车辆控制系统及方法
【专利摘要】一种用于控制车辆的方法，该车辆包括发动机和驾驶员可操作离合器。该方法包括识别车辆的起步阶段；监视扭矩需求参数(加速器踏板位置)；设置发动机输出扭矩限制参数，发动机输出扭矩限制参数指示发动机在起步阶段期间不能超过的输出扭矩(发动机速度)；以及取决于扭矩需求参数和发动机输出扭矩限制参数来控制发动机。扭矩需求参数可以基于驾驶员确定的扭矩需求来确定。
【专利说明】
车辆控制系统及方法
技术领域
[000? ]本发明涉及用于在起步(pul ι-away)阶段期间（例如当车辆从基本静止条件开走 时)控制车辆的方法。本发明的方面还涉及系统、控制单元以及包含该系统或控制单元的车 辆。
【背景技术】
[0002] 具有手动变速器的车辆包括离合器，离合器用于对发动机与变速箱/变速器之间 的接合进行控制，从而对这两个部件之间的扭矩的传输进行控制。
[0003] 车辆的驾驶员对离合器进行控制。通常，通过使用例如汽车或卡车中的手动操作 踏板来实现离合器控制，但是还可以以其他方式对离合器进行控制，例如通过安装在摩托 车的车把上的杆对离合器进行控制。
[0004] 在车辆的使用期间，通过将发动机与变速箱之间的驱动进行接合和脱离，可以以 各种方式使用离合器。然而，当车辆从静止状态起步时离合器的使用尤为重要，并且需要驾 驶员运用技巧来平衡离合器踏板与加速器踏板有时候以及制动踏板的操作，以确保车辆在 所谓的"起步阶段"平顺地起步。
[0005] 起步阶段一般通过下列步骤进行。首先，在发动机处于空转以及变速箱处于空档 或"N"的情况下，驾驶员下压离合器踏板，离合器踏板使离合器脱离，并且允许选择档 位一一倒档或多个前进档之一。由于传动比的适用性，所以针对起步阶段通常选择第一档 位或第二档位。然后，下压加速器踏板，其提高发动机速度，并且因此将发动机置于具有更 大扭矩储备的速度范围中。之后不久，逐渐释放离合器踏板，使得可以找到离合器"咬合 点"，并且开始将扭矩从发动机传输到变速箱，并且因此传输到车辆的驱动轮。离合器踏板 的进一步释放导致进一步的扭矩传输，这时驾驶员对加速器踏板进行调整，以确保发动机 速度保持足够高并且不处于熄火的危险，最终直到离合器被完全"释放"或"接合"并且正常 驾驶阶段恢复为止。
[0006] 上述事件的顺序特别是当在水平直线道路上驾驶车辆时对大多数驾驶员而言通 常是第二天性的，并且不需要太多有意识的思考。然而，当起步阶段在斜坡上和/或在车辆 满载例如牵引拖车的情况下进行时，离合器踏板、制动器踏板和加速器踏板之间的平衡变 得更具挑战性。在这些情景下，需要更大的车轮扭矩来使得车辆从静止状态溜放，并且这需 要驾驶员更加小心注意以确保当通过释放离合器来施加阻力矩时发动机速度不下降。这常 常会导致对加速器踏板的过补偿，从而导致在离合器的接合期间高的发动机速度。这可以 导致对离合器的过度磨损，其会导致需要过早地更换离合器，并且还可以导致排放白烟和 令人不快的特征气味。简单地装配重型离合器不是优选的解决方案，因为这有损于车辆重 量减少的努力和瞬态响应。
[0007] 鉴于这种背景设计本发明。
【发明内容】
[0008] 本发明的一方面提供了一种用于控制车辆的方法，该车辆包括发动机和离合器， 该方法包括识别车辆的起步阶段;监视扭矩需求参数;设置发动机输出扭矩限制参数，发动 机输出扭矩限制参数指示发动机在起步阶段期间不能超过的输出扭矩；以及取决于扭矩需 求参数和发动机输出扭矩限制参数来控制发动机。扭矩需求参数可以基于驾驶员确定的扭 矩需求来确定。
[0009] 因此，有利地，控制方法限制了在起步阶段期间通过车辆的离合器传输的扭矩，从 而将发动机速度限制到预定水平。然而，应当注意的是，因为扭矩需求参数是由驾驶员例如 通过加速器位置的设置来确定的，所以驾驶员仍然具有对发动机的最终控制。因此，驾驶员 例如通过使离合器脱离和/或施加制动以减缓车辆使其回到静止状态而仍然保留终止起步 阶段的能力。因此，在起步阶段的任何点处对车辆的控制没有从驾驶员转移。
[0010] 离合器可以是驾驶员可操作离合器。在实施方式中，离合器可以是干式离合器。离 合器的操作基本上是手动的，使得需要驾驶员输入以影响离合器的接合或脱离。
[0011] 发动机输出扭矩限制参数可以基于预定发动机速度限制来确定。以另一种表达方 式，扭矩限制被计算为使发动机不超过发动机速度阈值。
[0012] 在实施方式中，扭矩限制参数可以是恒定值。然而，为了增加控制方法的灵活性， 发动机输出扭矩限制参数可以是可变的。可以以各种方式来实现扭矩限制的变化。
[0013] 在一种变型中，发动机输出扭矩限制参数可以根据扭矩需求参数来确定，例如，可 以通过加速器踏板位置来设置。因此，在驾驶员更坚决地下压加速器踏板的情况下可以允 许较高的扭矩限制。这在需要车辆在负荷下或上陡坡的情况下起步是可取的。
[0014] 可以通过监视离合器何时被脱离和/或监视车辆速度何时低于阈值来识别起步阶 段。
[0015] 相反地，起步阶段可以通过当离合器被完全接合时禁用扭矩限制参数来终止。起 步阶段还可以通过监视车辆速度何时超过阈值来结束。
[0016] 有利地，发动机输出扭矩限制参数可以在起步阶段期间根据车辆速度进行修改。 因此，随着起步阶段前进，扭矩限制可以增大，并且最终被完全禁用以提供充分的扭矩能力 并且在整个发动机速度范围上将权限给回驾驶员。
[0017] 本发明还包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品可携带在计算机可读介质 上，该计算机程序产品当在数据处理器上被执行时能够被操作以执行上述控制方法，以及 本发明还包括一种装载有计算机程序产品的计算机可读介质，以及本发明还包括一种处理 系统，该处理系统用于控制车辆，该车辆包括发动机和离合器，所述系统包括控制器，该控 制器被配置成实现上述方法，以及本发明还包括一种包括这样的处理系统的车辆。
[0018] 根据本发明的另一方面提供了一种发动机控制单元，该发动机控制单元用于车 辆，该车辆包括发动机和驾驶员可操作离合器，该发动机控制单元被配置成实现如前述段 落中所描述的方法。以此方式，对发动机的加燃料进行控制的控制单元可以在不需要具有 自动变速器的车辆所需的附加控制单元的情况下执行上述方法。特别地，上述布置允许在 车辆的起步阶段期间在不需要来自专用变速器控制模块的任何输入的情况下通过驾驶员 可操作离合器传输的能量由发动机控制单元即通过对扭矩需求进行限制来进行管理。
[0019] 在本申请的范围内，清楚地设想到，可以独立地或者以任意组合来采用在前述段 落、权利要求和/或以下描述和附图中所阐述的各个方面、实施方式、示例和替代方案以及 其具体各个特征。除非这些特征不兼容，否则与一个实施方式相关地描述的特征适用于所 有实施方式。
【附图说明】
[0020] 现在将参照附图仅以示例的方式描述本发明的一个或更多个实施方式，其中：
[0021] 图1是根据本发明的实施方式的系统的示意性框图；
[0022] 图2、图3和图4是根据本发明的实施方式的相应的算法、过程和/或控制策略的框 图；以及
[0023]图5a、图5b和图5c是可以通过本发明的实施方式来支配的三种"起步"情景。
【具体实施方式】
[0024] 现在将描述本发明的【具体实施方式】，其中将详细讨论多个特征以提供对如权利要 求所限定的发明构思的全面理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可 以在没有具体细节的情况下实行或者可以对讨论中的那些特定特征进行变型。在一些情况 下，对公知的方法、技术和结构不进行详细描述以不必要地混淆本发明。
[0025] 首先参照图1，以框图形式示出了控制系统1，并且控制系统1被配置成用于在所谓 的"起步阶段"对车辆3的发动机2进行控制，在"起步阶段"期间，车辆从基本静止运行条件 过渡到"正常"运行条件。正常运行条件可以被认为是在车辆超过预定速度或者档位与基本 上被释放的离合器踏板完全接合的情况。
[0026] 控制系统1的目的是对若干个数据输入如离合器接合和驾驶员扭矩需求进行监 视，并且当识别到起步阶段时对车辆3的发动机2进行控制，以避免过度的离合器磨损。需要 注意的是，虽然没有在图1中具体示出离合器，但是隐含存在离合器。这样的机构 (facility)在起步阶段期间向驾驶员提供对车辆的更精确的控制，并且允许驾驶员在不关 心平衡加速器踏板位置的情况下专注于离合器控制以避免发动机熄火，或者相反地，使发 动机过度旋转。
[0027]总体而言，系统1包括扭矩需求管理模块4和扭矩转换模块6。扭矩需求管理模块4 的作用是对来自车辆的各种系统的若干扭矩请求源进行评估以及向扭矩转换模块6输出单 个"需求扭矩"参数5。反过来，扭矩转换模块6输出用于对车辆的发动机进行控制的若干控 制信号，使得扭矩转换模块6输送发动机输出扭矩，发动机输出扭矩尽可能接近由扭矩需求 管理模块4计算的需求扭矩。
[0028]来自扭矩转换模块6的输出信号是那些对发动机进行控制所需要的并且如图1所 示可以包括下述的信号:燃料喷射正时信号10、燃料输送信号12、气门正时信号14和排气再 循环阀控制信号16。应理解的是，此处提到的信号是以示例的方式提供的并且不旨在是穷 尽性的。此外，应该提到的是，信号可以适于对压缩点火(例如柴油燃料)或火花点火(例如 汽油燃料)发动机进行控制。
[0029]扭矩需求管理模块4接收数据输入组，数据输入组在文中被限定为多个外部输入 20和内部输入组22。
[0030]内部输入是对发动机的输出扭矩有影响的发动机相关信号。例如，这样的输入可 以包括发动机启动信号20a、空转速度控制信号20b以及最大"发动机转速"限制信号20c。本 领域技术人员应理解，可以是其他内部扭矩需求信号。
[0031] 例如，外部输入22是那些不是发动机直接相关的并且可以包括例如下述的信号： 驾驶员扭矩需求信号22a、巡航控制信号22b以及车辆速度限制信号22c。再次，本领域技术 人员应理解，可以是其他外部信号。例如，驾驶员扭矩需求信号22a可以由来自自动化系统 例如主动/自适应巡航控制系统或者越野速度控制系统的信号代替，自动化系统还被称为 全地形反馈适应系统(Terrain Response)猶0
[0032] 因为发动机的扭矩输出主要是由与加速器踏板位置对应的驾驶员扭矩需求信号 22a确定的，所以最具影响力的外部输入是驾驶员扭矩需求信号22a。驾驶员扭矩需求信号 22a被设置作为来自车辆的加速器踏板位置的输出，如本领域技术人员已知的，其可以通过 适当的传感器如与加速器踏板相关联的旋转编码器生成。毋庸置疑，虽然文中指的是加速 器"踏板"，但是这是由于车辆型的背景所决定的，并且该术语包括其他加速器机构，例如扭 转把手和手指操作杆。
[0033]扭矩需求管理模块4还接收离合器接合位置信号24和车辆速度信号26。离合器接 合位置信号24可以是指示离合器踏板是处于表示"离合器接合"位置还是"离合器脱离"位 置的位置的简单的开/关信号，在"离合器接合"位置中，发动机联接至变速器输入轴并且通 常离合器踏板完全向上，以及在"离合器脱离"位置中，发动机与变速器输入轴分离并且通 常离合器踏板完全向下。替代地，离合器接合位置信号24可以是指示离合器踏板在其运动 的极端之间的位置并且因此离合器接合位置的分度值。离合器位置信号还可以通过与离合 器单元本身相关联的适当的感测装置来提供。此外，替代地，离合器接合的程度可以通过对 发动机速度与变速箱输入轴速度(直接测量的或者参考车轮速度测量的）进行比较来在算 法上计算，从而得到指示离合器接合的离合器滑移的值。
[0034]在这一点上应该注意的是，所有的数据输入信号被示出作为至扭矩需求管理模块 4的直接输入。这是为了清楚起见但应该理解的是，数据输入信号还可以通过如本领域中常 见的并且如本领域的技术人员所理解的合适的车辆领域通信系统如"CAN总线"提供。
[0035] 上述功能块/模块可以以硬件、固件和/或软件来实现。尽管模块在文中被识别为 单独的实体，但是应当理解，这是为了方便起见以有助于理解系统的功能，而不是赋予系统 特定的结构配置。因此，模块中的每一个的功能可以在单独的硬件单元中实现，或者模块中 的每一个的功能可以结合到通用（common)硬件单元。类似地，由模块实现的功能可以以专 用硬件来实施，可以设想，该功能将会体现在现有的发动机管理系统架构也就是说例如在 发动机控制单元(ECU)中。
[0036] 返回到附图，扭矩需求管理模块4在车辆的所谓的"起步阶段"期间可操作成特别 控制发动机，所谓的"起步阶段"可以被认为是在车辆处于基本静止操作条件与车辆达到预 定操作条件之间的期间，这简单地可以是预定速度，例如IOmph(英里每小时），尽管这并非 必要。可替代地或另外地，当识别到更复杂的操作条件(例如取决于发动机速度和所选择的 档位可以识别到在车辆速度的范围处发生的离合器接合的预定程度和预定档位位置时）， 起步阶段可以被认为终止。离合器接合的预定程度可以通过使用连接至离合器踏板的连续 传感器或者通过上面提到的计算来确定。
[0037] 如以后将进一步详细描述的，当识别到起步阶段时，扭矩需求管理模块4对一个或 更多个输入条件进行监视，并且在起步阶段期间应用发动机速度限制。输入条件包括例如 如源自加速器踏板位置的驾驶员扭矩需求。在示出的实施方式中，所应用的发动机速度限 制响应于驾驶员扭矩需求是可变的，并且被选择为使得发动机的扭矩输出被管理以避免过 度的离合器磨损。在起步阶段的后段部分期间，扭矩需求管理模块4可以逐渐地去除发动机 速度限制的影响，以使得随着车辆速度的增大而允许通过离合器传输更大的扭矩。
[0038] 鉴于此，扭矩需求管理模块4可操作成执行如图2和图3所示的起步发动机控制策 略、算法或过程。
[0039] 图2示出了由扭矩需求管理模块4实施的简单的算法，其中两个扭矩输入参数之间 被仲裁或被估计。第一输入参数30是预仲裁扭矩需求，以及第二输入参数32是发动机输出 扭矩限制，将在后面更详细描述参数的确定。
[0040] 为了简单起见，如参照图1所描述的，被输入到扭矩需求管理模块4的其他"内部" 和"外部"扭矩需求如驾驶员扭矩需求可以被认为是被归入预仲裁扭矩需求参数30中。
[0041 ]预仲裁扭矩需求参数30和发动机输出扭矩限制参数32被输入到最小化功能34中， 如图1所示，最小化功能34将"仲裁"扭矩需求参数5提供给扭矩转换模块6。因此，最小化功 能34将预仲裁扭矩需求参数30或发动机输出扭矩限制参数32中较小的参数传送到扭矩转 换模块6。因此，发动机取决于预仲裁扭矩需求参数30和发动机输出扭矩限制参数32而被控 制。然而，当检测到一组初始条件时，发动机输出扭矩限制参数32仅对发动机的扭矩输出进 行限制。如果没有检测到初始条件，则扭矩限制确定将始终保持为高于预仲裁扭矩需求参 数30,因此，实际上，扭矩限制确定将不起作用。因此，如将在车辆的正常运行条件下发生 的，当不满足初始条件时，最小化功能34简单地将预仲裁扭矩需求参数30传送到扭矩转换 模块6。
[0042]现在将参照图3描述发动机输出扭矩限制参数32的确定。
[0043]在步骤100处开始限制计算过程90,此时，发动机输出扭矩限制参数32不主动将仲 裁扭矩需求参数5限制到发动机，所以最小化功能34简单地将预仲裁扭矩需求参数30传送 到扭矩转换模块6,过程90从步骤100行进到两个判定步骤102、104的组，其功能是确定车辆 针对起步阶段是否处于合适的操作条件。本质上，步骤102、步骤104监视车辆何时是基本静 止的以及离合器踏板何时被下压。在这些条件下，可以假设车辆的驾驶员通过从静止状态 出发沿向前方向或沿相反方向准备进入起步阶段。
[0044] 更详细地，在第一判定步骤102处，过程90检查离合器条件以确定离合器踏板是否 被下压。因此，离合器踏板位置是在可以继续过程90之前需要满足的决定性初始条件。这个 检查可以通过对离合器踏板传感器进行监视来执行，其视情况可以以提供数字化"接通"或 "断开"值的简单的限位开关的形式来执行，数字化"接通"或"断开"值表示离合器踏板是被 下压还是未被下压。替代地，离合器踏板传感器可以被配置成给出精确值，所述精确值表示 离合器踏板在其运动的极端之间的位置，离合器踏板传感器例如旋转编码器或电位计。离 合器接合位置还可以通过对变速箱输入速度(基于车轮速度和档位位置直接或通过推导） 和发动机速度进行比较来确定，当两个值基本上相等时指示离合器完全接合，但离合器部 分接合也是可识别的。应当注意，如本领域技术人员所理解的，还可以设想其他离合器致动 器系统如车把安装杆和手指操作开关，在这种情况下，等效的感测装置用来确定离合器的 位置。
[0045] 当判定步骤102确定离合器踏板已被下压时，过程行进到判定步骤104,此时执行 对车辆的速度的检查以确认车辆的速度在预定阈值之下。起步阶段必须仅在车辆是静止的 或者处于非常低的速度时启动，使得离合器需要滑移以使车辆处于其中离合器被完全接合 的适当速度。因此"低速"的限定是一些车辆特定的，但是针对本发明的目的，以示例的方式 被设想为小于6mph。
[0046]如果车辆速度在阈值之上，则过程90循环回到步骤102处开始初始条件检查。在车 辆以使离合器脱离的速度滑行或者甚至在档位变化的情况下可以得到这样的判定，因此确 保在不适当的运行条件期间不激活发动机扭矩限制。
[0047] 如果车辆速度在阈值之下，则过程90行进到步骤106,此时计算针对起步阶段的扭 矩限制。
[0048] 在图4中示出了扭矩限制计算子过程200。首先，在步骤202处读取加速器踏板位 置。然后，在步骤204处，基于加速器踏板位置来确定发动机速度限制。鉴于此，子过程200是 指数据结构或图206,文中示出为预定关系曲线，将加速器踏板位置与发动机速度限制关 联。应注意，加速器踏板位置显示在X轴上以及发动机速度显示在y轴上。
[0049] 在本实施方式中，连接加速器踏板位置和发动机速度的关系是相对简单的，其中， 0 %与20 %之间的加速器踏板位置对应于第一发动机速度限制"L1"，21 %与60 %之间的加 速器踏板位置对应于第二发动机速度限制"L2"，以及61%与100%之间的加速器踏板位置 对应于第三发动机速度限制"L3"。应该理解的是，由关系曲线206所施加的发动机速度限制 大大低于通常由与这样的加速器踏板位置对应的扭矩需求所造成的发动机速度。如果需 要，则可以实施更复杂的关系曲线例如连续可变曲线。
[0050] 当基于所监视的加速器踏板位置识别到所需的发动机速度限制LU发动机速度限 制L2或发动机速度限制L3时，然后，子过程200在步骤208处将最大允许发动机速度限制转 换成扭矩限制，该扭矩限制然后在步骤210处被输出到最小化功能34作为发动机输出扭矩 限制参数32。
[0051 ]作为扭矩限制步骤208的改进，可以设置机构以在发动机速度减小远离在步骤204 处确定的发动机速度限制的情况下朝向发动机的最大扭矩能力增大扭矩限制。在起步阶段 开始在车辆刚刚开始移动时，该自适应扭矩限制特征是特别有利的。此时，阻力矩（即负的 扭矩)通过离合器接合被施加到发动机上，如果加速器踏板位置保持在恒定位置处，则导致 发动机速度减小。
[0052]随着发动机速度减小，这个特征通过增大扭矩限制来补偿阻力矩。在图4中通过被 输入到结点214的数据图212来描述该特征。通过进一步的说明，数据图212示出了两条曲 线。第一曲线Tl对应于相对小的加速器踏板输入并且与如上所述的发动机速度限制Ll相关 联。第二曲线T3对应于相对大的加速器踏板输入并且与如上所述的发动机速度限制L3相关 联。
[0053]每条曲线示出了在步骤208处确定的发动机速度相关扭矩限制（如Y轴上所示）与 发动机速度(如X轴上所示)之间的关系，并且因此支配当发动机速度在起步阶段起始处减 小时如何增大扭矩限制从而补偿不同的驾驶风格和驾驶条件。现在将描述两种情景以帮助 理解自适应扭矩限制特征的功能。
[0054]在第一种情景中，由曲线T3所示，在快速起步阶段期间，驾驶员下压加速器踏板以 产生大的踏板输入，这导致发动机速度迅速增加。文中，离合器踏板被迅速地释放从而向发 动机施加高的阻力矩，这减小发动机速度。为了允许将扭矩的有用量施加到传动系统 (dr i V e tr a i η )，扭矩限制被向上修改，如由曲线T 3上的箭头"A"所示。
[0055] 在第二种情景中，由曲线Tl所示，在缓慢起步阶段期间，驾驶员下压加速器踏板以 产生小的踏板输入，相较于第一种情景，这导致发动机速度更平稳地增加。此处，离合器踏 板被缓慢地释放，其施加更平缓的阻力矩，使得离合器"滑移"一段较长时间，并且因此，发 动机速度更缓慢地减小。作为响应，扭矩限制沿曲线Tl被向上修改，如由曲线Tl上的箭头 "B"所示。
[0056] 根据上面的讨论，应该理解的是，在起步阶段初始，来自发动机的扭矩需求被选择 性地限制，以使得不超过预定发动机速度限制。然而，更重要的是应该理解，不剥夺驾驶员 对扭矩需求的控制，但是仅施加扭矩需求的上限。
[0057] 返回到图3,接着通过子过程200计算发动机扭矩限制参数32,过程90行进到支配 "混合功能"的一系列步骤，在此期间，发动机扭矩限制参数32被平缓地适应或修改为符合 离合器的接合，并且因此符合车辆的速度增大。
[0058]在判定步骤108处，首先检查离合器是否仍然接合。这可以通过检查离合器踏板基 本上被释放或本领域技术人员已知的其他方法来确定，例如通过对车辆速度和发动机速度 的比率进行计算并且确定这是否与已知的传动比相匹配的算法来确定。如果确定离合器踏 板已被释放，也就是说，离合器现在被完全接合，则过程通过步骤110循环回过程90的开始， 在步骤110处，例如通过将限制提高到整个发动机速度范围上的最大发动机扭矩能力之上， 通过过程200的发动机输出扭矩限制参数32的计算终止。在一些情况下，当离合器被接合到 预定点但不需要被完全接合时，撤消发动机速度限制是可接受的，使得仍存在一定程度的 离合器滑移。可以通过对发动机速度和直接测量的或从车轮速度数据得到的变速箱输入轴 速度进行比较的上述算法来精确地进行这样的确定。
[0059] 如果确定离合器仍然被脱离，这是指离合器踏板被完全下压或者在其运动的极端 之间的位置处，则过程行进到步骤112,此时车辆速度被监视以确认车辆速度正在增大，从 而确立车辆实际上在起步阶段。如果驾驶员尚未开始释放离合器踏板，则车辆速度不会增 大，因此过程将围绕该点循环，直到在车辆速度增大的情况下起步阶段前进为止。
[0060] 当离合器超出其"咬合点"使得扭矩从发动机传输到变速器输入轴并且因此车辆 的速度增大时，过程行进到步骤114和步骤116,以混合功能的方式对发动机扭矩限制的逐 步去除进行处理。
[0061] 在步骤114中，实施混合功能同时车辆速度增大，以及在判定步骤116处确定混合 功能的完成。
[0062] 本领域技术人员应理解，可以以各种方式实现混合功能，并且主要考虑的是发动 机扭矩限制应朝向发动机的最大扭矩能力逐渐提高。实现混合功能的一种方式是向扭矩限 制参数32应用混合因子"f"。混合因子"f"随着车辆速度增大至预定点"T"而变化。当数据图 115将混合因子"f"与发动机速度"S"相关联时，在图3中示出了混合因子的确定。
[0063] 例如，当车辆静止时(Omph)，因子可以被设置为等于"1"，以及当车辆将其速度增 大到阈值速度T例如IOmph时因子可以减小到零。因此，扭矩限制参数32和混合因子f的乘 积事实上增大扭矩限制以符合车辆速度的增大，以及可以通过适当选择混合因子f来确定 混合功能的前进速度。
[0064]描述了针对车辆的起步阶段计算扭矩限制的过程，如图5a、图5b和图5c所示针对 进一步的上下文提供以下情景。
[0065]首先参照图5a的情景，描绘了车辆300的"低负荷"发动，如同要求车辆在平坦路面 上或沿着下坡坡度基本上无负荷起步的情况。在这种情景下发动车辆所需的发动机扭矩为 低，并且因此驾驶员仅少量下压加速器踏板，文中示出为小于全范围行程的20%。因此，扭 矩限制计算过程90施加所选择的最大扭矩限制，使得在踏板行程的此范围内发动机速度不 超过1750rpm。当驾驶员释放离合器时，防止发动机超过所设置的限制，并且传输到变速器 的扭矩被限制到不会导致离合器的不必要的磨损以及限制热损失的水平。
[0066]当车辆在行进中时，在发动机通过离合器与传动系统完全接合的情况下，过程90 可操作成通过混合功能114提高发动机扭矩限制，以使得用户能够要求在整个发动机速度 范围上由发动机产生更大量的扭矩。
[0067]图5b所示的情景示出了车辆400处于"中等负荷"发动，如同可以是车辆以快速起 步、牵引装载拖车或在坡度上进行控制的情况。在这种情景下，驾驶员意识到需要发动机产 生更多的动力以成功起步，这在文中表示为加速器踏板位置在约20%与60%之间的范围 内，更具体地在35%左右的范围内。如上面参照图3和图4所描述的，因此扭矩限制计算过程 90施加所选择的发动机扭矩限制，使得在踏板行程的此范围内发动机速度不超过2000rpm。 再次，发动机扭矩限制随着车辆速度增大经由混合功能114被提高。
[0068]如图5c中所描绘的最后一个情景示出了车辆500处于"高负荷"发动，如同车辆以 高速加速或牵引重挂车上坡进行控制的情况。此处，驾驶员很可能需要来自发动机的高动 力，其由加速器踏板位置超过60%来表示。如上面参照图3和图4所描述的，因此扭矩限制计 算过程90施加所选择的发动机扭矩限制，使得在踏板行程的此范围内发动机速度不超过 2500rpm。这样的限制将允许发动机产生更大的扭矩以避免熄火，但仍限制滑移的量，并且 因此通过离合器将扭矩传输到将会避免过度的离合器磨损的这样的水平。再次，发动机扭 矩限制随着车辆速度增大经由混合功能114被提高。
[0069] 有利地，在上面描绘的情景中，虽然由发动机产生的最大允许扭矩被限制为设置 预定发动机速度限制，但是驾驶员仍具有对车辆的整体控制并且经由加速器踏板设置扭矩 需求。因此，尽管发动机的最大速度在起步阶段期间被限制，但是驾驶员仍然可以采用加速 器踏板来控制发动机速度。这提供了安全优点，因为系统的故障不会导致提供给发动机的 意外扭矩需求。这还保持了驾驶员的灵活性，因为如果驾驶员决定通过释放加速器踏板并 且使离合器脱离来中止起步阶段，则发动机将简单地返回到空转状态。
[0070] 本领域技术人员应理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可 以对上述【具体实施方式】进行各种修改。
[0071] 例如，虽然在上述实施方式中发动机速度限制LU发动机速度限制L2和发动机速 度限制L3被分别描述为1750rpm、2000rpm和2500rpm，但是设置这些值是为本发明提供上下 文，因此不应被认为是限制。
[0072] 在上述实施方式中，对加速器踏板位置和发动机速度限制之间的关系进行限定的 数据结构或图206提供了与相应的踏板位置相关联的三个离散的发动机速度限制。以非常 基本的水平，图可以包括单个发动机速度限制，尽管这种方法的实用性被有所限制。如上所 述，多个离散的阈值提供了灵活性以取决于驾驶员在接合离合器之前如何操作加速器踏板 来选择多个发动机速度限制。原则上，可以设想其他实施方式设置有较高数目的限制阈值， 或者甚至是连续可变的曲线，而不是图4中所示的"台阶"式曲线。
[0073] 例如，被描述为包括机械操作的离合器的实施方式如由车辆的驾驶员通过脚踏板 进行控制。然而，本发明包括如本领域技术人员已知的其他离合器系统例如电控离合器系 统。因此，上述引用的离合器接合位置信号24适用于机械控制和电子控制的离合器系统。
[0074] 本发明的方面将在下面编号的段落来表述：
[0075] 1.-种用于控制车辆的方法，所述车辆包括发动机和离合器，所述方法包括：
[0076] 对所述车辆的起步阶段进行识别；
[0077]对扭矩需求参数进行监视；
[0078] 对发动机输出扭矩限制参数进行计算，所述发动机输出扭矩限制参数指示所述发 动机在所述起步阶段期间不能超过的输出扭矩；以及
[0079] 取决于所述扭矩需求参数和所述发动机输出扭矩限制参数对所述发动机进行控 制。
[0080] 2.根据段落1所述的方法，其中，基于预定发动机速度限制来确定所述发动机输出 扭矩限制参数。
[0081] 3.根据段落1所述的方法，其中，所述发动机输出扭矩限制参数是可变的。
[0082] 4.根据段落3所述的方法，其中，根据所述扭矩需求参数确定所述发动机输出扭矩 限制参数。
[0083] 5.根据段落3所述的方法，其中，根据车辆速度确定所述发动机输出扭矩限制参 数。
[0084] 6.根据段落1所述的方法，其中，对所述车辆的起步阶段进行识别包括对所述车辆 的要被脱离的离合器进行监视。
[0085] 7.根据段落6所述的方法，其中，对所述车辆的起步阶段进行识别还包括对所述车 辆速度何时在阈值之下进行监视。
[0086] 8.根据段落1所述的方法，包括:在所述起步阶段期间修改所述发动机输出扭矩限 制参数。
[0087] 9.根据段落8所述的方法，其中，根据检测到的发动机速度在所述起步阶段的减小 来修改所述发动机输出扭矩限制参数。
[0088] 10.根据段落8所述的方法，其中，取决于所述车辆速度的增大来修改所述发动机 输出扭矩限制参数。
[0089] 11.根据段落1所述的方法，包括:对所述起步阶段已完成进行识别，随后取决于所 述扭矩需求参数来控制所述发动机。
[0090] 12.根据段落11所述的方法，其中，对所述起步阶段已完成进行识别包括对所述车 辆的离合器要被接合进行监视。
[0091] 13.根据段落11所述的方法，其中，对所述起步阶段已完成进行识别包括对所述车 辆速度超过阈值进行监视。
[0092] 14.-种计算机程序产品，其能够被携带在计算机可读介质上，所述计算机程序产 品当在数据处理器上被执行时能够被操作以执行段落1所述的方法。
[0093] 15.-种计算机可读介质，所述计算机可读介质装载有段落14所述的计算机程序 产品。
[0094] 16.-种处理系统，所述处理系统用于控制包括发动机和离合器的车辆，所述系统 包括控制器，所述控制器被配置成实现段落1中任一项所述的方法。
[0095] 17. -种车辆，包括段落16所述的处理系统。
【主权项】
1. 一种用于控制车辆的方法，所述车辆包括发动机和驾驶员可操作离合器，所述方法 包括： 识别所述车辆的起步阶段； 监视扭矩需求参数； 计算发动机输出扭矩限制参数，所述发动机输出扭矩限制参数指示所述发动机在所述 起步阶段期间不能超过的输出扭矩；以及 取决于所述扭矩需求参数和所述发动机输出扭矩限制参数来控制所述发动机。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述离合器是干式离合器。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，基于预定发动机速度限制来确定所述发动机 输出扭矩限制参数。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述发动机输出扭矩限制参数是可 变的。5. 根据权利要求4所述的方法，其中，根据所述扭矩需求参数确定所述发动机输出扭矩 限制参数。6. 根据权利要求4或5所述的方法，其中，根据车辆速度确定所述发动机输出扭矩限制 参数。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，识别所述车辆的起步阶段包括监视 所述车辆的离合器，可选地，所述离合器被脱离。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，识别所述车辆的起步阶段包括监视 所述车辆速度何时低于阈值。9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，包括:在所述起步阶段期间修改所述发动 机输出扭矩限制参数。10. 根据权利要求9所述的方法，其中，根据检测到的发动机速度在所述起步阶段的减 小来修改所述发动机输出扭矩限制参数。11. 根据权利要求9或10所述的方法，其中，根据所述车辆速度的增大来修改所述发动 机输出扭矩限制参数。12. 根据权利要求1至11中任一项所述的方法，包括:识别所述起步阶段已完成，随后取 决于所述扭矩需求参数控制所述发动机。13. 根据权利要求12所述的方法，其中，识别所述起步阶段已完成包括监视离合器接 合。14. 根据权利要求13所述的方法，其中，识别所述起步阶段已完成包括监视所述车辆速 度超过阈值。15. -种计算机程序产品，所述计算机程序产品能够被携带在计算机可读介质上，所述 计算机程序产品当在数据处理器上被执行时能够被操作以执行根据权利要求1至14中任一 项所述的方法。16. -种计算机可读介质，所述计算机可读介质装载有根据权利要求15所述的计算机 程序产品。17. -种处理系统，所述处理系统用于控制包括发动机和驾驶员可操作离合器的车辆， 所述系统包括控制器，所述控制器被配置成实现根据权利要求1至14中任一项所述的方法。18. -种发动机控制单元，所述发动机控制单元用于包括发动机和驾驶员可操作离合 器的车辆，所述发动机控制单元被配置成实现根据权利要求1至14中任一项所述的方法。19. 一种车辆，所述车辆包括根据权利要求17所述的处理系统或根据权利要求18所述 的发动机控制单元。20. -种基本上如本文中参考附图所描述的或如附图中所示的方法或系统。
【文档编号】F02D31/00GK106061815SQ201580008831
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月18日
【发明人】奥利维耶·罗克斯, 大卫·蒂林
【申请人】捷豹路虎有限公司