控制机动车辆发动机的方法.pdf

本发明涉及控制机动车辆发动机的方法。公开了一种控制车辆发动机运行的方法，其中基于当前接合档的期望最大加速度极限和阻止车辆运动的力总和的变化，自适应地修改提供用于控制发动机的转矩供给的转矩请求信号。

权利要求书一种控制机动车辆的发动机的方法，该机动车辆具有提供多种齿轮减速比的发动机驱动的变速器，所述方法包括：
响应转矩请求，控制所述发动机，
至少根据当前齿轮减速比，设置加速度极限，
估算所述机动车辆的当前道路行驶阻力，以及
根据估算的道路行驶阻力和所述加速度极限，设置最大转矩请求极限。
根据权利要求1所述的方法，其中所述加速度极限基于所述当前齿轮减速比和所述发动机的当前旋转速度。
根据权利要求1所述的方法，其中估算所述当前道路行驶阻力包括确定所述发动机的当前转矩输出，确定由于所述当前转矩输出引起的所述机动车辆的加速度，以及利用加速度和转矩输出的值估算道路行驶阻力。
根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括，如果要求的转矩请求超过所述最大转矩请求极限，减小所述要求的转矩请求到所述最大转矩请求极限。
根据权利要求4所述的方法，其中所述方法还包括，如果所述要求的转矩请求超过低于所述最大转矩请求极限的转矩请求极限，减小所述要求的转矩请求到修改的转矩请求。
根据权利要求5所述的方法，其中所述转矩请求极限与所述最大转矩请求极限相关。
根据权利要求6所述的方法，其中所述转矩请求极限是所述最大转矩请求极限的预定百分数或预定分数之一。
根据权利要求5所述的方法，其中如果所述要求的转矩请求小于所述转矩请求极限，则对发动机的转矩请求与所述要求的转矩请求相同。
根据权利要求4所述的方法，其中所述要求的转矩请求是来自所述机动车辆的驾驶员的转矩要求。
根据权利要求4所述的方法，其中所述要求的转矩请求是来自所述机动车辆的巡行控制的转矩要求。
一种控制机动车辆的发动机运行的系统，该机动车辆具有提供多种齿轮减速比的发动机驱动的变速器，所述系统包括：
主处理器，所述主处理器设置来接收关于所述发动机的当前运行状态和所述机动车辆的当前运行状态的信息，包括当前齿轮减速比；以及
发动机控制处理器，所述发动机控制处理器响应来自所述主处理器的转矩请求控制所述发动机的运行，其中所述主处理器是可操作的，以至少根据所述当前齿轮减速比设置所述机动车辆的加速度极限；估算所述机动车辆的当前道路行驶阻力；以及根据估算的道路行驶阻力和所述加速度极限设置最大转矩请求极限。
根据权利要求11所述的系统，其中所述主处理器设置来接收关于所述发动机的当前旋转速度和所述当前齿轮减速比的信息，并且是可操作的，以根据所述发动机的当前旋转速度和所述当前齿轮减速比设置所述机动车辆的所述加速度极限。
根据权利要求11所述的系统，其中所述系统包括用于确定所述机动车辆的加速度的装置，并且所述主处理器是可操作的以利用提供至所述发动机控制处理器的转矩请求来估算所述发动机的当前转矩输出，响应所述转矩输出确定所述机动车辆的加速度，并且利用所述加速度和转矩输出估算所述当前道路行驶阻力。
根据权利要求11所述的系统，其中如果要求的转矩请求大于所述最大转矩请求极限，可操作所述主处理器，以将所述要求的转矩请求减小到所述最大转矩请求极限。
根据权利要求14所述的系统，其中如果所述要求的转矩请求超过低于所述最大转矩请求极限的转矩请求极限，可进一步操作所述主处理器以将所述要求的转矩请求减小到修改的转矩请求。
根据权利要求14所述的系统，其中所述转矩请求极限基于所述最大转矩请求极限。
根据权利要求15所述的系统，其中所述转矩请求极限是所述最大转矩请求极限的预定百分数或预定分数之一。
根据权利要求15所述的系统，其中如果所述要求的转矩请求小于所述转矩请求极限，可操作所述主处理器，以向发动机控制处理器提供与所述要求的转矩请求相同的转矩请求。
根据权利要求14所述的系统，其中所述要求的转矩请求是来自所述机动车辆的驾驶员的转矩要求和来自所述机动车辆的巡行控制的转矩要求之一。
一种方法，包括：
高于阈值请求时，限制转矩低于请求的转矩，所述阈值随着道路行驶阻力的增加而增加，以及限制的程度随着道路行驶阻力更高而减小并且随着离散传动齿轮减速比更高而增加。

说明书控制机动车辆发动机的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年10月12日提交的英国专利申请号1117581.7的优先权，在此为了所有的目的将其整个内容通过引用并入本文。
背景技术
本申请涉及机动车辆发动机的控制，特别是涉及控制这种发动机的运行以减少燃料使用的方法。机动车辆，特别是商用车辆，在宽范围的有效载荷下运行。车辆的发动机设计成在车辆满载时提供足够的性能。结果，当车辆处在空载状态下时发动机通常将具有过量的性能。具体说，具有高转矩能力的动力传动系在车辆空载或轻载时可以相当于高加速潜力。但是，这可能导致在损失燃料经济性的情况下低效率地驱动车辆。
发明内容
本发明人已经认识到在机动车辆处在部分载荷或空载状态下通过限制机动车辆的加速性能，能够得到燃料使用的明显减少。本申请的一个目的是提供控制机动车辆发动机的方法和系统，以减少燃料使用而没有不适当地损害车辆性能。
根据第一实施例，提供控制机动车辆发动机的方法，该机动车辆具有提供多种齿轮减速比的发动机驱动变速器，其中该方法包括：响应转矩请求控制发动机，至少根据当前的齿轮减速比设置加速度极限，估算机动车辆当前的道路行驶阻力，以及根据该估算的道路行驶阻力和加速度极限设置最大转矩请求极限。
加速度极限可以基于当前的齿轮减速比和发动机当前的旋转速度。估算当前的道路行驶阻力可以包括确定来自发动机的当前的转矩输出，确定由于当前的转矩输出引起的机动车辆的加速度，以及利用该加速度的值和转矩输出估算道路行驶阻力。
该方法还可以包括如果要求的转矩请求超过最大转矩请求极限，则从要求的转矩请求减少转矩请求到最大转矩请求极限。
该方法还可以包括如果要求的转矩请求超过低于最大转矩请求极限的转矩请求极限，则从要求的转矩请求减少转矩请求到修改的转矩请求。
转矩请求极限可以与最大转矩请求极限有关。转矩请求极限可以是最大转矩请求极限的预定的百分数或预定的分数（fraction）之一。如果要求的转矩请求小于转矩请求极限，则对发动机的转矩请求可以与要求的转矩请求相同。要求的转矩请求可以是来自机动车辆驾驶员的转矩要求。可选地，要求的转矩请求可以是来自机动车辆巡行控制的转矩要求。
根据第二实施例，提供控制机动车辆发动机运行的系统，该机动车辆具有提供多种齿轮减速比的发动机驱动变速器，该系统包括设置成接收关于发动机的当前运行状态和包括当前齿轮减速比的机动车辆当前运行状态的信息的主电子处理器，以及响应来自主处理器的转矩请求控制发动机运行的发动机控制处理器，其中该主处理器是可操作的，以至少根据当前的齿轮减速比设置机动车辆的加速度极限，估算机动车辆的道路行驶阻力，并且根据该估算的道路行驶阻力和加速度极限设置最大的转矩请求极限。
该主处理器设置成接收关于发动机的当前旋转速度和当前的齿轮减速比的信息，并且是可以操作的，以根据发动机的当前旋转速度和当前的齿轮减速比设置机动车辆的加速度极限。
如果要求的转矩请求大于最大转矩请求极限，可以操作该主处理器以将该要求的转矩请求减少到最大转矩请求极限。如果要求的转矩请求超过低于最大转矩请求极限的转矩请求极限，还可以操作该主处理器以将要求的转矩请求减少到修改的转矩请求。转矩请求极限可以基于最大的转矩请求极限。转矩请求极限可以是最大转矩请求极限的预定的百分数或预定的分数之一。如果要求的转矩请求小于转矩请求极限，可以操作该主处理器，以向发动机控制处理器提供与要求的转矩请求相同的转矩请求。该要求的转矩请求可以是来自机动车辆驾驶员的转矩要求和来自机动车辆巡行控制的转矩要求之一。
附图说明
图1是具有根据第二实施例的用于控制机动车辆发动机运行的系统的机动车辆的示意图。
图2是根据第二实施例的控制系统的示意图。
图3是图1所示控制系统的第一实施例的方块图。
图4是图1所示控制系统的第二实施例的方块图。
图5是示出转矩要求和得到的输出转矩请求之间的各种关系的曲线图。
图6是根据第一实施例用于控制图1所示机动车辆的发动机的方法的第一实施例的流程图。
图7是根据第一实施例用于控制图1所示机动车辆的发动机的方法的第二实施例的流程图。
图8是与图6和图7所示的方法一起使用的判优程序(arbitratorroutine)的流程图。
图9是图1所示机动车辆的图解侧视正面图，示出作用在机动车辆上的各种力。
图10是用于确定最大转矩请求极限的迭代程序的部分示意图。
具体实施方式
具体参考图1，图1示出具有发动机10驱动的变速器11的机动车辆5。发动机10可以是任何内燃或外燃型发动机，但是在该情况中是柴油发动机。变速器11通过离合器6可驱动地连接于发动机10，该离合器6是由车辆5的驾驶员手动接合或松开的并且具有选档杆（未示出）。该选档杆可以在若干个位置之间移动，这些位置至少包括一个构成该变速器11的部件的齿轮被选择的位置和没有变速器的齿轮被选择的空档位置。当选档杆移动到空档位置时，该变速器11被说成处在驱动不能被变速器11传输的空档状态，并且当选档杆移动到档位中时，该变速器11被说成处在驱动能够被变速器11传输的档位状态。
一体的起动机‑发电机13形式的发动机起动机可驱动地连接于发动机10并且在该情况中通过驱动皮带或链条驱动14形式的柔性驱动连接于发动机10的曲轴。起动机‑发电机13连接于蓄电池15形式的电源并且用来起动发动机10，当起动机‑发电机13作为发电机运行时蓄电池15可以被起动机‑发电机13再充电。发动机不限于利用起动机‑发电机13并且起动机‑发电机13可以用用于启动发动机10的起动机电机代替。应当明白，在发动机10的起动期间，起动机‑发电机13驱动发动机10的曲轴并且在其他时间起动机‑发电机被发动机10驱动以产生电力。
驾驶员可操作的鈅匙控制的点火开关形式的接通‑断开装置（未示出）用来控制发动机10的总的运行。也就是说，当发动机10正在运行时，点火开关处在“点火开关接通”位置，并且当点火开关处在“点火开关断开”位置时，发动机10不能运行。点火开关还包括用于手动启动发动机10的第三瞬时位置。应当明白，其他装置可以用来提供这种功能性，并且这里描述的系统和方法不限于利用点火开关。
电子控制单元16连接于起动机‑发电机13、发动机10、用来测量发动机10的转速的发动机速度传感器9、用来监控制动踏板23的位置的制动踏板位置传感器24、用来监控离合器踏板25的位置的离合器踏板位置传感器26以及用来监控加速器踏板18的位置的加速器位置传感器19。加速器踏板18提供来自发动机10请求的转矩输出的驾驶员输入（驾驶员要求的转矩）。如果加速器踏板18已经从静止位置移动，则认为是处在压下位置或压下状态，并且将从发动机10要求转矩。在一个实施例中，加速器位置传感器19提供电压，该电压通过信号处理转换成最大节流阀打开的百分比，该节流阀打开的百分比然后转换成原始或基本转矩请求。
在该情况，离合器踏板位置传感器26由开关构成，该开关设置成当离合器踏板25处在离合器接合位置时给出指示。作为这种设置的可选方案，离合器踏板的实际位置可以利用诸如旋转电位器的传感器监控，则离合器何时接合或松开可以利用从位置传感器接收的信号由电子控制单元16进行确定。
在该情况，车辆5是前轮驱动机动车辆，因此一对前车轮8经由变速器11由发动机10驱动并且一对后车轮20是非驱动的。但是，应当明白车辆也可以是后轮驱动的机动车辆或全轮驱动机动车辆。
非驱动车轮20之一的旋转速度用车速传感器21测量，以提供车速的指示。在其他实施例中，车辆5的速度可以通过其他手段得到，例如，从导航系统得到。
通过利用与诸如车轮20的滚动半径和变速器内的齿轮减速比以及任何最终的驱动单元的各种传动系部件有关的数据，并且当检测到离合器6被接合时，比较从车速传感器21测量的车速和由发动机速度传感器9测量的发动机速度，可以确定在变速器11中的当前选择的齿轮减速比。
可选地，选择的选档杆传感器12（图1中的点划轮廓所示）可以用来监控传动装置11是处在空档，还是变速器11当前驻留在哪个档位中。术语“选档杆传感器”不限于监控选档杆的位置的传感器，而是能够提供变速器11处在档位或空档以及如果变速器11处在档位则哪个档位当前接合被的反馈的任何装置。
电子控制单元16接收来自发动机10的各种信号，包括来自发动机速度传感器9指示发动机10旋转速度的信号，并且向发动机10输出一个或多个控制信号，用来控制发动机10。在该情况，发动机10是柴油发动机并且因此主要控制是对发动机的燃料供给。在构成电子控制单元16的部件的发动机控制处理器或发动机控制器40（图1未示出）的控制下，燃料通过燃料供给系统7供给发动机10。在发动机10是火花点火发动机10的情况下，从电子控制单元16发送的信号不仅用来控制燃料供给系统而且用来控制发动机10的点火系统。
发动机控制处理器的功能是根据从构成电子控制单元16的部件的主控制器30（图1未示出）提供给它的转矩请求，提供发动机10的预定的转矩输出。应当明白，提供这种转矩输出也可以根据发动机10的具体构造，要求控制各种其他子系统（未示出），例如节流阀控制器或增压控制器（对于涡轮增压发动机）。
电子控制单元16由各种部件构成，包括一个或多个中央处理单元、存储设备、计时器和信号处理装置，该信号处理装置将来自连接于电子控制单元16的传感器信号转换成由电子控制单元16所用的数据以控制发动机10的运行。电子控制单元16还连接于设置在车辆5的控制面板上的人机交互接口（HMI）17，其能够用来显示车辆5的运行模式并且手动输入希望的控制指令。
现在参考图2，图2示出图1所示的电子控制单元16的输入和输出的示意图。输入“I”包括来自车辆速度传感器21的车辆速度、来自发动机传感器9的发动机速度、来自加速器位置传感器19的加速器踏板位置（它是指示驾驶员转矩要求的最大节流的百分数）、以及如前面所描述能够得到的当前所选档的指示。如果车辆5上装有巡行控制系统，则输入“I”还可以包括来自巡行控制系统的输入，例如，指示诸如取消、恢复、增加、减少的期望动作的驾驶员操作开关或按钮的状态。
电子控制单元16可以包括信号单元，或多个单独的自主的电子处理器，或连接在一起以便以组合的方式产生用于发动机10的控制装置的控制单元。电子控制单元16利用从输入“I”得到的信息以完成各种任务。主要任务是根据当前接合的档和发动机速度以及转矩请求生成或产生加速度极限（ǎ），用于控制发动机10的转矩输出。
来自电子控制单元16的输出“O”是控制来自发动机10的转矩产生所必需的输出，例如用于柴油发动机的空气和燃料以及用于火花点火发动机的空气、燃料和火花，以及在一些情况下经由HMI 17传送的指示转矩控制或燃料节省有效的信息。
现在参考图3，图3更详细地示出电子控制单元16的第一实施例。在该情况中电子控制单元16由主处理器30和发动机处理器或发动机控制器40构成。发动机控制器40接收来自主处理器30的转矩请求并且向发动机10，具体说，向燃料供给系统7提供必需的“发动机指令”，以便从发动机10产生请求的转矩。主处理器30被示出具有完成各种具体任务的多个子处理器。在实践中这些子处理器可构成单个处理单元的部件或者可以是分开的自主单元。
第一个子处理器是加速度极限处理器31，该加速度极限处理器31是可操作的以根据发动机10的当前速度和当前接合的档产生加速度极限。本领域的技术人员应当明白，由于变速器产生的转矩比例不同，对于所有可选的档，机动车辆的加速度是不相同的。例如，如果变速器具有第一齿轮减速比4.5:1和第六齿轮减速比1:1，则在第一档可达到的最大加速度将比第六档能够达到的最大加速度大约大4.5倍。在实践中，由于与随着车辆速度增加而增加的运动阻力有关的各种速度和第一档的峰值转矩发生的车速为产生第六档的峰值转矩的车速的0.22倍这一事实，这种差异将会更大。
优选改变各种可选齿轮减速比的加速度极限（ǎ）以便能够实现不同的运行特性。例如，通过在增加发动机速度高于预定的发动机速度值的情况下快速减少加速度极限（ǎ），将鼓励驾驶员换档到能够允许更高加速度的更高档。因此，尽管对于每种所选齿轮减速比可能利用单一的加速度极限（ǎ），但是，优选用发动机速度改变加速度极限（ǎ）。
各种加速度极限（ǎ）以查表的形式储存，以便对于给定的当前发动机速度和接合的档，能够检索加速度极限（ǎ）的值。下面的表A以简化方式示出用于柴油发动机的一个查表的例子，该表示出关于第一档的发动机速度如何应用加速度极限（ǎ）。
表A

低于1200RPM和高于3000RPM，不应用加速度极限，因此在低于和高于这些发动机速度时车辆5的加速不受影响。可以看到，当在2000RPM下发动机产生最大转矩时，可得到最大加速度的减小处于最大值，从3.0m/s2减小到2.25m/s2。
第二子处理器是道路行驶阻力估算器34，它的功能是提供指示作用在车辆5上的当前道路行驶阻力的输出。如图3的虚线方框41所示出的，道路行驶阻力估算器34接收与当前发动机、车辆和道路动力学有关的信息。由道路行驶阻力估算器34接收的信息包括能够从发动机控制器40得到的由发动机10产生的当前转矩的值和通过微分测量的车速或通过诸如加速度传感器的一些其他装置能够获得的由该转矩产生的车辆5的加速度。在实践中，加速度的值和输出的转矩是滤波的值以便消除任何高频干扰并且提供改进的系统稳定性。如下面参考图10所描述的，利用该信息，道路行驶阻力估算器34产生当前道路行驶阻力的估算（RLest）。
RLest的值提供给最大转矩请求极限产生器（MTRLG）32形式的第三子处理器，如下面参考图10所描述的，其中它与加速度极限（ǎ）结合，产生最大转矩请求极限Tlim。Tlim的值从MTRLG 32发送给踏板转矩饱和功能处理器33。
踏板转矩饱和功能处理器33接收指示车辆5驾驶员的转矩要求的输入，其可以是来自加速器位置传感器19的直接输出，或者可以是在信号调节（conditioning）发生之后源自加速器位置传感器19的信号。在图3该输入称为“基本转矩”。踏板转矩饱和功能处理器33利用Tlim、一种或多种算法处理它接收的转矩要求，并且向发动机控制器40输出在图3称为“最终踏板转矩”的转矩请求。输出的转矩请求是由发动机10产生的请求的转矩的指示。由踏板转矩饱和功能处理器33进行的典型操作功能的例子图解地示于图5中。
图5示出用于控制发动机的输出转矩请求（转矩请求）的方法的例子。根据是否要求的转矩请求超过TRL，驾驶员要求的转矩请求可以从要求的转矩请求减少到修改的转矩请求。在图5中，直线“ULND”表示这样的情况，其中没有处理发生并且因此驾驶员要求的转矩（驾驶员请求的转矩要求、驾驶员转矩要求、要求的转矩请求）未改变，并且将成为“最终踏板转矩”或转矩请求发送给发动机控制器40。直线85%、75%和65%表示基于Tlim的转矩限制如何由踏板转矩饱和功能处理器33施加的三个例子。所示的值仅仅是例子并且在实践中存在宽范围的值。直线85%、75%和65%的值是表示为百分数的最大转矩请求极限Tlim的值。但是，应当明白，该方法不限于利用百分数转矩值，并且轴线可以例如是转矩要求和转矩请求的实际转矩值，而不是百分数值。应当明白，在实践中Tlim的值将根据道路行驶阻力（RL）和加速度极限（ǎ）的变化在上下边界之间以连续的方式变化。
虽然可能应用最大转矩请求极限Tlim作为单一上限，例如利用下面的测试：
如果T驾驶员>Tlim那么利用Tlim否则利用T驾驶员
其中，T驾驶员是驾驶员要求的转矩（基本转矩），而Tlim是最大转矩请求极限（Tlim）。
但是，这种简单的方法对于驾驶员将产生不能令人满意的响应。期望的是增加加速踏板位置将导致增加车辆加速度。不希望具有对于经由加速器踏板位置变化的驾驶员要求输入变化，车辆没有响应（盲踏板响应）的一个或多个区域。通过利用踏板饱和功能（见图3和4中的方块33以及图5所示的关系）可以避免这种“盲踏板响应”，这确保驾驶员必需请求100%的转矩，也就是说，在发动机10被命令提供使车辆处在加速度极限（ǎ）的曲轴转矩之前，加速器踏板18处在地板上。因此可操作踏板转矩饱和功能处理器33，以便不仅当转矩要求超过最大转矩请求极限Tlim时，而且当它超过低于最大转矩请求极限Tlim的转矩请求极限（TRL）时，修改输出转矩要求。
在图5所示的例子中，TRL设置在预定的Tlim百分比，在该情况中为Tlim的80%或0.8，但是可以使用一些其他的分数或百分数或关系。当驾驶员要求的转矩超过极限TRL时，在该情况根据线性关系，通过减少驾驶员要求的转矩来修改它。因此，减少驾驶员要求的转矩可以基于Tlim并且Tlim可以基于道路行驶阻力、加速度极限、选择的档和发动机速度。因此，驾驶员要求的转矩可以从要求的水平减少到修改的水平，其中修改的水平可以作为转矩请求输出给发动机控制器。但是，应当明白，该关系不必是线性的。这种的作用将产生驾驶员要求的转矩和从0%驾驶员要求的转矩直到达到TRL的转矩请求之间的不变关系，然后产生修改的或至多最大转矩请求极限Tlim的减少的转矩输出，这仅仅在驾驶员转矩要求达到100%时才能达到。
在第一状态期间，当驾驶员要求的转矩低于TRL时，驾驶员要求的转矩可以保持在要求的水平并且作为转矩请求输出给发动机控制器。例如，利用85%的Tlim作为例子，对于驾驶员转矩要求低于68%（0.68），驾驶员要求的转矩并且因此转矩请求不变，并且驾驶员将接收指示正常的节流响应的反馈。但是，在第二状态期间，当驾驶员要求的转矩高于TRL时，驾驶员要求的转矩（要求的转矩请求）可从要求的水平减少到修改的水平，在该情况中修改的水平利用下面的线性关系：
对于驾驶员要求每增加1%高于TRL，转矩请求增加（85‑（0.8*85）/（100‑（0.8*85））=0.531%。因此，如果驾驶员要求的转矩是69%（TRL+1%），则输出到发动机控制器的转矩请求是（68+（1*0.531））=68.531%。同样，如果驾驶员要求的转矩是78%，则输出转矩请求是（68+（10*0.531））=73.31%。因此该修改的驾驶员要求转矩和输出转矩请求可以通过节流响应的减少而减少输出。这种节流响应的减少提供指示给驾驶员，即存在选择更高档的需要或发动机被推到非常接近其极限，并且因此以高速率使用燃料。
最终踏板转矩（转矩请求或修改的转矩请求）由发动机控制器40接收，发动机控制器40调节诸如空气供给（节流）和燃料的相关发动机运行参数，以传送请求的发动机转矩。依据车俩5的加速度，对车辆5施加这种发动机转矩的结果被监控并且与传送的发动机转矩的值一起反馈给道路行驶阻力估算器34。应当明白，系统连续地循环通过更新ǎ和Tlim的值的各种处理器，并且可以使用10ms的循环时间。因此，以这种方式，最大转矩请求极限根据加速度极限和道路行驶阻力的变化自适应地变化。
应当明白，如果车辆5是重载，在性能方面将没有可感知的减少，因为加速度极限设置成高于当车辆5在这种状态下时能够实现的水平。类似地，由于道路行驶阻力（RL）的变化直接影响最大转矩请求极限Tlim幅度的事实，如果机动车辆5上山，Tlim的值将增加，并且对于非常陡峭的山，Tlim的值可以达到或等于100%的驾驶员要求的转矩。应当明白，Tlim的值受选择的档的影响，并且对于较高的档，Tlim的值即使不存在坡度也可以达到或等于100%的要求的转矩。
现参考图4，图4示出图1所示电子控制单元的第二实施例。电子控制单元16在大多数方面与前面参考图3和图5所描述的电子控制单元相同，并且关于共同结构和这种共同结构的功能不详细描述。第二实施例和第一实施例之间的主要区别在于转矩要求由巡行控制器35潜在地产生。巡行控制器35产生类似于由驾驶员操作加速器踏板18产生的转矩要求，但是基于对保持预定速度的需要，和/或，在自适应巡行控制的情况下，基于对保持车辆5和其前面的车辆之间的最小距离的需要。本领域的技术人员应当明白，对于同时控制巡行控制器和驾驶员要求存在各种方法，而基于转矩的范畴（domain）的控制和判优只是可能的方法之一。其他方法可以包括踏板角度范畴、节流阀角度范畴、加速度范畴和车轮转矩范畴。该方法不限于在基于转矩范畴判优的情况下使用。
将巡行转矩要求提供给在图4中称为“应用极限”的子处理器37。除了在该情况的输入是巡行控制转矩要求而不是踏板要求之外，该子处理器37执行与踏板转矩饱和功能处理器33完全相同的功能。子处理器37的功能是防止巡行控制器35的加速请求超过加速度极限（ǎ）。这防止车辆更剧烈地响应由于巡行控制器35而不是驾驶员输入引起的变化并且进一步改善燃料经济性。Tlim的值从MTRLG 32提供。
巡行控制器转矩要求和相应的转矩请求之间的关系可以与图5所示的相同，或者可以用可选的关系。在任何一种情况下，基于巡行控制的转矩请求施加于判优子处理器36，其中将该转矩请求与由踏板转矩饱和功能子处理器33产生的转矩请求相比较。在判优子处理器中所用的逻辑选择最合适的转矩请求以发送给发动机控制器40。在下面更详细地描述的图8示出用于在基于驾驶员要求的转矩请求和基于巡行控制要求的转矩请求之间判优的一种逻辑布置。
现在具体参考图9和图10，当车辆5处于运动时作用在它上的各种力，在图9中图解示出在车辆5正在爬坡度“G”的情况，并且重心由点“G的C”表示。作用在车辆5上的力可以概括如下：首先，由于重力存在质量作用（Fm）；其次，由于车轮8、20和道路之间的摩擦以及发动机10和道路表面之间各种部件中的摩擦存在摩擦损失（Ff）；第三，由于车辆5与车辆5通过的空气相互作用存在空气动力损失（Fd）；最后，存在由发动机10产生的牵引力（Ft）。
下面的方程式可以用来描述车辆5的运动
F=m*a    （1）
其中，F是作用在车辆上的净力（N），m是车辆的质量（kg），而a是车辆的加速度（m/s2）。净力F等于：
Ft‑RL      （2）
其中RL是作用在车辆5上的所有其他力之和，而Ft是由发动机施加的力（N）。Ft定义为：
Ft=（To*GR）/r    （3）
其中To是发动机输出的转矩（Nm），GR是发动机和车轮之间的总转矩比，而r是车轮的正常滚动半径（m）。RL定义如下：
RL=道路行驶阻力=（Fd+Ff+Fm）（4）
其中Fd是空气动力阻力（N），Ff是传动系中的摩擦和惯性力（N），Fm是由于车辆质量引起的力=m*g(sinθ)，g是重力常数=9.81m/s2，而θ是车辆正在行驶的坡度的角。
因此，通过用方程（2）中的分量替换方程（1）中的F项
Ft‑RL=（m*a）（5）
RL=Ft‑（m*a）（6）
下面将基于车辆重1750kg以及从发动机10对车辆5施加4000N力Ft，描述这些方程能够被道路行驶阻力估算器34和MTRLG 32所用的方法的例子。如果施加4000N力Ft产生2m/s2的加速度，则从方程（6）得到道路行驶阻力RL为500N。
但是，在实践中，车辆的重量可能不知道，因此必需利用估算，为了这个例子的目的其重量为1500kg。
如果加速度极限（ǎ）为4m/s2，通过变换方程（5），得到
Fmax=m*a+RL    （7）
于是，利用方式（7）当施加于车辆5将产生4m/s2的加速度的力的实际值为：
Fmax=（1750*4）+500（8）
但是，这个值不能直接计算，除非知道车辆的实际质量。
为了克服这个问题，利用下面描述的并且示于图10中的迭代方法。在图10中，从纵列“B”到纵列“A”自右到左的箭头表示来自车辆5的由于施加力Ft产生的加速度的反馈。标记“A”的纵列中的方框是道路行驶阻力估算器34和MTRLG 32进行的动作。自左到右的大箭头表示力Ft传递给车辆5并且纵列“B”中的方框显示由于施加力产生的车辆5的实际加速度（av）。注意，仅仅示出纵列“B”中计算以利于（improve）对该过程的理解。在实践中不进行计算并且产生的实际的加速度（av）或者直接测量，或者是通过微分从车速传感器21得到的车辆速度而测量。
利用估算的车辆质量1500kg和4m/s2的加速度极限，并且利用4000N的发动机驱动力，然后利用F=m*a，得到F=（1500*2）=3000N，并且通过利用方程（6）：RLest=4000‑3000=1000。注意，RLest是估算的RL而不是实际值。于是，通过应用这个结果利用方程（7）计算Ftmax，得到Ftmax=1500*4+1000=7000N。
但是，如果这个力施加于车辆，将得到仅仅3.714m/s2的加速度，因为（7500‑500）/1750=3.714。其中500是RL的实际值并且1750是车辆的实际质量。于是这个加速度的值可以被反馈，以利用方程（6）产生新的RLest估算值：
RLest=7000‑（1500*3.74）=1450     （10）
于是这可用于利用方程（7）计算Ftmax的新估算值，Ftmax=（1500*4）+1450=7450N。
然后通过以下继续这个过程：测量由于新施加的力产生的加速度，并且在RLest方程中减去它，然后利用新RLest值产生更新的Ftmax值。这个迭代过程示于图10中，其中附图标记（方块32）、（方块34）和41是图3和图4中对应的附图标记项。注意，Ftmax的值朝着在上面的方程（8）中计算的实际Ftmax值靠拢，并且加速度（av）的值朝着加速度极限（ǎ）靠拢。在图10所示的几个循环中，Ftmax和（av）的值已经得到的值基本等于正确的值，并且每个迭代步骤之间的循环时间是大约10至50ms。因此，利用这种方法很快得到Ftmax的实际值。
应当明白，通过应用关于车辆的已知细节，Ftmax的值能够往回转换成转矩请求的极限值Tlim。这些是发动机10和驱动轮8之间的总的转矩比，与驱动轮8的滚动半径结合。此外，对于道路行驶阻力（RL）的变化，Tlim的值被自动补偿，因为，如果这个值变化，反馈回的值（av）将会变化。因此，对于道路行驶阻力的变化，Tlim的值自动补偿。这是因为，如果道路行驶阻力增加，对于相同的施加的发动机转矩“To”，“av”的值将减少，因而导致Tlim值的增加。Tlim的值因此可以说成是与加速度极限（ǎ）和道路行驶阻力（RL）有关。
现在参考图6，图6示出用于图3所示系统的方法的基本步骤。该方法在方块100开始，在方块100中发生点火开关接通事件。然后在方块110中产生驾驶员转矩要求，并且在方块120中利用当前的发动机速度和当前选择的档确定加速度极限（ǎ）。然后在方块130中，根据当前产生发动机转矩的车辆5加速度的反馈产生道路行驶阻力RLest的估算值。
在方块140中，根据方块120和130中产生的信息，设置最大转矩请求极限Tlim。然后在方块150利用最大转矩请求极限Tlim以及一种或多种算法，处理驾驶员转矩要求，以便产生对发动机10的转矩请求。这些算法可以产生图5图解示出形式的驾驶员转矩要求与转矩请求关系。然后，在方块160中，控制发动机10以产生请求的转矩，并且，在方块170监控车辆5对所施加转矩的响应。
然后，在步骤180，判断点火开关断开事件是否发生。如果发生，方法在方块190结束。但是，如果没有发生，利用关于发动机10所提供转矩的信息和在产生的加速度（av）方面的所产生车辆5的响应，方法返回到方块130。应当明白，在方块120中确定加速度极限（ǎ）根据发动机速度的变化和选择的档连续更新。
以这种方式，当转矩要求高于阈值请求时，偶然发生低于驾驶员转矩请求（驾驶员要求的转矩）的限制转矩。这个阈值可以是基于Tlim的转矩请求极限（TRL）。Tlim，并且因此TRL，可以基于道路行驶阻力、坡度（grade）和当前选择的档。当道路行驶阻力增加时，Tlim可以增加。例如，当道路坡度增加时（例如大山），道路行驶阻力增加，引起在相同发动机输出转矩下车辆的实际加速度下降。因此，Tlim可以增加，并且当坡度变得逐渐陡峭时可能接近或等于100%驾驶员要求的转矩。因此，限制要求的转矩的程度随着更高的道路行驶阻力而减少。Tlim可以根据选择的变速器档而变化。例如，在较高档时（较低的离散的变速器齿轮减速比），即使不存在道路坡度（陡度），Tlim的值也可能接近或等于100%驾驶员要求的转矩。因此，在较低的离散的变速器齿轮减速比的情况下限制转矩的程度可以减小。相反，在较低的档（较高的齿轮减速比），限制转矩的程度可以增加。
现在参考图7，图7示出在巡行控制的情况下，例如在图4所示的巡行控制的情况下所用的方法的基本步骤。该方法在点火开关接通事件的方块1100开始。然后，在方块1100中判断巡行控制是否正在使用。如果巡行控制不正在使用，该方法循环通过方块1100继续通过在方块1120中指示的点火开关断开测试。如果点火开关断开测试通过，则方法在方块1125结束。如果在方块1110确定巡行控制正在使用，则方法进行到方块1130，在方块1130巡行控制系统（图4中的标记35）产生巡行控制转矩要求。在方块1140，最大转矩请求极限Tlim的值根据在图3中的方块140中生成的信息输入，该信息如从图4的方块32（MTRLG）提供。然后在方块1150，利用最大转矩请求极限Tlim和一种或多种算法，处理巡行控制转矩要求，以便向发动机10产生转矩请求。该处理可以与参考图6的方块150应用于驾驶员转矩要求的处理相同，或可以不同。然后，方法进行到方块1160，在方块1160，控制发动机10以产生请求的转矩，并且在方块1170监控车辆5对施加转矩的响应。然后在方块1180，判断点火开关断开事件是否已经发生，如果已经发生，方法在方块1190结束。如果没有发生，利用关于发动机10所提供转矩和得到的车辆5的加速响应(av)的更新信息，方法返回到方块1130。
参考图8，图8示出用于在驾驶员要求产生的驾驶员转矩请求和巡行控制产生的转矩请求之间判优的基本程序。该程序在方块300开始，然后在方块320，该方法判断巡行控制是否正在使用。如果巡行控制不是正在使用，则程序进行到方块330，在方块330基于驾驶员要求的转矩请求用于经由图6的方块160控制由发动机10产生转矩，并且方法在方块400结束。
但是，如果在方块320巡行控制被确定正在使用，则程序进行到方块340，在方块340根据基于驾驶员要求的转矩请求和基于巡行控制要求的转矩请的比较，通过判优确定使用哪个转矩请求。注意，这些转矩请求是由图4中的子处理器33和37分别已经产生的转矩请求。如果基于驾驶员要求的转矩请求大于基于巡行控制的转矩请求，则程序进行到方块330并且然后继续进行到方块400。如果基于驾驶员要求的转矩请求小于基于巡行控制的转矩请求，则程序进行到方块350，在方块350基于巡行控制的转矩请求用于经由图7中的方块1160控制发动机10的转矩产生，并且方法在方块400结束。
在一个例子中，车辆的发动机可以根据驾驶员要求的转矩和设置的转矩请求极限（TRL）通过用于限制转矩的方法控制。在第一状态期间，当驾驶员要求的转矩低于转矩请求极限时，驾驶员要求的转矩可以保持在要求的水平。于是该要求的水平作为转矩请求输出给发动机控制器。在第二状态期间，当驾驶员要求的转矩高于转矩请求极限时，驾驶员要求的转矩可以从该要求的水平减少到修改的水平。减少的量可以基于最大转矩请求极限（Tlim）、基于道路行驶阻力、加速度极限、选择的档和发动机速度。然后修改的水平可以作为转矩请求（最终转矩请求）输出给发电机控制器。
因此，总而言之，提供一种车辆控制方法和系统以实现智能加速度减小（truncation），其将实际的车辆性能约束或限制在可限定的加速度分布图（profile）之内。选择该分布图以鼓励驾驶员改变到更高的档而不是加速到更高的发动机转速。通过控制在加速度范围内的运行，系统不影响装载的车辆性能并且可以产生燃料经济性的改进，以及减少在无装载条件下由于过分的加速引起的车辆的总磨损和破损。
虽然利用智能加速度减小系统特别适合商业车辆使用，但是也可以用于旅客车辆，具体说，用于在无载和装载性能之间也有明显不同的SUV或MPV。通过在加速期间施加转矩极限（Tlim）以减少燃料使用而利用智能加速度减小，可以永久地实现或可以由机动车辆的使用者、车辆处理者、或车队控制者进行。而且，应当明白，智能加速度减小仅仅在较低档可以是有效的，并且在诸如最高档的一个或多个较高档没有转矩限制可以应用。
虽然已经通过参考车辆质量是未知的系统描述了上述方法和系统，但是应当明白，该方法和系统也可以应用于例如利用行驶高度传感器测量车辆质量的车辆。在这种情况下，可以不需要迭代方法确定转矩请求极限Tlim，可以直接计算转矩请求极限Tlim。但是，即使采用这种途径，道路行驶阻力仍然是估算值，因为它不是实际测量的，它是通过计算推导的。
本领域的技术人员应当明白，虽然已经参考一个或多个实施例以举例的方式描述了本发明的主题，但是它不是对公开的实施例的限制并且可以构建可选实施例而不脱离由权利要求限定的本公开范围。