有助于增加發動機制動。減速燃料切斷也傳達給車
軸扭矩仲裁模塊302。 推進扭矩仲裁模塊308基于來自各種推進扭矩請求模塊 和車軸扭矩仲裁模塊的扭矩請求和/或限制產生總體請求的推進扭矩。
推進扭矩仲裁模塊308將所述總體請求的推進扭矩傳達給推進扭矩控 制模塊104。扭矩控制中樞102也可以配置為與混合動力電動車輛一
在混合^力電動車輛中，來自車軸扭矩仲裁模塊;02的總車軸扭矩請 求傳達給混合動力控制模塊700。混合動力控制模塊700確定多少推進 扭矩由電動機32提供，多少由發動機22提供。混合動力控制模塊700
扭矩份額經由扭矩指令34傳達給電動機32。車:至推進扭矩轉換模塊 304可以與混合動力控制模塊700結合。同樣，扭矩切斷模塊306將減 速燃料切斷扭矩請求傳達給混合動力控制模塊700而不是車軸扭矩仲 裁模塊302。
[0045現在，本領域技術人員從前述說明可以理解，本披露的 廣泛教示可以以不同形式實施。因而，雖然本4皮露包括具體示例，本 但是披露的真實范圍不應如此限定，因為本領域技術人員在研讀附圖、 說明書和以下權利要求書之后，其它變型將顯而易見。
權利要求
1. 一種用于車輛的動力系控制系統，包括多個車軸扭矩請求模塊，所述多個車軸扭矩請求模塊根據車輛的相應性能標準產生相應的車軸扭矩請求；車軸扭矩仲裁模塊，所述車軸扭矩仲裁模塊基于多個所述車軸扭矩請求產生凈車軸扭矩請求；多個推進扭矩請求模塊，所述多個推進扭矩請求模塊基于車輛發動機的相應性能標準產生相應的推進扭矩請求；推進扭矩仲裁模塊，所述推進扭矩仲裁模塊基于所述凈車軸扭矩請求和多個所述推進扭矩請求確定凈發動機扭矩請求；和推進扭矩控制模塊，所述推進扭矩控制模塊基于所述凈發動機扭矩請求控制多個致動器，使得發動機根據所述凈發動機扭矩請求產生輸出扭矩。
2. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于還包括車軸 至推進扭矩轉換模塊，所述車軸至推進扭矩轉換模塊基于車軸傳動比、 輪胎直徑和變速器傳動比中的至少一個將所述凈車軸扭矩請求轉換為 推進扭矩請求。
3. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多個 車軸扭矩請求模塊包括巡航控制扭矩請求模塊，所述巡航控制扭矩請 求模塊基于車輛的巡航控制設定速度產生所述車軸扭矩請求中的一 個。
4. 根據權利要求3所述的動力系控制系統，其特征在于還包括適應 性巡航控制扭矩請求模塊，所述適應性巡航控制扭矩請求模塊基于車 輛環境將車軸扭矩校正值傳達給所述巡航控制請求模塊。
5. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多個 車軸扭矩請求模塊包括牽引/拖拽控制模塊，所述牽引/拖拽控制模塊 基于車輛輪胎和道路表面之間的滑移產生所述車軸扭矩請求中的一 個。
6. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多個 車軸扭矩請求模塊包括車輛過速保護模塊，所述車輛過速保護模塊基 于車輛的預定速度限制產生所述車軸扭矩請求中的 一 個。
7. 根據權利要求l所迷的動力系控制系統，其特征在于，所述多個 車軸扭矩請求模塊包括制動扭矩管理模塊和穩定性控制模塊中的至少一個，所述制動扭矩管理模塊基于車輛制動器提供的制動扭矩產生所 述車軸扭矩請求中的一個，所述穩定性控制模塊基于車輛的橫擺率產 生所迷車軸扭矩請求中的 一 個。
8. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多個 推進扭矩請求模塊包括防止失速模塊，所述防止失速模塊基于保持發 動機運行所需要的最小扭矩產生所述推進扭矩請求中的 一 個。
9. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多個推進扭矩請求模塊包括發動機起動和停止模塊，所迷發動機起動和停 止模塊基于發動機是否新近組裝產生所述推進扭矩請求中的一個。
10. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多個推進扭矩請求模塊包括發動機容量保護模塊，所述發動機容量保護模塊基于預定催化劑溫度限制產生所述推進扭矩請求中的 一 個。
11.根據權利要求i所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多 個推進扭矩請求模塊包括變速器扭矩請求模塊，所述變速器扭矩請求 模塊基于變速器換檔產生所述推進扭矩請求中的 一 個。
12. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多 個推進扭矩請求模塊包括發動機過速保護模塊，所述發動機過速保護 模塊基于預定最大發動機RPM產生所述推進扭矩請求中的 一個。
13. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多 個推進扭矩請求模塊包括發動機怠速速度控制，所述發動機怠速速度 控制基于發動機的希望怠速速度產生所述推進扭矩請求中的 一 個。
14. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述多 個推進扭矩請求模塊包括儲備扭矩請求模塊，所述儲備扭矩請求模塊 基于為補償發動機上即將發生的負載變化發動機所需要的扭矩而產生 相應的推進扭矩請求。
15. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述儲 備扭矩請求模塊包括空調壓縮機扭矩補償模塊，所述空調壓縮機扭矩 補償模塊基于為補償由于空調壓縮機離合器接合和脫離引起的即將發 生的負載變化發動機所需要的扭矩而產生相應的推進扭矩請求。
16. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所述儲備扭矩請求模塊包括催化劑點火模塊，所述催化劑點火模塊產生相應 的推進扭矩請求以改變發動機的排氣氣體溫度。
17. 根據權利要求l所述的動力系控制系統，其特征在于，所迷車 輛是汽油/電動混合動力車輛，所述動力系控制系統還包括混合動力控 制模塊，所述混合動力控制模塊確定所述凈車軸扭矩請求中多少扭矩 由電動機提供。
18. —種操作車輛的動力系控制系統的方法，所述方法包括 基于車輛的相應性能標準產生車軸扭矩請求；基于所述車軸扭矩請求產生凈車軸扭矩請求； 基于車輛發動機的相應性能標準產生推進扭矩請求； 基于所述凈車軸扭矩請求和所迷推進扭矩請求確定凈發動機扭矩 請求；和基于所述凈發動機扭矩請求控制多個致動器，使得發動機根據所迷 凈發動機扭矩請求產生輸出扭矩。
19. 根據權利要求18所述的方法，其特征在于還包括基于車軸傳動 比、輪胎直徑、變速器傳動比和變矩器增益中的至少一個將所述凈車 軸扭矩請求轉換為推進扭矩請求。
20. 根據權利要求18所述的方法，其特征在于，所述推進扭矩請求 中的 一個基于預定催化劑溫度限制。
21. 根據權利要求18所述的方法，其特征在于，所述推進扭矩請求 中的一個基于變速器換檔。
22. 根據權利要求18所述的方法，其特征在于，所述推進扭矩請求 中的一個基于預定最大發動機RPM。
23. 根據權利要求18所述的方法，其特征在于，所述推進扭矩請求中的一個基于為補償發動機上即將發生的負栽變化發動機所需要的扭 矩。
24. 根據權利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括確定 所迷凈車軸扭矩請求中多少扭矩由電動機提供。
全文摘要
本發明涉及協調扭矩結構中的扭矩請求模塊的結合。具體而言公開了一種用于車輛的動力系控制系統，其包括多個車軸扭矩請求模塊，所述多個車軸扭矩請求模塊根據車輛的相應性能標準產生相應的車軸扭矩請求；車軸扭矩仲裁模塊，所述車軸扭矩仲裁模塊基于所述多個車軸扭矩請求產生凈車軸扭矩請求；多個推進扭矩請求模塊，所述多個推進扭矩請求模塊基于車輛發動機的相應性能標準產生相應的推進扭矩請求；推進扭矩仲裁模塊，所述推進扭矩仲裁模塊基于所述凈車軸扭矩請求和所述多個推進扭矩請求確定凈發動機扭矩請求；和推進扭矩控制模塊，所述推進扭矩控制模塊基于所述凈發動機扭矩請求控制多個致動器，使得發動機根據所述凈發動機扭矩請求產生輸出扭矩。
文檔編號B60L15/20GK101450629SQ20081014976
公開日2009年6月10日 申請日期2008年9月25日 優先權日2007年11月2日
發明者C·E·懷特尼, C·H·富爾克茨, D·J·斯特羅, L·G·沃茲尼亞克, M·利夫什茨, R·C·小西蒙, S·J·奇諾維思 申請人:通用汽車環球科技運作公司