用于車輛的動力傳動系的控制方法和對應的受控動力傳動系的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于車輛中傳動系的方法。該方法特別地涉及通過允許變速來減少或避免發動機過速的特征，否則這是不可能的。
【背景技術】
[0002]在具有自動或半自動傳動系統的車輛中根據預編程的換檔策略或者驅動器初始的換檔命令或設置，自動地或半自動地作出變速。換檔控制策略可為特別目的設計，例如，為了降低燃料消耗、減少排放、在光滑地面上提供可靠牽引、爬坡/下坡等。無論你選擇什么策略，當設定變速策略或算法時，總有一些物理或設置的界限以及預定的約束要加以考慮。在許多情況下需要找到在不同所需特征之間折中的控制算法。例如，一般通常期望避免或減少變速，而另一方面由于物理或設置約束，變速是必須的，從而當車輛改變速度時避免發動機損壞和/或減少燃料消耗。通常期望避免發動機達到不必要的發動機效率相當低的高每分轉(rmp:s)。
[0003]控制發動機的不同建議策略如在涉及巡航控制系統的W02011/076226和US2011/166754中公開，以及在US5343780、US5738606和US6067489中。
[0004]盡管上述系統提供了不同的發動機控制系統的解決方案，仍然需要修正的控制算法以提高可駕駛性以及燃料效率。

【發明內容】

[0005]在現今的車輛中，常常在發動機的被允許扭矩輸出中存在約束以避免發動機不必要的磨損并且提供燃料效率驅動。然而，存在一定驅動條件，在該條件下這樣的約束可降低燃料效率，如當車輛使用特定檔位以相當高的發動機速度被驅動時，同時傳動控制單元卻決定不允許升檔，因為發動機在進行升檔后不能提供足夠的扭矩。因此，如果發動機被控制成這樣，即當需要變速但發動機約束阻止變速時，發動機約束可被改變從而允許非常規變速，則動力傳動系可以設計成提供了改進的性能。
[0006]因此，本發明提出一種車輛中的動力傳動系的控制方法，其中動力傳動系包括電子控制單元(ECU)和機械連接到變速箱的發動機，其中方法包括步驟:
[0007]-設置被允許發動機輸出扭矩的第一常規界限。
[0008]-由ECU設置變速箱要遵循的預定的變速策略，其中至少根據發動機速度限定變速箱中變速的換檔點。
[0009]-根據預定的變速策略執行預期的發動機輸出扭矩需求的計算作為變速結果。
[0010]-執行預期的發動機輸出扭矩需求與被允許發動機輸出扭矩的第一常規界限的第一扭矩比較。
[0011]-如果第一扭矩比較指示預期的發動機輸出扭矩在被允許發動機輸出扭矩的第一常規界限之內，根據所述預定的變速策略執行變速。
[0012]這描述了現今的自動或半自動變速箱的許多變速控制策略功能的方式。因此，當執行變速時通常存在關于車輛性能的控制，即，在作出變速之后，車輛能夠執行所需加速度或維持所需速度。如果估計到在變速后這些判據不能得以滿足，變速通常不被允許。變速因此導致車輛的所需性能。為了達到此，并且允許盡管其有利于燃料消耗但在正常環境下仍不被允許的變速，可進一步改進變速策略。因此，除了上述控制順序，控制方法進一步包括特征:
[0013]-允許非常規變速，S卩，根據發動機輸出扭矩的第一常規界限不被允許的變速。因此，與非常規變速相關聯，盡管第一扭矩比較指示預期的發動機輸出扭矩需求超過被允許輸出扭矩的第一常規界限，仍然允許非常規變速。
[0014]在滿足以下條件時，該非常規變速將被允許:
[0015]-第二扭矩比較指示在非常規變速之后預期的發動機輸出扭矩需求落在較之所述被允許發動機輸出扭矩的第一常規界限而臨時增大的第二被允許發動機輸出扭矩界限的界限之內，和
[0016]-滿足指示允許變速的非常規變速判據，其中所述判據依賴于從下述各項中選擇的至少一個參數:估計燃料效率、發動機效率、預期的未來扭矩需求、超出常規發動機扭矩界限的發動機運轉時間和發動機溫度。
[0017]非常規變速包括允許發動機提供超過第一常規扭矩界限的發動機輸出扭矩的特征，包括允許該非常規變速的控制方法包括特征:非常規變速判據包括至少發動機進入在規范扭矩曲線之外運行的條件，較之維持現有檔位，這具有更高的燃料效率且同時維持所需車輛速度。因此，包括允許發動機在第一常規扭矩界限之外運轉的特征可具有降低燃料消耗的目的。此特征將和例如發動機溫度的其它特征一起使用。為了預測未來發動機扭矩需求，可使用車輛導航系統，如具有包括海拔信息的地圖數據的全球定位系統(GPS)。
[0018]臨時增大的第二被允許發動機輸出扭矩界限將按照需求設置。依賴于物理結構，臨時增大的第二被允許發動機輸出扭矩界限的增量在不同發動機之間是不同的。通常認為40%或更多的增量對于多數發動機是不可行的，并且多少情況下發動機扭矩輸出界限超出第一通常界限的的增量低于30%。通常，發動機輸出扭矩界限的增量在超過常規輸出扭矩界限的10%_20%之間被允許發動機輸出增大的間隔內。在多數情況下發動機增大的允許扭矩將高達實際情況中的10%。界限當然可無任何困難地變得更小。然而，為了避免由于太嚴格地設置臨時增大的第二被允許發動機輸出扭矩界限而導致的若干降檔和升檔(隨動裝置)而執行換檔時，為了提供一些余地，應該想到臨時增大的發動機扭矩界限應該超過正常扭矩界限至少5%，優選為10%。
[0019]對于不同檔位和驅動情況，臨時增大的第二被允許發動機輸出扭矩界限可設置成不同的。當目的為減少燃料消耗和避免以恒定高發動機轉速在長斜坡或小山上行駛，此特征對于更高速檔位特別有用。因此，對于比另一個檔位更高速的至少一個檔位，臨時增大的第二發動機輸出扭矩較之被允許輸出扭矩的第一常規界限的輸出發動機扭矩界限增量百分比會更大。該增量設置成使得此特征對于低速檔位完全不被啟用，而是被用于更高速檔位。
[0020]因此，控制方法例如可被實現為使得當估計如果變速到更高速檔位則燃料效率增加，則允許變速，同時被允許發動機輸出扭矩的第一常規界限增大10%成為臨時增大的第二被允許發動機輸出扭矩界限。
[0021]變速可與另外的條件相關聯，例如，將不指示在不久的將來，例如，由于根據被選路線的GPS和地圖數據的即將出現來的小山，不久的將來預期在臨時增大的被允許發動機輸出扭矩界限之外的扭矩需求。再另一個約束，其單獨使用或聯合上述條件使用，可以是發動機溫度低于閾值，使得在不久的將來增大的發動機輸出扭矩不會造成在允許發動機溫度之外的溫度的風險。
[0022]這里參考GPS和地圖數據用于預測未來發動機需求。然而，本領域已知的其它預測未來行進阻礙和據此預測發動機扭矩需求而不基于GPS的系統也可用于本發明，例如，車輛的記錄工作循環的使用或其它關于車輛使用的統計數據的使用。
[0023]該控制方法可進一步包括特征:當在一定的界限內--該一定的界限例如是一定時間或一定距離一一發動機扭矩需求預期在第一常規扭矩界限之內，只允許最終變速到在第一常規扭矩界限之外但在臨時增大的第二扭矩界限之內的扭矩需求。根據選擇性的控制策略判據，可控制變速，使得如果指示出扭矩需求將很快在臨時增大的第二發動機扭矩需求之外，則不作出升檔。
[0024]根據本發明的另一個特征，臨時增大的第二扭矩界限是受限的，例如，僅持續一定時間或一定距離，并且過一會兒變速到第一常規扭矩界限內的能夠提供所需扭矩的檔位。時間約束例如被設置成一分鐘和/或距離設置到一公里。約束也可以依賴于第一常規扭矩界限被超過多少，即，如果界限被超過3 %，較之如果扭矩界限超過10 %，超過扭矩界限的時間或距離約束可設置成更高的值。
[0025]可以實現下述特征，即在扭