包括再生制动和起动-停止功能的自适应巡航控制系统和方法

包括再生制动和起动-停止功能的自适应巡航控制系统和方法
【专利摘要】本发明涉及包括再生制动和起动-停止功能的自适应巡航控制系统和方法。根据本发明原理的系统包括巡航控制模块、发动机控制模块和制动控制模块。巡航控制模块基于车辆的跟随距离和车辆迫近目标的迫近速率中的至少一者来确定巡航转矩请求。发动机控制模块确定动力系的负转矩能力。动力系包括发动机和电动马达。当巡航转矩请求小于动力系的负转矩能力时，制动控制模块应用摩擦制动。
【专利说明】包括再生制动和起动-停止功能的自适应巡航控制系统和方法

【技术领域】
[0001]本公开涉及包括再生制动和起动-停止功能的自适应巡航控制系统和方法。

【背景技术】
[0002]本文提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目的。当前署名发明人的工作(在【背景技术】部分描述的程度上)以及本描述中否则不足以作为申请时现有技术的各方面，既不明显地也非隐含地被承认为与本公开相抵触的现有技术。
[0003]内燃发动机在汽缸内燃烧空气和燃料混合物以便驱动活塞，这产生驱动转矩。流入发动机内的空气经由节气门被调整。更具体地，节气门调节节气面积，其增加或减少至发动机内的空气流。随着节气面积增加，至发动机内的空气流增加。燃料控制系统调节燃料被喷射的速率以便提供所需空气/燃料混合物至汽缸和/或以便实现所需转矩输出。增加被提供给汽缸的空气和燃料的量会增加发动机的转矩输出。
[0004]在火花点火发动机中，火花引发被提供到汽缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩点火发动机中，汽缸内的压缩使得被提供到汽缸的空气/燃料混合物燃烧。火花正时和空气流可以是用于调节火花点火发动机的转矩输出的主要机制，而燃料流可以是用于调节压缩点火发动机的转矩输出的主要机制。


【发明内容】

[0005]根据本公开原理的系统包括巡航控制模块、发动机控制模块和制动控制模块。巡航控制模块基于车辆的跟随距离和车辆迫近目标的迫近速率中的至少一者来确定巡航转矩请求。发动机控制模块确定动力系的负转矩能力。动力系包括发动机和电动马达。当巡航转矩请求小于动力系的负转矩能力时，制动控制模块应用摩擦制动。
[0006]本发明还可包括下列方案。
[0007]1.一种系统，包括:
巡航控制模块，所述巡航控制模块基于车辆的跟随距离和所述车辆迫近目标的迫近速率中的至少一者来确定巡航转矩请求；
发动机控制模块，所述发动机控制模块确定动力系的负转矩能力，其中所述动力系包括发动机和电动马达；和
制动控制模块，当所述巡航转矩请求小于所述动力系的所述负转矩能力时，所述制动控制模块应用摩擦制动。
[0008]2.根据方案I所述的系统，其中，所述巡航控制模块包括所需减速模块，所述所需渐缩模块基于所述跟随距离和所述迫近速率中的所述至少一者来确定所需减速。
[0009]3.根据方案2所述的系统，其中，所述制动控制模块基于所述所需减速来控制被供应到所述摩擦制动的流体的压力。
[0010]4.根据方案I所述的系统，其中，所述巡航控制模块包括动力系转矩请求模块，所述动力系转矩请求模块基于所述巡航转矩请求和所述动力系的所述负转矩能力来确定动力系转矩请求。
[0011]5.根据方案4所述的系统，其中，当所述巡航转矩请求大于所述动力系的所述负转矩能力时，所述动力系转矩请求模块将所述动力系转矩请求调节为所述巡航转矩请求。
[0012]6.根据方案4所述的系统，其中，当所述巡航转矩请求小于所述动力系的所述负转矩能力时，所述动力系转矩请求模块将所述动力系转矩请求调节为所述动力系的所述负转矩能力。
[0013]7.根据方案I所述的系统，还包括马达转矩能力模块，所述马达转矩能力模块基于所述电动马达的动力产生能力、向所述电动马达供能的蓄电池的动力接收能力以及所述蓄电池的电荷状态中的至少一者来确定所述电动马达的负转矩能力。
[0014]8.根据方案I所述的系统，其中，所述发动机控制模块包括起动-停止模块，其基于制动踏板位置选择性地停止所述发动机。
[0015]9.根据方案8所述的系统，还包括踏板位置模块，其基于动力系制动转矩和摩擦制动转矩来估计所述制动踏板位置。
[0016]10.根据方案9所述的系统，还包括动力系扭矩估计模块，其基于马达转矩请求、车辆速度和被提供给所述发动机的每个汽缸的燃料量来估计所述动力系制动转矩。
[0017]11.一种方法，包括:
基于车辆的跟随距离和所述车辆迫近目标的迫近速率中的至少一者来确定巡航转矩请求；
确定动力系的负转矩能力，其中所述动力系包括发动机和电动马达；和当所述巡航转矩请求小于所述动力系的所述负转矩能力时，应用摩擦制动。
[0018]12.根据方案11所述的方法，还包括:基于所述跟随距离和所述迫近速率中的所述至少一者来确定所需减速。
[0019]13.根据方案12所述的方法，还包括:基于所述所需减速来控制被供应到所述摩擦制动的流体的压力。
[0020]14.根据方案11所述的方法，还包括:基于所述巡航转矩请求和所述动力系的所述负转矩能力来确定动力系转矩请求。
[0021]15.根据方案14所述的方法，还包括:当所述巡航转矩请求大于所述动力系的所述负转矩能力时，将所述动力系转矩请求调节为所述巡航转矩请求。
[0022]16.根据方案14所述的方法，还包括:当所述巡航转矩请求小于所述动力系的所述负转矩能力时，将所述动力系转矩请求调节为所述动力系的所述负转矩能力。
[0023]17.根据方案11所述的方法，还包括:基于所述电动马达的动力产生能力、向所述电动马达供能的蓄电池的动力接收能力以及所述蓄电池的电荷状态中的至少一者来确定所述电动马达的负转矩能力。
[0024]18.根据方案11所述的方法，还包括:基于制动踏板位置选择性地停止所述发动机。
[0025]19.根据方案18所述的方法，还包括:基于动力系制动转矩和摩擦制动转矩来估计所述制动踏板位置。
[0026]20.根据方案19所述的方法，还包括:基于马达转矩请求、车辆速度和被提供给所述发动机的每个汽缸的燃料量来估计所述动力系制动转矩。
[0027]从具体实施例、权利要求和附图将显而易见到本公开的其他应用领域。详细描述和特殊的示例仅试图用于描述目的并且不试图限制本公开的范围。

【专利附图】

【附图说明】
[0028]从详细描述和附图将更加全面地理解本公开，附图中:
图1是根据本公开的原理的示例性车辆系统的功能框图；
图2是根据本公开的原理的示例性控制系统的功能框图；以及图3和图4是示出根据本公开的原理的示例性控制方法的流程图。
[0029]在附图中，附图标记可以被重复使用以便指代类似的和/或相同的元件。

【具体实施方式】
[0030]自适应巡航控制(ACC)系统可以基于车辆的跟随距离和车辆迫近目标的迫近速率来减速车辆。例如，当跟随距离小于预定距离时ACC系统可以减速所述车辆，并且ACC系统可以使得车辆以基于迫近速率的速率减速。ACC系统可以通过应用摩擦制动(例如，鼓式制动和/或盘式制动)来减速车辆。
[0031]通过控制电动马达来输出负转矩来代替或补偿应用摩擦制动，混合动力系控制(HPC)系统可以减速车辆。当电动马达输出负转矩时，电动马达使得蓄电池再生，所述蓄电池向电动马达供能。在此方面，负马达转矩可以被称为再生制动转矩。相对于仅应用摩擦制动，通过控制电动马达来输出负转矩以代替或补偿应用摩擦制动而减速车辆可以提高燃料经济性。
[0032]根据本公开的系统和方法确定所需减速、确定混合动力系的负转矩能力以及当仅使用混合动力系不能实现所需减速时应用摩擦制动。换言之，系统和方法在应用摩擦制动之前使用混合动力系的负转矩能力，这可以提高燃料经济性。混合动力系可以包括发动机和电动马达。
[0033]起动-停止系统可以在驾驶员踩下制动踏板时停止发动机并且可以在驾驶员释放制动踏板和/或驾驶员踩下加速器踏板时起动发动机。因此，发动机可以基于制动踏板位置而停止和/或起动。当车辆被ACC系统减速时，制动踏板位置可能不会指示车辆是否正在停止，因为在ACC系统减速车辆时可能没有踩下制动踏板。
[0034]根据本公开的系统和方法在ACC系统减速车辆时估计制动踏板位置。估计的制动位置会不对应于实际制动踏板位置，而是可以会是对应于减速速率和/或负转矩的虚拟制动踏板位置。估计制动踏板位置在ACC系统减速车辆时允许自动发动机停止和起动,这可以提高燃料经济性。
[0035]参考图1，发动机系统100的示例性实施方式包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动转矩。发动机102所产生的驱动转矩可以是基于加速器踏板104的位置。发动机102所产生的驱动转矩也可以是基于来自巡航控制模块(例如自适应巡航控制(ACC)模块106)的输入。ACC模块106在维持预定跟随距离的同时可以改变车辆速度以便实现由驾驶员设定的速度。驾驶员可以通过使用例如操作杆、按钮和/或触屏的驾驶员接口装置(未示出)来调节设定速度。在各种实施方式中，预定跟随距离可以从基于从驾驶员接收的输入而定的多个预定跟随距离来选择。
[0036]空气通过进气系统108被吸入到发动机102内。进气系统108包括进气歧管110和节气门112。仅作为示例，节气门112可以包括具有可旋转叶片的蝶阀。发动机控制模块(ECM) 114控制节气门致动器模块116，其调整节气门112的开度以控制被吸入进气歧管110的空气量。
[0037]空气从进气歧管110被吸入到发动机102的汽缸内。虽然发动机102可以包括多个汽缸，但是为了图释目的，示出单个代表性汽缸118。仅作为示例，发动机102可以包括
2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM 114可以指示汽缸致动器模块120选择性地停用汽缸中的一些，这在某些发动机操作状况下可以提高燃料经济性。
[0038]发动机102可以通过使用四冲程循环而操作。如下所述的，四个冲程被命名为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每圈回转期间，在汽缸118内发生这四个冲程中的两个。因此，对于汽缸118而言，为了经历全部四个冲程，二圈曲轴回转是必要的。
[0039]在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气门122被吸入到汽缸118内。ECM 114控制燃料致动器模块124，其调整燃料喷射以实现所需空气/燃料比。燃料可以在中心部位或在多个部位(例如每个汽缸的进气门122附近)被喷射到进气歧管110内。在各种实施方式中，燃料可以被直接喷射到汽缸内或与汽缸关联的混合腔内。燃料致动器模块124可以中止向被停用的汽缸的燃料喷射。
[0040]被喷射燃料与空气混合并且在汽缸118内产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火发动机，在这种情况下汽缸118内的压缩点燃空气/燃料混合物。替代性地，发动机102可以是火花点火发动机，在这种情况下火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号给汽缸118内的火花塞128充能，这点燃空气/燃料混合物。可以相对于活塞处于其最顶部位置(被称为上止点(TDC))的时刻来规定火花正时。
[0041]火花致动器模块126可以受正时信号控制，所述正时信号规定在TDC之前或之后多远产生火花。因为活塞位置直接地相关于曲轴旋转，所以火花致动器模块126的操作可以同步于曲轴角度。在各种实施方式中，火花致动器模块126可以中止向被停用汽缸提供火花。
[0042]产生火花可以被称为点火事件。火花致动器模块126可以具有针对每个点火事件改变火花正时的能力。当火花正时信号在上一次点火事件和下一点火事件之间改变时火花致动器模块126甚至能够针对下一点火事件改变火花正时。在各种实施方式中，发动机102可以包括多个汽缸并且火花致动器模块126可以针对发动机102内的所有汽缸将相对于TDC的火花正时改变以相同的量。
[0043]在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，从而驱动曲轴。燃烧冲程可以被定义成在活塞到达TDC的时刻和活塞返回到下止点(BDC)的时刻之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上运动并且通过排气门130排出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气系统134从车辆排出。
[0044]可以由进气凸轮轴140控制进气门122，而可以由排气凸轮轴142控制排气门130。在各种实施方式中，多个进气凸轮轴(包括进气凸轮轴140)可以控制汽缸118的多个进气门(包括进气门122)和/或可以控制多组汽缸(包括汽缸118)的进气门(包括进气门122)。类似地，多个排气凸轮轴(包括排气凸轮轴142)可以控制汽缸118的多个排气门和/或可以控制多组汽缸(包括汽缸118)的排气门(包括排气门130)。汽缸致动器模块120可以通过禁止进气门122和/或排气门130的打开而停用汽缸118。在各种其他实施方式中，进气门122和/或排气门130可以受凸轮轴之外的装置(例如电磁致动器)控制。
[0045]进气门122打开所在的时刻可以被进气凸轮移相器148相对于活塞TDC改变。排气门130打开所在的时刻可以被排气凸轮移相器150相对于活塞TDC改变。移相器致动器模块152可以基于来自于ECM 114的信号来控制进气凸轮移相器148和排气凸轮移相器150。当被实施时，可变气门升程也可以受移相器致动器模块152的控制。
[0046]如上所述，ACC模块106可以在维持预定跟随距离的同时改变车辆速度以便实现设定速度。ACC模块106可以通过与ECM 114通信来调节发动机的转矩输出而改变车辆速度。ACC模块106也可以通过与制动控制模块(BCM) 154通信来调节车辆的制动系统(未示出)内的压力而改变车辆速度。BCM 154控制制动致动器模块156，其调节制动压力以控制摩擦制动(例如，鼓式制动和/或盘式制动)内的摩擦的量。BCM 154可以基于来自ACC模块106和ECM 114的输入来调节制动压力。BCM 154也可以基于制动踏板158的位置来调节制动压力。
[0047]发动机系统100可以包括向进气歧管110提供加压空气的增压装置。例如，图1示出涡轮增压器，其包括被流过排气系统134的热排气驱动的热涡轮160-1。涡轮增压器也包括冷空气压缩机160-2，其被涡轮160-1驱动并且压缩引入到节气门112中的空气。在各种实施方式中，被曲轴驱动的机械增压器(未示出)可以压缩来自节气门112的空气并且将压缩空气传输到进气歧管110。
[0048]废气门162可以允许排气绕过涡轮160-1，从而减小涡轮增压器的增压(进气空气压缩的量)。ECM 114可以经由增压致动器模块164控制涡轮增压器。增压致动器模块164可以通过控制废气门162的位置来调整涡轮增压器的增压。在各种实施方式中，多个涡轮增压器可以受增压致动器模块164的控制。涡轮增压器可以具有可变几何构型，其可以受增压致动器模块164的控制。
[0049]中间冷却器(未不出)可以耗散掉压缩空气充气内所包含的一些热量，该热量随着空气被压缩而产生。压缩空气充气也可以已经从排气系统134的部件吸热。虽然为了图释目的被单独示出，但是涡轮160-1和压缩机160-2可以被附接到彼此，从而将进气空气置于热排气附近。
[0050]发动机系统100可以包括选择性地将排气重新引导回进气歧管110的排气再循环(EGR)气门170。EGR气门170可以位于涡轮增压器的涡轮160-1的上游。EGR气门170可以受EGR致动器模块172控制。
[0051]发动机系统100可以通过使用加速器踏板位置(APP)传感器174来测量加速器踏板104的位置。可以通过使用制动踏板位置(BPP)传感器176来测量制动踏板158的位置。可以通过使用车辆跟随距离(VFD)传感器178来测量车辆的根据距离，该传感器178可以包括雷达传感器和/或激光传感器。
[0052]可以通过使用曲轴位置(CKP)传感器180来测量曲轴的位置。可以通过使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可以被放置在发动机102内或者冷却剂循环所处的其他部位，例如散热器(未示出)。
[0053]可以通过使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量进气歧管110内的压力。在各种实施方式中，可以测量发动机真空度，即环境空气压力和进气歧管110内的压力之差。可以通过使用空气质量流量(MAF)传感器186来测量流入进气歧管110的空气的质量流率。在各种实施方式中，MAF传感器186可以被放置在也包括节气门112的外壳内。
[0054]可以通过使用车辆速度(VSP)传感器188 (例如车轮速度传感器或者变速器输出轴速度传感器)测量车辆的速度。节气门致动器模块116可以通过使用一个或更多个节气门位置传感器(TPS) 190来监视节气门112的位置。可以通过使用进气空气温度(IAT)传感器192来测量被吸入发动机102内的空气的环境温度。ACC模块106和ECM 114可以使用来自传感器的信号来做出发动机系统100的控制判定。
[0055]ECM 114可以与变速器控制模块(TCM) 194通信以便协调变速器(未示出)内的换档。例如，ECM 114可以在换档期间减少发动机转矩。ECM 114可以与混合动力控制模块(HCM) 196通信以便协调发动机102和电动马达198的操作。电动马达198也可以用作发电机，并且可以用于产生电能以便被车辆电气系统使用和/或被存储在蓄电池内。在各种实施方式中，ACC模块106、ECM 114、TCM 194和HCM 196的各种功能可以被集成到一个或更多个模块内。
[0056]参考图2，控制系统200包括ACC模块106、ECM 114,TCM 194和HCM 196的示例性实施方式。ECM 114包括发动机转速模块202、踏板转矩模块204、轴杆转矩估计模块206、最小轴杆转矩模块208、转矩协调模块210和起动-停止模块212。发动机转速模块202基于来自CKP传感器180的曲轴位置确定发动机转速。发动机转速模块202可以基于齿探测之间的曲轴旋转量和对应时段来确定发动机转速。发动机转速模块202输出发动机转速。
[0057]踏板转矩模块204基于来自APP传感器174的加速器踏板位置来确定踏板转矩请求。踏板转矩模块204可以存储加速器踏板位置至所需扭矩的一个或更多个映射，并且可以基于所述映射中的一个选定映射来确定踏板转矩请求。踏板转矩模块204输出踏板转矩请求。
[0058]转矩协调模块210协调发动机102和电动马达198的转矩输出。转矩协调模块210可以协调发动机102和电动马达198的转矩输出以便满足由ACC模块106产生的踏板转矩请求和/或轴杆转矩请求。下述讨论考虑了如下方式，即转矩协调模块210可以协调发动机102和电动马达198的转矩输出以便满足踏板转矩请求。然而，转矩协调模块210可以以类似方式协调发动机102和电动马达198的转矩输出以便满足轴杆转矩请求。
[0059]当踏板转矩请求处于电动马达198的转矩能力内时，转矩协调模块210可以通过仅使用电动马达198来满足踏板转矩请求。当踏板转矩请求处于电动马达198的转矩能力之外时，转矩协调模块210可以通过使用发动机102和电动马达198 二者来满足踏板转矩请求。转矩协调模块210可以输出发动机转矩请求和马达转矩请求，以分别调节发动机102和电动马达198的转矩输出。当马达转矩请求是负的时，马达转矩请求可以被称为再生制动转矩请求。
[0060]节气门控制模块214、燃料控制模块216和火花控制模块218可以分别调节节气面积、燃料喷射量和火花正时以便满足发动机转矩请求。节气门控制模块214控制节气门致动器模块116以调节节气面积。燃料控制模块216控制燃料致动器模块124以调节燃料喷射量。火花控制模块218控制火花致动器模块126以调节火花正时。
[0061 ] 轴杆转矩估计模块206估计实际轴杆转矩。实际轴杆转矩是从发动机102和电动马达198传输到车辆的轴杆(未示出)的转矩的量。在各种实施方式中，轴杆转矩估计模块206可以估计从发动机102和电动马达198沿车辆的传动系(未示出)传输到另一部位(例如在曲轴处)的转矩的量。在此方面，实际轴杆转矩可以被称为实际动力系转矩，例如包括发动机102和电动马达198的动力系的实际转矩输出。轴杆转矩估计模块206可以基于发动机102和电动马达198的转矩输出以及变速器的选定档位来估计实际轴杆转矩。
[0062]轴杆转矩估计模块206可以通过使用例如可以被如下定义的转矩关系来估计发动机102的转矩输出:
(I)T=f (APC, S，I, E, AF, 0T, #)
其中转矩(T)是每缸空气量(APC)、火花正时(S)、进气凸轮移相器位置(I)、排气凸轮移相器位置(E)、空气/燃料比(AF)、油温(OT)和被启用汽缸的编号(#)的函数。也可以考虑附加的变量，例如排气再循环(EGR)气门打开的程度。
[0063]轴杆转矩估计模块206可以基于来自MAF传感器186的质量流率、发动机转速和/或节气面积来确定每缸空气量。轴杆转矩估计模块206可以基于每缸空气量和被提供给每个汽缸的燃料量来确定空气/燃料比。轴杆转矩估计模块206可以分别从节气门控制模块214、燃料控制模块216和火花控制模块218接收节气面积、燃料喷射量和火花正时。
[0064]轴杆转矩估计模块206可以基于马达转矩请求来估计电动马达198的转矩输出。轴杆转矩估计模块206可以从转矩协调模块210接收马达扭矩请求。轴杆转矩估计模块206可以基于估计的发动机转矩和估计的马达转矩的总和来确定实际动力系转矩。轴杆转矩估计模块206可以这样确定实际轴杆转矩:将实际的动力系转矩乘以对应于选定档位的传动比。轴杆转矩估计模块206可以从TCM 194接收选定档位和/或对应传动比。轴杆转矩估计模块206输出实际轴杆转矩。
[0065]最小轴杆转矩模块208确定最小轴杆转矩。最小轴杆转矩可以是所需最小轴杆转矩和最小轴杆转矩能力中的最大值。所需最小轴杆转矩是当驾驶员从加速器踏板移开其脚时(例如当车辆处于怠速或者从较高速度空档滑行时)的轴杆转矩的所需量。最小轴杆转矩模块208可以基于车辆速度确定所需最小轴杆转矩。例如，最小轴杆转矩模块208可以调节所需最小轴杆转矩，以便在车辆空档滑行期间线性地减小车辆速度直到达到所需速度为止。
[0066]当ACC模块106有效时(例如，控制车辆速度时)，所需最小轴杆转矩可以被减小到小于最小轴杆转矩能力的下限的值。因此，当ACC模块106有效时最小轴杆转矩可以始终等于最小转矩能力。最小轴杆转矩模块208可以基于来自ACC模块106的输入(例如巡航转矩请求)来确定ACC模块106是否有效。
[0067]最小轴杆扭矩能力是发动机102和电动马达198能够传输到轴杆的最小转矩量。在各种实施方式中，最小轴杆转矩模块208可以确定发动机102和电动马达198能够沿传动系传输到另一部位(例如在曲轴处)的最小转矩量。在此方面，最小轴杆转矩能力可以被称为最小动力系转矩能力、动力系转矩能力的下限或者动力系的负转矩能力。此外，最小轴杆转矩模块208可以被称为最小动力系转矩模块。最小轴杆转矩模块208可以基于发动机102和电动马达198的最小转矩能力、发动机转速、车辆速度和/或变速器的选定档位来确定最小轴杆转矩能力。
[0068]电动马达198的最小转矩能力可以是负值。最小轴杆转矩模块208可以从HCM 196接收电动马达198的最小转矩能力。发动机102的最小转矩能力可以是当驾驶员的脚从加速器踏板104移开时发动机102的转矩输出。最小轴杆转矩模块208可以基于空气流的最小量、燃料流的最小量和/或最大火花延迟量(它们避免发动机102失速并且/或者提供发动机怠速质量的最小水平)来确定发动机102的最小转矩能力。
[0069]最小轴杆转矩模块208可以基于发动机102的最小转矩能力和电动马达198的最小转矩能力的总和来确定最小动力系转矩。最小轴杆转矩模块208可以通过将最小动力系转矩乘以对应于选定档位的传动比来确定最小轴杆转矩能力。最小轴杆转矩模块208可以从TCM 194接收选定档位和/或对应传动比。最小轴杆转矩模块208输出最小轴杆转矩。
[0070]当发动机102怠速时，起动-停止模块212自动地停止以及重新起动发动机102。当车辆速度小于或等于预定速度(例如，零)并且驾驶员踩下制动踏板158时，起动-停止模块212可以自动地停止发动机102。当驾驶员释放制动踏板158时、当驾驶员踩下加速器踏板104时、和/或当驾驶员踩下恢复开关(未示出)时，起动-停止模块212可以自动地重新起动发动机102。
[0071]起动-停止模块212可以从TCM 194接收车辆速度。起动-停止模块212可以基于从BCM 154接收的输入来确定驾驶员何时踩下或释放制动踏板158。起动-停止模块212可以基于来自APP传感器174的加速器踏板位置来确定驾驶员何时踩下或释放加速器踏板104。
[0072]起动-停止模块212可以通过向转矩协调模块210发送信号来自动地停止和重新起动发动机102。转矩协调模块210可以将发动机转矩请求调节为第一值(例如，零)以便自动地停止发动机102。转矩协调模块210可以将发动机转矩请求调节为第二值(例如，非零值)以便自动地重新起动发动机102。燃料控制模块216和/或火花控制模块218可以在发动机转矩请求等于第一值时停止发动机102并且可以在发动机转矩请求等于第二值时起动发动机102。
[0073]燃料控制模块216可以通过指示燃料致动器模块124停止或开始向汽缸118提供燃料来停止或者起动发动机102。火花控制模块218可以通过指示火花致动器模块126停止或开始产生火花来停止或者起动发动机102。在各种实施方式中,起动-停止模块212可以通过向燃料控制模块216和/或火花控制模块218直接发送信号来自动地停止和重新起动发动机102。
[0074]ACC模块106包括巡航转矩模块220、轴杆转矩请求模块222、制动转矩模块224和踏板位置模块226。巡航转矩模块220基于设定速度、车辆速度、测量的跟随距离、车辆迫近目标的迫近速率和/或车辆所行驶的道路等级来确定巡航转矩请求。当车辆速度小于设定速度并且测量的跟随距离大于预定跟随距离时巡航转矩模块220可以确定所需加速。巡航转矩模块220可以基于设定速度和车辆速度之差来确定所需加速。此外，巡航转矩模块220可以将巡航转矩请求调节为正值以便将实际加速调节为所需加速。
[0075]当车辆速度大于设定速度并且/或者当测量的跟随距离小于预定跟随距离时，巡航转矩模块220可以确定所需减速。在此方面，巡航转矩模块220可以被称为所需减速模块。巡航转矩模块220可以基于设定速度和车辆速度之差、测量的跟随距离和预定跟随距离之差和/或迫近速率来确定所需减速。此外，巡航转矩模块220可以将巡航转矩请求调节为负值以便将实际减速调节为所需减速。巡航转矩模块220可以基于车辆速度来确定实际加速和实际减速。巡航转矩模块220输出巡航转矩请求、所需加速和/或所需减速。
[0076]当停止发动机102时，巡航转矩模块220可以直到驾驶员踩下加速器踏板104和/或驾驶员踩下恢复开关才将巡航转矩请求调节为正值。巡航转矩模块220可以基于从起动-停止模块212接收的信号确定驾驶员是否踩下加速器踏板104和/或驾驶员是否压下恢复开关。
[0077]轴杆转矩请求模块222确定轴杆转矩请求。轴杆转矩请求是从发动机102和电动马达198传输到轴杆的所需转矩量。轴杆转矩请求模块222可以基于巡航转矩请求和最小轴杆转矩来确定轴杆转矩请求。当巡航转矩请求的绝对值小于或等于最小轴杆转矩的绝对值时，轴杆转矩请求模块222可以将轴杆转矩请求设定成等于巡航转矩请求。当巡航转矩请求的绝对值大于最小轴杆转矩的绝对值时，轴杆转矩请求模块222可以将轴杆转矩请求设定成等于最小轴杆转矩。轴杆转矩请求模块222输出轴杆转矩请求。
[0078]在各种实施方式中，轴杆转矩请求模块222可以确定从发动机102和电动马达198沿车辆的传动系传输到另一部位(例如到曲轴处)的所需转矩量。在此方面，轴杆转矩请求模块222可以被称为动力系转矩请求模块，轴杆转矩请求可以被称为动力系转矩请求。
[0079]制动转矩模块224确定摩擦制动转矩请求。摩擦制动转矩请求是由于摩擦制动内的摩擦的所需转矩量。制动转矩模块224可以基于巡航转矩请求和轴杆转矩请求之差来确定摩擦制动转矩请求。因此，当轴杆转矩请求等于巡航转矩请求时，摩擦制动转矩请求可以是零。制动转矩模块224输出摩擦制动转矩请求。在各种实施方式中，制动转矩模块224可以被省略，并且巡航转矩模块220可以直接提供所需减速至BCM 154。
[0080]踏板位置模块226估计制动踏板位置。当基于来自ACC模块106的输入而不是基于制动踏板位置来控制制动压力时，起动-停止模块212可以使用估计的制动踏板位置来代替测量的制动踏板位置。踏板位置模块226可以基于制动踏板位置与估计的轴杆转矩和估计的摩擦制动转矩的总和之间的预定关系来估计制动踏板位置。预定关系可以被实现在查询表中。
[0081]踏板位置模块226可以基于摩擦制动转矩请求来估计摩擦制动转矩。踏板位置模块226可以从制动转矩模块224接收摩擦制动转矩请求并/或从BCM 154接收估计的摩擦制动转矩。踏板位置模块226输出估计的制动踏板位置。在各种实施方式中，踏板位置模块226可以被包括在ACC模块106、ECM 114和/或HCM 196中。
[0082]HCM 196包括马达转矩能力模块228和马达控制模块230。马达转矩能力模块228确定电动马达198的转矩能力，包括电动马达198的最小转矩能力。马达转矩能力模块228可以基于电动马达198产生动力的能力、蓄电池接收动力的能力和/或车辆速度来确定马达转矩能力。马达转矩能力模块228可以基于蓄电池的电荷状态和蓄电池的动力吸收能力来确定蓄电池接收动力的能力。马达转矩能力模块228输出马达转矩能力。
[0083]马达控制模块230调节电动马达198的转矩输出以满足马达转矩请求。马达控制模块230可以通过调节供应到电动马达198的动力/功率的量来调节电动马达198的转矩输出。马达控制模块230可以输出指示出被供应到电动马达198的功率的量的信号，并且电源可以响应于该信号来调节被供应到电动马达198的功率的量。
[0084]BCM 154控制制动压力以调节摩擦制动内的摩擦的量。BCM 154可以基于来自制动转矩模块224的摩擦制动转矩请求来控制制动压力。BCM 154可以基于制动转矩和制动压力之间的预定关系来确定所需制动压力。预定关系可以被实现在查询表中。
[0085]在各种实施方式中，BCM 154可以基于在减速请求来确定摩擦制动转矩请求和/或制动压力。BCM 154可以基于车辆速度来确定车辆的实际减速。BCM 154可以调节摩擦制动转矩请求和/或制动压力，以将实际减速调节为减速请求。因为电动马达198的转矩输出影响实际减速，所以当调节摩擦制动转矩请求和/或制动压力时BCM 154会考虑到电动马达198的转矩输出。如果BCM 154基于减速请求调节制动压力，则BCM 154可以基于制动转矩和制动压力之间的预定关系来估计摩擦制动转矩。BCM 154输出所需制动压力并且可以输出摩擦制动转矩。
[0086]TCM 194基于摩擦制动转矩来变换变速器内的档位。如果在大于预定时段的一个时段内摩擦制动转矩大于预定转矩，则TCM 194可以降档变速器。当车辆正在中度等级的道路上行进时摩擦制动转矩可以大于预定转矩。TCM 194可以基于从制动转矩模块224接收的摩擦制动转矩请求来估计摩擦制动转矩，和/或TCM 194可以从BCM 154接收的估计的摩擦制动转矩。
[0087]参考图3，用于协调巡航控制和再生制动功能的示例性方法开始于302。该方法可以应用于包括发动机和由蓄电池供能的电动马达的动力系。在304，该方法确定电动马达的最小转矩能力。该方法可以基于电动马达产生动力的能力、蓄电池接收动力的能力和/或车辆速度来确定最小的马达转矩能力。该方法可以基于蓄电池的电荷状态和蓄电池的动力吸收能力来确定蓄电池接收动力的能力。
[0088]在306,该方法确定最小轴杆转矩。最小轴杆扭矩可以是发动机和电动马达能够传输到车辆轴杆的最小转矩量。在各种实施方式中，该方法可以确定发动机和电动马达能够沿传动系传输到另一部位(例如在曲轴处)的最小转矩量。该方法可以基于发动机和电动马达的最小转矩能力、发动机转速、车辆速度和/或变速器的选定档位来确定最小轴杆转矩。
[0089]发动机的最小转矩能力可以当驾驶员的脚从车辆的加速器踏板移开时发动机的转矩输出。该方法可以基于空气流的最小量、燃料流的最小量和/或最大火花延迟量(它们避免发动机失速并且/或者提供发动机怠速质量的最小水平)来确定发动机的最小转矩能力。该方法可以基于发动机的最小转矩能力和电动马达的最小转矩能力的总和来确定最小动力系转矩。该方法可以通过将最小动力系转矩乘以对应于选定档位的传动比来确定最小轴杆转矩。
[0090]在308，该方法确定所需减速。该方法可以基于设定速度、车辆速度、测量的跟随距离、车辆迫近目标的迫近速率和/或车辆所行驶的道路等级来确定所需减速。在一种示例中，该方法基于设定速度和车辆速度之差来确定所需减速。在另一种示例中，该方法基于预定跟随距离和实际跟随距离之差来确定所需减速。在另一种示例中，该方法基于迫近速率来确定所需减速。
[0091]在310，该方法确定巡航转矩请求。该方法可以调节巡航转矩请求以便减少所需减速和实际减速之差。该方法可以基于车辆速度来确定实际减速。该方法可以通过例如使用车轮速度传感器或者变速器输出轴速度传感器来测量车辆速度。
[0092]在312，该方法确定最小轴杆转矩的绝对值是否大于或等于巡航转矩请求的绝对值。如果最大轴杆转矩的绝对值大于或等于巡航转矩请求的绝对值，则该方法继续到314。否则，方法继续到316。
[0093]在314，该方法将轴杆转矩请求设定成等于巡航转矩请求。轴杆转矩请求是从发动机和电动马达传输到轴杆的所需转矩量。在各种实施方式中，该方法可以确定从发动机和电动马达沿车辆的传动系传输到另一部位(例如到曲轴处)的所需转矩量。
[0094]当轴杆转矩请求处于电动马达的转矩能力内时，该方法可以仅通过使用电动马达来满足轴杆转矩请求。当轴杆转矩请求处于电动马达的转矩能力之外时，该方法可以通过使用发动机和电动马达二者来满足轴杆转矩请求。该方法可以产生发动机转矩请求和马达转矩请求以分别调节发动机和电动马达的转矩输出。
[0095]在318，该方法将摩擦制动转矩请求设定成零。摩擦制动转矩请求是由于制动系统的摩擦制动(例如，鼓式制动和/或盘式制动)内的摩擦的所需制动转矩量。该方法可以基于摩擦制动转矩请求来调节制动系统内的压力。因此，当摩擦制动转矩请求等于零时，该方法可以将制动压力调节为零。
[0096]在316，该方法将轴杆转矩请求设定成等于最小轴杆转矩。在320，该方法确定巡航转矩请求和最小轴杆转矩之差。在322，该方法将摩擦制动转矩请求设定成等于巡航转矩请求和最小轴杆转矩之差。
[0097]在各种实施方式中，该方法可以基于所需减速来调节制动压力，从而代替基于摩擦制动转矩请求来调节制动压力。在这些实施方式中，当动力系在无摩擦制动辅助的情况下能够以所需减速来减速车辆时，可以不应用摩擦制动。当最小轴杆转矩的绝对值大于或等于巡航转矩请求的绝对值时，动力系在无摩擦制动辅助的情况下能够以所需减速来减速车辆。
[0098]参考图4，用于协调巡航控制和起动-停止功能的示例性方法开始于402。该方法应用于包括发动机和由蓄电池供能的电动马达的混合动力系。在图4的方法中可以包括图3中所示的一个或更多个(例如全部)步骤。类似地，在图3的方法中可以包括图4中所示的一个或更多个(例如全部)步骤。
[0099]在404，该方法估计摩擦制动转矩。摩擦制动转矩是由于制动系统的摩擦制动(例如，鼓式制动和/或盘式制动)内的摩擦而产生的、在轴杆处或在沿传动系的其他部位处的制动转矩。该方法可以基于制动压力以及制动压力和制动转矩之间的预定关系来估计摩擦制动转矩。预定关系可以被实现在查询表中。
[0100]在406，该方法估计实际轴杆转矩。实际轴杆转矩是从发动机和电动马达传输到轴杆的转矩量。在各种实施方式中，该方法可以估计从发动机和电动马达传输到沿传动系的另一部位(例如在曲轴处)的转矩量。该方法可以基于发动机的转矩输出、电动马达的转矩输出以及变速器的选定档位来估计轴杆转矩输出。
[0101]该方法可以通过使用例如可以被如下定义的转矩关系来估计发动机的转矩输出:
(I)T=f (APC, S，I, E, AF, 0T, #)
其中转矩(T)是每缸空气量(APC)、火花正时(S)、进气凸轮移相器位置(I)、排气凸轮移相器位置(E)、空气/燃料比(AF)、油温(OT)和被启用汽缸的编号(#)的函数。也可以考虑附加的变量，例如排气再循环(EGR)气门打开的程度。该方法可以基于进气空气的质量流率、发动机转速和/或节气面积来确定每缸空气量。该方法可以基于每缸空气量和被提供给发动机的每个汽缸的燃料量来确定空气/燃料比。
[0102]该方法可以基于马达转矩请求来估计电动马达的转矩输出。该方法可以基于估计的发动机转矩和估计的马达转矩的总和来确定实际动力系转矩。该方法可以通过将实际动力系转矩乘以对应于选定档位的传动比来确定实际轴杆转矩。
[0103]在408，该方法估计制动踏板位置。该方法可以基于摩擦制动转矩和实际轴杆转矩的总和来确定总制动转矩。之后该方法可以基于总制动转矩以及制动转矩和制动踏板位置之间的预定关系来估计制动踏板位置。额外地或替代性地，该方法可以基于制动压力以及制动压力和制动踏板位置之间的预定关系来估计制动踏板位置。
[0104]在410，该方法基于制动踏板位置来估计制动踏板下压百分比。在412，该方法确定制动踏板下压百分比是否大于第一百分比。如果制动踏板下压百分比大于第一百分比，则方法继续到414。否则，方法继续到404。
[0105]在414，该方法不将巡航转矩请求调节为正值。当制动踏板下压百分比大于第一百分比时，该方法也可以停止发动机。在416，该方法基于加速器踏板位置来确定加速器踏板下压百分比。该方法可以测量加速器踏板位置。
[0106]在418，该方法确定加速器踏板下压百分比是否大于第二百分比。如果加速器踏板下压百分比大于第二百分比，则方法继续到420。否则，方法继续到422。
[0107]在420，如果需要加速，则该方法将巡航转矩请求调节为正值。在422，该方法确定制动踏板下压百分比是否小于第三百分比。如果制动踏板百分比小于第三百分比，则方法继续到420。否则，方法继续到414。可以预先确定第一百分比、第二百分比和/或第三百分比，并且第三百分比可以小于第一百分比。该方法也可以确定在停止发动机之后是否按下恢复按钮，如果按下恢复按钮则继续到420，以及如果没有按下恢复按钮则继续到414。
[0108]以上描述在本质上仅是说明性的，并且决不意在限制本公开、其应用或用途。本公开的宽泛教导可以以多种方式实现。因此，尽管本公开包括特定的例子，但是本公开的真实范围不应该受限于此，这是因为其它修改通过研究附图、说明书和所附权利要求将变得显而易见。如本文使用的，短语A、B和C中的至少一个应该被解释为意味着使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A或B或C)。应该理解，在不改变本公开的原理的情况下，可以以不同的顺序(或并行地)执行方法中的一个或多个步骤。
[0109]在本申请中，包括以下的定义，术语“模块”可以替换为术语“电路”。术语“模块”可以指代以下器件、是以下器件的一部分或包含以下器件:专用集成电路(ASIC);数字、模拟或混合模/数离散电路；数字、模拟或混合模/数集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA);执行代码的处理器(共享、专用或成组)；存储由处理器执行的代码的存储器(共享、专用或成组)；提供描述的功能的其他合适的硬件部件；或上述器件的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。
[0110]上面使用的术语“代码”可以包含软件、固件和/或微代码，并且可以涉及程序、例程、函数、类和/或对象。术语“共享的处理器”涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器。术语“成组的处理器”涵盖与附加处理器一起执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器。术语“共享的存储器”涵盖存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器。术语“成组的存储器”涵盖与附加存储器一起存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器。术语“存储器”可以是术语“计算机可读介质”的子集。术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质传播的瞬态电气和电磁信号，并且因此可被认为是有形的且非瞬态的。非瞬态有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器、易失性存储器、磁存储装置和光学存储装置。
[0111]本申请中描述的设备和方法可以通过由一个或更多个处理器执行的一个或更多个计算机程序被部分或全部地实现。计算机程序包含存储在至少一个非瞬态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包含和/或依赖于存储的数据。
【权利要求】
1.一种系统，包括: 巡航控制模块，所述巡航控制模块基于车辆的跟随距离和所述车辆迫近目标的迫近速率中的至少一者来确定巡航转矩请求； 发动机控制模块，所述发动机控制模块确定动力系的负转矩能力，其中所述动力系包括发动机和电动马达；和 制动控制模块，当所述巡航转矩请求小于所述动力系的所述负转矩能力时，所述制动控制模块应用摩擦制动。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述巡航控制模块包括所需减速模块，所述所需渐缩模块基于所述跟随距离和所述迫近速率中的所述至少一者来确定所需减速。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述制动控制模块基于所述所需减速来控制被供应到所述摩擦制动的流体的压力。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述巡航控制模块包括动力系转矩请求模块，所述动力系转矩请求模块基于所述巡航转矩请求和所述动力系的所述负转矩能力来确定动力系转矩请求。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述巡航转矩请求大于所述动力系的所述负转矩能力时，所述动力系转矩请求模块将所述动力系转矩请求调节为所述巡航转矩请求。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述巡航转矩请求小于所述动力系的所述负转矩能力时，所述动力系转矩请求模块将所述动力系转矩请求调节为所述动力系的所述负转矩能力。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括马达转矩能力模块，所述马达转矩能力模块基于所述电动马达的动力产生能力、向所述电动马达供能的蓄电池的动力接收能力以及所述蓄电池的电荷状态中的至少一者来确定所述电动马达的负转矩能力。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发动机控制模块包括起动-停止模块，其基于制动踏板位置选择性地停止所述发动机。
9.根据权利要求8所述的系统，还包括踏板位置模块，其基于动力系制动转矩和摩擦制动转矩来估计所述制动踏板位置。
10.一种方法，包括: 基于车辆的跟随距离和所述车辆迫近目标的迫近速率中的至少一者来确定巡航转矩请求； 确定动力系的负转矩能力，其中所述动力系包括发动机和电动马达；和 当所述巡航转矩请求小于所述动力系的所述负转矩能力时，应用摩擦制动。
【文档编号】B60W40/105GK104044577SQ201410094228
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】E.E.克吕格尔, M.J.克勒默, K.贝西, C.E.惠特尼, P.J.奥利里 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司