專利名稱：自適應的集成動力系控制的制作方法
技術領域：
本公開內容涉及車輛中的動力系控制，并且特別涉及用于自
動變速器的檔位選擇和節(jié)氣門控制。
背景技術：
在此提供的背景技術描述是為了總的呈現(xiàn)該公開內容的背 景。目前的名義發(fā)明人的工作到背景技術部分中描述的程度，以及在提 交時沒有另外承認為現(xiàn)有技術的描述方面既未明確地也未隱含地承認 為針對本公開內容的現(xiàn)有技術?，F(xiàn)在參考圖1,描述了根據現(xiàn)有技術的發(fā)動機系統(tǒng)100的功能 方框圖。動力系控制器102接收來自車輛傳感器104,例如踏板位置傳感 器和車輛速度傳感器的信號?；谶@些信號，動力系控制器102向變速 器106傳遞表示選擇哪個檔位的控制信號。動力系控制器102向發(fā)動機 108傳遞表示燃料和點火參數的信號。動力系控制器102向電子節(jié)氣門控 制(ETC)電動機110傳遞控制信號，該電動機改變了調整發(fā)動機108進 氣的節(jié)氣門的位置。

發(fā)明內容
用于車輛的動力系控制器包括車輛載荷估算模塊、自適應動 力需求模塊、節(jié)氣門映射(map)模塊和變速器換檔映射模塊。車輛載 荷估算模塊生成車輛載荷指數。自適應動力需求模塊基于車輛載荷指數 選擇從踏板位置到動力需求的N個映射之一 ，并基于接收到的踏板位置 信號和所選擇的N個映射之一 來確定動力需求信號。該節(jié)氣門映射模塊基于動力需求信號選擇從速度到節(jié)氣門控 制的P個映射之一，并基于接收的速度信號和所選擇的P個映射之一來確 定節(jié)氣門控制信號。變速器換檔映射模塊基于動力需求信號選擇從車輛 速度到檔位的Q個映射之一，并根據接收的車輛速度信號和所選擇的Q 個映射之一來確定檔位控制信號。N, P和Q是大于1的整數。在其他的構造中，自適應動力需求模塊基于車輛載荷指數選擇N個映射中另一個，并基于踏板位置信號和所選擇的N個映射之一和 所選擇的N個映射中另 一個的插值來確定動力需求信號。節(jié)氣門映射模 塊基于動力需求信號選擇P個映射中另一個，并基于速度信號和所選擇 的P個映射之一和所選擇的P個映射中另一個的插值確定節(jié)氣門控制信號。在另一個構造中，變速器換檔映射;f莫塊基于動力需求信號選 擇Q個映射中另一個，并基于車輛速度信號和所選擇的Q個映射之一和 所選擇的Q個映射中另一個的插值確定檔位控制信號。速度信號包括變 速器速度信號。速度信號包括該車輛速度信號。節(jié)氣門映射模塊包括從 車輛速度到節(jié)氣門控制的S組N映射，基于檔位控制信號選擇S組N映射 中的一組，并基于動力需求信號從所選擇的S組N映射中的一組中選擇N 個映射之一。在又一個構造中，車輛載荷估算模塊基于坡度、牽引載荷量、 風阻、有效載荷、速度、海拔和加速度中的至少一個產生車輛載荷指數。 該車輛載荷估算模塊基于車輛的測量加速度和由發(fā)動機轉矩所預測的 車輛加速度之間的差值來產生車輛載荷指數。踏板位置信號是以來自車 輛加速踏板的信號為基礎的。根據以下提供的詳細說明，本公開內容應用性的其他領域是 明顯的。很清楚詳細說明和特定實施例雖然顯示了本公開內容的優(yōu)選實 施例，僅僅是圖示的目的并沒有打算限制本公開內容的范圍。


根據詳細說明和伴隨的附圖，將更完全地理解本公開內容， 其中圖1是根據現(xiàn)有技術的發(fā)動機系統(tǒng)的功能方塊圖；圖2是根據本公開內容原理的示例性發(fā)動機系統(tǒng)的功能方塊
圖；圖3是根據本公開內容原理的示例性動力系控制器的功能方 塊圖；和圖4包含了示例性輸入/輸出關系的圖形表示。
具體實施方式
以下的描述本質上僅僅是示例性的并且決不打算限制公開內 容、其應用或運用。為了清楚起見，在附圖中使用相同的附圖標記來標 識類似的元件。象這里所用的措辭"A、 B和C中的至少一個"應該解釋為 利用非排他的邏輯或表示邏輯(A或B或C)。很清楚在沒有改變本公開 內容原理的情況下，可以以不同順序執(zhí)行方法中的步驟。象這里所用的術語模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子 電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的，或 群)和存儲器、組合邏輯電路和/或提供所描述的功能的其他適合元件。現(xiàn)在參考圖2,給出根據本公開內容原理的示例性發(fā)動機系統(tǒng) 200的功能方塊圖。發(fā)動機系統(tǒng)200包括多個傳感器20,例如水平傳感器 202-1、懸掛偏轉傳感器202-2、加速計202-3和海拔傳感器202-4。該傳感 器202還可能包括節(jié)氣門位置傳感器202-5、踏板位置傳感器202-6、變速 器速度傳感器202-7和車輛速度傳感器202-8。來自傳感器202的信號由傳感器輸入模塊204接收。傳感器輸 入模塊204可以將信號鎖定在給定時間、將模擬信號轉換為數字信號并 且對信號值進行邊界檢查。動力系控制器206接收來自傳感器輸入模塊 204的傳感器信號?；谠搨鞲衅餍盘枺瑒恿ο悼刂破?06將檔位選擇信 號傳遞到變速器106、將節(jié)氣門位置控制信號傳遞到電子節(jié)氣門控制 (ETC)馬達IIO,和將點火和燃料控制信號傳遞到發(fā)動機108?，F(xiàn)在參考圖3,給出根據本公開內容原理的示例性動力系控制 器300的功能方塊圖。動力系控制器300包括車輛載荷估算模塊302、自 適應動力需求模塊304、節(jié)氣門映射模塊306和變速器換檔映射模塊308。車輛載荷估算模塊302接收發(fā)動機轉矩信號、車輛速度信號和 /或其他信號?；谶@些信號，車輛載荷估算模塊302產生傳遞到自適應 動力需求模塊304的車輛載荷指數。車輛載荷指數是車輛正在經受的載 荷測量值。該載荷可能受到車輛行進的坡度、車輛重量、車輛是否在牽 引、風阻等等的影響。車輛載荷估算模塊302可以使用來自圖2中傳感器 輸入模塊204的傳感器信號來確定車輛載荷指數。車輛載荷估算模塊302 可以基于車輛速度估算風阻并基于附接于車輛的傳感器的測角估算傾 斜角。車輛載荷估算模塊302可以根據懸掛偏轉傳感器估算車輛的有效載荷，可以根據氣壓傳感器估算海拔，并且可以根據加速計或變速
器速度讀取值估算車輛加速度。在不同實現(xiàn)中，車輛載荷估算模塊302 可以基于實際車輛加速度和由當前發(fā)動機轉矩預測的加速度之間的差 值來確定或調整該車輛栽荷指數。車輛載荷估算^t塊302的進一步描述 可在2006年7月25日提交的、共同轉讓的美國序列號11/459,703中得到， 其公開內容在此全部引用以供參考。自適應動力需求模塊304包括存儲動力需求對踏板位置的一 個或多個數據表的存儲器320。踏板位置可根據來自踏板位置傳感器的 信號決定。可能通過諸如巡航控制和牽引控制的來源改變踏板位置信 息。根據來自車輛載荷估算模塊302的車輛載荷指數從存儲器320中選擇 數據表。如果車輛載荷指數位于多個表格之間，數值要進行插值計算。 例如，在不同實現(xiàn)中，存儲器320包括四個數據表并且車輛載荷指數在1 到4的范圍內。在這種情況下，如果接受2.3的車輛載荷指數，自適應動 力需求模塊304可以從與2和3的車輛載荷指數對應的數據表中讀取動力 需求數值。然后自適應動力需求模塊304可以利用直線在兩個動力需求 數值之間進行插值計算。用于上述示例的直線插值將會將來源于數據表 2和3的數值差值的30%加到來源于數據表2的數值。如果包括來自其他數 據表的動力需求數值，可以采用非線性曲線或最佳擬合線。最終的動力 需求數值傳遞到節(jié)氣門映射模塊306和變速器換檔映射模塊308。節(jié)氣門映射模塊306包括存儲器322，其存儲有與節(jié)氣門位置 對變速器速度的曲線圖對應的一個或多個數據表。在不同實現(xiàn)中，存儲 器322可以存儲那些實施節(jié)氣門位置和變速器速度之間的關系的函數而 不是存儲預計算數據表。節(jié)氣門映射模塊306基于來自自適應動力需求 模塊304的動力需求信號選擇數據表之一。當動力需求信號落在存儲器322中的兩個數據表之間時，節(jié)氣 門映射模塊306可以進行插值計算。節(jié)氣門映射模塊306根據變速器裝置 輸入速度從所選擇的數據表或多個數據表確定節(jié)氣門位置控制信號。節(jié) 氣門映射模塊306將節(jié)氣門位置控制信號傳遞到圖2的ETC馬達110。如果節(jié)氣門映射模塊306接收車輛速度而不是變速器速度，節(jié) 氣門映射模塊可以包括多組數據表，每組數據表對應于不同的檔位或傳動比。檔位信號可能來源于變速器換檔映射^t塊308來選擇一組數據表； 因為檔位信號是整數，不需要插值。變速器換檔映射模塊308包括存儲 一個或多個數據表的存儲器324,該數據表包含從車輛速度到檔位控制 信號的映射。變速器換檔映射模塊308基于所接收的動力需求信號從存儲 器324中選擇數據表。如果動力需求信號落在兩個數據表之間，變速器 換檔映射模塊308可以進行插值計算?；谲囕v速度，變速器換檔映射 模塊308將檔位控制信號輸出到圖2的變速器106。檔位控制器信號也可 以傳遞到節(jié)氣門映射模塊306 ?，F(xiàn)在參考圖4，給出了通過存儲器320、存儲器322和/或存儲 器324以公式和/或表格形式存儲的示例性輸入/輸出關系的圖形表示。第 一圖表402描述了用于自適應動力需求模塊，例如圖3的自適應動力需求 模塊304的從踏板位置(例如加速踏板位置)到動力需求的示例性映射。 在第一圖表402中顯示了對應于四個不同車輛載荷指數的四個映射。第二圖表404描述了用于節(jié)氣門映射模塊，例如圖3的節(jié)氣門 映射模塊306的從變速器速度到節(jié)氣門位置的示例性映射。第二圖表404 包括對應于四個不同動力需求信號的四個映射。第三圖表406描述了用 于變速器換檔映射模塊，例如圖3的變速器換檔映射模塊308的從車輛速 度到檔位控制的示例性映射。第三圖表406包括對應于動力需求信號四個數值的四個映射。 這些輸入/輸出關系可以在發(fā)動機的設計期間確定，并且可以在標定期間 改變。另外，輸入/輸出關系可以在驅動時通過動力系控制器300修改以 改善燃料經濟性。本領域技術人員現(xiàn)在來自上述描述可以理解公開內容的廣泛 教義可以以各種形式實現(xiàn)。因此，雖然本公開內容包括特定實施例，本 公開內容的準確范圍不會這樣限制，因為當研究附圖、說明書及其后的 權利要求時，其他的改進對本領域技術人員變得顯而易見。
權利要求
1. 一種用于車輛的動力系控制器，包括車輛載荷估算模塊，產生車輛載荷指數；自適應動力需求模塊，包括從踏板位置到動力需求的N映射，基于該車輛載荷指數選擇N個映射之一，和基于接收的踏板位置信號和所選擇的N個映射之一確定動力需求信號，其中N是大于1的整數；節(jié)氣門映射模塊，包括從速度到節(jié)氣門控制的P映射，基于該動力需求信號選擇P個映射之一，和基于接收的速度信號和所選擇的P個映射之一確定節(jié)氣門控制信號，其中P是大于1的整數；和變速器換檔映射模塊，包括從車輛速度到檔位選擇的Q映射，基于動力需求信號選擇Q個映射之一，和基于接收的車輛速度信號和所選擇的Q個映射之一確定檔位控制信號，其中Q是大于1的整數。
2. 如權利要求l所述的動力系控制器，其特征在于該自適應動力 需求^t塊基于車輛載荷指數選擇N個映射中另 一個，并基于踏板位置信 號和所選擇的N個映射之一與所選擇的N個映射中另一個的插值來確定 動力需求信號。
3. 如權利要求l所述的動力系控制器，其特征在于該節(jié)氣門映射模塊基于動力需求信號選擇P個映射中另一個，并基于速度信號和所選 擇的P個映射之一與所選擇的P個映射中另一個的插值來確定節(jié)氣門控 制信號。
4. 如權利要求l所述的動力系控制器，其特征在于該變速器換檔 映射模塊基于動力需求信號選擇Q個映射中另一個，并基于車輛速度信 號和所選擇的Q個映射之一與所選擇的Q個映射中另一個的插值來確定 檔位控制信號。
5. 如權利要求l所述的動力系控制器，其特征在于該速度信號包 括變速器速度信號。
6. 如權利要求l所述的動力系控制器，其特征在于該速度信號包 括車輛速度信號，并且節(jié)氣門映射模塊包括從車輛速度到節(jié)氣門控制的 S組N映射，基于檔位控制信號選擇S組N映射中的一組，并基于動力需 求信號從S組N映射中所選擇的 一組中選擇N個映射之一 。
7. 如權利要求l所述的動力系控制器，其特征在于該車輛載荷估 算模塊基于坡度、牽引載荷量、風阻、有效載荷、速度、海拔和加速度中的至少一個產生車輛載荷指數。
8. 如權利要求7所述的動力系控制器，其特征在于該車輛載荷估 算模塊基于車輛的測量加速度和由發(fā)動機轉矩所預測的車輛加速度之 間的差值來產生車輛載荷指數。
9. 如權利要求l所述的動力系控制器，其特征在于該踏板位置信 號基于來自車輛加速踏板的信號。
10. —種方法，包括產生用于車輛的車輛載荷指數；基于該車輛載荷指數選擇從踏板位置到動力需求的N個映射之一 ， 其中N是大于1的整數；接收踏板位置信號、速度信號和車輛速度信號；基于踏板位置信號和所選擇的N個映射之一來確定動力需求信號；基于動力需求信號選擇從速度到節(jié)氣門控制信號的P個映射之一 ， 其中P是大于1的整數；基于速度信號和所選擇的P個映射之一 來確定節(jié)氣門控制信號；基于動力需求信號選擇從車輛速度到檔位選擇的Q個映射之一，其 中Q是大于1的整數；和基于車輛速度信號和所選擇的Q個映射之一來確定檔位控制信號。
11. 如權利要求10所述的方法，進一步包括基于該車輛載荷指數選擇N個映射中另一個；在所選擇的N個映射之一和所選擇的N個映射中另一個之間進行插 值計算；和基于踏板位置信號和插值結果確定動力需求信號。
12. 如權利要求10所述的方法，進一步包括基于動力需求信號選擇P個映射中另 一個； 在所選擇的P個映射之一和所選擇的P個映射中另一個之間進行插值計算；和基于速度信號和插值結果確定節(jié)氣門控制信號。
13. 如權利要求10所述的方法，進一步包括基于動力需求信號選擇Q個映射中另一個；在所選才奪的Q個映射之一和所選擇的Q個映射中另一個之間進行插 值計算；和基于車輛速度信號和插值結果確定檔位控制信號。
14. 如權利要求10所述的方法，其特征在于該速度信號包括變速器 速度信號。
15. 如權利要求10所述的方法，其特征在于該速度信號包括車輛速度信號，并且該方法進一步包括基于檔位控制信號選擇從車輛速度到節(jié)氣門控制的S組N映射中的 一組^和基于動力需求信號從S組N映射中所選擇的 一組中選擇N個映射之
16. 如權利要求10所述的方法，進一步包括基于坡度、牽引載荷量、 風阻、有效載荷、速度、海拔和加速度中的至少一個產生車輛載荷指數。
17. 如權利要求16所述的方法，進一步包括基于車輛的測量加速度 和由發(fā)動機轉矩所預測的車輛加速度之間的差值來產生車輛載荷指數。
18. 如權利要求10所述的方法，其特征在于該踏板位置信號基于來 自車輛加速踏板的信號。
全文摘要
用于車輛的動力系控制器包括車輛載荷估算模塊、自適應動力需求模塊、節(jié)氣門映射模塊和變速器變速映射模塊。自適應動力需求模塊基于車輛載荷指數選擇從踏板位置到動力需求的N個映射之一，并基于接收的踏板位置信號和所選擇的N個映射之一確定動力需求信號。節(jié)氣門映射模塊基于動力需求信號選擇從速度到節(jié)氣門控制的P個映射之一，并基于接收的速度信號和所選擇的P個映射之一確定節(jié)氣門控制信號。變速器換檔映射模塊基于動力需求信號選擇從車輛速度到檔位的Q個映射之一，并基于接收的車輛速度信號和所選擇的Q個映射之一確定檔位控制信號。
文檔編號B60W10/10GK101303079SQ200810099140
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月12日 優(yōu)先權日2007年5月11日
發(fā)明者S·白 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司