发动机飞轮扭矩控制
专利汇可以提供发动机飞轮扭矩控制专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了用于控制一车辆动 力 传动系(10)内的 发动机 (12)的 飞轮 扭矩 (TFW)的一种控制系统/方法，其中动力传动系包括一 电子 控制的发动机和一扭矩负荷限制的驱动传动系(11)。该控制将检测表示在最大发动机飞轮扭矩下驱动传动系潜在的超载的一控制参数(GR，OS)的值，并且将促使把发动机飞轮扭矩限制到低于其最大值的一值。飞轮扭矩是作为可在车辆电子数据链(DL)上获得的扭矩值的一函数而确定的。，下面是发动机飞轮扭矩控制专利的具体信息内容。
1.用于一车载计算机(48)的一种计算机程序产品，该产品用于控制一车辆动力传动系统(10)，其中该传动系统包括一燃油控制的发动机(12)，其可驱动地连接到包括一多速比齿轮换档变速器(14)和一驱动轴(19)的一车辆驱动传动系(11)上；所述发动机具有一最大输出扭矩和一基于微处理器的发动机控制器，该控制器可根据指令信号来控制发动机的供油，并且在至少一个操作模式中，可有效地限制发动机的总扭矩；所述的驱动传动系具有一预定的最大扭矩负荷能力；所述的驱动传动系如此构造，以至于在预定设置的驱动传动系高扭矩负荷操作条件和最大发动机飞轮扭矩下作用于所述驱动传动系上的一预期的扭矩负荷将超过所述预定的最大扭矩负荷能力；所述计算机接收表示一控制参数的值的一输入信号(50)，所述的控制参数表示驱动传动系的操作条件，其特征在于所述程序具有用于以下步骤的代码：确定表示发动机飞轮扭矩(TFW)的一控制参数的一值；将所述控制参数的检测值与在驱动传动系高扭矩负荷操作条件下对应于所述控制参数的值的一参考值进行比较；和如果控制参数的检测值表明存在驱动传动系的高扭矩负荷操作条件，则促使所述发动机控制器将发动机飞轮扭矩限制至低于发动机最大飞轮扭矩的一值。
2.如权利要求1所述的程序产品，其特征是表示发动机飞轮扭矩的所述值是发动机总扭矩的函数。
3.如权利要求2所述的程序产品，其特征是所述控制参数(GR)表示变速器啮合的齿轮传动比。
4.如权利要求2所述的程序产品，其特征是所述控制参数(OS)表示车辆路面速度。
5.如权利要求2所述的程序产品，其特征是所述发动机控制器经一电子数据链连接。
6.如权利要求2所述的程序产品，其特征是所述变速器为手动换档的。
7.如权利要求2所述的程序产品，其特征是所述车载计算机由所述发动机控制器来定义。
8.一种用于控制一车辆动力传动系统(10)的方法，其中该传动系统包括一燃油控制的发动机(12)，其可驱动地连接到包括一多速比齿轮换档变速器(14)和一驱动轴(19)的一车辆驱动传动系(11)上；所述发动机具有一最大输出扭矩和一发动机控制器，该控制器可根据指令信号来控制发动机的供油，并且在至少一个操作模式中，可有效地限制发动机的总扭矩；所述的驱动传动系具有一预定的最大扭矩负荷能力；所述的驱动传动系如此构造，以至于在预定设置的由等于或小于发动机所述最大扭矩的一发动机输出扭矩和变速器啮合的传动比限定的驱动传动系操作条件下作用于所述驱动传动系上的一预期的扭矩负荷将超过所述预定的最大扭矩负荷能力；其特征在于所述方法包括以下步骤：确定表示发动机飞轮扭矩的一控制参数的一值，该值是作为发动机总扭矩的一函数；检测表示变速器啮合的传动比的一控制参数的值；和促使所述发动机控制器将发动机总扭矩限制到对应于一发动机飞轮扭矩值的一值，其中该发动机飞轮扭矩值是由作为变速器啮合的齿轮传动比的函数来确定。
9.如权利要求8所述的方法，其特征是所述发动机控制器为基于微处理器的并且经一电子数据链相连。
10.如权利要求8所述的方法，其特征是所述变速器为手动换档的。
11.如权利要求9所述的方法，其特征是所述变速器为手动换档的。
12.一种用于控制一车辆动力传动系统(10)的系统，其中该传动系统包括一燃油控制的发动机(12)，其可驱动地连接到包括一多速比齿轮换档变速器(14)和一驱动轴(19)的一车辆驱动传动系(11)上；所述发动机具有一最大飞轮扭矩和一发动机控制器，该控制器可根据指令信号来控制发动机的供油，并且在至少一个操作模式中，可有效地限制发动机的总扭矩；所述的驱动传动系具有一预定的最大扭矩负荷能力；所述的驱动传动系如此构造，以至于在预定设置的由变速器啮合的传动比和等于或小于发动机所述最大输出扭矩的一发动机扭矩限定的驱动传动系操作条件下作用于所述驱动传动系上的一预期的扭矩负荷将超过所述预定的最大扭矩负荷能力；其特征在于所述系统包括：确定作为发动机总扭矩的一可变函数的一控制参数的值的装置，其中该值表示发动机当前的飞轮扭矩(TFW)；检测表示变速器啮合的传动比的一控制参数的值的装置；和通过将发动机总扭矩限制到由作为变速器啮合的齿轮传动比的函数来确定的一飞轮扭矩值，来促使所述发动机控制器限制发动机飞轮扭矩的装置。
13.如权利要求12所述的系统，其特征是所述发动机控制器是基于微处理器的并且经一电子数据链相连。
14.如权利要求12所述的系统，其特征是所述变速器是手动换档的。
发动机飞轮扭矩控制
本申请涉及待审的美国同族专利申请，其受理的序列号是No.08/560,458，名称是“动力传动系扭矩控制”并且被转让给易通公司、本申请的受让人。
本发明涉及用于限制作用于车辆动力传动系的扭矩的一控制系统/方法。尤其是，本发明涉及对车辆动力传动系的控制，该传动系包括一电子控制的发动机和具有一限制的扭矩传递能力的一驱动传动系，其中监控表示操作条件的一控制参数的值(例如，啮合的齿轮传动比和/或车速)，在该操作条件下可能在驱动传动系中出现潜在的不希望的高扭矩负荷，并且在出现潜在的不希望的驱动传动系高扭矩负荷操作条件时，限制发动机输出(飞轮)扭矩。更特别的是，本发明涉及控制发动机飞轮扭矩来保护车辆驱动传动系、同时允许其它发动机扭矩参数例如附件扭矩采取必要值的控制。
用于车辆的包括燃油控制的发动机、例如柴油机和包括一多速齿轮换档变速器以及一驱动轴的驱动传动系的车辆动力传动系在现有技术中是公知的。这种车辆动力传动系及其部件的例子可参见美国专利US 3,105,395；3,448,635；4,361,060；4,977,972；4,595,986；5,033,795和5,305,213，这些专利所公开的内容在此被引为参考。
包括一发动机微处理器控制并且与其它车辆系统或控制器、例如变速器控制器经电子数据链相连的电子控制的发动机在现有技术中也是公知的。一般地，发动机控制器和数据链是根据诸如SAE J-1922、SAE J-1939、ISO 11898等工业标准协议来操作的。
现有技术的动力传动系并不完全满意，因为，如果其尺寸大小适于在低速操作下处理(承受)最大的扭矩负荷，则对于大多数操作条件来说，它们将过大；而如果其尺寸大小适于处理(承受)正常期望的扭矩负荷，则在发动机可能产生一最大的或爆发的扭矩输出的低速操作下将受到损伤。
控制一发动机的扭矩值、通常是发动机的一总扭矩值来保护车辆驱动传动系的控制系统在现有技术中是公知的，这可参见美国专利US 5,679,096和前述受理的待审的美国同族专利申请序列号No.08/560,458，它们所公开的内容在此被引为参考。
这些现有技术的发动机扭矩控制系统是不令人满意的，因为是控制飞轮扭矩以外的一控制参数(例如发动机的总扭矩)，这可能会不必要地限制发动机向驱动附件产生扭矩和/或产生克服发动机摩擦的扭矩的能力。
根据本发明，通过提供一种动力传动系控制可使现有技术的缺陷最小，其中该控制监控一个或多个控制参数的值并且将该值与被选择来表示存在潜在的不希望的驱动传动系高扭矩负荷的参考值相比较。如果确定存在潜在的不希望的动力传动系高扭矩负荷操作条件，则把发动机的扭矩输出、特别是在发动机飞轮处的扭矩(即“发动机飞轮扭矩”)限制到低于其最大扭矩输出向一值。最好是，发动机为一电子控制的发动机，其采用诸如SAE J-1922、SAE J-1939、ISO 11898等工业标准协议的一电子数据链来连接，具有一个或多个扭矩限制控制模式。
正如工业中所周知的、也正如所列出的工业标准协议中所指出的，电子发动机通常可在4种操作模式下操作，其中一种模式是一扭矩限制模式，在该模式中，发动机ECU经一数据总线接收一指令，以设定发动机的一最大的总扭矩。虽然限制发动机总扭矩(TEG)将保护驱动传动系，但其也将不必要地跟制用来克服发动机摩擦和/或驱动由发动机驱动的附件的扭矩。通过限制发动机飞轮扭矩(TFW)，可保护驱动传动系不带来这些缺陷。
因此，本发明的一目的是提供一种新的和改进的车辆动力传动系控制方法/系统，在诸如低的变速器齿轮传动比和/或低的车速条件之类的操作条件下，其将限制发动机飞轮扭矩，其中发动机的全部飞轮输出扭矩将会导致不希望的驱动传动系高扭矩负荷，但不会限制发动机的产生用于克服发动机摩擦和/或驱动由发动机驱动的附件的扭矩的能力。
通过结合附图阅读优选实施例的详细描述，本发明的这一目的和其它目的及优点将变得显而易见。
图2是本发明的流程示意图。
图3是本发明另一实施例的流程示意图。
一陆地车辆、例如一重载卡车的一典型的车辆动力传动系10示意地表示在图1中。动力传动系10包括由一原动机12、例如一公知的柴油机驱动的驱动传动系11。驱动传动系11包括通过一正常啮合的主离合器16连接到发动机12且具有连接到一最终驱动器19、例如一分动器和/或一驱动轴的一输出轴18的一多速齿轮换档变速器14。发动机12的曲轴20驱动离合器16的输入件22，该输入件22可摩擦地啮合输出件24或从输出件24脱开，其中输出件24固定在变速器输入轴26上。一手动或自动控制器27控制离合器26的啮合与脱开。变速器14最好为一7-18前进速度的变速器并且可由一手动变速杆28作用一换档拨叉杆壳体或换档轴机构29来控制。
一油门踏板监控器组件30监控油门踏板32的位置或位移并且提供表征该位置或位移的一输出信号。发动机12包括一控制器、最好是一基于微处理器的控制器36，其通过一电子数据链DL连接并且能根据数据链上的指令有效地向发动机供油。一般地，指令会要求供油与驾驶员的油门设置相匹配或者获得一所需的发动机速度和/或提供一最大输出(即飞轮)扭矩。
一基于微处理器的系统控制器48接收输入信号、例如来自于油门踏板传感器的信号34、来自于啮合的齿轮比传感器54的信号GR和/或来自于输出轴旋转速度传感器56的信号OS，并且根据预定的逻辑规则处理这些信号，以产生指令输出信号52，包括在通向发动机控制器36的数据链DL上的那些信号。
假定驱动传动系11的结构与尺寸适于处理比在低传动比下最大可能的扭矩负荷以及比发动机最大的(爆发的)输出扭矩要低的一扭矩负荷，则应当给传动系提供某些保护。
为提供一尺寸经济同时在可能的异常的特别高的扭矩负荷操作条件下能提供保护的一驱动传动系，(应)检测一控制参数(例如啮合的变速器齿轮比(GR)和/或车速(作为输出轴速度OS来检测))并且与表示在潜在损伤的高传动系扭矩操作条件下控制参数值的一参考值比较。
例如，如果啮合的传动比不大于低齿轮传动比和/或如果车速不大于4mph(英里/小时)，则发动机输出扭矩将被限制到低于最大爆发输出扭矩，以保护车辆驱动传动系。
对发动机输出扭矩的该限制可随着控制参数值而变化。例如，假定发动机爆发输出扭矩为额定输出扭矩的150％，则在一大的减速比(例如大于12∶1)的啮合下，最大的发动机输出扭矩可被限制到额定输出扭矩的100％，而大约10∶1的一减速比的啮合则需要把最大的发动机输出扭矩限制到额定输出扭矩的120％，并且低于10∶1的一减速比的啮合则不需对发动机输出扭矩进行任何限制。
图2是表示本发明的控制方法/系统的一流程图。
类似的系统可参见美国专利US 5,679,096，其公开的内容在此被引为参考。
最好是，车辆装备有符合诸如SAE J-1922或J-1989工业标准协议类型的一电子数据链。
正如可参见美国专利US 5,509,867；US 5,582,069；US 5,620,392和US5,620,558，这些专利公开的内容在此被引为参考，在这些车辆中，可确定等于或近似于发动机飞轮扭矩(TFW)的一值。这种确定可采用如下关系式来进行TEG＝TFW+TBEF+TACCES+TACCEL其中：TEG ＝发动机总扭矩；TFW ＝发动机飞轮扭矩；TBEF ＝发动机基本摩擦扭矩(包括克服发动机内摩擦的扭矩和使发动机制造商安装的附件(即水泵、油泵等)旋转的扭矩)；TACCES＝附件扭矩(操作车辆附件，例如空调、风扇、灯等的扭矩)；和TACCEL＝加速发动机的扭矩，由发动机加速度或减速度和发动机转动惯量(I)来计算。
表示发动机总扭矩(TEG)和发动机基本摩擦扭矩(TBEF)的瞬时值可在数据链上获得。TACGEL是由检测到的发动机加速度(可以是负值)和发动机的标定转动惯量(I)来确定。附件扭矩(TACCES)是一恒常地确定的值，如果在变速器空档时车辆处于怠速，则该值可作为发动机的净扭矩(即TEG-TBEF)，并且当车辆运动时以一种已知的基本上线性的方式与发动机减速度相关。
因此，提供了用于一车辆机械传动系统的一自适应控制系统/方法，其能连续地校正表示飞轮扭矩的一控制参数(TFW)的值。
作为飞轮扭矩(TFW)，其可被确定，这是应当控制的以保护车辆动力传动系的那值而不是发动机总扭矩，同时不用不必要地限制发动机克服发动机摩擦等来驱动由发动机驱动的附件的能力。这对于车辆良好的低速操作是特别重要的事项，其中采用大量的发动机扭矩来加速发动机。
虽然本发明以某种程度的特例进行了描述，但应当理解只要不脱离所要求保护的本发明的实质与范围，可进行各种修改。
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