专利名称：协调扭矩结构中的扭矩请求模块的结合的制作方法
技术领域：
在此提供的背景技术用于总体上提出本披露的内容。当 前称为发明者的工作，就该背景技术部分以及说明中所描述的范围， 可能不限定为提交时刻的现有技术，也不被明确地或隐含地接受为本 披露的现有技术。
0004]动力系控制系统包括需要 一 定量发动机扭矩以适当地操作的多个模块。例如，自动变速器控制模块需要即刻地降低来自发动 机的扭矩以改变变速器档位。另一示例为空调离合器控制模块，在接 合空调压缩机离合器之前片刻，所述空调离合器控制模块需要增加发 动机扭矩。发动机扭矩增加有助于在压缩机离合器接合时保持恒定的 发动机转速，尤其是在发动机怠速时。 在现有技术中，这些不同模块直接影响扭矩致动器。例 如，自动变速器控制模块在换档期间可以延迟发动机的火花提前以降 低发动机扭矩。类似地，空调离合器控制模块在接合压缩机离合器之 前片刻期间可增加火花提前以增加发动机扭矩。
0006] 由于车辆动力系统包括影响扭矩的更多模块和更多致动 器，现有技术的结构不便于维护和难以检修。作为更多致动器的示例， 混合动力车辆包括提供扭矩的发动机和电动机。由于现有动力系控制 结构，将混合动力车辆动力系整合到现有扭矩修正模块可能不便利
发明内容
0007] 用于车辆的动力系控制系统包括多个车轴扭矩请求模 块，所述多个车轴扭矩请求模块根据车辆的相应性能标准产生相应的
车轴扭矩请求；车轴扭矩仲裁模块，所述车轴扭矩仲裁模块基于所述 多个车轴扭矩请求产生净车轴扭矩请求；多个推进扭矩请求模块，所
述多个推进扭矩请求模块基于车辆发动机的相应性能标准产生相应的
推进扭矩请求；推进扭矩仲裁模块，所述推进扭矩仲裁模块基于所述
净车轴扭矩请求和所述多个推进扭矩请求确定净发动机扭矩请求；和
推进扭矩控制模块，所述推进扭矩控制模块基于所述净发动机扭矩请 求控制多个致动器，使得发动机根据所述净发动机扭矩请求产生输出 扭矩。 在其它特征中，所述多个推进扭矩请求模块包括防止失 速模块，所述防止失速模块基于保持发动机运行所需要的最小扭矩产 生所述推进扭矩请求中的一个。所述多个推进扭矩请求模块包括发动 斗几起动和停止(crank and stop) 一莫块，所述发动一几起动和停止才莫块 基于发动机是否新近组装产生所述推进扭矩请求中的一个。所述多个 推进扭矩请求模块包括发动机容量保护模块，所述发动机容量保护模 块基于预定催化剂温度限制产生所述推进扭矩请求中的一个。所述多 个推进扭矩请求模块包括变速器扭矩请求模块，所述变速器扭矩请求 模块基于变速器换档产生所述推进扭矩请求中的一个。所述多个推进扭矩请求模块包括发动机过速保护模块，所述发动机过速保护模块基 于预定最大发动机RPM产生所述推进扭矩请求中的一个。所述多个推 进扭矩请求模块包括发动机怠速速度控制，所述发动机怠速速度控制 基于发动机的希望怠速速度产生所述推进扭矩请求中的 一 个。所述多 个推进扭矩请求模块包括储备扭矩请求模块，所述储备扭矩请求模块 基于为补偿发动机上即将发生的负载变化发动机所需要的扭矩产生相 应的推进扭矩请求。所述储备扭矩请求模块包括空调压缩机扭矩补偿 模块，所述空调压缩机扭矩补偿模块基于为补偿由于空调压缩机离合 器接合和脱离引起的即将发生的负载变化发动机所需要的扭矩而产生 相应的推进扭矩请求。所述储备扭矩请求模块包括催化剂点火模块， 所述催化剂点火模块产生相应的推进扭矩请求以改变发动机的排气气 体温度。在其它特征中，所述车辆是汽油/电动混合动力车辆，所
述动力系控制系统还包括混合动力控制模块，所述混合动力控制模块 确定所述净车轴扭矩请求中多少扭矩由电动机提供。 —种操作车辆的动力系控制系统的方法，所述方法包括 基于车辆的相应性能标准产生车轴扭矩请求；基于所述车轴扭矩请求 产生净车轴扭矩请求；基于车辆发动机的相应性能标准产生推进扭矩 请求；基于所述净车轴扭矩请求和所述推进扭矩请求确定净发动机扭 矩请求；和基于所述净发动机扭矩请求控制多个致动器，使得发动机 根据所述净发动机扭矩请求产生输出扭矩。 在其它特征中，所述方法包括基于车轴传动比、轮胎直 径、和变速器传动比中的至少一个将所迷净车轴扭矩请求转换为推进 扭矩请求。所述车轴扭矩请求中的一个基于车辆的巡航控制设定速度。 所述方法包括基于车辆环境修正所述车轴扭矩请求。所述车轴扭矩请 求中的 一 个基于车辆轮胎和道路表面之间的车轮滑移。所述车轴扭矩 请求中的 一 个基于车辆的预定速度限制。所述车轴扭矩请求中的 一 个
基于车辆制动器提供的制动扭矩。 在其它特征中，所述方法包括确定所述净车轴扭矩请求 中多少扭矩由混合动力系的电动机提供。 在另外特征中，上述系统和方法由用一个或更多处理器 执行的计算机程序实施。所述计算机程序可以位于计算机可读取介质 上，例如但不限于内存、非易失性数据存储器和/或其它合适的有形存 储介质。
0016] 本披露的进一步应用范围在其后提供的详细说明中显而 易见。需要理解的是所述详细说明和具体示例虽然表示本^皮露的优选 实施例，但只是为了说明而并不打算限制本披露的范围。
本披露从详细说明和附图将更全面地理解，其中
图1是车辆动力系的功能框图；和 发动机22和电动机32结合的扭矩应用于变速器38的输 入。变速器38可以为根据来自PCM26的变速指令40换档的自动变速 器。变速器38的输出轴联接到差速齿轮42的输入。差速齿轮42驱动 轴和车轮36。车轮速度传感器44产生表示其相应车轮36的旋转速度 的信号。PCM26从踏板位置传感器46接收加速踏板位置信号。 PCM26也从巡航或速度控制界面模块48接收设定速度信号。适应性巡 航控制传感器50感测在驾驶路径中的车辆或其它障碍，并产生表示到 所述障碍的距离的信号。所述信号可以用于调节经由速度控制界面模 块48设置的设定速度。 协调扭矩控制系统100采用扭矩请求中枢模块102，所述 扭矩请求中枢模块102确定推进扭矩需求，并将所述推进扭矩需求传 达给推进扭矩控制模块104。扭矩请求中枢模块102基于来自多个扭矩 请求模块的输入确定所述推进扭矩需求，如下文更详细所述。扭矩请 求模块包括想要影响一个或更多致动器24来影响发动机扭矩的模块。 推进扭矩需求表示为了满足扭矩请求模块的需要使得它们可以实现其 相应控制策略而需要的来自发动机22的扭矩。
0028] 推进扭矩控制模块104基于净推进扭矩需求控制一个或 更多的致动器24-1, 24-M，即致动器24。致动器24影响发动机
扭矩。致动器24的示例包括点火模块，所述点火模块以规定的点火正 时传送点火火花给发动机；燃料喷射模块，所述燃料喷射模块在规正 时间传送规定量的燃料给发动机；电子节气门控制模块，所述电子节 气门控制模块将节流阀移动至规定开度；和类似物。 每个扭矩请求模块分类为车轴扭矩请求模块或推进扭矩
请求模块。车轴扭矩请求模块通过道路表面控制车辆速度和车辆牵引 中的至少一个。推进扭矩请求模块控制发动机和电动机32的输出扭矩。
车轴扭矩请求模块在图2A中示出且现在将更详细地描述。 车轴扭矩请求模块300的第二示例为车辆过速保护模块。 车辆过速保护模块确定最大车轴扭矩限制，以保持车辆速度低于预定 速度限制。 车轴扭矩请求模块300的第三示例为制动扭矩管理模块。 制动扭矩管理模块确定在车辆制动器施用时的最大车轴扭矩。最大车 轴扭矩防止车轴扭矩超过车辆制动器的制动扭矩。 扭矩控制中枢模块102包括车轴扭矩仲裁模块302,所述 车轴扭矩仲裁模块302从驾驶者扭矩请求模块200、巡航控制扭矩请求 模块202、车轴扭矩请求模块300和扭矩切断控制模块306 (如图2B 所示)接收各种扭矩请求和/或限制。扭矩切断控制模块306在下文进 一步描述。车轴扭矩仲裁模块3M基于扭矩请求和/或限制产生净车轴 扭矩请求，并将净车轴扭矩请求传达给车轴至推进扭矩转换模块3(M。 车轴至推进扭矩转换模块3(M基于车轴差速齿轮42的传动比、车轮36 的直径、变速器38的传动比和扭矩转换器增益中的至少一个将净车轴 扭矩请求转换为相应的推进扭矩请求。车轴扭矩仲裁模块302将所述 相应推进扭矩请求传达给包含在扭矩控制中枢102中的推进扭矩仲裁 模块308。 现在将转到对图2B所示的各种推进扭矩请求模块的讨 论。防止失速模块402确定保持发动机22运行需要的最小扭矩。防止 失速模块402可以基于来自发动机起动和停止模块404和发动机容量保护模块406中的至少一个的输入增加最小扭矩。发动机起动和停止
模块404基于发动机是否为新的或新鲜发动机而增加最小扭矩请求。 当车辆第一次组装时，新鲜发动机需要更大的燃料喷射脉冲宽度，以
从燃料系统驱走空气。为了补偿增加的燃料喷射脉冲宽度，发动机起 动和停止模块404也与推进扭矩控制模块104通信，从而它可以延迟 点火正时并不管增加的燃料喷射脉冲宽度而保持发动机扭矩恒定。发 动机容量保护模块406基于动力系20的机械限制提供发动机22的最 大扭矩限制。限制的示例包括变速器38的最大扭矩限制、催化剂30 的最大温度限制、等等。 推进扭矩仲裁模块308也从一个或更多的其它推进扭矩 请求模块5 00-1， ...， 5 00-K (合并称为推进扭矩请求模块500 )接收 推进扭矩请求。推进扭矩请求模块500的示例包括变速器扭矩请求模 块，所述变速器扭矩请求模块在变速器换档期间产生扭矩请求以降低 发动机扭矩。其它推进扭矩请求模块500可以包括发动机过速保护模 块和发动机怠速速度控制模块中的至少 一 个。发动机过速保护模块确 定推进扭矩限制，以防止发动机转速或RPM超过预定发动机转速。发 动机转速可以基于来自曲轴位置传感器28的信号确定。发动机怠速速 度控制模块确定在变速器38处于驱动或空档的滑行或怠速期间保持发 动机22处于预定怠速速度所需要的推进扭矩。 推进扭矩仲裁模块308也从一个或更多的储备扭矩请求 模块502-1, 502-N (合并称为储备扭矩请求模块502 )接收储备
扭矩请求。储备扭矩指的是发动机22未来需要的扭矩。储备扭矩请求 模块502的第一示例是空调压缩机扭矩补偿模块。空调压缩机扭矩补 偿模块请求储备扭矩，从而在压缩机31接合和脱离时发动机转速保持 大体恒定。储备扭矩请求模块502的第二示例是催化剂点火模块。 当发动机冷起动时，催化剂点火模块请求发动机火花延迟以增加排气 气体温度，从而加热催化剂30至其转换温度。为了补偿由延迟的火花 引起的扭矩损失，催化剂点火模块也可以请求在火花延迟时增加节气 门开度。 储备扭矩请求模块502的第三示例是侵入诊断模块。侵 入诊断，如怠速催化剂监测，需要改变发动机空气/燃料比以进行诊断模块。因而侵入诊断模块请求储备扭矩以补偿将要进行的诊断程序的 扭矩效果。 在一些情况下，需要借助于即刻地切断发动机的燃料和/
或火花而使推进扭矩最小化。扭矩切断冲莫块306对这些情况产生扭矩
请求，这可以包括离合器燃料切断和减速燃料切断中的至少一个。离 合器燃料切断在车辆配备有手动变速器且车辆操作者脱离离合器时发 生。离合器燃料切断防止在离合器脱离并从发动机移去载荷时发动机 转速突增超过预定转速。减速燃料切断在车辆滑行超过预定速度时发 生。减速燃料切断有助于增加发动机制动。减速燃料切断也传达给车
轴扭矩仲裁模块302。 推进扭矩仲裁模块308基于来自各种推进扭矩请求模块 和车轴扭矩仲裁模块的扭矩请求和/或限制产生总体请求的推进扭矩。
推进扭矩仲裁模块308将所述总体请求的推进扭矩传达给推进扭矩控 制模块104。扭矩控制中枢102也可以配置为与混合动力电动车辆一
在混合^力电动车辆中，来自车轴扭矩仲裁模块;02的总车轴扭矩请 求传达给混合动力控制模块700。混合动力控制模块700确定多少推进 扭矩由电动机32提供，多少由发动机22提供。混合动力控制模块700
扭矩份额经由扭矩指令34传达给电动机32。车:至推进扭矩转换模块 304可以与混合动力控制模块700结合。同样，扭矩切断模块306将减 速燃料切断扭矩请求传达给混合动力控制模块700而不是车轴扭矩仲 裁模块302。
[0045现在，本领域技术人员从前述说明可以理解，本披露的 广泛教示可以以不同形式实施。因而，虽然本4皮露包括具体示例，本 但是披露的真实范围不应如此限定，因为本领域技术人员在研读附图、 说明书和以下权利要求书之后，其它变型将显而易见。
权利要求
1. 一种用于车辆的动力系控制系统，包括多个车轴扭矩请求模块，所述多个车轴扭矩请求模块根据车辆的相应性能标准产生相应的车轴扭矩请求；车轴扭矩仲裁模块，所述车轴扭矩仲裁模块基于多个所述车轴扭矩请求产生净车轴扭矩请求；多个推进扭矩请求模块，所述多个推进扭矩请求模块基于车辆发动机的相应性能标准产生相应的推进扭矩请求；推进扭矩仲裁模块，所述推进扭矩仲裁模块基于所述净车轴扭矩请求和多个所述推进扭矩请求确定净发动机扭矩请求；和推进扭矩控制模块，所述推进扭矩控制模块基于所述净发动机扭矩请求控制多个致动器，使得发动机根据所述净发动机扭矩请求产生输出扭矩。
2. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于还包括车轴 至推进扭矩转换模块，所述车轴至推进扭矩转换模块基于车轴传动比、 轮胎直径和变速器传动比中的至少一个将所述净车轴扭矩请求转换为 推进扭矩请求。
3. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多个 车轴扭矩请求模块包括巡航控制扭矩请求模块，所述巡航控制扭矩请 求模块基于车辆的巡航控制设定速度产生所述车轴扭矩请求中的一 个。
4. 根据权利要求3所述的动力系控制系统，其特征在于还包括适应 性巡航控制扭矩请求模块，所述适应性巡航控制扭矩请求模块基于车 辆环境将车轴扭矩校正值传达给所述巡航控制请求模块。
5. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多个 车轴扭矩请求模块包括牵引/拖拽控制模块，所述牵引/拖拽控制模块 基于车辆轮胎和道路表面之间的滑移产生所述车轴扭矩请求中的一 个。
6. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多个 车轴扭矩请求模块包括车辆过速保护模块，所述车辆过速保护模块基 于车辆的预定速度限制产生所述车轴扭矩请求中的 一 个。
7. 根据权利要求l所迷的动力系控制系统，其特征在于，所述多个 车轴扭矩请求模块包括制动扭矩管理模块和稳定性控制模块中的至少一个，所述制动扭矩管理模块基于车辆制动器提供的制动扭矩产生所 述车轴扭矩请求中的一个，所述稳定性控制模块基于车辆的横摆率产 生所迷车轴扭矩请求中的 一 个。
8. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多个 推进扭矩请求模块包括防止失速模块，所述防止失速模块基于保持发 动机运行所需要的最小扭矩产生所述推进扭矩请求中的 一 个。
9. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多个推进扭矩请求模块包括发动机起动和停止模块，所迷发动机起动和停 止模块基于发动机是否新近组装产生所述推进扭矩请求中的一个。
10. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多个推进扭矩请求模块包括发动机容量保护模块，所述发动机容量保护模块基于预定催化剂温度限制产生所述推进扭矩请求中的 一 个。
11.根据权利要求i所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多 个推进扭矩请求模块包括变速器扭矩请求模块，所述变速器扭矩请求 模块基于变速器换档产生所述推进扭矩请求中的 一 个。
12. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多 个推进扭矩请求模块包括发动机过速保护模块，所述发动机过速保护 模块基于预定最大发动机RPM产生所述推进扭矩请求中的 一个。
13. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多 个推进扭矩请求模块包括发动机怠速速度控制，所述发动机怠速速度 控制基于发动机的希望怠速速度产生所述推进扭矩请求中的 一 个。
14. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述多 个推进扭矩请求模块包括储备扭矩请求模块，所述储备扭矩请求模块 基于为补偿发动机上即将发生的负载变化发动机所需要的扭矩而产生 相应的推进扭矩请求。
15. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述储 备扭矩请求模块包括空调压缩机扭矩补偿模块，所述空调压缩机扭矩 补偿模块基于为补偿由于空调压缩机离合器接合和脱离引起的即将发 生的负载变化发动机所需要的扭矩而产生相应的推进扭矩请求。
16. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所述储备扭矩请求模块包括催化剂点火模块，所述催化剂点火模块产生相应 的推进扭矩请求以改变发动机的排气气体温度。
17. 根据权利要求l所述的动力系控制系统，其特征在于，所迷车 辆是汽油/电动混合动力车辆，所述动力系控制系统还包括混合动力控 制模块，所述混合动力控制模块确定所述净车轴扭矩请求中多少扭矩 由电动机提供。
18. —种操作车辆的动力系控制系统的方法，所述方法包括 基于车辆的相应性能标准产生车轴扭矩请求；基于所述车轴扭矩请求产生净车轴扭矩请求； 基于车辆发动机的相应性能标准产生推进扭矩请求； 基于所述净车轴扭矩请求和所迷推进扭矩请求确定净发动机扭矩 请求；和基于所述净发动机扭矩请求控制多个致动器，使得发动机根据所迷 净发动机扭矩请求产生输出扭矩。
19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于还包括基于车轴传动 比、轮胎直径、变速器传动比和变矩器增益中的至少一个将所述净车 轴扭矩请求转换为推进扭矩请求。
20. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述推进扭矩请求 中的 一个基于预定催化剂温度限制。
21. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述推进扭矩请求 中的一个基于变速器换档。
22. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述推进扭矩请求 中的一个基于预定最大发动机RPM。
23. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述推进扭矩请求中的一个基于为补偿发动机上即将发生的负栽变化发动机所需要的扭 矩。
24. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括确定 所迷净车轴扭矩请求中多少扭矩由电动机提供。
全文摘要
本发明涉及协调扭矩结构中的扭矩请求模块的结合。具体而言公开了一种用于车辆的动力系控制系统，其包括多个车轴扭矩请求模块，所述多个车轴扭矩请求模块根据车辆的相应性能标准产生相应的车轴扭矩请求；车轴扭矩仲裁模块，所述车轴扭矩仲裁模块基于所述多个车轴扭矩请求产生净车轴扭矩请求；多个推进扭矩请求模块，所述多个推进扭矩请求模块基于车辆发动机的相应性能标准产生相应的推进扭矩请求；推进扭矩仲裁模块，所述推进扭矩仲裁模块基于所述净车轴扭矩请求和所述多个推进扭矩请求确定净发动机扭矩请求；和推进扭矩控制模块，所述推进扭矩控制模块基于所述净发动机扭矩请求控制多个致动器，使得发动机根据所述净发动机扭矩请求产生输出扭矩。
文档编号B60L15/20GK101450629SQ20081014976
公开日2009年6月10日 申请日期2008年9月25日 优先权日2007年11月2日
发明者C·E·怀特尼, C·H·富尔克茨, D·J·斯特罗, L·G·沃兹尼亚克, M·利夫什茨, R·C·小西蒙, S·J·奇诺维思 申请人:通用汽车环球科技运作公司