專利名稱：扭矩變換器滑動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于自動變速器(包括無級變速器)的所謂的鎖定扭矩變換器的滑動控制系統(tǒng)，具體來說，涉及自動滑動鎖定控制技術(shù)的改進(jìn)，以使變速器扭矩變換器鎖定離合器的輸入和輸出元件之間的相對旋轉(zhuǎn)的速度，即，鎖定扭矩變換器的滑動轉(zhuǎn)速收斂或靠近一個期望值(目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速)。
背景技術(shù)：
如大家所知，扭矩變換器具有包括由于通過流體和扭矩積性函數(shù)(torque-multiplication function)在輸入和輸出元件之間的功率傳輸而存在扭矩波動吸收功能的優(yōu)點，以及包括扭矩?fù)p失(換句話說，扭矩傳輸效率降低)的缺點。由于上文討論的原因，最近，機動車輛常常使用鎖定扭矩變換器，在該鎖定扭矩變換器中，輸入和輸出元件(泵和渦輪元件)可以在不需要扭矩波動吸收功能和扭矩積性功能以消除內(nèi)部滑移并提高燃油效率的發(fā)動機/車輛運轉(zhuǎn)狀況下通過鎖定離合器彼此直接耦合，或者鎖定扭矩變換器的滑動轉(zhuǎn)速(slip-rotation speed)，即，輸入和輸出元件之間的速度差可以適當(dāng)?shù)赝ㄟ^對于鎖定離合器的滑動鎖定控制進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)，具體情況取決于發(fā)動機/車輛運轉(zhuǎn)狀況。
在日本專利臨時出版物No.2000-145948(下文簡稱為“JP2000-145948”)說明了一種變速器扭矩變換器鎖定離合器的一個這樣的滑動鎖定控制系統(tǒng)。在JP2000-145948的扭矩變換器滑動控制系統(tǒng)中，基于發(fā)動機/車輛運轉(zhuǎn)狀況計算或估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，還檢測并計算對應(yīng)于輸入和輸出元件之間轉(zhuǎn)速差的實際滑動轉(zhuǎn)速。通過預(yù)先補償器補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值。扭矩變換器滑動控制系統(tǒng)基于實際滑動轉(zhuǎn)速和目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值之間的偏差執(zhí)行反饋控制，以對鎖定離合器的嚙合的容量進(jìn)行反饋控制，以便使實際滑動轉(zhuǎn)速接近于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速。

發(fā)明內(nèi)容
在啟動滑動鎖定控制之后不久執(zhí)行的變速器扭矩變換器滑動鎖定控制的早期，鎖定離合器嚙合壓力通常通過前饋控制(開環(huán)控制)提高。相比之下，恰好在實際滑動轉(zhuǎn)速降低到低于基于油門開度或加速器開度確定的滑動轉(zhuǎn)速條件之后執(zhí)行的滑動鎖定控制(即，滑動控制)的后期，一個電子控制單元判斷實際滑動轉(zhuǎn)速開始響應(yīng)所控制的鎖定離合器嚙合壓力，且鎖定離合器的操作狀態(tài)已經(jīng)切換到滑動鎖定狀態(tài)。因此，鎖定離合器控制操作模式從前饋控制切換到反饋控制(閉環(huán)控制)，以便通過反饋控制執(zhí)行滑動控制。在從前饋控制到反饋控制的切換點，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值(對應(yīng)于預(yù)先補償器的瞬變響應(yīng))被初始化為一個初始值(參見圖14)。此后，從如圖14所示的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值特征曲線可以看出的，隨著時間的推移，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值逐漸降低，并考慮滑動鎖定控制系統(tǒng)的動態(tài)特征。
在切換到反饋控制期間，鎖定離合器嚙合壓力傾向于隨著響應(yīng)延遲而上升，因此，實際滑動轉(zhuǎn)速傾向于隨著響應(yīng)延遲而下降。在這樣的從前饋控制過渡到反饋控制期間，從圖14的特征曲線可以看出的，進(jìn)一步產(chǎn)生了目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值(對應(yīng)于預(yù)先補償器的瞬變響應(yīng))的下降。這導(dǎo)致目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值與實際滑動轉(zhuǎn)速的較大的偏差，從而使滑動控制系統(tǒng)的跟隨性能變差。因此，為了在切換到滑動鎖定反饋控制之后最佳地補償預(yù)先補償器的瞬變響應(yīng)，滑動鎖定控制系統(tǒng)中包含的預(yù)先補償器被初始化，以便恰在切換到反饋控制之后，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值被初始化為有關(guān)實際滑動轉(zhuǎn)速的最新信息。
實際上，在滑動鎖定控制系統(tǒng)內(nèi)，從當(dāng)滑動鎖定控制的控制命令被輸出的時間到當(dāng)鎖定離合器嚙合容量(engagement capacity)開始實際改變的時間之間存在一個空載時間(dead time)。
如前所述，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值(對應(yīng)于預(yù)先補償器的瞬變響應(yīng)，換句話說，預(yù)先補償器的輸出信號值)從圖14的特征曲線確定和檢索，并考慮到滑動鎖定控制系統(tǒng)的動態(tài)特征。然而，在滑動鎖定控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中，以前所討論的空載時間沒有考慮在內(nèi)。因此，有一個缺點，即，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值始終包含一個對應(yīng)于空載時間的誤差。需要更準(zhǔn)確地適當(dāng)?shù)匮a償預(yù)先補償器的輸出信號值，即，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，同時適當(dāng)?shù)乜紤]對應(yīng)于從當(dāng)滑動鎖定控制的命令被輸出的時間到當(dāng)鎖定離合器嚙合容量開始實際改變的時間之間的空載時間的誤差。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個目的是提供一種扭矩變換器滑動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠通過更準(zhǔn)確地補償預(yù)先補償器(該預(yù)先補償器預(yù)先補償基于發(fā)動機/車輛運轉(zhuǎn)狀況確定的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速)的輸出，并考慮滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中包含的空載時間。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的如前所述的目的及其他目的，提供一種帶有扭矩變換器的自動變速器的滑動控制系統(tǒng)，包括鎖定離合器，該鎖定離合器位于扭矩變換器的輸入和輸出元件之間，且其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速；以及控制單元，該控制單元對嚙合容量進(jìn)行反饋控制，該控制單元包括目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速計算部分，該部分基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；預(yù)先補償部分，該部分預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值；滑動轉(zhuǎn)速偏差計算部分，該部分計算目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值和實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；反饋補償部分，該部分基于滑動轉(zhuǎn)速偏差對嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以使實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及空載時間處理部分，該部分補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，并在目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中考慮滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，以向反饋補償部分提供空載時間補償輸出。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種帶有扭矩變換器的自動變速器的滑動控制系統(tǒng)，包括鎖定離合器，該鎖定離合器位于扭矩變換器的輸入和輸出元件之間，其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速；以及控制單元，該控制單元對鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，該控制單元包括目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速計算部分，該部分基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；預(yù)先補償部分，該部分預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值；滑動轉(zhuǎn)速偏差計算部分，該部分計算目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值和實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；反饋補償部分，該部分基于滑動轉(zhuǎn)速偏差對鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以使實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及空載時間處理部分，該部分補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，以在目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中反映該滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，并向反饋補償部分提供空載時間補償輸出，該空載時間是根據(jù)預(yù)先確定的空載時間特征而變化的變量。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種帶有扭矩變換器的自動變速器的滑動控制系統(tǒng)，包括鎖定離合器，該鎖定離合器位于扭矩變換器的輸入和輸出元件之間，其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速；響應(yīng)于信號壓力的滑動控制閥，用于改變鎖定離合器施加壓力和鎖定離合器釋放壓力之間的壓差；鎖定螺線管閥，其響應(yīng)驅(qū)動信號生成信號壓力，用于通過滑動控制閥改變壓差；以及控制單元，該控制單元通過向鎖定螺線管閥輸出驅(qū)動信號對鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，該控制單元包括目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速計算部分，該部分基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；預(yù)先補償部分，該部分包括第一補償過濾器，用于預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以產(chǎn)生對應(yīng)于從表達(dá)式ωSLPTC1＝GR(s)×ωSLPT輸出的參考模型的第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，其中，ωSLPTC1是第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，GR(S)是作為適合于基于設(shè)計人員的希望確定的所希望的響應(yīng)的傳遞函數(shù)而設(shè)置的參考模型，ωSLPT是目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及第二補償過濾器，用于預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以根據(jù)公式ωSLPTC2＝GM(s)×ωSLPT產(chǎn)生第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，其中GM(s)對應(yīng)于前饋補償器，該補償器由公式GM(s)＝GR(S)/P(S)定義，其中GR(s)是參考模型，P(s)是通過對充當(dāng)受控系統(tǒng)的鎖定離合器滑動旋轉(zhuǎn)部分建模而獲得的傳遞函數(shù)；滑動轉(zhuǎn)速偏差計算部分，該部分計算目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值和實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；反饋補償部分，該部分基于滑動轉(zhuǎn)速偏差對鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以使實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，該反饋補償部分包括一個反饋補償器，該補償器產(chǎn)生一個適合于降低滑動轉(zhuǎn)速偏差的第一滑動轉(zhuǎn)速命令值；一個加法器，該加法器通過將第一滑動轉(zhuǎn)速命令值與第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值相加產(chǎn)生一個滑動轉(zhuǎn)速命令值；空載時間處理部分，該部分補償?shù)谝荒繕?biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，以在該第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中反映該滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，并向反饋補償器提供空載時間補償輸出，該空載時間是根據(jù)預(yù)先確定的空載時間特征而變化的變量；以及驅(qū)動信號判斷部分，該部分基于滑動轉(zhuǎn)速命令值判斷驅(qū)動信號。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種帶有扭矩變換器的自動變速器的滑動控制系統(tǒng)，包括鎖定離合器，該鎖定離合器位于扭矩變換器的輸入和輸出元件之間，其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速；以及控制單元，該控制單元對嚙合容量進(jìn)行反饋控制，該控制單元包括目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速計算裝置，用于基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；預(yù)先補償裝置，用于預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值；滑動轉(zhuǎn)速偏差計算裝置，用于計算目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值和實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；反饋補償裝置，用于基于滑動轉(zhuǎn)速偏差對嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以使實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及空載時間處理裝置，用于補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，并在目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中考慮滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，以向反饋補償部分提供空載時間補償輸出。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種控制自動變速器的鎖定扭矩變換器的輸入和輸出元件之間的相對旋轉(zhuǎn)的速度的方法，該自動變速器使用了鎖定離合器，該鎖定離合器位于輸入和輸出元件之間，其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速，該方法包括基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值；計算目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值和實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；通過開環(huán)控制來前饋控制自動鎖定時間段的第一時間段(在該時間段內(nèi)，鎖定離合器從釋放狀態(tài)切換到完全嚙合狀態(tài))的嚙合容量，在自動鎖定時間段的第二時間段內(nèi)，基于滑動轉(zhuǎn)速偏差對鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以使實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及，補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，以在該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中反映該滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，該空載時間是根據(jù)預(yù)先確定的空載時間特征而變化的變量，以便在從前饋控制到反饋控制的切換點，空載時間被重置為零，且空載時間被可變地調(diào)整，以在一個從切換點開始的預(yù)先確定的過渡時間段內(nèi)逐漸從零增大到滑動控制系統(tǒng)所特有的預(yù)先確定的空載時間等效值。
通過閱讀下面的參考附圖進(jìn)行的說明，本發(fā)明的其他目的和特點將變得容易理解。


圖1是說明扭矩變換器滑動鎖定控制系統(tǒng)(即，滑動控制系統(tǒng))的一個實施例的系統(tǒng)方框圖。
圖2是說明該實施例的滑動控制系統(tǒng)的電子控制單元(ECU)執(zhí)行的滑動鎖定控制所需要的多個算術(shù)運算處理部分、補償部分，以及估計部分的方框圖。
圖3是涉及圖2方框圖的顯示滑動控制系統(tǒng)(或扭矩變換器滑動控制器)的基本單元的方框圖。
圖4是渦輪速度ωTR對滑動轉(zhuǎn)速增益gSLPC的特性曲線圖。
圖5是顯示在任何油門開度TVO時發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和發(fā)動機扭矩tES之間的關(guān)系的發(fā)動機扭矩性能曲線。
圖6是一個顯示目標(biāo)鎖定離合器嚙合容量tLU和鎖定離合器嚙合壓力命令值PLUC之間的關(guān)系的特性曲線7A-7F是顯示如圖2所示的實施例的改進(jìn)的滑動控制系統(tǒng)所獲得的控制操作的時間圖。
圖8是顯示用于確定從前饋控制切換到反饋控制的例程的流程圖。
圖9是顯示用于補償目標(biāo)滑動旋轉(zhuǎn)校正值的例程(并考慮空載時間)的流程圖。
圖10是說明由本實施例的系統(tǒng)所產(chǎn)生的參考模型輸出、空載時間補償輸出(或空載時間處理的輸出)、快速的空載時間補償輸出之間的關(guān)系的輸出特征圖表。
圖11是顯示實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR、目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT、快速的空載時間補償滑動轉(zhuǎn)速命令值、空載時間無補償?shù)幕瑒愚D(zhuǎn)速命令值和實際壓差(PA-PR)中的變化的時間圖。
圖12是顯示基于本實施例的滑動控制系統(tǒng)實現(xiàn)的預(yù)先確定的空載時間補償方法的實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR、目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT、快速的空載時間補償滑動轉(zhuǎn)速命令值、空載時間無補償?shù)幕瑒愚D(zhuǎn)速命令值、預(yù)先確定的空載時間補償滑動轉(zhuǎn)速命令值，以及實際壓差(PA-PR)的變化的時間圖。
圖13A是顯示模擬結(jié)果的時間圖，顯示了通過三個不同的控制系統(tǒng)(即，快速簡單地考慮了一個固定空載時間的快速的空載時間補償系統(tǒng)，沒有任何時間段(沒有任何時間延遲)，實現(xiàn)預(yù)先確定的空載時間補償?shù)膶嵤├幕瑒涌刂葡到y(tǒng)，以及空載時間非補償系統(tǒng)，(不執(zhí)行任何空載時間補償))獲得的實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR和滑動轉(zhuǎn)速命令值的實際變化。
圖13B是一個顯示模擬結(jié)果的時間圖，顯示了通過快速的空載時間補償系統(tǒng)、實現(xiàn)了預(yù)先確定的空載時間補償?shù)谋緦嵤├幕瑒涌刂葡到y(tǒng)，以及空載時間非補償系統(tǒng)獲得的實際壓差(PA-PR)和壓差命令值的變化。
圖13C是一個顯示模擬結(jié)果的時間圖，顯示了通過快速的空載時間補償系統(tǒng)、實現(xiàn)了預(yù)先確定的空載時間補償?shù)谋緦嵤├幕瑒涌刂葡到y(tǒng)，以及空載時間非補償系統(tǒng)獲得的反饋補償器的輸出信號值的變化(參見圖2的S104)。
圖14是一個顯示目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值相對于從前饋控制到反饋控制的切換點開始的消逝時間的變化的特性曲線圖。
圖15是說明了一種基于從前饋控制到反饋控制的切換點開始的消逝時間以及恰在切換點前計算出的實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR的縮小的時間率確定空載時間的方法的說明圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在請參看各附圖，尤其請參看圖1，該圖顯示了本實施例的扭矩變換器滑動鎖定控制系統(tǒng)。為簡單起見，省略了鎖定扭矩變換器1的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述，因為扭矩變換器1是公知的。從圖1的示意圖可以看出，扭矩變換器1包括泵葉輪(未編號)，其充當(dāng)扭矩變換器輸入元件，連接到發(fā)動機曲軸并與發(fā)動機曲軸的旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)；渦輪(未編號)，充當(dāng)扭矩變換器輸出元件，其連接到自動變速器的變速齒輪組的輸入軸；鎖定離合器2，在不需要扭矩波動吸收功能和扭矩積性功能以消除內(nèi)部滑移并提高燃油效率的發(fā)動機/車輛運轉(zhuǎn)狀況的條件下，通過該鎖定離合器2，泵葉輪(扭矩變換器輸入元件)和渦輪(扭矩變換器輸出元件)直接耦合并彼此完全嚙合，或者，泵葉輪(扭矩變換器輸入元件)和渦輪(扭矩變換器輸出元件)根據(jù)鎖定離合器2的滑動鎖定控制部分地彼此嚙合。鎖定離合器2的鎖定離合器嚙合力的大小根據(jù)鎖定離合器施加壓力(即，施加壓力)PA和鎖定離合器釋放壓力(即，釋放壓力)PR之間的壓差(PA-PR)來確定。壓差(PA-PR)表示鎖定離合器嚙合壓力。
當(dāng)施加壓力PA低于釋放壓力PR時，鎖定離合器2被釋放(或脫離)，因此，扭矩變換器1在泵葉輪和渦輪彼此脫開的扭矩變換器狀態(tài)(即，變換器狀態(tài))下操作，因此，不進(jìn)行泵葉輪和渦輪(輸入和輸出元件)之間的相對旋轉(zhuǎn)的速度，即，鎖定扭矩變換器1的滑動轉(zhuǎn)速的滑動鎖定控制(滑動控制)。
相反，當(dāng)施加壓力PA高于釋放壓力PR，且壓差(PA-PR)低于預(yù)先確定的壓差時，鎖定離合器2被對應(yīng)于壓差(PA-PR)的鎖定離合器嚙合力嚙合。在此條件下，扭矩變換器輸入和輸出元件之間的相對旋轉(zhuǎn)的速度，即，鎖定扭矩變換器1的滑動轉(zhuǎn)速根據(jù)對應(yīng)于壓差(PA-PR)的鎖定離合器嚙合力的大小而進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)。這樣的部分鎖定離合器嚙合狀態(tài)被稱為“滑動控制狀態(tài)”。
當(dāng)壓差(PA-PR)超過預(yù)先確定的壓差時，鎖定離合器2切換到完全嚙合狀態(tài)，在該狀態(tài)下，在扭矩變換器輸入和輸出元件之間沒有相對旋轉(zhuǎn)。這樣的完全嚙合狀態(tài)被稱為“鎖定狀態(tài)”。
施加壓力PA的大小和釋放壓力PR的大小通過滑動控制閥3進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制。實際上，滑動控制閥3響應(yīng)從負(fù)載循環(huán)(dutycycle)控制的鎖定螺線管閥4輸出的信號壓力Ps，用于調(diào)節(jié)或控制施加壓力PA和釋放壓力PR。下文將描述鎖定螺線管閥4和滑動控制閥3中的每一個的細(xì)節(jié)。
如圖1所示，鎖定螺線管閥4通過其進(jìn)氣口接收穩(wěn)定的導(dǎo)向壓力(pilot pressure)PP(充當(dāng)初始壓力)，并從其出口輸出信號壓力Ps。鎖定螺線管閥4被設(shè)計為產(chǎn)生信號壓力Ps，以便信號壓力Ps的大小隨著從電子控制單元(ECU)或鎖定控制器5的輸出接口輸出的負(fù)載循環(huán)調(diào)制脈沖寬度信號(螺線管驅(qū)動信號SDUTY)的所希望的螺線管驅(qū)動負(fù)載循環(huán)值D的增大而增大。
另一方面，滑動控制閥3包括一個具有線軸(spool)的卷軸式閥門(spool valve)，其中，來自鎖定螺線管閥4的導(dǎo)向壓力Ps和反饋的釋放壓力PR都對線軸的一端起作用，其中，作為一個反向壓力，彈簧3a的彈簧偏壓和反饋的施加壓力PA都對線軸的另一端起作用。根據(jù)來自鎖定螺線管閥4的信號壓力Ps的上升，對應(yīng)于施加壓力PA和釋放壓力PR之間的壓差(PA-PR)的鎖定-離合器嚙合壓力，從負(fù)值通過“0”逐漸上升到正值，以便發(fā)生從變換器狀態(tài)到滑動控制狀態(tài)的過渡。當(dāng)信號壓力Ps進(jìn)一步上升時，壓差(PA-PR)，即，鎖定離合器嚙合壓力超過預(yù)先確定的正的嚙合-壓力值，以便從滑動控制狀態(tài)過渡到鎖定狀態(tài)。從上文可以看出，由不等式PR＞PA代表的負(fù)的鎖定離合器嚙合壓力(PA-Pa)表示，扭矩變換器1在變換器狀態(tài)操作，或者，表示從其他操作模式切換到變換器操作模式(變換器狀態(tài))。由不等式PR＜PA代表的并小于預(yù)先確定的正的嚙合-壓力值的正的鎖定離合器嚙合壓力(PA-PR)，表示扭矩變換器1在滑動控制狀態(tài)下操作。因此，在滑動控制狀態(tài)，在低于預(yù)先確定的閾值(預(yù)先確定的正的嚙合-壓力值)的壓力范圍內(nèi)增大正的鎖定離合器嚙合壓力(PA-Pa)表示鎖定離合器嚙合容量增大。即，壓差(PA-PR)等于鎖定離合器嚙合壓力，鎖定離合器2的嚙合的容量與鎖定離合器嚙合壓力(壓差(PA-PR))成比例。扭矩變換器輸入和輸出元件之間的相對旋轉(zhuǎn)的速度，即，鎖定扭矩變換器1的滑動轉(zhuǎn)速隨著鎖定離合器嚙合容量的增大而趨于減小。當(dāng)正的鎖定離合器嚙合壓力(PA-PR)達(dá)到預(yù)先確定的正的嚙合壓力值，因此鎖定扭矩變換器滑動轉(zhuǎn)速(輸入和輸出元件之間轉(zhuǎn)速差)變成零時，發(fā)生從滑動控制狀態(tài)到鎖定狀態(tài)的過渡。
如圖1所示，ECU(鎖定控制器)5通常包括微型計算機。ECU 5包括輸入/輸出接口(I/O)、存儲器(RAM、ROM)和微處理器或中央處理單元(CPU)。ECU 5的輸入/輸出接口(I/O)從各種發(fā)動機/車輛傳感器(即，電源電壓傳感器6、葉輪轉(zhuǎn)速傳感器7、渦輪轉(zhuǎn)速傳感器8、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器9、油門開度傳感器10和自動變速器用油(ATF)溫度傳感器11)接收輸入信息。電源電壓傳感器6用于檢測電源電壓Vig。葉輪轉(zhuǎn)速傳感器7用于檢測泵葉輪的轉(zhuǎn)速，即，葉輪速度ωIR，其等于發(fā)動機轉(zhuǎn)速。渦輪轉(zhuǎn)速傳感器8用于檢測渦輪的轉(zhuǎn)速，即，渦輪轉(zhuǎn)速ωTR，其等于扭矩變換器輸出速度。輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器9用于檢測變速器輸出速度NOUT，該速度被視為車輛速度VSP。油門開度傳感器10用于檢測油門開度TVO，該油門開度被視為發(fā)動機負(fù)載。ATF溫度傳感器11用于檢測自動變速器(或扭矩變換器1)的工作流體溫度TATF。在ECU 5內(nèi)，中央處理單元(CPU)允許通過I/O接口訪間來自以前討論的發(fā)動機/車輛傳感器6-11的輸入信息數(shù)據(jù)信號。ECU 5的CPU能夠執(zhí)行必需的算術(shù)及邏輯運算，例如，如圖2以方框圖的形式所示的多種算術(shù)運算，以便確定具有所希望的螺線管驅(qū)動負(fù)載循環(huán)值D的以前討論的螺線管驅(qū)動信號SDUTY，并基于來自電源電壓傳感器6的表示電源電壓Vig的信號，補償所希望的螺線管驅(qū)動負(fù)載循環(huán)值D，從而執(zhí)行稍后描述的預(yù)先確定的滑動控制。計算結(jié)果(算術(shù)計算結(jié)果)，即，計算出的輸出信號，例如，具有所希望的螺線管驅(qū)動負(fù)載循環(huán)值D的螺線管驅(qū)動信號SDUTY，通過ECU 5的輸出接口電路被中繼到輸出級，即，扭矩變換器滑動控制系統(tǒng)中包含的鎖定螺線管閥4。
現(xiàn)在請參看圖2，該圖以方框圖的形式顯示了本實施例的滑動控制系統(tǒng)執(zhí)行的滑動鎖定控制所需要的基本算術(shù)處理、補償和估計部分的詳細(xì)信息。
在圖2中，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT計算部分S100基于發(fā)動機/車輛運轉(zhuǎn)狀況，如車輛速度VSP(由輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器9檢測到的變速器輸出速度NOUT來估計)，油門開度TVO、ATF溫度傳感器11檢測到的工作流體溫度TATF和變速器的所選齒輪比(所選變速器傳動比)iP來估計、計算或設(shè)置目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT，并考慮較小的扭矩波動和低噪聲/振動級，例如低的轟隆噪聲。
實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR計算部分S103通過從渦輪轉(zhuǎn)速ωTR減去葉輪速度ωIR用算術(shù)方法計算實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR(＝ωIR-ωTR)。葉輪速度ωIR(即，扭矩變換器輸入速度)相當(dāng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne，而渦輪轉(zhuǎn)速ωTR(即，扭矩變換器輸出速度)相當(dāng)于變速器的主要轉(zhuǎn)速。
參考符號S101A和S101B表示的預(yù)先補償器通過第一補償過濾器S101A計算第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC1，還通過第二補償過濾器S101B計算第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC2，以上計算通過如此的方式進(jìn)行，以便預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT，并將同一個(ωSLPT)設(shè)置為基于設(shè)計人員的希望確定的所希望的響應(yīng)。具體來說，在第一補償過濾器S101A內(nèi)，第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC1根據(jù)下列表達(dá)式(1)來計算。
ωSLPTC1＝GR(s)×ωSLPT(1)其中GR(s)是被設(shè)置為適合于基于設(shè)計人員的希望確定的所希望的響應(yīng)的傳遞函數(shù)，ωSLPT表示通過目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT計算部分S100計算的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速。即，第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC1對應(yīng)于參考模型輸出。
在第二個補償過濾器S101B內(nèi)，第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC2據(jù)下列表達(dá)式(2)來計算。
ωSLPTC2＝GM(s)×ωSLPT(2)其中GM(s)對應(yīng)于前饋(FF)補償器，該補償器由公式GM(s)＝GR(S)/P(S)定義，其中GR(S)是以前討論的參考模型，P(s)是通過對充當(dāng)受控系統(tǒng)的鎖定離合器滑動旋轉(zhuǎn)部分建模獲得的傳遞函數(shù)。
滑動轉(zhuǎn)速偏差ωSLPER計算部分S102用算術(shù)方法計算第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC1和實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR之間的滑動轉(zhuǎn)速錯誤偏差(即，滑動轉(zhuǎn)速偏差)ωSLPER。
滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC計算部分S104包括反饋(FB)補償器，該補償器用于抑制或降低以前記錄的滑動轉(zhuǎn)速偏差ωSLPER。在所顯示的實施例的系統(tǒng)中，滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC計算部分S104的FB補償器包括比例-積分(PI)控制器，并帶有兩項，其中，PI控制器的輸出是比例項和積分項目的總和，每一項都具有可調(diào)整的增益。具體來說，PI控制器(FB補償器S104)的輸出，即，第一滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC1用下列公式(3)表示。
ωSLPC1＝KP·ωSLPER+(KI/S)·ωSLPER(3)其中，KP表示比例增益(比例常數(shù))，KI表示積分增益(積分常數(shù))，s表示微分算子，ωSLPER表示通過滑動轉(zhuǎn)速偏差ωSLPER計算部分S102計算的滑動轉(zhuǎn)速偏差。滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC計算部分S104的輸出，即，作為控制輸入的滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC通過一個加法器用算術(shù)方法計算，該加法器將FB補償器的輸出，即，第一滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC1與預(yù)先補償器的第二補償過濾器S101B的輸出(即，第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC2)相加(參見下列公式(4))。
ωSLPC＝ωSLPC1+ωSLPTC2(4)滑動轉(zhuǎn)速增益gSLPC計算部分S106基于如圖4所示的預(yù)編程的ωTR-gSLPC特征圖的有關(guān)渦輪轉(zhuǎn)速ωTR的最新信息計算或檢索滑動轉(zhuǎn)速增益gSLPC?；瑒愚D(zhuǎn)速增益gSLPC被定義為滑動轉(zhuǎn)速與扭矩變換器扭矩的比率?；瑒愚D(zhuǎn)速增益gSLPC隨著各種發(fā)動機/車輛運轉(zhuǎn)狀況而變化，這些運轉(zhuǎn)狀況如驅(qū)動狀態(tài)，即，扭矩(功率)從發(fā)動機轉(zhuǎn)移到驅(qū)動輪的車輛的驅(qū)動狀況，滑行狀態(tài)，即，扭矩(功率)從驅(qū)動輪轉(zhuǎn)移到發(fā)動機的車輛的滑行狀況。因此，滑動轉(zhuǎn)速增益gSLPC隨著渦輪轉(zhuǎn)速ωTR而變化。由于上文討論的原因，基于如圖4所示的預(yù)編程的ωTR-gSLPC特征圖的渦輪轉(zhuǎn)速ωTR的當(dāng)前值確定滑動轉(zhuǎn)速增益gSLPC。
目標(biāo)變換器扭矩tCNVC計算部分S105根據(jù)下列公式(5)用算術(shù)方法計算目標(biāo)變換器扭矩tCNVCtCNVC＝ωSLPC/gSLPC(5)發(fā)動機輸出扭矩tEH估計部分S108首先基于如圖5所示的預(yù)編程的Ne-TVO-tEs特征圖的發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和油門開度TVO確定或檢索發(fā)動機扭矩tEs。然后，發(fā)動機輸出扭矩tEH估計部分S108基于從圖中檢索到的發(fā)動機扭矩tES確定或計算發(fā)動機扭矩估計值tEH，并考慮到發(fā)動機動態(tài)特征，即，時間常數(shù)TED的一階時滯(參見下列公式(6))。
tEH＝tES/(1+TED·s) (6)目標(biāo)鎖定離合器嚙合容量tLU計算部分S107通過從發(fā)動機扭矩估計值tEH減去目標(biāo)變換器扭矩tCNVC來用算術(shù)方法計算目標(biāo)鎖定離合器嚙合容量tLU(參見下列公式(7))。
tLU＝tEH-tCNVC(7)鎖定離合器嚙合壓力命令值PLUC計算部分S109確定取得目標(biāo)鎖定離合器嚙合容量tLU的當(dāng)前值所需要的鎖定離合器嚙合壓力命令值PLUC。具體來說，鎖定離合器嚙合壓力命令值PLUC計算部分S109基于如圖6所示的預(yù)編程的tLU-PLUC特征圖的目標(biāo)鎖定離合器嚙合容量的當(dāng)前值檢索鎖定離合器嚙合壓力命令值PLUC。
螺線管驅(qū)動信號SDUTY計算部分S110基于檢索到的鎖定離合器嚙合壓力命令值PLUC確定螺線管驅(qū)動信號SDUTY的所希望的螺線管驅(qū)動負(fù)載循環(huán)值D，以便使實際鎖定離合器嚙合壓力更接近于鎖定離合器嚙合壓力命令值PLUC。以前討論的部分S105-S110充當(dāng)驅(qū)動信號判斷部分(S105-S110)，該部分基于滑動轉(zhuǎn)速命令值(ωSLPC)確定驅(qū)動信號(SDUTY)。
空載時間處理部分S111對第一補償過濾器S101A(參考模型)的輸出，即，第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC1(參考模型輸出)進(jìn)行空載時間處理，并考慮扭矩變換器1的鎖定離合器機制的滑動鎖定控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，以便產(chǎn)生空載時間處理的輸出(或空載時間補償輸出)。圖3的方框圖顯示了本實施例的滑動鎖定控制系統(tǒng)的基本單元，對應(yīng)于圖2的方框圖中顯示的預(yù)先補償器的的第一和第二補償過濾器S101A和S101B(包含F(xiàn)F補償器)、空載時間處理部分S111、滑動轉(zhuǎn)速偏差ωSLPER計算部分S102，滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC計算部分S104(包含F(xiàn)B補償器)。在圖3中，r表示參考輸入，而y表示輸出。
現(xiàn)在請參看圖7A-7F，該圖顯示了圖2中的方框圖表示的本實施例的滑動鎖定控制系統(tǒng)所獲得的控制操作。具體來說，圖7A顯示了發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的變化，圖7B顯示了主要速度(primaryspeed)，即，渦輪轉(zhuǎn)速ωTR的變化，圖7C顯示了實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR、目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT和滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC的變化。圖7D顯示了壓差(PA-PR)的變化，圖7E顯示了車輛速度VSP的變化，圖7F顯示了油門開度TVO的變化。在時間t0(鎖定操作起點)，鎖定離合器2開始從脫離狀態(tài)切換到嚙合狀態(tài)。時間t3是鎖定離合器2完全嚙合的時間點。在從時間t0到時間t1的時間間隔內(nèi)，即，鎖定離合器2從脫離狀態(tài)(釋放狀態(tài))切換到完全嚙合狀態(tài)(鎖定狀態(tài))的時間段(t0-t3)的第一時間段(t0-t1)，鎖定離合器施加壓力PA和鎖定離合器釋放壓力PR之間的壓差(PA-PR)通過前饋控制(開環(huán)控制)而上升，以便扭矩變換器1從扭矩變換器狀態(tài)切換到滑動控制狀態(tài)。在當(dāng)實際滑動轉(zhuǎn)速降低到低于預(yù)先確定的滑動轉(zhuǎn)速條件的時間點t1，ECU 5的處理器確定，鎖定離合器2的操作狀態(tài)已經(jīng)切換到滑動鎖定狀態(tài)，在該狀態(tài)下，在扭矩變換器輸入和輸出元件之間存在相對旋轉(zhuǎn)。因此，在時間點t1，鎖定離合器2的控制模式從前饋控制切換到反饋控制，同時，滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC計算部分S104的FB補償器的內(nèi)部變量被初始化。從時間段(t0-t3)的t1(對于第二時間段(t1-t3)，壓差(PA-PR)通過反饋控制來進(jìn)行控制，以便使實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR更接近于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT。在時間點t2，開始進(jìn)行速度改變操作(自動變速器的換檔)，即，渦輪轉(zhuǎn)速ωTR趨于基本穩(wěn)定。因此，在時間t2，為了使鎖定離合器2完全嚙合，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT被調(diào)整到“0”。如上文所討論的，從t1到t2的時間段對應(yīng)于一個車輛速度范圍，在該車輛速度范圍，扭矩變換器1處于滑動鎖定控制狀態(tài)，但還沒有開始自動變速器的調(diào)檔。在此時間段(或在此車輛速度范圍)，主要速度，即，渦輪轉(zhuǎn)速ωTR處于增大的過程中。因此，不是將目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT調(diào)節(jié)到“0”，而是將目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT設(shè)置或調(diào)整到小的轉(zhuǎn)速差，如10rpm，以便允許在扭矩變換器輸入和輸出元件之間有較小的相對旋轉(zhuǎn)速度。
現(xiàn)在請看圖10，該圖顯示了將對應(yīng)于由圖10中的空心圓表示的B輸出特征的空載時間補償輸出的基本輸出特征(或空載時間處理部分S111產(chǎn)生的空載時間處理的輸出)、空載時間無補償?shù)妮敵龅妮敵鎏卣?或由圖10中的黑色的點表示的參考模型輸出，換句話說，由預(yù)先補償器的第一補償過濾器S101A產(chǎn)生的第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC1)、以及對應(yīng)于A輸出特征的從快速的空載時間補償系統(tǒng)輸出的所謂的快速的空載時間補償輸出的輸出特征進(jìn)行比較的結(jié)果。A輸出特征在預(yù)先確定的時間段Ttransit內(nèi)由虛線表示，并等于在預(yù)先確定的時間段Ttransit之后的空載時間處理的輸出(由圖10中的空心圓表示的B輸出特征)。從如圖10所示的輸出特征圖表可以看出，固定的空載時間是滑動控制系統(tǒng)的預(yù)先確定的采樣時間間隔或預(yù)先確定的控制周期(如20毫秒)的兩倍。也就是說，假設(shè)滑動控制系統(tǒng)的預(yù)先確定的控制周期是20毫秒，則固定的空載時間是40毫秒。在從前饋控制切換到反饋控制并因此滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC計算部分S104的FB補償器的內(nèi)部變量被初始化的初始化點，空載時間暫時被設(shè)置為“0”，結(jié)果，空載時間處理部分S111的輸出與參考模型輸出相同(參見由圖10中的空心圓表示的B輸出特征和由黑色的點表示的參考模型輸出特征的交叉點)。從由圖10中的空心圓表示的B輸出特征的前一半(參見在預(yù)先確定的時間段Ttransit內(nèi)產(chǎn)生的B輸出特征的一部分)可看出，在本實施例的系統(tǒng)中，在滑動轉(zhuǎn)速命令值中不立即考慮和反映空載時間。相反，可以從如圖10所示的A輸出特征看出，在快速的空載時間補償系統(tǒng)中，在滑動轉(zhuǎn)速命令值中立即考慮和反映空載時間。也就是說，根據(jù)本實施例的系統(tǒng)，空載時間在一個從參考模型輸出特征到A輸出特征(快速的空載時間補償系統(tǒng)輸出特征)的預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit內(nèi)被逐漸考慮和反映在滑動轉(zhuǎn)速命令值中。在所顯示的實施例的系統(tǒng)中，從參考模型輸出特征到A輸出特征的過渡的預(yù)先確定的時間段Ttransit被設(shè)置為固定的空載時間的兩倍。假設(shè)固定的空載時間是40毫秒，則過渡的預(yù)先確定的時間段Ttransit被設(shè)置為80毫秒。以前描述的B輸出特征(由圖10中的空心圓表示，其對應(yīng)于空載時間處理部分S111產(chǎn)生的空載時間補償輸出或空載時間處理的輸出)，是通過對A輸出(來自快速的空載時間補償系統(tǒng)的快速的空載時間補償輸出)執(zhí)行四舍五入的處理所產(chǎn)生的。
請參看圖8，該圖顯示了確定從前饋控制切換到反饋控制所需要的例程的流程圖。圖8所示的例程是作為每隔預(yù)先確定的采樣時間間隔(如20毫秒)觸發(fā)的時間觸發(fā)的中斷例程執(zhí)行的。
在步驟S10進(jìn)行檢查，以判斷實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR是否小于預(yù)先確定的值m0。當(dāng)由不等式ωSLPR＜m0定義的第一條件滿足，并因此ECU 5判斷鎖定離合器2處于滑動鎖定狀態(tài)(在該狀態(tài)下，在扭矩變換器輸入和輸出元件之間存在相對旋轉(zhuǎn))時，例程從步驟S10進(jìn)入到步驟S13。在步驟S13，反饋控制指示標(biāo)志fFBCALC被設(shè)置為“1”，以便過渡到反饋控制模式。相反，在ωSLPR≥m0的情況下，例程從步驟S10進(jìn)入到步驟S11。
在步驟S11進(jìn)行檢查，以判斷車輛速度VSP是否大于預(yù)先確定的車輛速度閾值V0。當(dāng)由不等式VSP＞V0定義的第二條件滿足時，例程從步驟S11進(jìn)入到步驟S13，以設(shè)置反饋控制指示標(biāo)志fFBCALC，并強制地從前饋控制模式切換到反饋控制模式。相反，在VSP≤V0的情況下，例程從步驟S11進(jìn)入到步驟S12。
當(dāng)以前討論的第一和第二條件兩者都不滿足時，在步驟S12，反饋控制指示標(biāo)志fFBCALC和初始化指示標(biāo)志fINITAL(稍后將描述)兩者都被清“0”。
在步驟S13，如上文所討論的，為了切換到反饋控制模式，反饋控制指示標(biāo)志fFBCALC被設(shè)置為“1”。
請參看圖9，該圖顯示了補償參考模型輸出(由預(yù)先補償器的第一補償過濾器S101A產(chǎn)生的第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC1)，并最后計算滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPT(n)所需要的例程(算術(shù)及邏輯運算)的流程圖，同時逐漸考慮空載時間，以便空載時間在預(yù)先確定的時間段Ttransit(對應(yīng)于固定的空載時間的兩倍)內(nèi)被反映在滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPT(n)中。
首先，在步驟S20進(jìn)行檢查，以判斷反饋控制指示標(biāo)志fFBCALC是否被置位(＝1)或重置(＝0)。當(dāng)反饋控制指示標(biāo)志fFBCALC被重置(即，fFBCALC＝0)時，ECU 5判斷系統(tǒng)處于前饋控制模式，因此，在切換到反饋控制之后沒有必要執(zhí)行算術(shù)及邏輯運算。因此，控制例程的一個周期結(jié)束。相反，當(dāng)反饋控制指示標(biāo)志fFBCALC被置位(即，fFBCALC＝1)時，ECU 5判斷滑動鎖定控制系統(tǒng)的當(dāng)前操作模式已經(jīng)被切換到反饋控制模式。因此，在fFBCALCC＝1的情況下，例程從步驟S20進(jìn)入到步驟S21。
在步驟S21進(jìn)行檢查，以基于初始化指示標(biāo)志fINITAL判斷是否需要在從前饋控制到反饋控制的切換點(在初始化點)執(zhí)行初始化，包括計數(shù)值N(稍后將描述)的初始化和滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC計算部分S104的FB補償器的內(nèi)部變量的初始化。當(dāng)在滿足由fFBCALC＝1定義的條件并因此例程從步驟S20進(jìn)入到步驟S21之后初始化指示標(biāo)志fINITAL保持重置(＝0)，ECU 5判斷需要初始化。因此，在fFBCALC＝1并且fINITAL＝0的情況下，例程從步驟S20通過步驟S21進(jìn)入步驟S22。
在步驟S22，計數(shù)器的計數(shù)值N被初始化為“0”，同時，初始化指示標(biāo)志fINITAL被設(shè)置為“1”。然后，例程從步驟S22進(jìn)入步驟S23。
相反，當(dāng)在滿足由fFBCALC＝1定義的條件并因此例程從步驟S20進(jìn)入到步驟S21之后初始化指示標(biāo)志fINITAL已經(jīng)置位(＝1)，ECU 5判斷已經(jīng)進(jìn)行了初始化。因此，在fFBCALC＝1并且fINITAL＝1的情況下，例程從步驟S20通過步驟S21進(jìn)入步驟S23。
在步驟S23進(jìn)行檢查，以判斷計數(shù)值N是否小于預(yù)先確定的計數(shù)值N0。當(dāng)步驟S23的答案是肯定的(N＜N0)，例程從步驟S23進(jìn)入步驟S24。相反，當(dāng)步驟S23的答案是否定的(N≥N0)時，例程從步驟S23進(jìn)入到步驟S27。預(yù)先確定的計數(shù)值N0被設(shè)置為相當(dāng)于以前描述的預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit，這是在滑動轉(zhuǎn)速命令值中逐漸考慮并反映空載時間所需要的。如前面參考圖10所講述的，在所顯示的實施例的系統(tǒng)中，預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit被設(shè)置為固定的空載時間的兩倍。
在步驟S24中，作為滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPT(n)(＝ωSLPC)的計算的初始階段(在該階段，基于對應(yīng)于圖10的B輸出特征的預(yù)先確定的空載時間補償輸出特征，且在當(dāng)前控制周期考慮并反映了當(dāng)前空載時間)，ECU 5的處理器用算術(shù)方法計算參考模型輸出ωCLPTC1的當(dāng)前值ωSLPTC1(n)和快速的空載時間補償參考模型輸出(對應(yīng)于圖10中的A輸出特征)ωSLPTC1(n-2)之間的差ΔωSLPT，如下所示。
ΔωSLPT＝|ωSLPTC1(n-2)-ωSLPTC1(n)|其中ωSLPTC1(n)表示在當(dāng)前控制周期計算的參考模型輸出值，ωSLPTC1(n-2)表示在兩個周期之前計算的參考模型輸出值。如前所述，固定的空載時間被設(shè)置等于預(yù)先確定的控制周期的兩倍。因此，兩個周期之前計算的參考模型輸出值ωSLPTC1(n-2)對應(yīng)于考慮并反映了固定的空載時間的參考模型輸出。
在步驟S25，根據(jù)下列公式，基于通過步驟S24計算的差ΔωSLPT和當(dāng)前計數(shù)值與預(yù)先確定的計數(shù)值N0(對應(yīng)于預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit)的比率N/N0，計算滑動轉(zhuǎn)速命令值的當(dāng)前值ωSLPT(n)。
ωSLPT(n)＝ΔωSLPT×(N/N0)+ωSLPTC1(n)從上面的公式可以看出，當(dāng)計數(shù)值N達(dá)到預(yù)先確定的計數(shù)值N0(預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit)時，當(dāng)前滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPT(n)與兩個周期之前計算的參考模型輸出值ωSLPTC1(n-1)相同，因為(ωSLPT(n)＝ΔωSLPT×(N0/N0)+ωSLPTC1(n)＝ΔωSLPT+ωSLPTC1(n)＝|ωSLPTC1(n-2)-ωSLPTC1(n)|+ωSLPTC1(n)＝ωSLPTC1(n-2)(參見圖10中的A和B輸出特征之間的收斂點)。
在步驟S26，計數(shù)值N增加“1”，以便測量從初始化點(到反饋控制的切換點)的消逝時間。
在步驟S27，當(dāng)前滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPT(n)被設(shè)置為兩個周期之前計算的參考模型輸出值ωSLPTC1(n-2)(對應(yīng)于其中考慮并反映了固定的空載時間的參考模型輸出)。即，作為當(dāng)前滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPT(n)，其中考慮并反映了固定的空載時間的兩個周期之前計算的參考模型輸出值wSLPTC1(n-2)被輸出，因為預(yù)先確定的計數(shù)值N0(預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit)已經(jīng)到期。
下面將參考如圖11所示的時間圖詳細(xì)描述快速的空載時間補償系統(tǒng)的操作。
關(guān)于圖11的時間圖，時間t0是從前饋控制到反饋控制的切換點(初始化點)。因此，計算或從參考模型輸出導(dǎo)出對目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速的響應(yīng)，即，滑動轉(zhuǎn)速命令值，并考慮實際滑動旋轉(zhuǎn)命令值ωSLPR，這是在切換點t0檢測的，并充當(dāng)初始值。然而，根據(jù)快速的空載時間補償系統(tǒng)，在從t0到t1的時間段內(nèi)，滑動轉(zhuǎn)速命令值保持穩(wěn)定，基本上對應(yīng)于固定的空載時間。因此，由于實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR的暫時增加，施加壓力PA和釋放壓力PR之間的實際壓差(PA-PR)在從t0到t1的時間段內(nèi)臨時下降，這是所不希望的。這是因為壓差(PA-PR)通過前饋控制而提高，直到達(dá)到時間t0，實際上，壓差(PA-PR)的變化反映在實際滑動轉(zhuǎn)速中之前有一個時間延遲。因此，如圖11所示，一旦滑動轉(zhuǎn)速命令值在壓差(PA-PR)已經(jīng)臨時下降之后開始降低，則壓差(PA-PR)開始再次上升。在這樣的情況下，由于壓差(PA-PR)的重新上升，發(fā)動機過度旋轉(zhuǎn)(overrev)有增大的趨勢。
下面將參考如圖12所示的時間圖詳細(xì)描述能夠執(zhí)行預(yù)先確定的空載時間補償(參見圖10中的B輸出特征)的本實施例的滑動控制系統(tǒng)的操作。
關(guān)于圖12的時間圖，時間t0是從前饋控制到反饋控制的切換點(初始化點)。在此切換點，滑動轉(zhuǎn)速命令值被初始化或設(shè)置為初始值，即，涉及實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR的最新的輸入信息。在t0之后，根據(jù)預(yù)先確定的空載時間補償輸出特征(對應(yīng)于圖10的B輸出特征)，逐漸在滑動轉(zhuǎn)速命令值中考慮并反映空載時間，根據(jù)本實施例的系統(tǒng)的預(yù)先確定的空載時間補償方法，滑動轉(zhuǎn)速命令值被適當(dāng)?shù)匮a償。因此，甚至在從t0到t1的時間段內(nèi)，滑動轉(zhuǎn)速命令值趨于適當(dāng)?shù)亟档?，結(jié)果，壓差(PA-PR)趨于不斷地適當(dāng)?shù)靥岣摺＿@就防止了恰在FF到FB切換點t0之后發(fā)生的如上文所討論的壓差(PA-PR)的不希望的下降，從而有效地抑制發(fā)動機過度旋轉(zhuǎn)的情況。
現(xiàn)在請參看圖13A-13B，這些圖顯示了三個不同的控制系統(tǒng)(即，快速簡單地考慮了空載時間的快速的空載時間補償系統(tǒng)，實現(xiàn)預(yù)先確定的空載時間補償?shù)谋緦嵤├幕瑒涌刂葡到y(tǒng)，以及不執(zhí)行任何空載時間補償?shù)目蛰d時間非補償系統(tǒng))獲得的模擬結(jié)果。圖13A、13B和13C分別顯示了實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR和滑動轉(zhuǎn)速命令值之間的關(guān)系、實際壓差(PA-PR)和壓差命令值之間的關(guān)系，以及滑動轉(zhuǎn)速命令值ωSLPC計算部分S104的反饋補償器的輸出信號值的變化。在圖13A-13C中，一個時間(3秒)是從前饋到反饋的切換點。
在沒有考慮任何空載時間的空載時間非補償系統(tǒng)的情況下，系統(tǒng)快速響應(yīng)。然而，系統(tǒng)輸出趨于相對于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT超調(diào)(overshoot)。
在快速考慮了空載時間的快速的空載時間補償系統(tǒng)的情況下，系統(tǒng)輸出相對于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT沒有超調(diào)。然而，卻存在系統(tǒng)響應(yīng)稍慢的缺點。
與上文的描述相比，如圖13A-13C中的實線所示，在實現(xiàn)預(yù)先確定的空載時間補償?shù)谋緦嵤├幕瑒涌刂葡到y(tǒng)的情況下，系統(tǒng)輸出相對于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速ωSLPT沒有超調(diào)。此外，本實施例的滑動控制系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)比快速的空載時間補償系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)更快。這確保了在從前饋控制過渡到反饋控制之后的平穩(wěn)的系統(tǒng)輸出特征。
在從前饋控制切換到反饋滑動控制之前鎖定離合器2的壓差(PA-PR)適當(dāng)?shù)厣仙能囕v的工作條件下，本發(fā)明的發(fā)明人確保得到如圖13A-13C所示的模擬結(jié)果。因此，在圖13A-13C中，本實施例的滑動控制系統(tǒng)的預(yù)先確定的空載時間補償方法獲得的模擬結(jié)果與快速簡單地考慮了空載時間的快速的空載時間補償系統(tǒng)獲得的模擬結(jié)果之間的差別非常小。相反，假設(shè)在前饋控制模式下鎖定離合器2的壓差(PA-PR)的上升的時間率相對比較大的車輛的工作條件下，本實施例的滑動控制系統(tǒng)的預(yù)先確定的空載時間補償方法獲得的模擬結(jié)果與快速簡單地考慮了空載時間的快速的空載時間補償系統(tǒng)獲得的模擬結(jié)果之間的差別可能相當(dāng)大。這是因為，由于鎖定離合器2的壓差(PA-PR)顯著上升而發(fā)生的滑動轉(zhuǎn)速中產(chǎn)生的變化的時間延遲不可忽略。
對壓差(PA-PR)的變化的系統(tǒng)響應(yīng)(實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR中的變化)隨著壓差(PA-PR)的大小成比例地變化。因此，優(yōu)選情況下，根據(jù)恰在前饋到反饋切換點前面產(chǎn)生的壓差(PA-PR)(換句話說，鎖定離合器嚙合壓力或鎖定離合器嚙合容量)和/或?qū)嶋H滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR的減小的時間率(換句話說，鎖定離合器嚙合壓力增大的時間率或鎖定離合器嚙合容量增大的時間率)設(shè)置或確定以前描述的預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit。圖15顯示了空載時間的設(shè)置，以及預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit與實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLpR減小的時間率之間的關(guān)系的示例。根據(jù)如圖15所示的預(yù)先確定的空載時間設(shè)置特征(預(yù)先確定的空載時間特征)，實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR減小的時間率越大，預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit越長。具體來說，如圖15中的實線所示，在實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR減小的時間率相對小的情況下，在時間t0空載時間是“0”，并在t0到t2的時間段(t0-t2)以線性方式逐漸從“0”增大到滑動控制系統(tǒng)所特有的空載時間等效值L(對應(yīng)于以前討論的固定的空載時間)。當(dāng)時間段(t0-t2)到期之后，空載時間被固定為空載時間等效值L。另一方面，如圖15中的虛線所示，在實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR減小的時間率相對大的情況下，在時間t0空載時間是“0”，并在從t0到t2之后一個時間的較長的時間段以線性方式逐漸從“0”增大到空載時間等效值L(對應(yīng)于以前討論的固定的空載時間)。當(dāng)該相對較長的時間段到期之后，空載時間被固定到空載時間等效值L。預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit的如前所述的設(shè)置(或預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit的空載時間的設(shè)置)提供了下列效果。
如上文所述，隨著在前饋到反饋的切換點之前獲得的實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR縮小的時間率增大，實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR與恰在前饋到反饋的切換點之后獲得的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值(或滑動轉(zhuǎn)速命令值)之間的偏差趨于增大。因此，如參考圖15所講述的，隨著在前饋到反饋的切換點之前獲得的實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR縮小的時間率的增大，預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit趨于相對比較長。這就有效地抑制實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR和恰在前饋到反饋的切換點之后獲得的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值(或滑動轉(zhuǎn)速命令值)之間的偏差發(fā)生人們所不希望的增大。
從上文可以看出，在本實施例的滑動控制系統(tǒng)中，目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值(確切地說，預(yù)先補償器的第一補償過濾器S101A預(yù)先補償和產(chǎn)生的第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值ωSLPTC1，即，參考模型輸出)通過本實施例的預(yù)先確定的空載時間補償方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮a償，在目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中逐漸地考慮并反映滑動控制系統(tǒng)中包含的空載時間組件?？蛰d時間補償?shù)幕蚩蛰d時間處理的輸出被提供到反饋補償器(反饋控制)。因此，不管是否存在滑動控制系統(tǒng)中包含的空載時間，預(yù)先補償器下游的反饋控制輸入可以通過由本實施例的系統(tǒng)取得的預(yù)先確定的空載時間補償而得到適當(dāng)?shù)难a償并調(diào)整到一個合適的值。這就加強了反饋控制系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性，因此，超調(diào)和下沖(undershoot)發(fā)生情況的較小。
此外，根據(jù)本實施例的滑動控制系統(tǒng)，在前饋到反饋的切換點，預(yù)先補償器被初始化，以便恰在切換到反饋控制之后目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值被初始化為有關(guān)實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR的最新信息。并且空載時間被重置為“0”。在本實施例的滑動控制系統(tǒng)中，如圖15所示，空載時間被可變地設(shè)置、調(diào)節(jié)或確定，以便空載時間在從前饋到反饋切換點的預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit(預(yù)先確定的時間延遲)內(nèi)從“0”逐漸增大到滑動控制系統(tǒng)所特有的預(yù)先確定的空載時間等效值L。因此，本實施例的系統(tǒng)進(jìn)一步提供了下列效果。
根據(jù)以前描述的快速簡單地考慮了一個固定空載時間的沒有任何時間段(沒有任何時間延遲)的快速的空載時間補償系統(tǒng)，從圖11可以看出，實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR與恰在前饋到反饋的切換點之后獲得的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值(或滑動轉(zhuǎn)速命令值)之間的偏差變大，從而反饋控制的變量也變大。這就導(dǎo)致鎖定離合器嚙合容量波動變大，換句話說，產(chǎn)生不希望的動力系沖擊(power train shock)。相反，根據(jù)實現(xiàn)預(yù)先確定的空載時間補償(在從前饋到反饋切換點的預(yù)先確定的過渡時間段Ttransit內(nèi)，空載時間從“0”逐漸增大到滑動控制系統(tǒng)所特有的預(yù)先確定的空載時間等效值L)的本實施例的滑動控制系統(tǒng)，如圖10和12所示，空載時間通過四舍五入方法取整(參見圖10中的從A輸出特征到B輸出特征的改變，以及從表示由快速的空載時間補償系統(tǒng)獲得的由如圖12所示的細(xì)實線表示的滑動轉(zhuǎn)速命令值的特征到表示由本實施例的滑動控制系統(tǒng)獲得的、并由圖12中的粗實線表示的滑動轉(zhuǎn)速命令值特征的改變)。因此，在本實施例的系統(tǒng)中，可以有效地防止或抑制實際滑動轉(zhuǎn)速ωSLPR與恰在前饋到反饋的切換點之后獲得的目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值(或滑動轉(zhuǎn)速命令值)之間的偏差不希望地增大，由此適當(dāng)?shù)亟档头答伩刂频淖兞俊＿m當(dāng)?shù)亟档头答伩刂频淖兞繒行У匾种奇i定離合器嚙合容量的波動(換句話說，人們所不希望的動力系沖擊)。
這里引用了日本專利申請No.2002-383017(2002年12月申請)的全部內(nèi)容作為參考。
雖然前述的內(nèi)容是實施了本發(fā)明的優(yōu)選的實施例的描述，可以理解，本發(fā)明不僅限于這里顯示和描述的特定的實施例，在不偏離下面的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種帶有扭矩變換器的自動變速器的滑動控制系統(tǒng)，包括鎖定離合器，該鎖定離合器位于所述扭矩變換器的輸入和輸出元件之間，并且其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速；以及控制單元，該控制單元對嚙合容量進(jìn)行反饋控制，該控制單元包括(a)目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速計算部分，該部分基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；(b)預(yù)先補償部分，該部分預(yù)先補償所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以便產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值；(c)滑動轉(zhuǎn)速偏差計算部分，該部分計算所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值與實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；(d)反饋補償部分，該部分基于所述滑動轉(zhuǎn)速偏差對嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以便使所述實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及(e)空載時間處理部分，該部分補償所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，并在該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中考慮所述滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，以便向所述反饋補償部分提供空載時間補償輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于該滑動控制系統(tǒng)包括一個前饋控制系統(tǒng)，該前饋控制系統(tǒng)通過開環(huán)控制在自動鎖定時間段的第一時間段內(nèi)控制嚙合容量，在該自動鎖定時間段內(nèi)，所述鎖定離合器從釋放狀態(tài)切換到完全嚙合狀態(tài)；以及一個反饋控制系統(tǒng)，該反饋控制系統(tǒng)通過閉環(huán)控制在該自動鎖定時間段的第二時間段內(nèi)控制嚙合容量，以及其中，在從開環(huán)控制到閉環(huán)控制的切換點，所述預(yù)先補償部分被初始化，同時所述空載時間被重置為零，該空載時間被可變地調(diào)整，以便在從切換點開始的預(yù)先確定的過渡時間段內(nèi)從零逐漸增大到該滑動控制系統(tǒng)所特有的預(yù)先確定的空載時間等效值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段是根據(jù)在所述第一時間段內(nèi)由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量的增大的時間率來確定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段隨著由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量的增大的時間率的增大而延長。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段根據(jù)在所述第一時間段內(nèi)由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量來確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段隨著由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量的增大而延長。
7.一種帶有扭矩變換器的自動變速器的滑動控制系統(tǒng)，包括鎖定離合器，該鎖定離合器位于所述扭矩變換器的輸入和輸出元件之間，其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速；以及控制單元，該控制單元對所述鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，該控制單元包括(a)目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速計算部分，該部分基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；(b)預(yù)先補償部分，該部分預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以便產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值；(c)滑動轉(zhuǎn)速偏差計算部分，該部分計算所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值與實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；(d)反饋補償部分，該部分基于所述滑動轉(zhuǎn)速偏差對所述鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以便使所述實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及(e)空載時間處理部分，該部分補償所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，以便在該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中反映該滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，并向所述反饋補償部分提供空載時間補償輸出，該空載時間是根據(jù)預(yù)先確定的空載時間特征而變化的變量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于該滑動控制系統(tǒng)包括一個前饋控制系統(tǒng)，該前饋控制系統(tǒng)通過開環(huán)控制在自動鎖定時間段的第一時間段控制所述嚙合容量，在該自動鎖定時間段內(nèi)，所述鎖定離合器從釋放狀態(tài)切換到完全嚙合狀態(tài)；以及一個反饋控制系統(tǒng)，該反饋控制系統(tǒng)通過閉環(huán)控制在該自動鎖定時間段的第二時間段內(nèi)控制該嚙合容量，以及其中，在從開環(huán)控制到閉環(huán)控制的切換點，所述預(yù)先補償部分被初始化，以便所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值被初始化為在至反饋控制的切換點獲取的實際滑動轉(zhuǎn)速，同時所述空載時間被重置為零，該空載時間被可變地調(diào)整，以便在從該切換點開始的預(yù)先確定的過渡時間段內(nèi)從零逐漸增大到該滑動控制系統(tǒng)所特有的預(yù)先確定的空載時間等效值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段是根據(jù)在所述第一時間段內(nèi)由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量、以及在該第一時間段內(nèi)由該開環(huán)控制所控制的嚙合容量的增大的時間率中的至少一個確定的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段隨著由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量、由該開環(huán)控制所控制的該嚙合容量增大的時間率中的至少一個的增大而延長。
11.一種帶有扭矩變換器的自動變速器的滑動控制系統(tǒng)，包括鎖定離合器，該鎖定離合器位于所述扭矩變換器的輸入和輸出元件之間，其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速；響應(yīng)信號壓力的滑動控制閥，用于改變鎖定離合器施加壓力和鎖定離合器釋放壓力之間的壓差；鎖定螺線管閥，其響應(yīng)驅(qū)動信號生成信號壓力，用于通過所述滑動控制閥改變所述壓差；以及控制單元，該控制單元通過向所述鎖定螺線管閥輸出所述驅(qū)動信號來對鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，該控制單元包括(a)目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速計算部分，該部分基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；(b)預(yù)先補償部分，該部分包括(i)第一補償過濾器，用于預(yù)先補償所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以便產(chǎn)生對應(yīng)于從表達(dá)式ωSLPTC1＝GR(s)×ωSLPT輸出的參考模型的第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，其中，ωSLPTC1是第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，GR(s)是作為適合于根據(jù)設(shè)計人員的愿望確定的所希望響應(yīng)的傳遞函數(shù)而設(shè)置的參考模型，ωSLPT是所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及(ii)第二補償過濾器，用于預(yù)先補償該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以便根據(jù)公式ωSLPTC2＝GM(s)×ωSLPT產(chǎn)生第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，其中GM(s)對應(yīng)于前饋補償器，該補償器由公式GM(s)＝GR(s)/P(s)定義，其中GR(s)是參考模型，P(s)是通過對充當(dāng)受控系統(tǒng)的鎖定離合器滑動旋轉(zhuǎn)部分建模而獲得的傳遞函數(shù)；(c)滑動轉(zhuǎn)速偏差計算部分，該部分計算所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值和實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；(d)反饋補償部分，該部分基于所述滑動轉(zhuǎn)速偏差對所述鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以便使所述實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，該反饋補償部分包括一個反饋補償器，該補償器產(chǎn)生一個適合于降低所述滑動轉(zhuǎn)速偏差的第一滑動轉(zhuǎn)速命令值；一個加法器，該加法器通過將該第一滑動轉(zhuǎn)速命令值與所述第二目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值相加產(chǎn)生一個滑動轉(zhuǎn)速命令值；(e)空載時間處理部分，該部分補償所述第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，以便在該第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中反映該滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，以及向所述反饋補償器提供空載時間補償輸出，該空載時間是根據(jù)預(yù)先確定的空載時間特征而變化的變量；以及(f)驅(qū)動信號判斷部分，該部分基于所述滑動轉(zhuǎn)速命令值判斷所述驅(qū)動信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述反饋補償器包括一個比例-積分控制器，該比例-積分控制器是由公式ωSLPC1＝KP·ωSLPER+(KI/s)·ωSLPER定義的，其中，KP是比例增益，KI是積分增益，s是微分算子，ωSLPER是滑動轉(zhuǎn)速偏差。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于該滑動控制系統(tǒng)通過開環(huán)控制在自動鎖定時間段的第一時間段內(nèi)控制嚙合容量，并通過閉環(huán)控制在該自動鎖定時間段的第二時間段內(nèi)控制該嚙合容量，在該自動鎖定時間段內(nèi)，所述鎖定離合器從釋放狀態(tài)切換到完全嚙合狀態(tài)，以及其中，在從開環(huán)控制到閉環(huán)控制的切換點，所述第一補償過濾器被初始化，以便所述第一目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值被初始化為在至反饋控制的該切換點獲取的實際滑動轉(zhuǎn)速，同時所述空載時間被重置為零，該空載時間被可變地調(diào)整，以便在從該切換點開始的預(yù)先確定的過渡時間段內(nèi)從零逐漸增大到該滑動控制系統(tǒng)所特有的預(yù)先確定的空載時間等效值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段是根據(jù)在所述第一時間段內(nèi)由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量、以及在該第一時間段內(nèi)由該開環(huán)控制所控制的嚙合容量的增大的時間率中的至少一個來確定的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段隨著由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量、由該開環(huán)控制所控制的嚙合容量增大的時間率中的至少一個的增大而延長。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段是根據(jù)在所述第一時間段內(nèi)由所述開環(huán)控制所產(chǎn)生的壓差、以及在該第一時間段內(nèi)由該開環(huán)控制所控制的壓差增大的時間率中的至少一個來確定的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段隨著由所述開環(huán)控制所產(chǎn)生的壓差、由該開環(huán)控制所產(chǎn)生的壓差增大的時間率中的至少一個的增大而延長。
18.一種用于控制使用了鎖定離合器自動變速器的鎖定扭矩變換器的輸入和輸出元件之間的相對旋轉(zhuǎn)速度的方法，該鎖定離合器位于輸入和輸出元件之間，其嚙合容量是可改變的，用于調(diào)節(jié)輸入和輸出元件之間的實際滑動轉(zhuǎn)速，該方法包括基于發(fā)動機和車輛運轉(zhuǎn)狀況估計目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；預(yù)先補償該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以便產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值；計算該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值和該實際滑動轉(zhuǎn)速之間的滑動轉(zhuǎn)速偏差；通過開環(huán)控制在自動鎖定時間段的第一時間段內(nèi)對嚙合容量進(jìn)行反饋控制，在該自動鎖定時間段內(nèi)，所述鎖定離合器從釋放狀態(tài)切換到完全嚙合狀態(tài)；在該自動鎖定時間段的第二時間段內(nèi)，基于所述滑動轉(zhuǎn)速偏差對所述鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以便使所述實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于所述目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速；以及補償該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，以便在該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中反映該滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征中的空載時間，該空載時間是根據(jù)預(yù)先確定的空載時間特征而變化的變量，以便在從前饋控制到反饋控制的切換點，該空載時間被重置為零，且該空載時間被可變地調(diào)整，以便在從該切換點開始的預(yù)先確定的過渡時間段內(nèi)從零逐漸增大到該滑動控制系統(tǒng)所特有的預(yù)先確定的空載時間等效值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述預(yù)先確定的過渡時間段隨著由所述開環(huán)控制所控制的嚙合容量、由該開環(huán)控制所控制的嚙合容量增大的時間率中的至少一個的增大而延長。
全文摘要
一種鎖定扭矩變換器的滑動控制系統(tǒng)，包括預(yù)先補償器，該預(yù)先補償器預(yù)先補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速，以產(chǎn)生一個目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值。提供了一種反饋補償器，基于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值和實際滑動轉(zhuǎn)速之間的偏差對鎖定離合器的嚙合容量進(jìn)行反饋控制，以便使實際滑動轉(zhuǎn)速更接近于目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速。還提供了一種空載時間處理部分，該部分補償目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值，以在該目標(biāo)滑動轉(zhuǎn)速校正值中反映該滑動控制系統(tǒng)所特有的動態(tài)特征空載時間?？蛰d時間補償輸出被饋送到反饋補償器。該空載時間是根據(jù)預(yù)先確定的空載時間特征而變化的變量。
文檔編號F16H61/14GK1508460SQ200310119779
公開日2004年6月30日 申請日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月5日
發(fā)明者東又章, 瀨川哲 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社