采用檢測(cè)的輸出扭矩的降檔控制方法
【專利摘要】一種在滑行駕駛條件下的降檔控制方法，包括計(jì)算從初始輸出扭矩和初始輸入速度的輸出扭矩和輸入速度的變化；降低先行元件壓力，前提是只要輸入速度的變化超過(guò)參考輸入速度變化；采用基于輸出扭矩和檢測(cè)的輸出扭矩變化的閉路控制來(lái)調(diào)整后繼元件壓力，使得輸出扭矩保持在預(yù)先確定的最大和最小扭矩之間；及完全接合后繼元件。
【專利說(shuō)明】采用檢測(cè)的輸出扭矩的降檔控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及在滑行駕駛(coasting drive)條件下當(dāng)發(fā)生如檢測(cè)的輸出扭矩顯示的停滯或空檔情形時(shí)控制自動(dòng)變速器降檔。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦元件，即離合器和制動(dòng)器，用于改變齒輪組內(nèi)的扭矩路徑，在自動(dòng)變速系統(tǒng)的輸入和輸出之間建立希望的扭矩和速比。在車(chē)輛運(yùn)行時(shí)，接合的摩擦控制元件的組合決定了自動(dòng)變速器運(yùn)行的具體檔位位置。當(dāng)車(chē)輛在滑行條件下、車(chē)輛持續(xù)向前移動(dòng)而加速踏板和制動(dòng)踏板均已解離時(shí)，隨著車(chē)輛逐漸慢下來(lái)，變速器控制器可以啟動(dòng)所謂的滑行降檔。在降檔過(guò)程中，一些稱為先行元件(off-going element)的摩擦元件會(huì)解離，而其它的稱為后繼元件(on-coming element)的摩擦元件會(huì)接合,改變變速器的輸入和輸出之間的扭矩和速度關(guān)系。
[0003]空檔狀態(tài)，即在齒輪組內(nèi)未顯著建立扭矩路徑的狀態(tài)，是由先行控制元件的提前解離或后繼控制元件扭矩容量的缺失引起的。當(dāng)滑行降檔時(shí)發(fā)生空檔狀態(tài)時(shí)，駕駛者可以感知換檔沖擊或瞬間駕駛扭矩的損失。進(jìn)一步地，如果駕駛者在空檔狀態(tài)時(shí)踩踏加速踏板，引擎速度可能激增，由于后繼元件的突然接合會(huì)發(fā)生換檔沖擊?？諜n狀態(tài)借助于量產(chǎn)車(chē)輛中通常采用的傳感器檢測(cè)不到，如變速器速度傳感器。
[0004]駕駛者可感知水平的變速器停滯可能由先行控制元件的延遲解離或后繼控制元件的扭轉(zhuǎn)過(guò)載引起，這導(dǎo)致齒輪組過(guò)度約束。當(dāng)滑行降檔時(shí)發(fā)生停滯狀態(tài)時(shí)，駕駛者可以感知到換檔沖擊或駕駛扭矩突然損失。嚴(yán)重的停滯狀態(tài)可以通過(guò)觀測(cè)量產(chǎn)車(chē)輛中變速器輸入速度信號(hào)的可測(cè)量的降低而檢測(cè)到。當(dāng)檢測(cè)到嚴(yán)重的停滯時(shí)，控制器可以迅速降低先行離合器壓力，以解決這一狀況。
[0005]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)滑行換檔控制技術(shù)，先行元件的控制壓力通過(guò)開(kāi)路途徑降低，而后繼離合器的控制壓力通過(guò)開(kāi)路途徑升高。用于先行離合器和后繼離合器二者的開(kāi)路壓力控制可以適應(yīng)性地調(diào)整。也就是，完成每個(gè)換檔事件后，變速器控制器可以通過(guò)預(yù)先確定的量調(diào)整用于先行元件的開(kāi)路壓力分布，延遲它的解離時(shí)間，而指示通過(guò)預(yù)先確定的量更快速地升高用于后繼離合器元件的壓力。調(diào)整產(chǎn)生接近停滯狀態(tài)的滑行換檔控制。當(dāng)通過(guò)速度測(cè)量檢測(cè)到停滯時(shí)，控制器可以降低先行元件控制壓力，以實(shí)現(xiàn)在指定的檔位內(nèi)的立即解離。停滯狀態(tài)的檢測(cè)使得控制器適應(yīng)性地指示控制壓力分布，以避免在隨后的滑行降檔事件中發(fā)生空檔和停滯狀態(tài)。
[0006]主要依賴于速度測(cè)量的現(xiàn)有技術(shù)方法既不能明確地檢測(cè)當(dāng)前滑行降檔事件中的空檔狀態(tài)、也不能校正當(dāng)前滑行降檔事件中的空檔狀態(tài)。主要依賴于速度傳感器的現(xiàn)有技術(shù)方法可以檢測(cè)停滯狀態(tài)，但是不能夠提供手段控制滑行降檔事件中降低的驅(qū)動(dòng)扭矩水平的量。適應(yīng)性的開(kāi)路壓力調(diào)整可能工作不順暢，這是因?yàn)橄刃泻秃罄^離合器摩擦扭矩可能在不同的運(yùn)行條件下不可預(yù)知地變化，即使控制壓力分布保持不變?，F(xiàn)有技術(shù)適應(yīng)性的壓力調(diào)整可能不會(huì)改變液壓控制系統(tǒng)可變性。因此，即使適應(yīng)性地確定理想的壓力分布，它們可能對(duì)于后續(xù)的換檔也是不理想的，空檔或者停滯狀態(tài)仍然會(huì)發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]一種在車(chē)輛持續(xù)向前移動(dòng)而加速踏板和制動(dòng)踏板均已解離的滑行駕駛條件下的降檔控制方法，包括從初始輸出扭矩和初始輸入速度計(jì)算輸出扭矩和輸入速度的變化；降低先行元件壓力，前提是只要輸入速度的變化超過(guò)參考輸入速度變化；采用基于輸出扭矩和檢測(cè)的輸出扭矩變化的閉路控制來(lái)調(diào)整后繼元件壓力，使得輸出扭矩保持在預(yù)先確定的最大和最小扭矩之間；及完全接合后繼元件。
[0008]控制策略取決于輸出扭矩的直接檢測(cè)，其指示機(jī)動(dòng)車(chē)輛的乘員可感知的不舒服(稱為換檔感覺(jué))的水平。
[0009]當(dāng)檢測(cè)到停滯狀態(tài)時(shí)，控制器基于渦輪速度下降的水平來(lái)調(diào)整或加速先行控制元件解離進(jìn)程。
[0010]控制器還可以采用輸出扭矩的下降來(lái)調(diào)整先行控制元件的解離壓力分布。
[0011]控制器基于輸出扭矩下降的水平調(diào)整或降低先行離合器壓力。
[0012]控制器還可以采用渦輪速度的下降來(lái)調(diào)整后繼控制元件壓力分布。
[0013]參照說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)和附圖的詳細(xì)說(shuō)明，將更好地理解優(yōu)選實(shí)施方式的應(yīng)用范圍。應(yīng)當(dāng)理解到的是，呈現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的說(shuō)明和具體的實(shí)施例僅通過(guò)示例的方式給出。對(duì)所述的實(shí)施方式和示例的各種改變和修正對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)明顯可見(jiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]參照下述的說(shuō)明并結(jié)合附圖，將更容易地理解本發(fā)明，其中:
[0015]圖1是示出變速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)置的示意圖；
[0016]圖2是示出與圖1的變速器所生成的每個(gè)檔位對(duì)應(yīng)的控制元件狀態(tài)的圖表；
[0017]圖3表示控制降檔的運(yùn)算法則；
[0018]圖4包含供應(yīng)到促動(dòng)先行元件和后繼元件的伺服器的渦輪速度、輸出扭矩和液壓力的曲線圖 '及
[0019]圖5是示出在滑行降檔時(shí)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)變量隨著時(shí)間變化的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1示出能夠生成六個(gè)前進(jìn)速比、以及倒車(chē)驅(qū)動(dòng)的多速自動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋10的傳動(dòng)裝置、離合器、制動(dòng)器、軸和其它元件。
[0021]扭矩變換器12包括由引擎驅(qū)動(dòng)的葉輪14，流體運(yùn)動(dòng)地連接到葉輪的渦輪16，以及在葉輪和渦輪之間的定子18。變速器輸入軸20固定到渦輪16。定子18不能轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到變速箱26。
[0022]齒輪組28包括固定到輸入軸20的太陽(yáng)齒輪30 ;托架32 ;環(huán)形齒輪34 ；以及支承在托架32上并嚙合太陽(yáng)齒輪30和環(huán)形齒輪34的行星小齒輪38。
[0023]后齒輪組40和前齒輪組42也是簡(jiǎn)單的行星齒輪組。齒輪組40包括旋轉(zhuǎn)支承在托架46上并嚙合太陽(yáng)齒輪48和環(huán)形齒輪50的行星小齒輪44。齒輪組42包括旋轉(zhuǎn)支承在托架54上并嚙合太陽(yáng)齒輪56和環(huán)形齒輪58的行星小齒輪52。
[0024]超速離合器C456固定到托架46和環(huán)形齒輪34。離合器35R固定到太陽(yáng)齒輪48。中間制動(dòng)器CB26是固定到太陽(yáng)齒輪48和變速箱26的34。低速倒檔制動(dòng)器(Low reversebrake) CBLR固定到托架46和變速箱26。前進(jìn)制動(dòng)器CB1234固定到太陽(yáng)齒輪56和輸出軸60。單向離合器0WC62固定到托架46，環(huán)形齒輪34，離合器CBLR和箱26。變速器裝備具有輸入速度傳感器64和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)扭矩傳感器66。
[0025]盡管在滑行駕駛條件下降檔可以發(fā)生在任何的前進(jìn)檔之間，其中引擎扭矩典型地降低到低水平，但是參照3-2降檔來(lái)說(shuō)明了降檔控制方法。如圖2所示，當(dāng)離合器C35R和制動(dòng)器CB1234同時(shí)接合并且0WC62超速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，生成第三檔。當(dāng)先行控制元件(離合器C35R)斷開(kāi)接合，后繼控制元件(制動(dòng)器CB26)接合，制動(dòng)器CB1234保持接合，并且0WC62繼續(xù)超速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，降檔到第二檔。
[0026]降檔還可以發(fā)生在停滯情況下，其發(fā)生在先行元件C35R和后繼元件CB26均已具有足夠容量使得它們競(jìng)爭(zhēng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋10的顯著扭矩路徑，導(dǎo)致輸出軸60上承載的輸出扭矩降低和渦輪速度、即輸入軸20的速度降低。當(dāng)變速器檔位處于停滯狀態(tài)，離合器C35R可以固定地接合或可以開(kāi)始滑動(dòng)，同時(shí)承載扭矩容量。
[0027]可選擇地，降檔可以發(fā)生在空檔情況下，在先行元件C35R和后繼元件CB26均由于它們不具有充分的扭矩容量而不能夠建立顯著扭矩路徑而導(dǎo)致滑動(dòng)時(shí)發(fā)生空檔情況。
[0028]圖3示出運(yùn)算法則70，以約7ms的間隔重復(fù)執(zhí)行該運(yùn)算法則，并且該運(yùn)算法則控制在滑行駕駛條件下的停滯和空檔狀況時(shí)的降檔。在步驟72啟動(dòng)運(yùn)算法則后，在步驟74采用扭矩傳感器64和速度傳感器66檢測(cè)在降檔發(fā)生之前的輸出軸60承載的扭矩和輸入軸20的速度的量值。扭矩傳感器64生成表示輸出軸60承載的扭矩的量值(Tout)的電信號(hào)。速度傳感器66生成表示輸入軸20的速度PRMffiffe(RPMturt)的電信號(hào)。
[0029]圖4包含渦輪速度、輸出扭矩和供應(yīng)到促動(dòng)先行元件Pogc C35R和后繼元件PoccCB26的伺服器的液壓力的曲線圖。
[0030]在步驟76，實(shí)施測(cè)試，以確定滑行降檔是否已經(jīng)由變速器控制器發(fā)出指令。如果測(cè)試76的結(jié)果是邏輯否，控制回到步驟74，遞增指數(shù)(i )。
[0031]如果測(cè)試76的結(jié)果是邏輯上肯定的，標(biāo)明降檔已經(jīng)開(kāi)始，在步驟78，確定如圖4所示的下述變量的值:T初始=T輸出Ui)和RPM初始=RPM_(ti)(即，Tinit=Tout(t,)和RPMinit=RPMturb (ti))。
[0032]在步驟80，確定如圖4所示的下述參考輸出扭矩和輸入速度的量值并儲(chǔ)存在控制變速器檔位換檔的控制器可讀取的電子存儲(chǔ)器中:!》±，1?7>和ARPMlWt(即，Tmax，Tmin和Λ RPMtos),其中如果(即Tinit)足夠大于0，則Tid、(即Tmin)最好設(shè)置等于O。當(dāng)Tinit接近O或小于0，Tmin可以設(shè)置為負(fù)值。
[0033]遞增指數(shù)⑴，控制前進(jìn)到步驟82，再次檢測(cè)Twt (ti)和RPMturt (ti)。
[0034]在步驟84，執(zhí)行下述計(jì)算:
[0035]Δ Tout (ti) =Tinit-Tout (ti)
[0036]Δ RPMturb (ti) =RPMinit-RPMturb (ti)
[0037]在步驟86，執(zhí)行測(cè)試以確定是否
[0038] Δ RPMturb (ti)> ARPMthres[0039]如果測(cè)試86的結(jié)果是正確的，表示存在停滯，在步驟88，基于RPMturt的水平降低先行元件C35R的壓力Pogc (ti)，控制進(jìn)程到下一步驟90。
[0040]如果測(cè)試86的結(jié)果是錯(cuò)誤的，控制進(jìn)程到下一步驟90，基于Twt(ti)和AT0Ut(ti)通過(guò)閉路控制調(diào)整后繼元件CB26的壓力PoCC(ti)，以保持T最小〈1^出〈1*大卿，
T <T <T ')
1 min、1 out、1 max y °
[0041]在步驟92，執(zhí)行測(cè)試以確定滑行降檔是否要完成。如果測(cè)試92的結(jié)果是否定的，控制回到步驟82。持續(xù)進(jìn)行這一循環(huán)，只要變速器控制器希望保持輸出扭矩水平處于Tmax和Tmin之間而不完成降檔，同時(shí)允許先行離合器C35R和后繼離合器CB26均分別在非零扭矩容量下滑動(dòng)?？蛇x擇地，離合器C35R的扭矩容量水平可以降低到非顯著性水平，以允許離合器CB26顯著地影響Tmax和Tmin之間的輸出扭矩水平，同時(shí)其持續(xù)滑動(dòng)，不完成接合。
[0042]如果測(cè)試92的結(jié)果是肯定的，也就是，如果變速器控制器確定要完成滑行降檔，在步驟94增加后繼元件CB26的壓力Pocc (ti)以通過(guò)完全接合元件CB26完成降檔。
[0043]在步驟96終止降檔運(yùn)算法則70的執(zhí)行。
[0044]在滑行降檔事件中，對(duì)于其中先行元件是超速旋轉(zhuǎn)單向型扭矩耦合的變速器系統(tǒng)，可以將圖3的運(yùn)算法則70直接應(yīng)用到后繼離合器壓力控制，不包括步驟88。
[0045]圖5是表示在滑行降檔過(guò)程中動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)變量隨著時(shí)間變化的曲線圖，其中從檢測(cè)的輸出扭矩中檢測(cè) 到的扭矩容量的缺失通過(guò)在98增加后繼控制元件壓力來(lái)補(bǔ)償，以減少先行離合器開(kāi)始滑動(dòng)后由于降低的扭矩容量導(dǎo)致的在100處的輸出扭矩缺陷(torqueho I e )，從而啟動(dòng)渦輪速度變化。
[0046]根據(jù)專利法的規(guī)定，已經(jīng)說(shuō)明了優(yōu)選的實(shí)施方式。但是，應(yīng)當(dāng)注意到的是，除了具體示出和說(shuō)明的實(shí)施方式之外，還可以實(shí)施其它可選的實(shí)施方式。例如，能夠使用推斷的或由感知的信號(hào)間接指示而不是直接扭矩檢測(cè)的輸出扭矩水平容易地應(yīng)用本發(fā)明的方法的元素。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在車(chē)輛持續(xù)向前移動(dòng)而加速踏板和制動(dòng)踏板均解離的滑行駕駛條件下控制變速器降檔的方法，其特征在于，包含: 確定降檔之前的初始輸出扭矩； 直接檢測(cè)降檔之前的初始輸入速度； 通過(guò)啟動(dòng)先行元件壓力降低并調(diào)節(jié)后繼元件行程來(lái)啟動(dòng)降檔； 確定輸出扭矩的最大和最小值和用于降檔的輸入速度的參考變化； 檢測(cè)輸出扭矩和輸入速度； 計(jì)算從初始輸出扭矩的輸出扭矩的變化和從初始輸入速度的輸入速度的變化； 降低先行元件壓力以允許先行離合器滑動(dòng)； 進(jìn)一步降低先行元件壓力，前提是只要輸入速度變化超過(guò)參考輸入速度變化； 只要不希望完成降檔，基于輸出扭矩和輸出扭矩的變化采用閉路控制來(lái)調(diào)整后繼元件壓力，使得輸出扭矩處在其最大值和最小值之間而不允許后繼離合器固定地接合并且不允許完成降檔； 當(dāng)希望完成降檔時(shí)，通過(guò)增加后繼元件壓力來(lái)完成降檔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的方法，其特征在于，通過(guò)直接檢測(cè)確定初始輸出扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于感知信號(hào)間接地推斷確定初始輸出扭矩。
4.一種在車(chē)輛持續(xù)向前移動(dòng)而引擎扭矩維持水平的滑行駕駛條件下的降檔控制方法，其特征在于，包含: (a)計(jì)算從初始輸出扭矩和初始輸入速度的輸出扭矩和輸入速度的變化； (b)降低先行元件壓力，以允許其滑動(dòng)，并增加后繼元件壓力； (C)進(jìn)一步降低先行元件壓力，前提是只要輸入速度的變化超過(guò)參考輸入速度變化； (d)只要不希望完成降檔，基于輸出扭矩和檢測(cè)的輸出扭矩的變化采用閉路控制來(lái)調(diào)整后繼元件壓力，使得輸出扭矩保持在最大值和最小值之間而不允許后繼離合器固定地接合并且不允許完成降檔； (e)只有在希望完成降檔時(shí)，完全接合后繼元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(a)進(jìn)一步包含: 直接檢測(cè)降檔之前的初始輸出扭矩和初始輸入速度； 啟動(dòng)降檔； 直接檢測(cè)降檔過(guò)程中的輸出扭矩和輸入速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(b)進(jìn)一步包含: 確定用于降檔80的參考輸入速度變化； 檢測(cè)輸入速度； 比較輸入速度的變化和參考輸入速度變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(c)進(jìn)一步包含: 確定用于降檔的輸出扭矩的最大和最小值； 直接檢測(cè)降檔之前的初始輸出扭矩和初始輸入速度； 計(jì)算從初始輸出扭矩的輸出扭矩的變化和從初始輸入速度的輸入速度的變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(d)進(jìn)一步包含:當(dāng)希望完成降檔時(shí)，通過(guò)增加后繼元件壓力至完全接合后繼元件來(lái)完成滑行駕駛條件下的降檔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，變速器降檔是非同步降檔。
【文檔編號(hào)】F16H61/02GK104019221SQ201410069482
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月28日
【發(fā)明者】約瑟夫·F·庫(kù)哈爾斯基, 尼姆羅德·卡帕斯, 藤井雄二, 格雷戈里·邁克爾·皮特倫, 戴安娜·亞納基耶夫 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司