專利名稱：減少自動變速器的動力降檔延遲的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改良的變速器升檔控制，其中即將分離的離合器被控制成以用于下一 個預(yù)期動力降檔的水平被指令。在本發(fā)明的一個方面，一種方法包括產(chǎn)生用于換檔指令的預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信 號；產(chǎn)生對應(yīng)于最小離合器壓力的最小壓力信號；基于最小離合器壓力信號產(chǎn)生用于預(yù)估 離合器扭矩負(fù)載信號的指令離合器壓力信號；以及用指令離合器壓力信號指令離合器的操 作。之后，該方法包括產(chǎn)生換檔指令。在本發(fā)明的另一方面，一種控制車輛變速器的控制模塊包括離合器扭矩負(fù)載預(yù) 估器模塊，所述離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊產(chǎn)生用于換檔指令的預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信 號；以及最小離合器壓力模塊，所述最小離合器壓力模塊產(chǎn)生對應(yīng)于最小離合器壓力的最 小離合器壓力信號?？刂颇K包括壓力指令模塊，所述壓力指令模塊基于最小離合器壓力 信號產(chǎn)生用于預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信號的指令離合器壓力信號并且用指令離合器壓力信 號指令離合器的操作?？刂颇K還包括變速器控制模塊，所述變速器控制模塊在離合器扭 矩預(yù)估器模塊產(chǎn)生預(yù)估離合器信號、最小離合器壓力模塊產(chǎn)生最小離合器壓力信號、以及 壓力指令模塊產(chǎn)生指令離合器壓力信號之后產(chǎn)生換檔指令。方案1. 一種用于控制車輛變速器的方法，包括在產(chǎn)生換檔指令之前產(chǎn)生用于換檔指令的預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信號；產(chǎn)生對應(yīng)于最小離合器壓力的最小離合器壓力信號；基于最小離合器壓力信號產(chǎn)生用于預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信號的指令離合器壓力信號；以及用指令離合器壓力信號指令離合器的操作；以及產(chǎn)生換檔指令。方案2.根據(jù)方案1所述的方法，還包括在離合器滑移點(diǎn)產(chǎn)生測量離合器壓力信號。方案3.根據(jù)方案2所述的方法，還包括基于測量離合器壓力信號產(chǎn)生預(yù)估離合器 扭矩信號扭矩負(fù)載與測量扭矩信號之間的誤差。方案4.根據(jù)方案3所述的方法，還包括將誤差與閾值比較。方案5.根據(jù)方案5所述的方法，還包括調(diào)節(jié)最小離合器壓力。方案6.根據(jù)方案1所述的方法，還包括確定車輛的操作狀態(tài)。方案7.根據(jù)方案6所述的方法，其中，確定操作狀態(tài)包括確定加速踏板位置。方案8.根據(jù)方案6所述的方法，其中，確定操作狀態(tài)包括產(chǎn)生車輛速度信號。方案9.根據(jù)方案8所述的方法，其中，產(chǎn)生離合器壓力包括基于車輛速度信號產(chǎn) 生最小離合器壓力信號。方案10.根據(jù)方案1所述的方法，其中，產(chǎn)生換檔指令包括產(chǎn)生降檔指令。方案11. 一種用于控制車輛變速器的控制模塊，包括離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊，所述離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊產(chǎn)生用于換檔指令 的預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信號；最小離合器壓力模塊，所述最小離合器壓力模塊產(chǎn)生對應(yīng)于最小離合器壓力的最 小離合器壓力信號；
壓力指令模塊，所述壓力指令模塊基于最小離合器壓力信號產(chǎn)生用于預(yù)估離合器 扭矩負(fù)載信號的指令離合器壓力信號并且用指令離合器壓力信號指令離合器的操作；和變速器控制模塊，在離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊產(chǎn)生預(yù)估離合器信號、最小離合 器壓力模塊產(chǎn)生最小離合器壓力信號、以及壓力指令模塊產(chǎn)生指令離合器壓力信號之后， 所述變速器控制模塊產(chǎn)生換檔指令。方案12.根據(jù)方案11所述的控制模塊，還包括離合器壓力測量模塊，所述離合器 壓力測量模塊在離合器滑移點(diǎn)產(chǎn)生測量離合器壓力信號。方案13.根據(jù)方案12所述的控制模塊，還包括誤差確定模塊，所述誤差確定模塊 基于測量離合器壓力信號產(chǎn)生預(yù)估離合器扭矩信號扭矩負(fù)載與測量扭矩信號之間的誤差。方案14.根據(jù)方案13所述的控制模塊，還包括比較模塊，所述比較模塊將誤差與 閾值比較。方案15.根據(jù)方案14所述的控制模塊，還包括壓力調(diào)節(jié)模塊，所述壓力調(diào)節(jié)模塊 響應(yīng)于所述比較調(diào)節(jié)最小離合器壓力。方案16.根據(jù)方案11所述的控制模塊，還包括操作狀態(tài)模塊，所述操作狀態(tài)模塊 確定車輛的操作狀態(tài)。方案17.根據(jù)方案16所述的控制模塊，其中，操作狀態(tài)模塊確定加速踏板位置。方案18.根據(jù)方案16所述的控制模塊，其中，操作狀態(tài)模塊確定車輛速度信號。方案19.根據(jù)方案18所述的控制模塊，其中，最小離合器壓力模塊基于車輛速度 信號產(chǎn)生最小離合器壓力信號。方案20.根據(jù)方案11所述的控制模塊，其中，變速器控制模塊包括降檔變速器控 制模塊，所述降檔變速器控制模塊產(chǎn)生降檔指令。進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域從本文提供的說明顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，說明和具體示例 僅旨在用于說明的目的且并不旨在限制本發(fā)明的范圍。


從詳細(xì)說明和附圖將更充分地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖；圖2是表示變速器離合器致動與相應(yīng)速度比之間的關(guān)系的圖表；圖3是與圖1中的變速器控制模塊和發(fā)動機(jī)控制模塊相對應(yīng)的控制模塊的框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的前饋算法的流程圖；圖5是本發(fā)明的反饋算法的流程圖；圖6是描述由于即將分離壓力控制延遲引起的延遲的渦輪速度和即將分離壓力 的曲線圖；以及 圖7是降檔標(biāo)定線和即將分離壓力的曲線圖，保持所述即將分離壓力以便實(shí)現(xiàn)最 小化即將分離壓力控制延遲的扭矩水平。
具體實(shí)施例方式以下說明本質(zhì)上僅為示例性的且絕不旨在限制本發(fā)明、它的應(yīng)用、或使用。為了清 楚起見，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識類似的元件。如在此所使用的，短語A、B和C的至少一個應(yīng)當(dāng)理解為意味著使用非排他邏輯“或”的一種邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的 是，方法內(nèi)的步驟可以以不同順序執(zhí)行而不改變本發(fā)明的原理。如在此所使用的，術(shù)語模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或更 多軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的、或組)和存儲器、組合邏輯電路、和/或提供 所述功能的其他合適的部件?，F(xiàn)參考圖1，附圖標(biāo)記10通常是指車輛動力系，包括發(fā)動機(jī)12、變速器14以及在 發(fā)動機(jī)12與變速器輸入軸18之間提供流體聯(lián)接的變矩器16。變矩器離合器19在某些條 件下選擇性地接合，以在發(fā)動機(jī)12與變速器輸入軸18之間提供機(jī)械聯(lián)接。變速器輸出軸 20以多種常規(guī)方法中的一種聯(lián)接到車輛的驅(qū)動輪。所描述的實(shí)施例描繪了四輪驅(qū)動(FWD) 應(yīng)用，其中輸出軸20連接到分動箱21，分動箱21也聯(lián)接到后驅(qū)動軸R和前驅(qū)動軸F。典型 地，分動箱21可手動切換以選擇性地建立多個驅(qū)動狀態(tài)中的一個，包括兩輪驅(qū)動和四輪驅(qū) 動、以及高速或低速范圍的各種組合，其中，在兩輪和四輪驅(qū)動狀態(tài)之間出現(xiàn)空檔狀態(tài)。變速器14具有三個互連行星齒輪組，大致以附圖標(biāo)記23、24、25標(biāo)示。輸入軸18 連續(xù)地驅(qū)動齒輪組23的太陽輪28 ；經(jīng)由離合器C 1選擇性地驅(qū)動齒輪組24、25的太陽輪 30、32 ；以及經(jīng)由離合器C2選擇性地驅(qū)動齒輪組24的行星架34。齒輪組23、24、25的齒圈 36,38,40分別經(jīng)由離合器C3、C4、C5選擇性地連接到地面42。如圖2示意性示出的，離合器C 1-C5的狀態(tài)(S卩，接合或斷開)可被控制以便提供 六個前進(jìn)速度比(1，2，3，4，5，6)、倒檔速度比(R)或空檔狀態(tài)(N)。例如，通過接合離合器 Cl和C5實(shí)現(xiàn)第一前進(jìn)速度比。從一個前進(jìn)速度比之間換檔至另一個通常通過斷開一個離 合器(稱為即將分離的離合器)同時接合另一離合器(稱為即將接合的離合器)來實(shí)現(xiàn)。 例如，變速器14通過斷開離合器C5同時接合離合器C4來從第一前進(jìn)速度比換檔至第二前 進(jìn)速度比。在變速器中可使用不同數(shù)量的離合器和檔位。變矩器離合器19和變速器離合器C1-C5由電動液壓控制系統(tǒng)來控制，電動液壓控 制系統(tǒng)大致以附圖標(biāo)記44標(biāo)示。控制系統(tǒng)44的液壓部分包括泵46，泵46從貯存器48抽 吸液壓流體；壓力調(diào)節(jié)器50，壓力調(diào)節(jié)器50將泵輸出的一部分返回到貯存器48以在管線 52中產(chǎn)生調(diào)節(jié)壓力；次級壓力調(diào)節(jié)器閥54 ；手動閥56，手動閥56由車輛駕駛員操縱；以及 多個螺線管操作流體控制閥58-64。控制系統(tǒng)的電子部分主要在發(fā)動機(jī)控制模塊65和變速器控制模塊66中實(shí)施，如 圖1中作為兩個分離元件示出的。發(fā)動機(jī)控制模塊65依賴于發(fā)動機(jī)12所提供的控制變量 控制發(fā)動機(jī)操作功能，例如燃料、火花定時等等；變速器控制模塊66基于多個輸入控制螺 線管操作流體控制閥58-64，以實(shí)現(xiàn)期望變速器速度比。變速器控制模塊輸入包括表示變速 器輸入速度TIS、駕駛員扭矩指令TQ、以及變速器輸出速度TOS的信號。用于產(chǎn)生這種信號 的傳感器本質(zhì)上可以是常規(guī)的，且因此為了簡明起見被省略。此外，發(fā)動機(jī)控制模塊65向 變速器控制模塊66供應(yīng)發(fā)動機(jī)輸出扭矩信號EOT。手動閥56的控制桿82聯(lián)接到傳感器和顯示模塊84，傳感器和顯示模塊84基于控 制桿位置在管線86上產(chǎn)生診斷信號；這種信號常規(guī)地稱為PRNDL信號，因?yàn)槠浔硎拒囕v駕 駛員已經(jīng)選定哪個變速器范圍⑴，?。恐萘?^)。最后，流體控制閥60配置有壓力開關(guān)74、 76,78,以基于相應(yīng)中繼閥位置在管線80上向控制模塊66供應(yīng)診斷信號。控制模塊66繼 而監(jiān)測各個診斷信號，以便電氣驗(yàn)證受控元件的正確操作。
螺線管操作流體控制閥58-64大致表征為開/關(guān)類型或者調(diào)制類型。為了降低成 本，電動液壓控制系統(tǒng)44配置成使得調(diào)制流體控制閥的數(shù)量最小化，因?yàn)檎{(diào)制閥的實(shí)施通 常更昂貴。為此，在圖1中以合并塊60示出的一組三個開/關(guān)中繼閥與手動閥56協(xié)同使 用，以便能夠通過僅兩個調(diào)制閥62、64來實(shí)現(xiàn)每個離合器C1-C5的受控接合與斷開。對于 任何選定的比率，控制模塊66致動中繼閥60的特定組合，用于將調(diào)制閥62、64中的一個聯(lián) 接到即將接合的離合器，并將另一個調(diào)制閥62、64聯(lián)接 到即將分離的離合器。調(diào)制閥62、64每個均包括常規(guī)壓力調(diào)節(jié)器閥，電流控制執(zhí)行馬達(dá)所產(chǎn)生的可變先 導(dǎo)壓力偏壓所述壓力調(diào)節(jié)器閥。流體控制閥58也是調(diào)制閥，并且在管線70、72上控制至變 矩器離合器19的流體供應(yīng)路徑，用于選擇性地接合和斷開變矩器離合器19。變速器控制 模塊66確定用于平滑接合即將接合的離合器且同時平滑斷開即將分離的離合器的壓力指 令、產(chǎn)生相應(yīng)執(zhí)行馬達(dá)電流指令、以及接著根據(jù)電流指令將電流供應(yīng)給相應(yīng)執(zhí)行馬達(dá)。發(fā)動機(jī)控制模塊65可與用于確定車輛操作狀態(tài)的各個傳感器通信。例如，發(fā)動機(jī) 控制模塊65可包括用于生成車輛速度的速度傳感器90。速度傳感器90可從各種類型的傳 感器(包括位于變速器控制模塊66內(nèi)的傳感器)或者車輛上的車輪速度傳感器形成。踏 板位置傳感器92產(chǎn)生對應(yīng)于加速踏板位置的踏板位置信號。如將在下文描述的那樣，踏板 位置信號92可用于控制在變速器控制模塊66內(nèi)的換檔。踏板傳感器信號和車輛速度信號 可傳送給變速器控制模塊66?，F(xiàn)參考圖3，描述了控制模塊110?？刂颇K110可具有上述圖1中所描述的發(fā)動 機(jī)控制模塊65和變速器控制模塊66的各種功能。其可稱為動力系控制模塊。雖然在圖 2中描述為一個控制模塊，但是這些功能也可分解成包括但不局限于圖1所描述的不同模 塊。控制模塊110包括操作狀態(tài)模塊112，操作狀態(tài)模塊112生成用于各個車輛功能的操作 狀態(tài)。操作狀態(tài)模塊112例如可與各個傳感器通信，例如車輛速度傳感器90和踏板位置傳 感器92?？刂颇K110還可包括換檔指令狀態(tài)模塊114。換檔指令狀態(tài)模塊114從操作狀 態(tài)模塊14接收信號并假定將指令降檔。換檔指令狀態(tài)模塊推測針對當(dāng)前車輛速度指令降 檔并且計算換檔指令時的狀態(tài)。離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊116預(yù)估在換檔指令時的扭矩負(fù)載并且產(chǎn)生扭矩負(fù) 載信號。扭矩負(fù)載信號傳送給最小離合器壓力模塊118。最小離合器壓力模塊確定對于在 模塊116中所確定的預(yù)估離合器負(fù)載的最小離合器壓力。壓力指令模塊120產(chǎn)生對應(yīng)于該 預(yù)估離合器負(fù)載的最小離合器壓力的壓力指令。降檔變速器控制模塊122確定變速器控制 器是否已經(jīng)指令降檔。離合器壓力測量模塊124可從降檔變速器控制模塊122接收降檔信號。離合器壓 力測量模塊測量在觀測離合器滑移點(diǎn)的指令離合器壓力。誤差確定模塊126接收測量壓力 和預(yù)測壓力并且確定誤差。使用對應(yīng)于來自于塊124的壓力的測量負(fù)載以及來自于離合器 負(fù)載預(yù)估器模塊116的預(yù)估離合器負(fù)載。誤差確定模塊向比較模塊128提供誤差信號。比較模塊128將在塊126中所確定 的誤差與閾值比較。當(dāng)誤差在不可接受的范圍(取決于設(shè)計，高于或低于閾值)時，壓力調(diào) 節(jié)模塊130調(diào)節(jié)在最小壓力模塊118中所確定的最小壓力?，F(xiàn)參考圖4，闡述了用于操作車輛變速器的方法的流程圖。流程圖劃分為前饋算法和反饋算法。前饋算法在圖4中闡述，而反饋算法在圖5中闡述。在步驟210，確定車輛的 當(dāng)前操作狀態(tài)?？墒褂玫牟僮鳡顟B(tài)的示例包括車輛速度和加速踏板的踏板位置。在步驟212，針對當(dāng)前車輛速度假定迫近的降檔，并且計算換檔指令的狀態(tài)。在步 驟214，確定在換檔指令時的預(yù)估離合器扭矩負(fù)載。在步驟216，在步驟216中確定在步驟 214所確定的預(yù)估離合器扭矩負(fù)載的最小離合器壓力。在步驟218，預(yù)估離合器扭矩負(fù)載的 最小離合器壓力被指令以操作即將分離的離合器。系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行操作。因此，在步驟218 之后，執(zhí)行步驟210?，F(xiàn)參考圖5，步驟310確定是否已經(jīng)指令降檔。當(dāng)還未指令降檔時，再次執(zhí)行步驟 310。在步驟312，測量在觀測離合器點(diǎn)的指令離合器壓力。在步驟314，計算預(yù)估扭矩負(fù)載 與從壓力值得到的測量扭矩負(fù)載之間的誤差。在步驟316，將在步驟314所產(chǎn)生的誤差與閾 值比較。在步驟318，當(dāng)誤差可接受時，再次執(zhí)行步驟310。當(dāng)誤差不可接受時，步驟320基 于誤差將來自于步驟216的最小離合器壓力向上或向下調(diào)節(jié)。在步驟320之后，再次執(zhí)行 步驟310。現(xiàn)參考圖6，描述了渦輪速度信號410和即將分離壓力信號412的曲線圖。在時間 t2，描述臨界即將分離壓力414。因而，描述了對應(yīng)于時間t2的延遲時間416。在曲線的下 部部分，描述了踏板位置信號418。換檔點(diǎn)發(fā)生在t0，且因而延遲416對應(yīng)于換檔點(diǎn)與引起 變速器降檔的臨界即將分離壓力414之間的時間?，F(xiàn)參考圖7，當(dāng)已知即將分離的離合器時，那么可指令降低即將分離壓力，以便最 小 化或者消除該延遲。描述了降檔標(biāo)定線510。在升檔中，指令臨界即將分離壓力保持對應(yīng) 于點(diǎn)520的扭矩水平。現(xiàn)在本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從前述說明理解到，本發(fā)明的廣泛教示可以以多種形式 實(shí)施。因此，盡管本發(fā)明結(jié)合特定的示例進(jìn)行描述，但是由于當(dāng)研究附圖、說明書和所附權(quán) 利要求書時，其他修改對于技術(shù)人員來說是顯而易見的，所以本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)如此 限制。
權(quán)利要求
1.一種用于控制車輛變速器的方法，包括 在產(chǎn)生換檔指令之前產(chǎn)生用于換檔指令的預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信號； 產(chǎn)生對應(yīng)于最小離合器壓力的最小離合器壓力信號；基于最小離合器壓力信號產(chǎn)生用于預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信號的指令離合器壓力信號；以及用指令離合器壓力信號指令離合器的操作；以及產(chǎn)生換檔指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在離合器滑移點(diǎn)產(chǎn)生測量離合器壓力信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括基于測量離合器壓力信號產(chǎn)生預(yù)估離合器扭矩 信號扭矩負(fù)載與測量扭矩信號之間的誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括將誤差與閾值比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括調(diào)節(jié)最小離合器壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定車輛的操作狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定操作狀態(tài)包括確定加速踏板位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定操作狀態(tài)包括產(chǎn)生車輛速度信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，產(chǎn)生離合器壓力包括基于車輛速度信號產(chǎn)生最 小離合器壓力信號。
10.一種用于控制車輛變速器的控制模塊，包括離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊，所述離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊產(chǎn)生用于換檔指令的預(yù) 估離合器扭矩負(fù)載信號；最小離合器壓力模塊，所述最小離合器壓力模塊產(chǎn)生對應(yīng)于最小離合器壓力的最小離 合器壓力信號；壓力指令模塊，所述壓力指令模塊基于最小離合器壓力信號產(chǎn)生用于預(yù)估離合器扭矩 負(fù)載信號的指令離合器壓力信號并且用指令離合器壓力信號指令離合器的操作；和變速器控制模塊，在離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊產(chǎn)生預(yù)估離合器信號、最小離合器壓 力模塊產(chǎn)生最小離合器壓力信號、以及壓力指令模塊產(chǎn)生指令離合器壓力信號之后，所述 變速器控制模塊產(chǎn)生換檔指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及減少自動變速器的動力降檔延遲的方法及系統(tǒng)?？刂栖囕v變速器的方法和控制模塊包括產(chǎn)生用于換檔指令的預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信號的離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊和產(chǎn)生對應(yīng)于最小離合器壓力的最小離合器壓力信號的最小離合器壓力模塊。控制模塊包括壓力指令模塊，其基于最小離合器壓力信號產(chǎn)生用于預(yù)估離合器扭矩負(fù)載信號的指令離合器壓力信號并且用指令離合器壓力信號指令離合器的操作?？刂颇K還包括變速器控制模塊，在離合器扭矩負(fù)載預(yù)估器模塊產(chǎn)生預(yù)估離合器壓力信號、最小離合器壓力模塊產(chǎn)生最小離合器壓力信號、以及壓力指令模塊產(chǎn)生指令離合器壓力信號之后，變速器控制模塊產(chǎn)生換檔指令。
文檔編號F16H61/10GK102032338SQ20101029436
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者H·A·費(fèi)亞德, S·R·托基什, W·R·梅休 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司