專利名稱：在柴油機(jī)顆粒過濾器復(fù)原期間調(diào)節(jié)所指示的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及機(jī)動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)控制，并且更具體地，涉 及^f多正所指示的發(fā)動(dòng)才幾輸出4丑矩以用于變速器控制。
背景技術(shù)：
車輛制造商使用柴油機(jī)排放處理設(shè)備以便遵守更加嚴(yán)格的柴
油機(jī)排放控制要求。例如，目前使用柴油機(jī)顆粒過濾器(DPF)以 便遵守最新的排放標(biāo)準(zhǔn)。通過提高發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度而周期性地清 潔或者復(fù)原(regenerate)這些過濾器，當(dāng)廢氣流經(jīng)DPF時(shí)會(huì)氧化 過濾器中的煤煙和灰燼。
DPF復(fù)原程序存在三種模式模式0是基礎(chǔ)態(tài)(base),非復(fù) 原操作；模式1將廢氣預(yù)熱到接近所需的復(fù)原溫度；并且在模式2 中廢氣足夠熱以1更在DPF中的顆粒氧化后終止復(fù)原循環(huán)。
復(fù)原程序的任一種模式都有唯一的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩圖。從一種模式 轉(zhuǎn)換到另 一種模式可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩中的巨大變化。這些巨 大的變4匕在關(guān)于定4立于具有DPF的柴油發(fā)動(dòng)才幾的才幾動(dòng)車輛動(dòng)力系 統(tǒng)中的自動(dòng)變速器的控制中存在問題。例如，500 ft-lb (英尺/磅) 情況下的+5%的基礎(chǔ)態(tài)(才莫式0)發(fā)動(dòng)4幾映射"i吳差(mapping error ) 是+ 25 ft-lb扭矩誤差。500 ft-lb情況下的-5%的模式1發(fā)動(dòng)機(jī)映射 誤差是-25 ft-lb扭矩誤差。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在復(fù)原程序中來回轉(zhuǎn)換時(shí)，被校準(zhǔn)成基礎(chǔ)態(tài)映射誤差
的變速器控制無法處理來自基礎(chǔ)態(tài)的扭矩誤差中的可能的±50 ft-lb 差值。此外，由于算法適于唯一的扭矩映射圖，因此當(dāng)每次進(jìn)入和 退出復(fù)原程序時(shí)，現(xiàn)有的適應(yīng)壓力控制算法將會(huì)^t叟索從不良到良好 的轉(zhuǎn)變。
盡管可通過較好的映射來減小扭矩誤差，如果可能的話，當(dāng)考 慮硬件變化時(shí)也很難完全消除扭矩誤差。例如，燃料噴射器具有零 件間的變差(包括老化)，并且基礎(chǔ)態(tài)扭矩映射圖可能隨時(shí)間改變。 通?！芬?，適壓4空制器(pressure control adaptive) 4卜4嘗這些斧》響。然 而，由于加油脈沖不同，老化在顆粒過濾器復(fù)原扭矩圖中可能有完 全不同的影響。因此，傳統(tǒng)的適壓控制器不能補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)操作的兩 種模式。

發(fā)明內(nèi)容
在包括柴油才幾、顆粒過濾器以及液力變矩器的4幾動(dòng)車輛動(dòng)力系 統(tǒng)中， 一種用于^奮正所指示的發(fā)動(dòng)才幾輸出扭矩的方法包括估計(jì)當(dāng) 復(fù)原顆粒過濾器時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)輸送至液力變矩器的扭矩量級(jí)；確定當(dāng) 復(fù)原顆粒過濾器時(shí)產(chǎn)生的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的參考量級(jí)；從估計(jì)量級(jí) 與參考量級(jí)之間的差值中來確定扭矩誤差；記錄扭矩誤差；利用當(dāng) 前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前參考發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩作為所記錄扭矩誤差的索引 從所記錄的扭矩誤差中確定出當(dāng)前扭矩誤差；從當(dāng)前扭矩誤差與當(dāng) 前參考發(fā)動(dòng)枳4丑矩的合計(jì)中產(chǎn)生i奮正的發(fā)動(dòng)才幾扭矩；以及利用 <奮正 的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來控制變速器的運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)進(jìn)行DPF復(fù)原時(shí)， 一種自適應(yīng)算法修改由發(fā)動(dòng)機(jī)控制器所提 供的^丑矩計(jì)算結(jié)果。該算法學(xué)習(xí)迅速、學(xué)習(xí)不分步(non-shifting) 且比分步學(xué)習(xí)的適壓控制器快很多。誤差調(diào)節(jié)^皮存儲(chǔ)在持續(xù)記憶存儲(chǔ)器(KAM)中，該持續(xù)記憶存儲(chǔ)器使得所學(xué)習(xí)的誤差可以在將來 4吏用，即在下一次能量啟動(dòng)時(shí)4吏用。
該算法不受K-因子差異、老化以及^/f牛變化的影響，因?yàn)樗?使用來自基礎(chǔ)(非復(fù)原)扭矩誤差的增量。當(dāng)液力變矩器被鎖定時(shí) 扭矩誤差估計(jì)是可用的。
使用該算法所獲得的結(jié)果使得變速器控制系統(tǒng)的包括扭矩管 理、壓力控制和變換器離合器控制的所有功能均響應(yīng)于修正過的發(fā) 動(dòng)才A4丑矩而進(jìn)4于4喿作。
乂人下面的詳細(xì)描述、4又利要求和附圖中，優(yōu)選實(shí)施例的適用范 圍將變得明顯。應(yīng)該理解，盡管描述和具體實(shí)例示出了本發(fā)明的優(yōu) 選實(shí)施例，但是該描述和具體實(shí)例僅是以示例的方式給出。對(duì)本領(lǐng) 域技術(shù)人員而言，對(duì)所描述的實(shí)施例和實(shí)例進(jìn)行的各種改變和修改 將變得明顯。


通過下面的描述，結(jié)合相應(yīng)的附圖，本發(fā)明可以更容易被理解， 在附圖中
圖l是示出了其發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)包括DPF的機(jī)動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng) 的示意圖；以及
圖2是示出了包括扭矩誤差的查找表的示意圖，該扭矩誤差由 復(fù)原模式和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度來索引。
具體實(shí)施例方式
參照圖1和圖2，才幾動(dòng)車輛的動(dòng)力系統(tǒng)包4舌柴油才幾10，其產(chǎn)生 輸出扭矩Teng。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)包括柴油機(jī)顆粒過濾器(DPF) 11，發(fā)動(dòng)才幾的廢氣通過該過濾器流入到大氣中。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的 第一部分Tc,通過發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸12祐匸輸送至液力變矩器14，并且第 二部分Tpump被輸送至液壓泵16,該液壓泵用于對(duì)自動(dòng)變速器18的 液壓系統(tǒng)加壓。變速器18可以包括齒輪組20，該齒輪組被控制以 產(chǎn)生多級(jí)變化齒輪速比，該齒輪速比是變速器渦輪軸24轉(zhuǎn)速Nt與 變速器輸出軸22轉(zhuǎn)速的比值?？商鎿Q地，變速器18可以產(chǎn)生無級(jí) 變速比。在^f壬一類型中，變速器輸出軸22均^皮可驅(qū)動(dòng);也連4妄至枳j 動(dòng)車輛的從動(dòng)4會(huì)上。變速器渦l侖軸24的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為Nt。
發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM ) 26控制，該控制 模塊是電子控制器，其接收表示發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)大小的輸入信號(hào)27，這 些參數(shù)包括但不僅限于流入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)入 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料比、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度、加速器踏板的位移、節(jié)氣門 位置、以及DPF 11的復(fù)原模式。
同樣地，變速器18的運(yùn)轉(zhuǎn)由變速器控制模塊(TCM ) 28控制， 該控制模塊是電子控制器，其接收表示變速器參數(shù)大小的輸入信號(hào) 29,這些參ft包括^f旦不〗又限于換擋選擇器的位置、變速器處于運(yùn) 轉(zhuǎn)中的當(dāng)前檔位或者期望檔位(desired gear )、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、渦輪軸 轉(zhuǎn)速Nt、輸出軸轉(zhuǎn)速、車速、傳動(dòng)油(潤滑油)溫度、以及管道壓 力。
發(fā)動(dòng)機(jī)10、變速器18、 ECM 26以及TCM 28在通信區(qū)網(wǎng)絡(luò) (CAN )30上通信。TCM 28和ECM 26也與電子存儲(chǔ)器進(jìn)行通信， 該電子存儲(chǔ)器包括存儲(chǔ)控制算法的ROM，以及持續(xù)記憶存儲(chǔ)器20081 (KAM ) 32,該存儲(chǔ)器32存儲(chǔ)的內(nèi)容在機(jī)動(dòng)車輛斷電后依然被保 留以便于后續(xù)使用。
利用液力變矩器等式 ;。,
a:
算出估計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，其
中K是液力變矩器的能力系數(shù)，該能力系數(shù)是變速器渦輪軸24速 度Nt與發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne (即，液力變矩器輸入速度)的函數(shù)。當(dāng)變 速器不換擋時(shí)，將估計(jì)的發(fā)動(dòng)^L扭矩與由ECM 26所確定的發(fā)動(dòng)枳j
扭矩Tean進(jìn)行比較。從該比較中得到的差值是扭矩誤差(Terr。r )，該
扭矩誤差以表格的形式被存儲(chǔ)在KAM 32中，該表格通過ECM 26 所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩Tcan以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne來索引(indexed )。當(dāng) 條件允許將扭矩誤差存儲(chǔ)在KAM 32中時(shí)，確定出用于DPF復(fù)原 程序的所有模式的扭矩誤差Tem)r。
用于確定4丑矩i吳差的等式系統(tǒng)包括
<formula>formula see original document page 8</formula>等式(l) 等式(2)
^唯= ;。 +7;離其中r咖由ECM借助CAN(來自扭矩映射表并除去/a)提供,
隨后從等式1和2中，可以估計(jì)扭矩信號(hào)誤差:
<formula>formula see original document page 8</formula>
發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩慣量(Ia )是從發(fā)動(dòng)機(jī)速度的當(dāng)前變化率(a ) 和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(I)中確定的，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是一個(gè)常量。 泵扭矩Tpump是從存儲(chǔ)在電子存儲(chǔ)器查找表中的函數(shù)中確定的并通 過相關(guān)的變速器參數(shù)29(包括管道壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和傳送油溫度等)來索引。發(fā)動(dòng)才幾4丑矩Tcan由ECM 26 ,人發(fā)動(dòng)才幾映射表或者存4諸 在電子存儲(chǔ)器中的函數(shù)中確定并通過相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)27來索引。
DPF復(fù)原程序存在三種^^莫式模式0是基礎(chǔ)態(tài)或者基準(zhǔn)操作 (reference operation )，在此模式中沒有發(fā)生DPF 11的復(fù)原。因此， 在沒有發(fā)生DPF 11的復(fù)原時(shí)，模式0的扭矩誤差Te證是增大的。 在模式1期間，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣被預(yù)熱到接近所需復(fù)原溫度的溫度。在 模式2期間，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度足夠高以便在DPF中的顆粒氧化后 終止復(fù)原循環(huán)。
扭矩誤差Terr。r凈皮存^渚在9格KAM表32中，三組扭矩誤差中
的每一組分別用于三種DPF復(fù)原模式中的每一種。用于每種模式的
每組扭矩誤差Te加r都有一個(gè)表，其對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)10的三個(gè)溫度區(qū)
域，即，冷、溫和熱。
當(dāng)DPF 11將要復(fù)原時(shí)，相關(guān)的模式1和模式2的扭矩誤差與 模式0的扭矩誤差相比較，以<更獲得由ECM26確定的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī) 扭矩Tcan以及當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne。 ECM 26以頻繁的間隔不斷地將
所確定的發(fā)動(dòng)枳4丑矩Tean傳輸至TCM 28。
所述只于比產(chǎn)生了復(fù)原-基礎(chǔ)(regenerative-to-base ) 4丑頭巨i吳差， 將該誤差加到由ECM 26所確定的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩Tcan上。由ECM 26所確定的當(dāng)前發(fā)動(dòng)積4丑矩Tcan與復(fù)原-基礎(chǔ)」扭矩誤差的合計(jì)4皮 TCM 28用于液壓控制、扭矩管理和變換器離合器控制。
或者，扭矩差不必參照基礎(chǔ)或才莫式0誤差而^皮失見范化?？纱?地，針對(duì)相關(guān)才莫式1和才莫式2、當(dāng)前發(fā)動(dòng)才幾冷卻劑溫度、當(dāng)前發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速以及由ECM 26確定的當(dāng)前發(fā)動(dòng)才幾扭矩所確定并存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 器中的扭矩誤差從所使用的KAM 32中直接^皮選出以^f更修正由 ECM 26從發(fā)動(dòng)機(jī)映射圖中所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩Tcan 。隨后，修正過的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩T咖被TCM 28用于液壓控制、扭矩管理和變換器 離合器控制。
為了將所計(jì)算的誤差寫入KAM以供TCM 28使用，必須滿足 特定條件。所需的傳感器系統(tǒng)中沒有一個(gè)能處于誤差模式下。
提供表示發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)、傳送油溫度(TOT)、加 速器5喬板位置、以及選定的變速范圍(transmission range)的這些 信號(hào)的傳感器均必須處于正常工作狀態(tài)。CAN網(wǎng)絡(luò)、發(fā)動(dòng)枳4丑矩計(jì) 算器以及液力變矩器離合器電路均必須處于正常工作狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī) 不能處于計(jì)算機(jī)控制關(guān)閉狀態(tài)(CCSD)。
液力變矩器必須打開且充滿液體。液力變矩器等式對(duì)于關(guān)閉的 液力變矩器是無效的。由于K-因子差異，部分填充的變矩器可能引 起液力變矩器等式差異。
變速范圍傳感器必須處于驅(qū)動(dòng)或者手動(dòng)換檔范圍內(nèi)。
速比不能太高，因?yàn)樵诟咚俦?尤其是大于l.O的那些速比) 的情況下，K-因子趨向無窮大且液力變矩器等式不再有效。
ECT和TOT必須處于可4妄受的范圍內(nèi)，用以確^呆學(xué)習(xí)^f又發(fā)生 在DPF ll要復(fù)原的位置處，用以確^呆在熱防護(hù)期間不發(fā)生學(xué)習(xí)， 以及用以防止因才及冷的傳動(dòng)液所導(dǎo)致的不準(zhǔn)確。
變速器不能扭^于齒輪速比變^1以防止瞬變(transient )。
加速器踏板位置必須穩(wěn)定且非零以用于瞬變保護(hù)。
發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩必須穩(wěn)定且處于最小值以上以便容許比較。發(fā)動(dòng)才幾轉(zhuǎn)速必須穩(wěn)定且在前進(jìn)中不能有牽引控制事項(xiàng)以防止 由于瞬變所導(dǎo)致的估算誤差。
利用扭矩誤差變化使得由變速控制器29所采用的扭矩調(diào)節(jié)相 對(duì)于液力變矩器石更件容差變^1性(tolerance variability),磨損變4匕 性以及K-因子映射不^"確而增強(qiáng)。
依據(jù)專利法的失見定，已經(jīng)描述了優(yōu)選實(shí)施例。^f旦是應(yīng)該理解的 是，可以ii
權(quán)利要求
1. 在包括柴油機(jī)、顆粒過濾器以及液力變矩器的機(jī)動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)中，一種用于校正所指示的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的方法，包括以下步驟(a)利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和液力變矩器常量來估計(jì)當(dāng)復(fù)原所述顆粒過濾器時(shí)從所述發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸至所述液力變矩器的第一扭矩量級(jí)，以及當(dāng)未發(fā)生所述顆粒過濾器的復(fù)原時(shí)從所述發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸至所述液力變矩器的第二扭矩量級(jí)；(b)利用發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)來確定當(dāng)復(fù)原所述顆粒過濾器時(shí)產(chǎn)生的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的第一參考量級(jí)，以及當(dāng)未發(fā)生所述顆粒過濾器的復(fù)原時(shí)產(chǎn)生的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的第二參考量級(jí)；(c)從所述第一估計(jì)量級(jí)與所述第一參考量級(jí)之間的差值中確定出第一扭矩誤差，并且從所述第二估計(jì)量級(jí)與所述第二參考量級(jí)之間的差值中確定出第二扭矩誤差；(d)參照所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、所述參考量級(jí)、以及確定所述扭矩誤差時(shí)的復(fù)原模式記錄所述第一扭矩誤差和所述第二扭矩誤差；(e)利用當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前參考發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和當(dāng)前復(fù)原模式從所記錄的第一扭矩誤差和第二扭矩誤差中確定差別的扭矩誤差；(f)從所述當(dāng)前參考發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與所述差別的扭矩誤差的合計(jì)中產(chǎn)生修正的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；以及(g)使用所述修正的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來控制變速器的運(yùn)轉(zhuǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(d)進(jìn)一步包括參照確定所述扭矩誤差時(shí)的發(fā)動(dòng)枳j 冷卻劑溫度來記錄所述扭矩誤差；并且步驟(e)進(jìn)一步包括利用當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前參考發(fā) 動(dòng)積4丑矩、以及當(dāng)前發(fā)動(dòng)才幾冷卻劑溫度作為所i己錄的發(fā)動(dòng)扭^丑 矩i吳差的索引而從所i己錄的4丑矩i吳差中來確定差別的4丑矩"i吳差。
3. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括輸送 泵，且步驟(a)進(jìn)一步包括利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、液力變矩器常 量、以及乂人所述發(fā)動(dòng)才幾輸送至所述輸送泵的4a矩量級(jí)來估計(jì) 乂人所述發(fā)動(dòng)枳4lT送至所述液力變矩器的4丑矩量級(jí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括輸送泵， 且步驟(a)進(jìn)一步包括利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、液力變矩器常量、 從所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸送至所述輸送泵的扭矩量級(jí)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量的量級(jí)來估計(jì)從所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸送至所述液力變矩器的扭 矩量級(jí)。
全文摘要
在包括柴油機(jī)、顆粒過濾器以及液力變矩器的機(jī)動(dòng)車輛動(dòng)力系統(tǒng)中，一種用于修正所指示的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的方法包括估計(jì)當(dāng)復(fù)原顆粒過濾器時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)輸送至液力變矩器的扭矩量級(jí)；確定當(dāng)復(fù)原顆粒過濾器時(shí)產(chǎn)生的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的參考量級(jí)；從估計(jì)量級(jí)與參考量級(jí)之間的差值中來確定扭矩誤差；記錄扭矩誤差；利用當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前參考發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩作為所記錄扭矩誤差的索引從所記錄的扭矩誤差中確定出當(dāng)前扭矩誤差；從當(dāng)前扭矩誤差與當(dāng)前參考發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的合計(jì)中產(chǎn)生修正的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩；以及利用修正的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來控制變速器的運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B60W10/10GK101423058SQ20081017113
公開日2009年5月6日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者克里斯帝娜·艾克, 布拉德利·D·里德勒, 戴夫·M·狄龍, 斯蒂芬·M·奇卡拉, 查爾斯·W·蘇特爾, 約瑟夫·庫哈爾斯基, 邁克爾·波爾克 申請人:福特全球技術(shù)公司