專(zhuān)利名稱(chēng)：控制連續(xù)可變的變速器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制一個(gè)連續(xù)可變的變速器(CVT)的方法，尤其是能夠自動(dòng)控制在經(jīng)濟(jì)和功率模式之間的一個(gè)速度比而無(wú)需手動(dòng)模式選擇。
不像手動(dòng)和自動(dòng)變速器采用一個(gè)步進(jìn)可變的齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)提供固定的速度比，CVT能連續(xù)地改變速度比。
因此，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速能被優(yōu)化選擇，使得發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于例如最大的每加侖汽油行驅(qū)路程，最大功率輸出，最小噪聲，最小的有害氣體排放等要求的狀態(tài)中的一個(gè)工作于適當(dāng)?shù)拿糠昼娹D(zhuǎn)速(rpm)上。
典型地，CVT的速度比由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩-rpm圖確定，這些圖按照例如最大每加侖汽油行駛路程(經(jīng)濟(jì)模式)和最大功率(功率模式)被預(yù)先調(diào)整好。
圖4是一個(gè)表示發(fā)動(dòng)機(jī)性能曲線的圖形。曲線1表示多個(gè)等-制動(dòng)耗油率曲線，且PO示出耗油率最低的點(diǎn)。曲線2示出多個(gè)等-功率曲線，它們等效于具有不同功率值的方程y＝功率/x的曲線，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)功率通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的rpm乘以發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩求得。曲線3表示最大每加侖汽油行駛路程曲線，該曲線通過(guò)耗油最低點(diǎn)P0。曲線4表示最大功率控制曲線。
在CVT中，速度比能在一個(gè)適合的范圍內(nèi)隨機(jī)變換，使得發(fā)動(dòng)機(jī)rpm和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩可隨機(jī)設(shè)置而與車(chē)速無(wú)關(guān)。
作為結(jié)果，CVT以下述方法被控制發(fā)動(dòng)機(jī)以沿著最大每加侖汽油行駛路程曲線C3的一個(gè)指定的扭矩和rpm運(yùn)行，提供機(jī)動(dòng)車(chē)的最大每加侖汽油行駛路程，它以沿著最大功率控制曲線C4的另一個(gè)扭矩和rpm運(yùn)行，以提供最大的功率傳動(dòng)。
因此，CVT的速度比基于節(jié)流閥開(kāi)度和對(duì)應(yīng)控制模式而在圖中確定的車(chē)速值來(lái)確定，其根據(jù)例如最大每加侖汽油行駛路程或最大功率這樣的要求駕駛狀態(tài)來(lái)確定。
所以為了適應(yīng)駕駛者的需要，傳統(tǒng)的CVT要求駕駛者輸入模式選擇，并且模式選擇過(guò)程會(huì)引起速度比突然變化，導(dǎo)致變速時(shí)的沖撞，振動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)顫動(dòng)。
本發(fā)明目的在于提出一個(gè)CVT控制方法，它能確定在經(jīng)濟(jì)和功率模式速度比之間的一個(gè)最佳速度比而無(wú)需手動(dòng)模式選擇。
為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明的CVT控制方法由以下各步組成，在對(duì)應(yīng)于一組發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式而預(yù)先設(shè)置的一組速度比的最大和最小值之間計(jì)算出一個(gè)目標(biāo)速度比，并且按照目標(biāo)速度比控制CVT。
計(jì)算目標(biāo)速度比這一步包含以下各步基于節(jié)流閥開(kāi)口變化率，節(jié)流閥工作頻率和車(chē)的加速度計(jì)算出一個(gè)駕駛模型指數(shù)，并且基于駕駛模型指數(shù)求出目標(biāo)速度比。
目標(biāo)速度比可用例如公式Tm＝(Tp-Te)X+Te求出，這里X是駕駛模型指數(shù)，Te是經(jīng)濟(jì)模式速度比，Tp是功率模式速度比，Tm是在Te和Tp之間的目標(biāo)速度比。
駕駛模型指數(shù)X可用下式求出X＝(α×a/A0+β×b/B0+γ×c/C0)/3其中α，β和γ是計(jì)權(quán)的權(quán)重；
a，b和c分別為學(xué)習(xí)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率，學(xué)習(xí)的節(jié)流閥工作頻率和學(xué)習(xí)的車(chē)加速度；并且A0，B0和C0分別為預(yù)設(shè)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率，預(yù)設(shè)的節(jié)流閥工作頻率和預(yù)設(shè)的車(chē)加速度。
此外，本發(fā)明的CVT控制方法可進(jìn)一步包括確定一個(gè)學(xué)習(xí)條件是否被滿(mǎn)足，并且當(dāng)學(xué)習(xí)條件被滿(mǎn)足時(shí)學(xué)習(xí)駕駛模型指數(shù)這些步驟。
學(xué)習(xí)條件可定義為節(jié)流閥開(kāi)度的當(dāng)前變化率不同于直到該點(diǎn)的節(jié)流閥開(kāi)度平均變化率，其差大于預(yù)定的差值，或者當(dāng)前節(jié)流閥工作頻率不同于直到該點(diǎn)的平均節(jié)流閥工作頻率，其差大于預(yù)定的頻率，或者當(dāng)前的加速度不同于直到該點(diǎn)的平均加速度，其差大于預(yù)定的加速度。
而且本發(fā)明的CVT控制方法可進(jìn)一步包括確定車(chē)輛是否恒速運(yùn)行這一步驟，在這一步中如果車(chē)輛不是以恒速運(yùn)行，則完成計(jì)算駕駛模型指數(shù)這一步。
若車(chē)輛以恒速運(yùn)行，目標(biāo)速度比被確定是缺省發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式的目標(biāo)速度比，此缺省工作模式最好取經(jīng)濟(jì)模式。
圖1是說(shuō)明本發(fā)明CVT控制系統(tǒng)的方框圖；圖2是說(shuō)明推薦的本發(fā)明實(shí)施例中CVT控制方法的流圖；圖3是說(shuō)明圖2的模糊計(jì)算的各步的流圖；以及圖4是示出發(fā)動(dòng)機(jī)性能曲線例的圖線。
圖1是說(shuō)明本發(fā)明CVT控制系統(tǒng)的方框圖。
如圖1所示，CVT控制系統(tǒng)包含一個(gè)傳感節(jié)流閥開(kāi)度的節(jié)流閥傳感器110，一個(gè)傳感車(chē)速的速度傳感器120，一個(gè)從發(fā)動(dòng)機(jī)(圖中未示出)傳送扭矩到輸出軸的CVT130和一個(gè)電連接于節(jié)流閥傳感器110，速度傳感器120和CVT130的變速器控制單元(TCU)，TCU對(duì)CVT130的控制基于從節(jié)流閥和速度傳感器110和120來(lái)的參量。
上述結(jié)構(gòu)的CVT控制系統(tǒng)的CVT控制方法將參照


。
圖2中，在步驟S210上TCU基于從速度傳器120來(lái)的參量確定車(chē)輛是恒速運(yùn)動(dòng)還是非恒速運(yùn)動(dòng)。
如果在步驟S210確定車(chē)輛恒速運(yùn)動(dòng)，在步驟S230上按照缺省控制模式求出CVT目標(biāo)速度比并且在步驟S260上根據(jù)求得的目標(biāo)速度比控制CVT。在此情況下，使得CVT控制工作在預(yù)設(shè)的缺省控制模式下不需要模式轉(zhuǎn)換。推薦設(shè)置經(jīng)濟(jì)模式為缺省的模式。
如果在步驟S210確定車(chē)輛不是恒速行駛，在步驟S220上TCU140為獲得目標(biāo)速度比起始一個(gè)模糊計(jì)算。此模糊計(jì)算用一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程確定一個(gè)在預(yù)設(shè)的功率模式速度比和一個(gè)預(yù)設(shè)的經(jīng)濟(jì)模式速度比之間的目標(biāo)速度比。
在步驟S220上獲得目標(biāo)速度比的模糊計(jì)算方法將在下面借助圖3詳細(xì)說(shuō)明。
圖3中TCU140首先在步驟S310上接收由節(jié)流閥開(kāi)度傳感器110和車(chē)速傳感器120檢測(cè)到的節(jié)流閥開(kāi)度和車(chē)速參量。在步驟S210獲得的車(chē)速比也可來(lái)代替在步驟S310上的再次傳感。
接著，在步驟S320上TCU140求出節(jié)流閥開(kāi)度變化率，節(jié)流閥工作頻率和車(chē)輛加速度。
節(jié)流閥開(kāi)度變化率是指加速踏板被壓下的快慢，即節(jié)流閥開(kāi)度變化有多快。
節(jié)流閥工作頻率是指在規(guī)定周期內(nèi)加速踏板以什么頻率被操作。
基于以上關(guān)于節(jié)流閥開(kāi)度變化率，節(jié)流閥工作頻率和車(chē)的加速度的參量，在步驟S330上用公式1求出駕駛模型指數(shù)(X)。
公式1
X＝(α×a/A0+β×b/B0+γ×c/C0)/3公式1中參量a，b和c分別表示學(xué)習(xí)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率，學(xué)習(xí)的節(jié)流閥工作頻率，和學(xué)習(xí)的車(chē)輛加速度。
學(xué)習(xí)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率“a”通過(guò)加節(jié)流閥開(kāi)度變化率系數(shù)(Fa)到前面求出的節(jié)流閥開(kāi)度變化率上而得到。如果它小于0，結(jié)果值映射為0；如果它大于A0，映射為A0。推薦節(jié)流閥開(kāi)度變化率系數(shù)(Fa)初始時(shí)設(shè)置為0，此系數(shù)像累計(jì)駕車(chē)歷史那樣被學(xué)習(xí)。
學(xué)習(xí)的節(jié)流閥工作頻率“b”基于節(jié)流閥工作系數(shù)(Fb)和B0求出，學(xué)習(xí)的車(chē)輛加速度″c″基于車(chē)輛加速度系數(shù)(Fc)和C0求出，計(jì)算方法同學(xué)習(xí)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率″a″。
參量A0，B0，和C0分別表示預(yù)設(shè)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率，預(yù)設(shè)的節(jié)流閥工作頻率，和預(yù)設(shè)的車(chē)輛加速度。預(yù)設(shè)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率，預(yù)設(shè)的節(jié)流閥工作頻率和預(yù)設(shè)的車(chē)輛加速度A0，B0，和C0分別通過(guò)駕駛者的手工操作設(shè)置為最大的節(jié)流閥開(kāi)度變化率，最大的節(jié)流閥工作頻率，和能產(chǎn)生的最大的車(chē)輛加速度。
相應(yīng)地，模型指數(shù)能按照節(jié)流閥開(kāi)度變化率，節(jié)流閥工作頻率，和車(chē)輛加速度表示為a/A0，b/B0，和c/C0，其每個(gè)值都大于0且小于1。
常數(shù)α，β，和γ是對(duì)相應(yīng)參量計(jì)權(quán)的權(quán)重。這些常數(shù)設(shè)置為滿(mǎn)足“α+β+γ＝1”這一條件的正數(shù)。
所以由公式1求出的駕駛模型指數(shù)(X)有大于0且小于1的值。
在求出駕駛模型指數(shù)(X)之后，在步驟S340上TCU140計(jì)算目標(biāo)速度比(Tm)。
目標(biāo)速度比在經(jīng)濟(jì)模式速度比(Te)和功率模式速度比(Tp)之間基于駕駛模型指數(shù)(X)用公式2求出。
公式2Tm＝(Tp-Te)X+Te公式2中駕駛模型指數(shù)(X)有0和1之間的值，因而目標(biāo)速度比(Tm)有在經(jīng)濟(jì)模式速度比(Te)和功率模式速度比(Tp)之間的值。
返回參照?qǐng)D2，在步驟S220上求出目標(biāo)速度比之后，在步驟240上TCU140判斷一個(gè)預(yù)定的學(xué)習(xí)條件是否被滿(mǎn)足。預(yù)定的學(xué)習(xí)條件可像下述例子那樣審慎地被設(shè)置節(jié)流閥的當(dāng)前開(kāi)度變化率不同于直到該點(diǎn)的節(jié)流閥平均變化率，其差大于預(yù)定差值，或者當(dāng)前的節(jié)流閥工作頻率不同于直到該點(diǎn)的平均節(jié)流閥工作頻率，其差大于預(yù)定頻率，或者當(dāng)前的加速度不同于直到該點(diǎn)的平均加速度，其差大于預(yù)定的加速度量。
如果學(xué)習(xí)條件被滿(mǎn)足，在步驟S250上TCU140啟動(dòng)學(xué)習(xí)由節(jié)流閥開(kāi)度，節(jié)流閥工作頻率和車(chē)輛加速度等系數(shù)表示的當(dāng)前駕駛模型指數(shù)，并且然后根據(jù)目標(biāo)速度比控制CVT。
駕駛模型的學(xué)習(xí)可以用一個(gè)以下述方法處理駕駛模型指數(shù)的函數(shù)來(lái)完成該函數(shù)根據(jù)節(jié)流閥開(kāi)度變化率是大于還是小于平均的節(jié)流閥開(kāi)度變化率來(lái)增加/減小節(jié)流閥開(kāi)度變化率系數(shù)，根據(jù)節(jié)流閥工作頻率是大于還是小于平均的節(jié)流閥工作頻率來(lái)增加/減小節(jié)流閥工作頻率系數(shù)，以及根據(jù)車(chē)的加速度是大于還是小于車(chē)的平均加速度來(lái)增加/減小車(chē)輛加速度系數(shù)。
最后，在步驟S260上TCU140根據(jù)求出的目標(biāo)速度比控制CVT。如果在步驟S240上學(xué)習(xí)條件不被滿(mǎn)足，TCU140根據(jù)步驟S220上求出的目標(biāo)速度比控制CVT130而不學(xué)習(xí)駕駛模型。
如上所述，本發(fā)明的CVT控制方法基于駕駛模型指數(shù)以經(jīng)濟(jì)模式和功率模式之間的一個(gè)連續(xù)可變的速度比控制CVT，從而很好地反映了駕駛者的駕駛模型，并且車(chē)輛均速運(yùn)行時(shí)以經(jīng)濟(jì)模式控制CVT，從而獲得最大的每加侖汽油行駛路程。這消除了人工手動(dòng)模式選擇的不便。
此外，駕駛模型指數(shù)是不斷修正的，并且被學(xué)習(xí)以反映最近的駕駛模型，因而在駕駛者突然改變駕駛模型時(shí)避免了不連續(xù)的駕駛模型指數(shù)變化，實(shí)現(xiàn)以穩(wěn)定的速度比進(jìn)行控制。
雖然本發(fā)明與當(dāng)前被認(rèn)為是最實(shí)際和被推薦的實(shí)施例一起被說(shuō)明，但是本發(fā)明不局限于所揭示的實(shí)施例，相反，本發(fā)明涵蓋各種變化的和行效的設(shè)計(jì)方案，它們被包含在權(quán)利要求的精髓和領(lǐng)域內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CVT控制方法，包括步驟求出一個(gè)在一組對(duì)應(yīng)于一組發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式預(yù)設(shè)的速度比的最大和最小值之間的CVT目標(biāo)速度比并且根據(jù)目標(biāo)速度比控制CVT。
2.如權(quán)利要求1所述的CVT控制方法，其特征在于計(jì)算目標(biāo)速度比的步驟由以下步驟組成基于節(jié)流閥開(kāi)度變化率，節(jié)流閥工作頻率，和車(chē)輛加速度求出一個(gè)駕駛模型指數(shù)；并且基于駕駛模型指數(shù)求出目標(biāo)速度比。
3.如權(quán)利要求2所述的CVT控制方法，其特征在于目標(biāo)速度比用下列公式求出Tm＝(Tp-Te)X+Te其中X是駕駛模型指數(shù)；Te是經(jīng)濟(jì)模式速度比；Tp是功率模式速度比；而Tm是在Te和Tp之間的目標(biāo)速度比。
4.如權(quán)利要求2所述的CVT控制方法，其特征在于，用下列公式求出駕駛模型指數(shù)X＝(α×a/A0+β×b/B0+γ×c/C0)/3其中α，β和γ是計(jì)權(quán)權(quán)重；a，b和c分別是學(xué)習(xí)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率，學(xué)習(xí)的節(jié)流閥工作頻率，和學(xué)習(xí)的車(chē)輛加速度；以及AO，BO，和CO分別是預(yù)設(shè)的節(jié)流閥開(kāi)度變化率，預(yù)設(shè)的節(jié)流閥工作頻率，和預(yù)設(shè)的車(chē)輛加速度。
5.如權(quán)利要求2所述的CVT控制方法，其特征在于進(jìn)一步包含以下步驟判定一個(gè)學(xué)習(xí)條件是否被滿(mǎn)足；以及當(dāng)學(xué)習(xí)條件被滿(mǎn)足時(shí)學(xué)習(xí)駕駛模型指數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的CVT控制方法，其特征在于，學(xué)習(xí)條件被定義為節(jié)流閥開(kāi)度的當(dāng)前變化率不同于直到該點(diǎn)的節(jié)流閥開(kāi)度平均變化率，其差大于預(yù)定差值，或者當(dāng)前的節(jié)流閥工作頻率不同于直到該點(diǎn)的節(jié)流閥平均工作頻率，其差大于預(yù)定頻率，或者當(dāng)前的加速度不同于直到該點(diǎn)的平均加速度，其差大于預(yù)定的加速度量。
7.如權(quán)利要求2所述的CVT控制方法，其特征在于，進(jìn)一步包含了判定車(chē)輛是否以恒定速度行駛的步驟，其中如果車(chē)輛不以恒定速度行駛，則實(shí)行計(jì)算駕駛模型指數(shù)這一步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的CVT控制方法，其特征在于，當(dāng)車(chē)輛以恒定速度行駛時(shí)按照一個(gè)缺省的發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式確定目標(biāo)速度比。
9.如權(quán)利要求8所述的CVT控制方法，其特征在于，缺省的模式是經(jīng)濟(jì)模式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種CVT控制方法,其步驟包括求出一個(gè)在一組對(duì)應(yīng)于一組發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式預(yù)設(shè)的速度比的最大和最小值之間的CVT目標(biāo)速度比,和根據(jù)目標(biāo)速度比控制CVT。
文檔編號(hào)F16H61/66GK1353259SQ0112472
公開(kāi)日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2001年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月6日
發(fā)明者趙允皓 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社