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用于改進自動變速器雙轉(zhuǎn)換換檔操作的系統(tǒng)和方法

文檔序號:5536044閱讀:120來源:國知局
專利名稱:用于改進自動變速器雙轉(zhuǎn)換換檔操作的系統(tǒng)和方法
技術領域
本公開涉及變速器控制系統(tǒng),更具體地涉及一種用于改進自動變速器雙轉(zhuǎn)換換檔操作的系統(tǒng)和方法。
背景技術
本文提供的背景技術描述僅僅為了從總體上介紹本發(fā)明的背景。當前提及的發(fā)明人的工作一以在此背景技術部分中所描述的為限一以及在提交時否則可能不構(gòu)成現(xiàn) 有技術的該描述的各方面,既不明示地也不默示地被承認為是針對本發(fā)明的現(xiàn)有技術。內(nèi)燃發(fā)動機在氣缸內(nèi)燃燒空氣/燃料(A/F)混合物以驅(qū)動活塞,活塞使曲軸旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動轉(zhuǎn)矩從曲軸經(jīng)由變速器傳遞至車輛的傳動系。變速器可經(jīng)由液力耦合器(例如變矩器)聯(lián)接到曲軸。變速器可以是自動變速器,其將曲軸處的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成車輛傳動系處的期望的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。更具體地,變速器可包括多個齒輪,通過選擇性地使這些齒輪接合或分離而提供期望的傳動比,由此在傳動系處獲得期望的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。變速器還可以包括選擇性地接合或分離齒輪的多個離合器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于自動變速器的控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)包括雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊以及第一和第二離合器控制模塊。雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊檢測雙轉(zhuǎn)換換檔操作是否被請求。在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間,第一離合器控制模塊控制變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器。在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間,第二離合器控制模塊控制變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器。本發(fā)明還涉及一種用于控制自動變速器的方法,該方法包括檢測雙轉(zhuǎn)換換檔操作是否被請求;在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間控制變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器;以及在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間控制變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器。本發(fā)明還涉及以下技術方案。方案I. 一種用于自動變速器的控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)包括
雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊,其檢測雙轉(zhuǎn)換換檔操作是否被請求;
第一離合器控制模塊,其在所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間控制所述變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器;以及
第二離合器控制模塊,其在所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間控制所述變速器的所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器。
方案2.如方案I所述的控制系統(tǒng),其中,基于⑴所述四個離合器中的兩個離合器的期望離合器滑移速度以及(ii)期望輸入軸滑移速度,來確定所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器的轉(zhuǎn)矩容量。方案3.如方案2所述的控制系統(tǒng),其中,基于所述期望輸入軸滑移速度來確定期望輸出軸轉(zhuǎn)矩。方案4.如方案3所述的控制系統(tǒng),其中,基于(i)所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器的期望離合器滑移速度和(ii)所述期望輸出軸轉(zhuǎn)矩,來確定所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器的轉(zhuǎn)矩容量。方案5.如方案4所述的控制系統(tǒng),其中,所述四個轉(zhuǎn)換離合器包括第一和第二待啟用離合器以及第一和第二待停用離合器。方案6.如方案5所述的控制系統(tǒng),其中,當所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作是降檔時,所述 第二離合器控制模塊在所述慣性階段期間控制所述第一和第二待停用離合器。 方案7.如方案6所述的控制系統(tǒng),其中,在所述降檔期間所述慣性階段在所述轉(zhuǎn)矩階段之前,并且其中,在所述轉(zhuǎn)矩階段期間所述第一和第二待停用離合器的轉(zhuǎn)矩容量各自大約為零。方案8.如方案5所述的控制系統(tǒng),其中,當所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作為升檔時,所述第二離合器控制模塊在所述慣性階段期間控制所述第一和第二待啟用離合器。方案9.如方案8所述的控制系統(tǒng),其中,在所述升檔期間所述轉(zhuǎn)矩階段在所述慣性階段之前,并且其中,在所述轉(zhuǎn)矩階段期間所述第一和第二待停用離合器的轉(zhuǎn)矩容量各自大約為零。方案10.如方案I所述的控制系統(tǒng),其中,所述雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊基于(i)變速器換檔是否被請求以及(ii)所述被請求的變速器換檔是否為多個預定的雙轉(zhuǎn)換換檔中的一個而檢測雙轉(zhuǎn)換換檔。方案11. 一種用于控制自動變速器的方法,所述方法包括
檢測雙轉(zhuǎn)換換檔操作是否被請求;
在所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間,控制所述變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器;以及
在所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間,控制所述變速器的所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器。方案12.如方案11所述的方法,還包括基于(i)所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器的期望離合器滑移速度以及(ii)期望輸入軸滑移速度,來確定所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器的轉(zhuǎn)矩容量。方案13.如方案12所述的方法,還包括基于所述期望輸入軸滑移速度來確定期望輸出軸轉(zhuǎn)矩。方案14.如方案13所述的方法,還包括基于(i)所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器的期望離合器滑移速度以及(ii)所述期望輸出軸轉(zhuǎn)矩,來確定所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器的轉(zhuǎn)矩容量。方案15.如方案14所述的方法,其中,所述四個離合器包括第一和第二待啟用離
合器以及第一和第二待停用離合器。
方案16.如方案15所述的方法,還包括當所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作是降檔時,在所述慣性階段期間控制所述第一和第二待停用離合器。方案17.如方案16所述的方法,其中,在所述降檔期間所述慣性階段在所述轉(zhuǎn)矩階段之前,并且其中,在所述轉(zhuǎn)矩階段期間所述第一和第二待停用離合器的轉(zhuǎn)矩容量各自大約為零。方案18.如方案15所述的方法,還包括當所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作為升檔時,在所述慣性階段期間控制所述第一和第二待啟用離合器。方案19.如方案18所述的方法,其中,在所述升檔期間所述轉(zhuǎn)矩階段在所述慣性階段之前,并且其中,在所述轉(zhuǎn)矩階段期間所述第一和第二待停用離合器的轉(zhuǎn)矩容量各自大約為零。方案20.如方案11所述的方法,還包括基于(i)變速器換檔是否被請求以及
(ii)所述被請求的變速器換檔是否為多個預定雙轉(zhuǎn)換換檔中的一個來檢測雙轉(zhuǎn)換換檔。通過下文中所給出的詳細說明,本公開的進一步的應用范圍將變得顯而易見。應理解的是,詳細說明和具體實例僅僅是為了說明的目的而并非意圖限制本公開的范圍。


通過詳細說明和附圖將更充分地理解本公開。圖I是一個示例性發(fā)動機系統(tǒng)的功能方框圖。圖2是一個示例性自動變速器的動力流圖。圖3是一個示例性控制模塊的功能方框圖。圖4A是說明一個示例性雙轉(zhuǎn)換降檔操作的模擬結(jié)果的圖。圖4B是說明一個示例性雙轉(zhuǎn)換升檔操作的模擬結(jié)果的圖。圖5A是用于改進雙轉(zhuǎn)換降檔操作的示例性方法的流程圖。圖5B是用于改進雙轉(zhuǎn)換升檔操作的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式下面的描述在本質(zhì)上僅僅是說明性的,而絕不是意圖限制本公開、其應用或使用。為清楚起見,附圖中將用相同的附圖標記來表示類似的元件。本文中使用的短語“A、B和C中的至少一個”應當理解成利用非排他性邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應理解的是,在不改變本公開的原理的情況下方法中的各步驟可按不同的順序執(zhí)行。本文中使用的術語“模塊”可以指代下列構(gòu)件,是下列構(gòu)件的一部分,或者包括下列構(gòu)件專用集成電路(ASIC);電子電路;組合邏輯電路;現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA);執(zhí)行代碼的處理器(共享處理器、專用處理器、或組處理器);提供所述功能的其它合適構(gòu)件;或者上述構(gòu)件的部分構(gòu)件或所有構(gòu)件的組合,例如在片上系統(tǒng)中。術語“模塊”可包括存儲由處理器所執(zhí)行代碼的存儲器(共享存儲器、專用存儲器、或組存儲器)。上文中使用的術語“代碼”可包括軟件、固件和/或微代碼,并且可指代程序、例行程序、函數(shù)、類、和/或?qū)ο?。上文中使用的術語“共享”表示可利用單個(共享的)處理器執(zhí)行部分或全部的來自多個模塊的代碼。另外,部分或全部的來自多個模塊的代碼可存儲于單個(共享的)存儲器中。上文中使用的術語“組”表示可通過使用一組處理器或一組執(zhí)行引擎而執(zhí)行部分或全部的來自單個模塊的代碼。例如,處理器的多個芯/或多個線程可被認為是執(zhí)行引擎。在各種實施例中,執(zhí)行引擎可跨一個處理器、跨多個處理器、以及跨多個位置處的多個處理器(例如采用并行處理布置方式的多個服務器)而形成組。另外,可利用一組存儲器來存儲部分或全部的來自單個模塊的代碼。可利用由一個或多個處理器所執(zhí)行的一個或多個計算機程序來實施本文中所述的裝置和方法。計算機程序包含存儲在非暫時性有形計算機可讀介質(zhì)中的處理器可執(zhí)行指令。計算機程序也可包含存儲的數(shù)據(jù)。非暫時性有形計算機可讀介質(zhì)的非限制性例是非易失性存儲器、磁存儲裝置和光存儲裝置。變速器中的換檔操作包括從當前的檔位(待停用檔位(off-going gear))切換到期望的檔位(待啟用檔位(on-coming gear))??赏ㄟ^接合與待啟用檔位相關的待啟用離合器并且分離和待停用檔位相關的待停用離合器,而執(zhí)行變速器換檔。變速器換檔可分為兩個階段轉(zhuǎn)矩階段和慣性階段。升檔是指切換到較高檔位(或者較低傳動比)的換檔操作,在升檔期間轉(zhuǎn)矩階段在慣性階段之前。另一方面,降檔是指切換到較低檔位(或者較高傳動比)的換檔操作,在降檔期間慣性階段在轉(zhuǎn)矩階段之前。 更具體地,在慣性階段期間,通過控制離合器而將發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)整到用于待啟用檔位的期望發(fā)動機轉(zhuǎn)速。在轉(zhuǎn)矩階段期間,待啟用離合器的容量增加因而接合待啟用離合器,同時待停用離合器的轉(zhuǎn)矩容量減小。另外,在變速器換檔期間可使用保持離合器(holding clutch),以便在小于或等于預定閾值的情況下在變速器中滑移。雙轉(zhuǎn)換換檔是指具有兩對離合器轉(zhuǎn)換的特定換檔操作。換句話說,雙轉(zhuǎn)換換檔涉及到多于兩個的離合器轉(zhuǎn)換。例如,雙轉(zhuǎn)換換檔可涉及到兩個待啟用離合器和兩個待停用離合器。一個特定換檔操作是否為雙轉(zhuǎn)換換檔取決于變速器動力流。變速器動力流基于變速器的設計而變化。因此,跳躍換檔(多于一個檔位的換檔,例如從第6檔換檔到第4檔)可以不必是雙轉(zhuǎn)換換檔,但單步換檔(一個檔位的換檔,例如從第4檔換檔到第5檔)可以是雙轉(zhuǎn)換換檔。在典型變速器中的雙轉(zhuǎn)換換檔(對于各傳動比要求有兩個接合的離合器)不具有普通的保持離合器。因此,典型的變速器控制系統(tǒng)在兩個相繼的階段或時段內(nèi)執(zhí)行雙轉(zhuǎn)換換檔。第一時段包括接合第一待啟用離合器并分離第一待停用離合器,同時利用第一待停用離合器和第一保持離合器來控制滑移。第二時段包括接合第二待啟用離合器并分離第二待停用離合器,同時利用第二待停用離合器和第二保持離合器來控制滑移。在相繼的階段(或時段)執(zhí)行雙轉(zhuǎn)換換檔會增加換檔時間。因此,給出了一種用于改進雙轉(zhuǎn)換換檔操作的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)和方法涉及在并行的階段而不是相繼的階段內(nèi)執(zhí)行雙轉(zhuǎn)換換檔操作由此減少換檔時間。更具體地,該系統(tǒng)和方法在轉(zhuǎn)矩階段期間可控制四個離合器(兩個待啟用離合器和兩個待停用離合器)并且在慣性階段期間可控制這四個離合器中的兩個離合器。所述系統(tǒng)和方法也可以通過數(shù)學方式取得用于轉(zhuǎn)換離合器的轉(zhuǎn)矩容量命令。例如,除變速器輸入軸滑移速度目標以外可再利用四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器的離合器滑移速度目標來取得轉(zhuǎn)矩容量命令。利用變速器輸入軸滑移速度目標來確定期望輸出軸轉(zhuǎn)矩,該期望輸出軸轉(zhuǎn)矩用于確定轉(zhuǎn)矩容量命令?,F(xiàn)在參照圖1,示例性發(fā)動機系統(tǒng)20包括發(fā)動機22。發(fā)動機22可以是火花點火式(SI)發(fā)動機、柴油發(fā)動機、均質(zhì)充氣壓縮點火式(HCCI)發(fā)動機、或者另一合適類型的發(fā)動機。發(fā)動機系統(tǒng)20也可以是混合動力系統(tǒng),因此可以包括其它構(gòu)件例如電動機和蓄電池系統(tǒng)。發(fā)動機22將空氣經(jīng)過可由節(jié)氣門28調(diào)節(jié)的進氣系統(tǒng)26吸入進氣歧管24。例如,可利用電子節(jié)氣門控制器(ETC)以電方式控制節(jié)氣門28。節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 19測量節(jié)氣門28的位置??諝赓|(zhì)量流量(MAF)傳感器30測量經(jīng)過節(jié)氣門28的MAF。例如,測量的MAF可以表明發(fā)動機22上的負荷。進氣歧管24中的空氣被分配入多個氣缸32并與燃料混合而形成空氣/燃料(A/F)混合物。雖然圖中示出了六個氣缸,但發(fā)動機22也可以具有其它數(shù)量的氣缸。燃料噴射器34可噴射燃料以形成A/F混合物。例如,燃料噴射器34可將燃料分別噴射入各氣缸32的進氣口,或者分別直接噴射入氣缸32。在氣缸32內(nèi)活塞(未圖示)壓縮A/F混合物?;诎l(fā)動機22的類型,火花塞36可點燃經(jīng)壓縮的A/F混合物??商娲?,也可壓縮A/F混合物直到發(fā)生自燃。A/F混合物在氣缸內(nèi)的燃燒驅(qū)動活塞(未圖示),活塞使曲軸38旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器40測量曲軸38的轉(zhuǎn)速(例如,以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)或者說RPM表示)。曲軸38處的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩經(jīng)由變速器46被傳遞至車輛的傳動系42。例如,變速器46可經(jīng)由液力耦合器例如變矩器(TC)44而聯(lián)接到曲軸38。變速器46包括多個傳動比,用于將變矩器44輸出(即,變速器46的輸入軸)處的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變成傳動系42 (即,變速器46的輸出軸處)處的期望驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。變速器輸入軸轉(zhuǎn)速(TISS)傳感器48測量變速器46的輸入軸的轉(zhuǎn)速(即,變矩器44輸出處的轉(zhuǎn)速)。TISS也可表示變矩器44中渦輪43的轉(zhuǎn)速。變速器輸出軸轉(zhuǎn)速(TOSS)傳感器50測量變速器46的輸出軸的轉(zhuǎn)速(即,車輛傳動系42的轉(zhuǎn)速)。例如,可利用測量的TOSS來確定車速。由燃燒產(chǎn)生的排氣從氣缸32被排放入排氣歧管52。排氣歧管52中的排氣在釋放到大氣中之前可利用排氣處理系統(tǒng)54對其進行處理。例如,排氣處理系統(tǒng)54可以包括氧化催化劑(OC)、氮氧化物(NOx)吸附器/吸收器、稀燃NOx捕集器、選擇性催化還原(SCR)系統(tǒng)、顆粒物(PM)過濾器、和三元催化轉(zhuǎn)換器中的至少一種。駕駛員輸入模塊56將來自車輛駕駛員的輸入(例如,經(jīng)由加速器踏板)轉(zhuǎn)換成用于控制模塊50??刂颇K50控制發(fā)動機系統(tǒng)20的運行??刂颇K50可接收來自節(jié)氣門28、MAF傳感器30、燃料噴射器34、火花塞36、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器40、變矩器44、變速器46、TISS傳感器48、TOSS傳感器50、排氣處理系統(tǒng)54、和/或駕駛員輸入模塊56的信號??刂颇K50可控制節(jié)氣門28、燃料噴射器34、火花塞36、變矩器44、變速器46、和/或排氣處理系統(tǒng)54??刂颇K50也可實施本公開的系統(tǒng)或方法。現(xiàn)在參照圖2,圖中示出了變速器46的示例的動力流圖。具體地,圖2示出了六速自動變速器。如前所述,變速器46將來自變矩器44的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳遞至傳動系42。變速器46包括分別為70、71和72三個齒輪以及六個離合器74、75、76、77、78和79。僅僅是舉例,齒輪70可具備低于齒輪71和72的傳動比,齒輪71可具備低于齒輪72的傳動比。變速器46還可包括其它構(gòu)件,例如僅僅是舉例環(huán)形齒輪、太陽齒輪、齒輪架、伺服裝置(servo)等??刂颇K60選擇性地接合或分離離合器74-79中的一個或多個離合器從而接合/分離齒輪70-72中的一個或多個齒輪,由此獲得用于將輸入轉(zhuǎn)矩(來自變矩器44)轉(zhuǎn)換成輸出轉(zhuǎn)矩(至傳動系42)的期望傳動比。離合器74也可稱為離合器F12或自由輪離合器。自由輪離合器70允許變速器46通過接合離合器75而獲得第一傳動比(即,齒輪70)。離合器75也可稱為離合器CB1234,因為通過接合離合器75而獲得與檔位1、2、3和4相對應的各傳動比。另外,離合器75也是制動離合器,如CB1234中的B所代表的。離合器76也可稱為離合器CBLR,因為可通過接合離合器76而獲得與倒檔(R)相對應的傳動比。離合器77也可稱為離合器CB26,因為可通過接合離合器77而實現(xiàn)與檔位2和6相對應的各傳動比。離合器78也可稱為離合器C35R,因為可通過接合離合器78而獲得與檔位3、5和R相對應的各傳動比。最后,離合器79也可稱為離合器C456,因為通過接合離合器79可獲得與檔位4、5和6相對應的各傳動比。現(xiàn)在參照圖3,圖中示出了控制模塊60的一個實例。控制模塊60可包括雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊80、第一離合器控制模塊84、和第二離合器控制模塊88。在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間,第一離合器控制模塊84控制四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器;而在雙轉(zhuǎn)換換檔操作期間,第二離合器控制模塊88控制所述四個轉(zhuǎn)換離合器。如前所述,慣性階段和 轉(zhuǎn)矩階段的順序可根據(jù)雙轉(zhuǎn)換換檔操作是降檔還是升檔而變化。因此,應理解的是,分別為84和88的第一和第二控制模塊并非暗不一個順序。雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊80檢測雙轉(zhuǎn)換換檔是否被請求。更具體地,雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊80首先檢測變速器換檔是否被請求,然后判定被請求的變速器換檔是否為雙轉(zhuǎn)換換檔。雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊80可首先基于各種運行參數(shù)來檢測變速器換檔是否被請求。例如,雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊80可基于節(jié)氣門位置、發(fā)動機負荷、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、TISS、TOSS和/或駕駛員輸入56來檢測變速器換檔是否被請求。當檢測到變速器換檔時,然后雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊80可判定被請求的變速器換檔是否為雙轉(zhuǎn)換換檔。如前所述,雙轉(zhuǎn)換換檔可以是升檔或者降檔。此判定是基于變速器46的構(gòu)造。更具體地,雙轉(zhuǎn)換換檔在不同的變速器之間可以不同。因此,可預先確定變速器46的雙轉(zhuǎn)換換檔。例如,可將變速器46的雙轉(zhuǎn)換換檔存儲在查找表中。然后,雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊80可對被請求的換檔操作與預定的雙轉(zhuǎn)換換檔進行比較,以判定被請求的換檔操作是否為雙轉(zhuǎn)換換檔。第一離合器控制模塊84可接收表示雙轉(zhuǎn)換換檔被請求的來自雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊80的信號。當雙轉(zhuǎn)換換檔被請求時,第一離合器控制模塊84確定用于在雙轉(zhuǎn)換換檔期間轉(zhuǎn)換的四個離合器中的每個離合器(兩個待啟用離合器和兩個待停用離合器)的轉(zhuǎn)矩容量命令。更具體地,第一離合器控制模塊84可在雙轉(zhuǎn)換換檔的轉(zhuǎn)矩階段期間控制四個離合器并且在雙轉(zhuǎn)換換檔的慣性階段期間控制四個離合器中的兩個離合器。如前所述,對于升檔而言轉(zhuǎn)矩階段在慣性階段之前,而對于降檔而言慣性階段在轉(zhuǎn)矩階段之前。僅僅是舉例,現(xiàn)在對從第六檔到第三檔(6-3)的動力降檔(PD)換檔操作和從第三檔到第六檔(3-6)的升檔進行說明。這些換檔中的各換檔包括在慣性階段期間控制以下四個離合器中的兩個離合器離合器75 (CB1234)、離合器78 (C35R)、離合器77 (CB26)和離合器79(C456)。另外,這些換檔中的各換檔包括在轉(zhuǎn)矩階段期間控制前面所列出離合器中的全部四個離合器。應注意,在任一種雙轉(zhuǎn)換換檔操作期間,沒有離合器維持在零滑移速度(保持)。
變速器46可通過采用描述變速器46內(nèi)各部件的運動的自由體圖(FBD)方程式系統(tǒng)來表征,如共同轉(zhuǎn)讓的美國專利7,056,263號中所述,其全部內(nèi)容以參考的方式并入本文中。更具體地,方程式系統(tǒng)可包括轉(zhuǎn)矩、力矩、力等。僅僅是舉例,方程式系統(tǒng)可定義如下
-1-1
叫=I ΦΤ ΣΤ] (!)
λ J φ O O
其中代表加速度,T代表轉(zhuǎn)矩(杠桿轉(zhuǎn)矩、內(nèi)轉(zhuǎn)矩、或外轉(zhuǎn)矩),Inxn是η個慣量的慣量值的對角矩陣,Φ η是與η個未知加速度Ov (rE+rs)/2,…)有關的m個約束方程式的常系數(shù)的矩陣。
接著,可排除已知為零的外轉(zhuǎn)矩。然后可根據(jù)外轉(zhuǎn)矩計算出加速度^。例如,可根
據(jù)作用于另一個離合器的外轉(zhuǎn)矩,評估出離合器滑移加速度??衫盟纬傻姆匠淌絹砜傮w地描述在期望渦輪加速度aturtiM下用于(i)轉(zhuǎn)矩階段和(ii)慣性階段開始的各種離合器的轉(zhuǎn)矩容量
TOFF = aTOUT +bTIN +c TURBINE ⑵
Ton = dT0yj +θΤ||\) +f TURBINE
其中Irff和Tm分別代表待啟用和待停用的轉(zhuǎn)矩容量,Tin代表輸入軸轉(zhuǎn)矩,Tout代表輸出軸轉(zhuǎn)矩,Coturtine代表渦輪加速度,a、b、C、d、e和f (a-f)是代表各種換檔類型的理論常數(shù)的值。然而,具體的轉(zhuǎn)矩命令可不同于上面在方程式(2)中所描述的。相反,通過應用上述原理,第一離合器控制模塊84可確定在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間用于控制離合器的轉(zhuǎn)矩容量。然后,第一離合器控制模塊84可基于這些確定的轉(zhuǎn)矩容量來控制變速器46。更具體地,在示例性6-3動力降檔操作的情況下,可按如下方式確定待停用離合器C456和CB26的轉(zhuǎn)矩容量
TC456 = a1T!N +b1T0UT +C1 CA +d1 CB⑶
Tc 巳 2B = 32丁11\1 +^2Τθ Τ +(2丁0456 +Φ 0Α日
其中<&CA代表四個離合器CB1234、C35R、CB26和C456中的第一個選擇的離合器(稱
為CA)的期望離合器滑移加速度,c代表上面列出的四個離合器中的第二個選擇的離合器(稱為CB)的期望離合器滑移加速度,Tin代表輸入軸轉(zhuǎn)矩,Tout代表期望的輸出軸轉(zhuǎn)矩,Tc456代表離合器C456的轉(zhuǎn)矩容量,屯、d2和e2是代表變速器46各種換檔類型的理論常數(shù)的值。僅僅是舉例,CA可以是C35R,CB可以是CB1234。然而,如上所述,CA和CB可以是四個離合器CB1234、C35R、CB26和C456中的任意兩個離合器。換句話說,C0CA和<^:日可以是四個可能的期望離合器滑移加速度中的兩個。另外,期望的輸出軸轉(zhuǎn)矩Tott可作為輸入軸加速度(qN )的函數(shù)而變化。期望的輸出軸轉(zhuǎn)矩Ttot還可基于所選擇的期望離合器滑移加速度而變化。例如,可按如下方式確定期望輸出軸轉(zhuǎn)矩Ttot
Tout = aeTiN +1 * +c6 CA +d6 CB ⑷其中a6、b6、C6和d6是代表變速器46的各種換檔類型的理論常數(shù)的值??傊?,需要三個期望滑移加速度曲線(profile)/目標來確定轉(zhuǎn)矩命令輸入軸加速度奪^]以及與四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器相對應的兩個離合器滑移加速度(6ca和 οΒ )。另一方面,第二離合器控制模塊88可確定用于在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間控制四個離合器中的每個離合器的轉(zhuǎn)矩容量。然后,第二離合器控制模塊88可基于這些確定的轉(zhuǎn)矩容量來控制變速器46。更具體地,在示例性的6-3動力降檔操作的情況下,可按如下方式確定待停用離合器C456和CB26以及待啟用離合器CB1234和C35R中的各離合器的轉(zhuǎn)矩容量
TCB1234 = a3TtN +b3T0UT +c3 CA +d3 CB
TC35R = aJlM +b4T0UT +C4TCB1234 +d4 CA + e4 CB ⑶
Tc45B = a1TIN +b1TOUT + C1Oca + Cf1Oce
TCB26 = a2TIN +b2T0UT +C2TC456 +d2 CA + e2 CB
其中,a3、b3、c3、d3、a4、b4、C4、d4和e4也是代表變速器46的各種換檔類型的理論常數(shù)的值。如前所述,CA和CB可以是CB1234、CB26、C35R和C456中的兩個離合器。然而,僅僅是舉例,CA可以是C35R并且CB可以是CB1234。另外,可按如前所述的方式確定TQUT。現(xiàn)在參照圖4A,圖中示出了示例性的6-3動力降檔操作的模擬結(jié)果。與常規(guī)的相繼階段雙轉(zhuǎn)換換檔操作相反,圖示的雙轉(zhuǎn)換降檔操作是在一個階段內(nèi)執(zhí)行(在一個慣性階段后接著是一個轉(zhuǎn)矩階段)的。水平軸90代表時間,豎直軸92代表離合器轉(zhuǎn)矩。換檔操作包括在點94前面的慣性階段以及點94與點96之間的轉(zhuǎn)矩階段。在慣性階段期間,基于其確定的轉(zhuǎn)矩容量來控制待停用離合器98和100,由此導致發(fā)動機轉(zhuǎn)速106增加到期望水平。在轉(zhuǎn)矩階段期間,基于其確定的轉(zhuǎn)矩容量來控制待停用離合器98和100以及待啟用離合器102和104,由此斜降(ramp down)待停用離合器98和100并且使待啟用離合器102和104準備與待啟用齒輪接合。換句話說,在轉(zhuǎn)矩階段期間,對全部的四個轉(zhuǎn)換離合器(待停用離合器98和100以及待啟用離合器102和104)加以控制。僅僅是舉例,可使待停用離合器98和100斜變(ramp)至大約為零的容量。另一方面,在圖4B中示出了示例性3-6升檔操作的模擬結(jié)果。再一次地,與常規(guī)的相繼階段雙轉(zhuǎn)換換檔操作相反,圖示的雙轉(zhuǎn)換升檔操作是在一個階段中執(zhí)行(一個轉(zhuǎn)矩階段后接著是一個慣性階段)的。應注意圖4B中的附圖標記與圖4A中的相同,因此與相同的元件或系統(tǒng)構(gòu)件相對應。然而,雖然在圖4A中點94和96限定了轉(zhuǎn)矩階段的端點,但在圖4B中慣性階段發(fā)生在點96之后。現(xiàn)在參照圖5A,用于執(zhí)行較快雙轉(zhuǎn)換降檔操作的示例性方法起始于步驟150。在步驟150,控制模塊60判定雙轉(zhuǎn)換降檔操作是否被請求。如果為“是”,控制會進入步驟154。如果為“否”,控制會返回到步驟150。在步驟154,控制模塊60確定用于四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個待停用離合器的離合器轉(zhuǎn)矩。在步驟158,控制模塊60通過在換檔操作的慣性階段期間基于確定的離合器轉(zhuǎn)矩來控制兩個待停用離合器來啟動換檔操作,由此使發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加到期望水平。在步驟162,控制模塊60確定四個轉(zhuǎn)換離合器(兩個待停用離合器和兩個待啟用離合器)中的每個離合器的離合器轉(zhuǎn)矩。在步驟166,控制模塊60通過在換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間基于所確定的離合器轉(zhuǎn)矩來控制四個轉(zhuǎn)換離合器而完成換檔操作。然后,控制返回到步驟150?,F(xiàn)在參照圖5B,用于執(zhí)行較快雙轉(zhuǎn)換升檔操作的示例性方法起始于步驟200。在步驟200,控制模塊60判定雙轉(zhuǎn)換升檔操作是否被請求。如果為“是”,控制會進入步驟204。如果為“否”,控制可返回到步驟200。在步驟204,控制模塊60確定用于四個轉(zhuǎn)換離合器(兩個待啟用離合器和兩個待停用離合器)中的每個離合器的離合器轉(zhuǎn)矩。在步驟208,控制模塊60通過在換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間基于所確定的離合器轉(zhuǎn)矩來控制四個轉(zhuǎn)換離合器而啟動換檔操作。在步驟212,控制模塊60確定用于四個離合器中的兩個待啟用離合器的離合器轉(zhuǎn)矩。在步驟216,控制模塊60通過在升檔操作的慣性階段期間控制待啟用離合器而完成換檔操作,由此將發(fā)動機轉(zhuǎn)速減小到期望水平。然后,控制可返回到步驟200。本公開的廣義教導可以通過多種形式來實施。因此,雖然本公開包括具體實例但 本公開的真實范圍不應受此限制,因為在研究附圖、說明書和所附權(quán)利要求之后其它修改對于本領域技術人員而言將變得顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種用于自動變速器的控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)包括 雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊,其檢測雙轉(zhuǎn)換換檔操作是否被請求; 第一離合器控制模塊,其在所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間控制所述變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器;以及 第二離合器控制模塊,其在所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間控制所述變速器的所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器。
2.如權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng),其中,基于(i)所述四個離合器中的兩個離合器的期望離合器滑移速度以及(ii)期望輸入軸滑移速度,來確定所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器的轉(zhuǎn)矩容量。
3.如權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng),其中,基于所述期望輸入軸滑移速度來確定期望輸出軸轉(zhuǎn)矩。
4.如權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng),其中,基于⑴所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器的期望離合器滑移速度和(ii)所述期望輸出軸轉(zhuǎn)矩,來確定所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器的轉(zhuǎn)矩容量。
5.如權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng),其中,所述四個轉(zhuǎn)換離合器包括第一和第二待啟用離合器以及第一和第二待停用離合器。
6.如權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng),其中,當所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作是降檔時,所述第二離合器控制模塊在所述慣性階段期間控制所述第一和第二待停用離合器。
7.如權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng),其中,在所述降檔期間所述慣性階段在所述轉(zhuǎn)矩階段之前,并且其中,在所述轉(zhuǎn)矩階段期間所述第一和第二待停用離合器的轉(zhuǎn)矩容量各自大約為零。
8.如權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng),其中,當所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作為升檔時,所述第二離合器控制模塊在所述慣性階段期間控制所述第一和第二待啟用離合器。
9.如權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng),其中,在所述升檔期間所述轉(zhuǎn)矩階段在所述慣性階段之前,并且其中,在所述轉(zhuǎn)矩階段期間所述第一和第二待停用離合器的轉(zhuǎn)矩容量各自大約為零。
10.一種用于控制自動變速器的方法,所述方法包括 檢測雙轉(zhuǎn)換換檔操作是否被請求; 在所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間,控制所述變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器;以及 在所述雙轉(zhuǎn)換換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間,控制所述變速器的所述四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改進自動變速器雙轉(zhuǎn)換換檔操作的系統(tǒng)和方法,具體提供了一種用于自動變速器的控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)包括雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊以及第一和第二離合器控制模塊。雙轉(zhuǎn)換換檔檢測模塊檢測雙轉(zhuǎn)換換檔操作是否被請求。在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的慣性階段期間,第一離合器控制模塊控制變速器的四個轉(zhuǎn)換離合器中的兩個離合器。在雙轉(zhuǎn)換換檔操作的轉(zhuǎn)矩階段期間,第二離合器控制模塊控制四個轉(zhuǎn)換離合器中的每個離合器。
文檔編號F16H61/02GK102865357SQ20121023309
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者N.E.威爾克, J.E.馬拉諾, A.W.菲利普斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
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