一种车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种车辆。车辆的动力传动系控制系统对于一定范围的增加请求的摩擦扭矩值使摩擦扭矩以基本上恒定的值被传递到车轮，使得命令的动力传动系扭矩被减小到基本上恒定的下限值。在脚离开加速踏板并且车辆停止的状况下，增加请求的摩擦扭矩值的所述范围小于请求的动力传动系扭矩值。
【专利说明】一种车辆
【技术领域】
[0001] 本公开涉及在脚离开加速踏板的状况期间的扭矩控制。
【背景技术】
[0002] 通过传统的内燃发动机驱动的某些机动车在脚离开加速踏板的状况下发生爬行 (creep)。即，由于动力传动系是通过变速器机械地结合到车轮，如果车辆挂上档并且驾驶 员将脚从加速踏板移开（并且不致动制动踏板），那么车辆将响应于动力传动系产生的扭 矩向前爬行（假设车辆在水平地面上）。这种扭矩可被称为爬行扭矩。
【发明内容】
[0003] -种车辆包括动力传动系和至少一个控制器。当车辆的速度近似为零时，至少一 个控制器响应于脚离开加速踏板的状况以及接收到的超过阈值的摩擦扭矩请求，使摩擦扭 矩以基本上恒定的值被传递，使得对来自动力传动系的扭矩的命令达到下限值。所述命令 是基于来自动力传动系的请求的扭矩和传递的摩擦扭矩。在脚离开加速踏板的状况期间， 所述阈值小于从动力传动系请求的预定值扭矩。
[0004] 一种用于控制车辆的动力传动系扭矩的方法包括，响应于脚离开加速踏板的状 况，请求所述预定量的动力传动系扭矩。所述方法还包括当车速近似为零时，响应于接收 到的超过小于预定量的阈值的摩擦扭矩请求，以基本上恒定的量传递摩擦扭矩，使得命令 的动力传动系扭矩达到下限量。
[0005] 所述方法还包括，在以基本上恒定的值传递摩擦扭矩时，响应于接收到的减小摩 擦扭矩的请求，减小传递的摩擦扭矩的量，使得命令的动力传动系的扭矩从下限量增加。 [0006] 所述方法还包括，在减小被传递的摩擦扭矩的量时，响应于接收到的增加摩擦扭 矩的请求，传递基本上恒定的量的摩擦扭矩。
[0007] 所述方法还包括，响应于请求超过基本上恒定的量的摩擦扭矩，增加传递的摩擦 扭矩的量。
[0008] 基本上恒定的量大于动力传动系扭矩的预定量。
[0009] 基本上恒定的量小于动力传动系扭矩的预定量。
[0010] 一种用于车辆的动力传动系控制系统包括至少一个控制器，对于一定范围的增加 请求的摩擦扭矩值，所述至少一个控制器被配置为使得摩擦扭矩以基本上恒定的值被传 递，以使命令的动力传动系扭矩值减小到基本上恒定的下限值。在脚离开加速踏板并且车 辆停止的状况下，增加请求的摩擦扭矩值的所述范围小于请求的动力传动系扭矩值。
[0011] 至少一个控制器还被配置为响应于在所述范围内减小请求的摩擦扭矩，使传递的 摩擦扭矩从基本上恒定的值减小。
[0012] 基本上恒定的下限值为零。
[0013] 基本上恒定的值大于请求的动力传动系扭矩值。
[0014] 基本上恒定的值小于请求的动力传动系扭矩值。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是机动车的框图。
[0016] 图2是当车速接近零时，在脚离开加速踏板的状况下，请求的摩擦扭矩与传递的 摩擦扭矩、请求的动力传动系扭矩和命令的动力传动系扭矩的图。
[0017] 图3A和图3B是当车速近似为零时，在脚离开加速踏板的状况下，请求的摩擦扭矩 与传递的摩擦扭矩、请求的动力传动系扭矩和命令的动力传动系扭矩的图。
[0018] 图4是当车速近似为零时，在脚离开加速踏板的状况下，请求的摩擦扭矩与传递 的摩擦扭矩、请求的动力传动系扭矩和命令的动力传动系扭矩的另一个图。
[0019] 图5是用于控制命令的动力传动系扭矩的算法的流程图。
【具体实施方式】
[0020] 本公开的实施例被描述于此。然而，应该理解的是，公开的实施例仅是示例，其它 实施例能够采用各种和替代的形式。不需要按照比例绘制附图，为了显示具体组件的细节， 可能会夸大或缩小一些特征。因此，在此公开的具体结构和功能的细节不应当被解释为限 制，而仅作为用于教导本领域的技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域 的普通技术人员将理解的，参照任何一个附图描述和示出的各种特征能够与在一个或更多 个其它附图中示出的特征结合以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供 用于典型应用的代表性的实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改能 够被期望用于特定的应用或实施。
[0021] 某些可选择动力的车辆（例如，混合动力电动车辆），在低速下利用电动机产生扭 矩。例如，为了模拟传统动力驱动的车辆的感觉，在脚离开加速踏板的状况下，可选择动力 的车辆可激励电动机，以使电动机产生扭矩，并且由此推进车辆爬行。换句话说，在脚离开 加速踏板的状况下，可选择动力车辆可请求一定大小的动力传动系扭矩。然而，如果驾驶员 随后踩到制动踏板上以克服这种爬行扭矩，那么用来激励电动机的能量会被浪费。
[0022] 参照图1，机动车10 (例如，混合动力电动车辆、电池电动车辆等）包括机械地与车 轮16结合（如实线指示的）的动力传动系12和摩擦制动系统14。动力传动系12可包括 内燃发动机、变速器和电动机等，以本领域公知的方式被布置以独立地或配合地产生/提 供扭矩以使车轮16运动。当被致动时，摩擦制动系统14向车轮16施加制动扭矩。车辆10 还包括加速踏板18、制动踏板20和一个或更多个控制器22。动力传动系12、摩擦制动系统 14、加速踏板18和制动踏板20与控制器22通信或动力传动系12、摩擦制动系统14、加速 踏板18和制动踏板20在控制器22的控制下通信（如细短划线指示的）。制动踏板20与 摩擦制动系统14机械地连接（如实线指示的）。控制器22可包括动力传动系控制模块、制 动控制模块和车辆系统控制模块等。在其它示例中，参照控制器22讨论的功能性能够在单 个控制器中被实现。当然，其它布置也可以。
[0023] 在控制器22的请求下，动力传动系12 (电动机）可产生扭矩以使车轮16运动。 加速踏板18的位置可确定（至少部分地确定）请求的动力传动系扭矩的大小。作为示例， 当致动加速踏板18时，请求的动力传动系扭矩可随着加速踏板18的位置而成比例地增加。 当不致动加速踏板18而复制通过传统的方式驱动车辆所表现的爬行时，可以请求基准扭 矩的量（例如500Nm)。如上所述，可使用电动机12产生基准扭矩或爬行扭矩。
[0024] 参照图2,在本示例中，当车速接近零时，在脚离开加速踏板的状况下，请求的动力 传动系扭矩通常是恒定的。此外，传递的摩擦扭矩随请求的摩擦扭矩成比例地增加。通过 制动踏板20的位置确定请求的摩擦扭矩。例如,如果制动踏板20的行程为100° ,并且请 求的摩擦扭矩的范围能够从〇Nm到lOOOONm，那么，在0°处（脚离开制动踏板），将不请求 摩擦扭矩，在100°处，将请求lOOOONm的扭矩，并且在50°处，将请求5000Nm的扭矩等。
[0025] 在本示例中，命令的动力传动系扭矩是请求的动力传动系扭矩和传递的摩擦扭矩 之间的差（直到达到下限值）。即，控制策略是：使得请求的动力传动系扭矩按照其减小量 与传递的摩擦扭矩为1比1的关系减小（例如，传递的摩擦扭矩为l〇Nm，请求的动力传动系 扭矩减小l〇Nm)，以产生命令的动力传动系扭矩。当传递的摩擦扭矩从ONm朝500Nm成比例 地增加时，命令的动力传动系扭矩从500Nm到20Nm的下限成比例地降低。在本示例中，选 择下限以确保变速器12的齿轮装置不会显著地窜动（lash)。在另一个示例中，根据设计上 的考虑和目标，下限可具有不同的值（例如35Nm、0Nm等）。
[0026] 传递的摩擦扭矩在大约250Nm时等于传递的动力传动系扭矩（假设平路（level grade)并忽略系统损失）。一旦传递的摩擦扭矩超过250Nm，车辆10将降速并停止运动。 如果车辆10正在爬坡，一旦传递的摩擦扭矩超过小于250Nm的某值，那么车辆10可能会停 止运动。同理，如果车辆10正在下坡，一旦传递的摩擦扭矩超过大于250Nm的某值，车辆10 可能会停止运动。
[0027] 如果即使在车辆10已经停止运动之后，仍然持续使用这种控制策略，那么命令的 动力传动系扭矩可能大于下限值。假设车辆10已经停止运动，用于产生大于下限的那部分 传递的动力传动系扭矩的能量被浪费了，因为其未执行有用的功能。描述的某些策略可减 少用于产生这种不需要的动力传动系扭矩的能量的量。
[0028] 参照图3A，当车速近似为零时，在脚离开加速踏板的状况下，请求的动力传动系扭 矩通常是恒定的。此外，对于某些值的请求的摩擦扭矩，传递的摩擦扭矩随着请求的摩擦扭 矩增加。否则的话,传递的摩擦扭矩基本上是恒定的值并且大于请求的动力传动系扭矩。 在本示例中，传递的摩擦扭矩随请求的摩擦扭矩成比例地增加，直到请求的摩擦扭矩达到 100Nm。对于摩擦扭矩在100Nm和520Nm之间的请求，传递的摩擦扭矩大约为520Nm。对于 摩擦扭矩超过520Nm的请求，传递的摩擦扭矩随请求的摩擦扭矩成比例地增加。（当然，其 它示例可具有不同的值。）
[0029] 与图2类似，命令的动力传动系扭矩是请求的动力传动系扭矩和传递的摩擦扭矩 之间的差（直到达到下限值）：请求的动力传动系扭矩按照其减小量与传递的摩擦扭矩为1 比1的关系减小，以产生命令的动力传动系扭矩。命令的动力传动系扭矩随着请求的摩擦 扭矩成比例地减小，直到请求的摩擦扭矩达到l〇〇Nm。对于超过100Nm的摩擦扭矩请求，传 递的动力传动系扭矩等于20Nm(在本示例中的下限值）。
[0030] 图2和图3A比较，图3A的策略减小了命令的动力传动系扭矩超过下限值的范围。 请求的摩擦扭矩阈值（例如，l〇〇Nm)被选择为小于请求的动力传动系扭矩（例如，500Nm)。 对于小于该阈值的摩擦扭矩请求，传递的摩擦扭矩随着请求的摩擦扭矩增加，结果，命令的 动力传动系扭矩减小。对于大于该阈值的摩擦扭矩请求，传递的摩擦扭矩大于请求的动力 传动系扭矩，结果，命令的动力传动系扭矩达到下限值。这避免了如参照图2描述的那些情 况（即使车辆10已经停止运动，动力传动系扭矩继续被传递）。节省了否则的话被用来产 生这种动力传动系扭矩的能量。
[0031] 当车速大于零时，在脚离开加速踏板的状况下，可以使用与参照图2描述的策略 类似的策略。然后，一旦车速变成近似为零，可转变为与参照图3A描述的策略类似的策略， 以减少能量消耗并且由此提高燃料经济性。对于给定的请求的摩擦扭矩，传递的摩擦扭矩 和命令的动力传动系扭矩的变化可以被过滤（filter)以对车辆乘员掩盖这种转变。如果 车辆在200Nm的请求的摩擦扭矩下停止，传递的摩擦扭矩根据过滤函数可以从200Nm(如图 2指示）变化到520Nm(如图3A指示），以避免在该参数中的陡变或突变可能引起的任何扰 动。
[0032] 参照图3B，示出在请求的摩擦扭矩增加到大约370Nm，减小到大约280Nm并且随后 增加的情况下，传递的摩擦扭矩和命令的动力传动系扭矩的特性。换句话说，驾驶员将制动 踏板20踩至超过会造成车辆10停止的位置，轻轻地松开制动踏板20,然后再次踩下制动 踏板20。如果请求的摩擦扭矩在使得命令的动力传动系扭矩等于下限值的范围内，并且观 察到请求的摩擦扭矩减小（例如，由于驾驶员轻轻松开制动踏板20)，那么然后传递的摩擦 扭矩随请求的摩擦扭矩的减小而成比例地减小。结果，命令的动力传动系扭矩将从下限开 始增加。一旦传递的动力传动系扭矩超过传递的摩擦扭矩（假设平路），车辆10将再次运 动。如果随后观察到请求的摩擦扭矩增加（例如，由于驾驶员开始再次踩下制动踏板20)， 传递的摩擦扭矩将返回到使命令的动力传动系扭矩达到下限值的所述值。简而言之，传递 的摩擦扭矩（以及由此而产生的命令的动力传动系扭矩的大小）可不仅依赖于请求的摩擦 扭矩的大小，还依赖于请求的摩擦扭矩是增加还是减小。
[0033] 参照图4,当车速大于零时，在脚离开加速踏板的状况下，请求的动力传动系扭矩 通常是恒定的。此外，对于某些值的请求的摩擦扭矩，传递的摩擦扭矩随请求的摩擦扭矩增 力口。否则的话，传递的摩擦扭矩基本上是恒定的并小于请求的动力传动系扭矩。与图2、图 3A和图3B不同，请求的动力传动系扭矩按照其减小量与传递的摩擦扭矩为2比1的关系减 小（例如，传递的摩擦扭矩为l〇Nm，请求的动力传动系扭矩减小20Nm)，以产生命令的动力 传动系扭矩。命令的动力传动系扭矩随请求的摩擦扭矩增加到XINm而成比例地减小。对 于请求的摩擦扭矩超过XINm，传递的的动力传动系扭矩等于YfloorNm(在本示例中的下限 值）。
[0034] 先前的某一个示例中使用lOONm和520Nm的请求的摩擦扭矩阈值。S卩，参照图3A， 当请求的摩擦扭矩落入该范围时，传递的摩擦扭矩设置为大于请求的动力传动系扭矩。然 而，其它车辆或控制方案可具有不同的阈值设置以满足驾驶员的期望同时仍然试图最小化 能量消耗。这些阈值可通过测试、模拟等方法确定。此外，虽然用于请求的动力传动系扭矩、 命令的动力传动系扭矩和传递的摩擦扭矩的图的重要部分（substantial portion)显示线 性特性，但是其它这样的图能具有显示出非线性特性的重要部分。在一个示例中，在脚离开 加速踏板的状况下，请求的动力传动系扭矩可变化。当请求的摩擦扭矩落入由上阈值和下 阈值限定的范围时，在这种情况下，传递的摩擦扭矩将不是恒定的（与图3A的传递的摩擦 扭矩相比）。其它方案也可以。此外，可使用各种斜坡函数将传递的摩擦扭矩转换到由阈值 限定的区域，或从阈值限定的区域转换为传递的摩擦扭矩。换句话说，在转换区域，传递的 摩擦扭矩不需要表现尖角。可选择这种斜坡函数来获得期望的特性或最佳地匹配控制器的 性能。
[0035] 参照图5,在操作24,确定车辆是否停止不动。例如，控制器22可读取与加速踏板 18有关的位置数据和与车辆10有关的速度数据。如果位置数据指示为零并且车速近似为 零，那么控制器22可确定车辆10是停止不动。如果位置数据指示不是零的数据或者车速大 于零，那么控制器22可确定车辆10没有停止不动。如果确定结果为否，算法返回操作24。 如果确定结果为是，那么在操作26,确定请求的摩擦扭矩是否小于下阈值或大于上阈值。例 如，控制器22可从摩擦制动系统14读取请求的摩擦扭矩数据来确定请求的摩擦扭矩是否 小于lOONm或大于520Nm。如果确定结果为是，那么在操作28,将传递的摩擦扭矩设置为等 于请求的摩擦扭矩。例如，控制器22可命令摩擦制动系统14在车轮16处提供请求的扭矩 大小。然后，算法返回操作24。
[0036] 回到操作26,如果确定的结果为否，那么将传递的摩擦扭矩设置为等于预定值，使 命令的动力传动系扭矩达到下限值。例如，控制器22可命令摩擦制动系统14在车轮16处 提供520Nm的扭矩（假设请求的动力传动系扭矩为500Nm，并且请求的动力传动系扭矩按照 其减小量与传递的摩擦扭矩为1比1的关系减小，以产生命令的动力传动系扭矩）。作为 另一个示例，控制器22可命令摩擦制动系统14在车轮16处提供250Nm的扭矩（假设请求 的动力传动系扭矩为500Nm，并且请求的动力传动系扭矩按照其减小量与传递的摩擦扭矩 为2比1的关系减小，以产生命令的动力传动系扭矩）。在操作32,确定请求的摩擦扭矩是 否减小。例如，控制器22可从摩擦制动系统14读取请求的摩擦扭矩数据以确定请求的摩 擦扭矩是否减小。如果确定结果为是，那么在操作34,传递的摩擦扭矩减小。例如，控制器 22可命令摩擦制动系统14减小车轮16处的扭矩。然后算法返回操作32。如果确定结果 为否，那么算法返回操作26。
[0037] 在此公开的过程、方法或算法能够传送到处理装置、控制器或计算机/通过处理 装置、控制器或计算机执行，所述过程、方法或算法可包括任何现有的可编程电子控制单元 或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法能够以多种形式被存储为可通过控制 器或计算机执行的数据和指令，其包括（但不限于）永久储存在不可写存储介质上（例如 ROM装置）上的信息和可变地存储在可写存储介质（例如，软盘、磁数据带存储器、光学数据 带存储器、CD、RAM装置以及其它磁性介质和光学介质）上的信息。所述过程、方法或算法 也能够以软件可执行对象被实施。或者，所述过程、方法或算法可全部或部分地使用合适的 硬件组件（例如，专用集成电路（ASIC)，现场可编程门阵列（FPGA)，状态机，控制器或任何 其它硬件组件或装置）、或硬件、软件和固件组件的组合来实施。
[0038] 虽然以上描述了示例性的实施例，但是这些实施例不是意在描述权利要求包含的 所有可能的形式。在说明书中使用的词是描述性的词而不是限制性的词，并且应该理解的 是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变。如前面所描述的， 可以对各种实施例的特征进行组合以形成本发明的没有明确描述或说明的进一步的实施 例。虽然关于一个或更多个期望的特性，各种实施例已经被描述为相比于其它实施例或现 有技术的实施提供有优点或被优选，但本领域的普通技术人员意识到，可以折衷一个或更 多个特点或特性，以实现期望的整体系统属性，这依赖于特定的应用和实施。这些特性可能 包括，但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、维修保养方便 性、重量、可制造性、易组装性等。这样，关于一个或更多个特性，被描述为不如其他实施例 或现有技术实施方式的实施例不在本公开的范围之外，并且可以期望用于特定的应用。
【权利要求】
1. 一种车辆，包括： 动力传动系，以及 至少一个控制器，被配置为当车辆的速度近似为零时，响应于脚离开加速踏板的状况 以及接收到的超过阈值的摩擦扭矩请求，使摩擦扭矩以基本上恒定的值被传递，使得对来 自动力传动系的扭矩的命令达到下限值，其中，所述命令是基于来自动力传动系的请求的 扭矩和传递的摩擦扭矩，并且其中，在脚离开加速踏板的状况期间，所述阈值小于从动力传 动系请求的预定值扭矩。
2. 如权利要求1所述的车辆，其中，至少一个控制器还被配置为在使摩擦扭矩以基本 上恒定的值被传递时，响应于接收到减小摩擦扭矩的请求，使被传递的摩擦扭矩减小，使得 对来自动力传动系的扭矩的命令从下限值增加。
3. 如权利要求2所述的车辆，其中，至少一个控制器还被进一步配置为在使被传递的 摩擦扭矩减小时，响应于接收到的增加摩擦扭矩的请求，使摩擦扭矩以所述基本上恒定的 值被传递。
4. 如权利要求1所述的车辆，其中，至少一个控制器还被配置为响应于请求超过所述 基本上恒定的值的摩擦扭矩，使被传递的摩擦扭矩增加。
5. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述基本上恒定的值大于从动力传动系请求的预 定值扭矩。
6. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述基本上恒定的值小于从动力传动系请求的预 定值扭矩。
【文档编号】B60W10/18GK104118434SQ201410171951
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】戴尔·斯科特·克劳姆贝兹 申请人:福特全球技术公司