急加速操作中的期望扭矩變換器離合器滑差反饋恢復算法的製作方法

2023-06-07 13:32:41

專利名稱：急加速操作中的期望扭矩變換器離合器滑差反饋恢復算法的製作方法
急加速操作中的期望扭矩變換器離合器滑差反饋恢復算法技術領域
本公開內容涉及一種用於設定車輛扭矩變換器內的滑差的系統和方法。
技術背景
本部分的陳述僅提供與本公開內容相關的背景信息，不一定構成現有技術。
採用自動變速器的內燃發動機車輛通常包括定位在車輛的發動機與變速器之間 的扭矩變換器。扭矩變換器為流體聯接設備，其通常包括與發動機的輸出軸聯接的葉 輪和與變速器的輸入軸聯接的渦輪。扭矩變換器利用液壓流體將轉動能從葉輪傳遞到渦 輪。
在扭矩變換器內，葉輪相對於渦輪的旋轉速度通常是不同的，使得它們之間存 在變換器滑差。由於發動機輸出與變速器輸入之間大的滑差顯著影響車輛的燃料經濟 性，所以一些車輛採用扭矩變換器離合器(TCC)來控制或減小發動機與變速器之間的滑 差。TCC還可將處於發動機的輸出處的葉輪機械地鎖止在處於變速器的輸入處的渦輪 上，使得發動機和變速器以相同速度旋轉。受各種因素制約，一般僅在有限的情形中將 葉輪鎖止在渦輪上。
因而，TCC通常具有三種模式。即如此前所述的完全鎖止模式、完全釋放模式 以及受控滑差模式。當TCC被完全釋放時，扭矩變換器的葉輪與渦輪之間的滑差僅通過 它們之間的液壓流體控制。在滑差模式下，通過控制TCC內液壓流體的壓力設定扭矩變 換器葉輪與渦輪之間的滑差以便其不超出預定量。節氣門請求的迅速改變導致發動機速 度和施加在扭矩變換器上的扭矩迅速改變。發動機速度和/或扭矩的迅速增加會導致扭 矩滑差從受控值變為過大值，該過大值必須被控制而回到受控值。發明內容
動力系包括發動機、變速器和位於發動機與變速器之間的扭矩變換器。緊隨發 動機扭矩命令的迅速增加之後，通過如下方式控制扭矩變換器滑差監測在發動機扭矩 命令的迅速增加之後的測定的扭矩變換器滑差；基於測定的扭矩變換器滑差確定由發動 機扭矩命令的迅速增加導致的最大測定的扭矩變換器滑差值；確定要將扭矩變換器滑差 減小到的目標值；確定用以將扭矩變換器滑差從最大測定的扭矩變換器滑差減小至目標 值的恢復曲線；以及利用該恢復曲線可控地減小扭矩控制器滑差。確定恢復曲線命令通 過曲線將滑差降低到命令的扭矩變換器滑差值，所述命令的扭矩變換器滑差值被選擇為 防止扭矩變換器滑差變為零。
此外，本發明還包括以下技術方案。
技術方案1. 一種用於在發動機扭矩命令迅速增加之後控制動力系中的扭矩變換 器滑差的方法，所述動力系包括發動機、變速器和位於所述發動機與所述變速器之間的 扭矩變換器，所述方法包括
在所述發動機扭矩命令迅速增加之後監測測定的扭矩變換器滑差；
基於所述測定的扭矩變換器滑差確定因所述發動機扭矩命令迅速增加導致的最 大測定的扭矩變換器滑差；
確定要將所述扭矩變換器滑差減小到的目標值；
確定將所述扭矩變換器滑差從所述最大測定的扭矩變換器滑差減小為所述目標 值的恢復曲線；以及
利用所述恢復曲線可控地減小所述扭矩控制器滑差，並且
其中，確定所述恢復曲線命令通過所述曲線將滑差降低到命令的扭矩變換器滑 差值，所述命令的扭矩變換器滑差值被選擇為防止扭矩變換器滑差變為零。
技術方案2.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，所述發動機扭矩命令的 迅速增加是急加速節氣門要求。
技術方案3.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，確定要將所述扭矩變換 器滑差減小到的目標值包括
在所述發動機扭矩命令迅速增加之前監測期望的扭矩變換器滑差；以及
將所述目標值設定為在所述發動機扭矩命令迅速增加之間所監測的最後的期望扭矩變換器滑差值。
技術方案4.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，所述方法還和括
監測節氣門位置傳感器；
確定所述節氣門位置傳感器的變化率；
將所述節氣門位置傳感器的變化率與臨界變化率進行比較；以及
基於所述節氣門位置傳感器的變化率超過所述臨界變化率而指示所述發動機扭 矩命令的迅速增加。
技術方案5.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，確定恢復曲線以便可控 地減小所述扭矩變換器滑差包括
利用數學表達式減小所述扭矩變換器滑差。
技術方案6.根據技術方案5所述的方法，其特徵在於，所述數學表達式包括
利用命令的扭矩變換器滑差的線性減小將所述扭矩變換器滑差減小為所述目標值。
技術方案7.根據技術方案5所述的方法，其特徵在於，所述數學表達式包括
利用命令的扭矩變換器滑差的指數衰減將所述扭矩變換器滑差減小為所述目標值。
技術方案8.根據技術方案5所述的方法，其特徵在於，所述數學表達式包括
利用命令的扭矩變換器滑差的二次方程將所述扭矩變換器滑差減小為所述目標值。
技術方案9.根據技術方案5所述的方法，其特徵在於，利用所述數學表達式包 括
利用濾波器使所述確定的恢復曲線平滑。
技術方案10.根據技術方案5所述的方法，其特徵在於，利用所述數學表達式包 括
利用樣條來形成所述確定的恢復曲線。
技術方案11.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，確定用於減小所述扭矩 變換器滑差的所述恢復曲線包括
基於設定的過渡時間限定所述恢復曲線，所述過渡時間開始於確定所述最大測 定的扭矩變換器滑差值的時間並結束於所述恢復曲線達到所述目標值時。
技術方案12.根據技術方案11所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括
監測發動機負載；以及
監測變速器擋位；並且
其中基於所述監測的發動機負載和所述監測的變速器擋位選擇所述設定的過渡 時間。
技術方案13.根據技術方案11所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括
監測發動機負載；以及
監測變速器擋位；並且
其中以如下方式選擇所述設定的過渡時間
基於所述監測的發動機負載和所述監測的變速器擋位確定臨時設定的過渡時 間；
基於所述臨時設定的過渡時間確定所得到的臨時恢復曲線的傾斜度；
將所述得到的傾斜度與最大傾斜度進行比較；以及
如果所述得到的傾斜度大於所述最大傾斜度，則基於延長所述臨時設定的過渡 時間選擇所述設定的過渡時間。
技術方案14.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，確定用於減小所述扭矩 變換器滑差的所述恢復曲線包括
基於每單位時間量度的期望滑差限定所述恢復曲線。
技術方案15.根據技術方案1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括
在所述發動機扭矩命令迅速增加之後，凍結對扭矩變換器離合器的基於滑差的 反饋壓力命令，直到利用所述恢復曲線為止。
技術方案16. —種用於控制動力系的扭矩變換器滑差的方法，所述動力系包括發 動機、變速器和位於所述發動機與所述變速器之間的扭矩變換器，所述方法包括
監測節氣門位置傳感器；
基於所述監測的節氣門位置傳感器檢測急加速節氣門要求；
在檢測到急加速節氣門要求之後監測測定的扭矩變換器滑差；
在所述急加速節氣門要求之後暫時凍結對扭矩變換器離合器的壓力命令；
基於所述測定的扭矩變換器滑差確定由所述急加速節氣門要求導致的最大測定 的扭矩變換器滑差值；
確定所述扭矩變換器滑差的目標值，所述目標值包括在所述急加速節氣門要求 之前測定的期望扭矩變換器滑差；
確定用以將所述扭矩變換器滑差從所述最大測定的扭矩變換器滑差減小為所述 目標值的恢復曲線；
解凍對所述扭矩變換器離合器的壓力命令；以及
利用所述恢復曲線可控地減小所述扭矩控制器滑差，並且
其中，確定所述恢復曲線通過所述曲線將滑差降低到一每單位時間的滑差變化 率，所述每單位時間的滑差變化率被選擇為防止扭矩變換器滑差過調至零滑差。
技術方案17. —種用於在急加速節氣門要求之後控制動力系中的扭矩變換器滑差 的設備，所述動力系包括發動機、變速器和位於所述發動機與所述變速器之間的扭矩變 換器，所述設備包括
所述扭矩變換器；
控制扭矩變換器滑差的扭矩變換器離合器；
用於對急加速節氣門要求進行監測的傳感器；
控制器，用於
監測所述傳感器；
基於所述傳感器監測指示所述急加速節氣門要求；
監測所測定的扭矩變換器滑差；
基於所述測定的扭矩變換器滑差確定因所述急加速節氣門要求導致的最大測定 的扭矩變換器滑差；
確定所述扭矩變換器滑差的目標值；
確定用以將所述扭矩變換器滑差從所述最大測定的扭矩變換器滑差減小為所述 目標值的恢復曲線；以及
利用所述恢復曲線可控地減小所述扭矩控制器滑差，並且
其中，所述扭矩變換器離合器控制所述扭矩變換器內的滑差減小，並且
其中，確定所述恢復曲線通過所述曲線將滑差減小到防止所述扭矩變換器滑差 變為零而選擇的滑差值。
技術方案18.根據技術方案17所述的設備，其特徵在於，對所述急加速節氣門 要求進行監測的所述傳感器包括提供用以描述節氣門要求的改變的數據的節氣門位置傳感器。
技術方案19.根據技術方案17所述的設備，其特徵在於，對所述急加速節氣門 要求進行監測的所述傳感器包括提供用以描述發動機扭矩的改變的數據的發動機扭矩傳 感器。
技術方案20.根據技術方案17所述的設備，其特徵在於，對所述急加速節氣門 要求進行監測的所述傳感器包括提供用以描述輸入空氣流量的改變的數據的空氣品質流 量傳感器。
技術方案21.根據技術方案17所述的設備，其特徵在於，對所述急加速節氣門 要求進行監測的所述傳感器包括提供用以描述燃料噴射率的改變的數據的燃料流量傳感ο
技術方案22.根據技術方案17所述的設備，其特徵在於，所述控制器還監測所 述急加速節氣門要求之前的期望扭矩變換器滑差，且其中確定所述扭矩變換器滑差的所 述目標值包括將所述目標值設定為在剛好在指示所述急加速節氣門要求之間的時段監測 的期望扭矩變換器滑差的平均值。
技術方案23.根據技術方案17所述的設備，其特徵在於，利用所述恢復曲線可 控地減小所述扭矩變換器滑差包括編程以對所述扭矩變換器離合器發出命令。
技術方案根據技術方案17所述的設備，其特徵在於，所述控制器還
監測發動機負載；
基於所述發動機負載確定前饋壓力命令；
監測期望扭矩變換器滑差；
確定所測定的扭矩變換器滑差與所述期望扭矩變換器滑差之差；
基於所述差異確定反饋壓力命令；
在指示所述急加速節氣門要求後，凍結所述反饋壓力命令；並且
基於所述前饋壓力命令和所述凍結的反饋壓力命令對所述扭矩變換器離合器發 出命令，直到利用所述恢復曲線為止。


現將參照附圖舉例描述一個或更多個實施例，在附圖中
圖1是顯示按照本公開內容的車輛的各種傳動系構件的框圖2示出按照本公開內容的急加速扭矩請求之後控制扭矩變換器滑差同時防止 扭矩變換器滑差減為零的方法的示例性實施例的圖形表示；
圖3圖示了按照本公開內容可實現恢復曲線以控制扭矩變換器滑差的示例性過 程；以及
圖4圖示了按照本公開內容可實現恢復曲線以控制扭矩變換器滑差的另一示例 性過程。
具體實施方式
現參照附圖，其中顯示內容只是為了圖示特定示例性實施例而不是為了對其進 行限制，圖1是車輛10的各種動力系構件的框圖。動力系構件包括發動機12和變速器 14。通過線16代表的發動機12的輸出軸與扭矩變換器18的一端聯接，而通過線20代表 的變速器16的輸入軸與扭矩變換器18的相對端聯接。如上所述，扭矩變換器18利用液 壓流體將轉動能從發動機12傳遞到變速器14，以便在必要時可使發動機12與變速器14 分離。TCC 22設定發動機12與變速器14之間的扭矩變換器18內的扭矩變換器滑差， 如上所述。在該圖中，發動機輸出功率被示為單位為每分鐘轉數(RPM)的發動機旋轉速 度Ne和單位為牛頓/米的發動機扭矩TE。同樣，變速器14在其輸入處的速度由變速器 輸入速度N1和變速器扭矩T1表示。將扭矩變換器18內的扭矩滑差定義為Ne-Np用線 28表示的變速器14的輸出軸與車輛10的傳動系30聯接，該傳動系30以本領域普通技術 人員完全理解的方式將發動機動力分配給車輪。將變速器14的輸出軸觀的速度表示為 N0,而將變速器14的輸出軸28的扭矩表示為1^。
車輛10還包括用於表示發動機控制器和變速器控制器兩者的控制器36 ；然而， 應理解這兩個控制功能可通過單個裝置或可連通地相連的多個裝置實現。控制器36從車 輛節氣門38接收節氣門位置信號，向發動機12提供信號，以提供所需的發動機速度，並 向變速器14提供用以提供所需的擋位以滿足節氣門要求的信號。另外，依據所選擇的發 動機速度和變速器擋位，控制器36通過線40向TCC 22提供信號用以設定期望的扭矩變 換器滑差。傳感器42測量變速器14的輸出行為。在一個示例性實施例中，傳感器42測量變速器14的輸出軸觀的旋轉速度，並將速度信號發送至控制器36。傳感器的適當 實例包括編碼器、速度傳感器、加速計、扭矩傳感器等。
如上所述，控制器36可為單個裝置或數個裝置。控制器配備有包括記憶存儲裝 置的微處理器，並能夠執行用於操作本文描述的方法的程序。
本公開內容描述了用於響應發動機速度和/或變速器擋位和/或發動機扭矩的改 變而調整扭矩變換器滑差使得滑差為期望的最小值以節約燃料但不會小成使得發動機脈 動和其它噪聲信號經扭矩變換器18傳遞至傳動系30並被車輛乘坐者感知的示例性過程。 控制器36將基於存儲在控制器36中的預先輸入的表，針對當前的發動機速度、變速器擋 位和發動機扭矩，選擇特定的滑差，並通過線40將其傳送給TCC 22，該預先輸入的表是 由於用於提供良好燃料經濟性和減小的振動傳遞的最小扭矩變換器滑差的車輛測試或其 它操作而生成的。可在共同擁有的美國專利申請序號12/043,499中獲得用於輸入這種表 格的一個過程，該申請於2008年3月6日提交，題為「Aggressive Torque Converter Clutch Slip Control Design Through Driveline Torsional Velocity Measurements (通過傳動系扭轉速度 測量的主動扭矩變換器離合器滑差控制設計)」，並通過引用結合於本文中。如果針對 特定的發動機速度、變速器擋位和發動機扭矩選擇的扭矩變換器滑差沒有提供用於防止 振動被傳遞至傳動系30的期望滑差，則在控制器36中利用來自傳感器42的信號確定振 動，如果振動超出預先確定的臨界值，則控制器36然後可增加扭矩變換器滑差。
通過TCC的應用控制扭矩變換器滑差。TCC包括機械地、電子地或流體地操作 以將扭矩變換器的葉輪和渦輪可控地聯接而調節它們之間的允許滑差的結構。在完全釋 放TCC時，葉輪與渦輪之間的流體相互作用控制滑差。當完全鎖止TCC時，葉輪與渦輪 之間不存在滑差。在一個示例性控制方法中，TCC控制扭矩變換器內液壓流體的壓力， 使得扭矩變換器滑差接近期望值。通過減小扭矩變換器內的液壓流體的壓力，給定操作 條件下的扭矩變換器滑差將增加。類似地，通過增加扭矩變換器內液壓流體的壓力，給 定操作條件的扭矩變換器滑差將下降。
反饋控制的方法為本領域所公知。這種方法監測期望值，根據期望值控制輸 出，並利用受控的輸出的結果值隨後改善控制以達到期望值。已知反饋控制用於通過 TCC的可變控制來控制扭矩變換器內的滑差。可監測期望扭矩變換器滑差，可調節對 TCC的壓力命令以便控制得到的扭矩變換器滑差，並可在反饋環中利用得到的扭矩變換 器滑差以隨後調節對TCC的壓力命令。這樣，可利用反饋控制將扭矩變換器滑差控制為 期望值。期望值可為穩態項，在一定時段基本不變，或者期望值可為瞬時的，例如在一 定時段增加或減小，或根據階躍曲線改變。
如上所述，發動機速度和/或扭矩的迅速增加會導致扭矩滑差從受控值變為過 大值，該過大值必須被控制回到受控值。這種扭矩的迅速改變可由操作員發起的節氣門 要求引起。類似地，這種改變可由例如結合巡航控制功能或變速器換擋自動生成的命令 引起。發動機扭矩的任何迅速或突然的改變可能會造成扭矩變換器滑差的相應增加。可 通過監測指示發動機扭矩的迅速增加的發動機扭矩命令或因素，採用方法來補償預期增 加的滑差。
急加速(tip-in)節氣門要求表示因操作員發起的節氣門要求或輸出扭矩請求的迅 速增加。雖然如上所述發動機扭矩的增加可源於許多原因，但為簡明起見，本公開內容的剩餘部分將討論諸如急加速節氣門要求或急加速事件的改變。然而，本領域普通技術 人員應該理解的是，本公開內容可同等地適用於其它類似命令的發動機扭矩改變。
一種指示急加速節氣門要求的方法包括測量節氣門位置傳感器(TPS)輸出和確 定TPS變化率是否超出TPS的臨界變化率。TPS變化率可通過多種方法計算，例如通過 直接數值微分、卡爾曼濾波器的操作或其它本領域公知的方法。該TPS的臨界變化率可 通過多種方法進行選擇，以指示節氣門要求的迅速增加，例如通過足以表示響應TPS的 改變來描述扭矩變換器滑差的校準或建模。
監測TPS是識別發動機扭矩迅速增加的一個方法。公開的其它方法包括直接 監測發動機扭矩、監測空氣流質量傳感器以通過輸入空氣流的改變來估計發動機扭矩、 監測噴射到發動機中的燃料質量以通過噴射的燃料質量的改變來類似地估計發動機扭 矩、以及監測描述發動機扭矩的改變的通常從發動機發送到變速器的信號。
雖然在穩態操作下可將扭矩變換器滑差控制為較小的值，但已知與急加速節氣 門要求一致的NE和TE的迅速和顯著的增加導致扭矩變換器滑差的迅速增加。過大滑差 降低動力系的燃料效率和對輸出軸的扭矩輸出並且必須利用及時的方法減小。另外，上 述響應扭矩變換器滑差的迅速改變的扭矩變換器滑差的反饋控制會導致扭矩變換器滑差 不可預測的改變，例如，TCC壓力命令的反饋誘導增加導致滑差快速地減小為零。導致 零滑差的迅速改變的滑差會導致對駕駛性能而言可感知和不希望的影響。
已知在急加速節氣門要求之後重新建立對扭矩變換器滑差的控制的方法。然 而，通過重新建立對扭矩變換器滑差的控制的公知方法而形成的扭矩變換器滑差的迅速 下降頻繁地使扭矩變換器滑差變為零，如上所述，導致對駕駛性能產生不利影響。公開 一種對與急加速節氣門要求關聯的扭矩變換器滑差的迅速增加作出反應的方法，其根據 由在最大值測定的扭矩變換器滑差限定的恢復曲線，將扭矩變換器滑差減小為由急加速 節氣門要求開始之前的受控的穩態扭矩變換器滑差限定的期望扭矩變換器滑差值。
可在急加速節氣門要求期間調節對TCC的命令，以避免扭矩變換器中不希望的 結果。在一個實施例中，為避免正常的反饋控制在操作中控制滑差而使其在急加速過渡 期間產生不可預測的改變，在檢測到急加速節氣門要求後，在急加速節氣門要求期間， 開始凍結基於期望滑差和測定滑差之差對TCC的壓力控制的反饋部分，直到上述恢復曲 線生效為止。這種示例性系統可包括下式表示的壓力控制項。
TCC壓力命令=反饋項+前饋項[1]
前饋項可基於影響通過扭矩變換器施加的扭矩的許多不同因素。在一個示例性 實施例中，前饋項基於發動機扭矩，並隨發動機扭矩增加而增加。與發動機扭矩大致成 比例地改變的前饋項將在急加速事件中增加，但由於前饋項對發動機扭矩作出響應，所 以它們的增加成比例。結果，增加前饋項將不太可能導致扭矩變換器內的不可預測或不 平穩的運動。應該理解的是，反饋項將使對TCC的壓力命令的急劇增加，該反饋項基於 期望滑差與測定滑差之差，並對因急加速過渡導致的滑差的大幅增加作出響應。反饋項 中的這種急劇增加落後於滑差的增加。同樣，如果反饋項導致TCC強烈下降而減小測定 滑差，則反饋項的減小也將落後於測定滑差的減小。結果，該反饋項可導致扭矩變換器 中不可預測或不穩定的運動，例如導致扭矩變換器中的滑差跌為零。結果，公開了這樣 一種方法在檢測到急加速過渡後，凍結基於滑差的反饋壓力命令，同時在急加速過渡期間保留前饋項。
圖2為按照本公開內容在防止扭矩變換器滑差減小為零時在急加速扭矩要求之 後控制扭矩變換器滑差的的方法的示例性實施例的圖形表示。所示曲線示了在測試 期間數個測試參數與共用普通時間尺度的關係。在測試之初，如在曲線圖的左部所示的 那樣，期望扭矩變換器滑差值被描述為固定或穩定值，該值根據諸如上述示例性方法的 方法設定。描述了測定扭矩變換器滑差，例如將其作為Ne與N1之差測量。另外還描繪 了測定的TPS，其例如描述加速器踏板位置或操作員引發的踏板壓低的測量。最後，描 繪二進位急加速節氣門要求指示量，其描述是否已檢測到急加速節氣門要求的指示。在 圖表的該第一部分，可認為動力系在基本上穩定的狀態下操作，並可根據本文描述的方 法利用測定的扭矩變換器滑差將滑差控制為期望扭矩變換器滑差。
在圖表的中間部分，從約46.7秒的時間測量點開始，TPS急劇增加。TPS的這 種改變指示操作員的節氣門要求的急劇和突然的增加，且TPS的分析允許急加速節氣門 要求指示量的改變。節氣門要求的急劇增加導致未示出)的急劇增加，進而導 致測定的扭矩變換器滑差的急劇增加，如曲線圖中所示。這種滑差增加經常是不可避免 的。儘管TCC控制系統通過增加TCC命令的液壓壓力對急加速作出反應，但是TCC液 壓系統響應不足夠快地對發動機扭矩的迅速改變作出反應，由此導致命令的TCC壓力與 得到的TCC壓力之間的大的差距。節氣門要求的急劇增加具有極限，且最終節氣門要求 和得到的發動機輸出穩定或減小。這也允許TCC液壓壓力穩定，由此減小TCC滑差。 結果，測量出峰值或最大扭矩變換器滑差值，並可基於最大扭矩變換器滑差的隨後改變 識別峰值或最大扭矩變換器滑差值。
可通過比較並將測定的扭矩變換器滑差控制為恢復曲線來描述將扭矩變換器滑 差可控地減小為期望扭矩變換器滑差的方法。恢復曲線包括命令的扭矩變換器滑差值， 並設定成快速地減小扭矩變換器滑差，以便避免燃料效率的下降和與顯著的扭矩變換器 滑差關聯的至輸出軸的動力的相應損失。然而，還將恢復曲線設定成不過於快速地減小 扭矩變換器滑差，以便避免凡和T1的脈動式改變導致的駕駛性能問題。另外，將恢復曲 線設定成使扭矩變換器滑差恢復到急加速節氣門要求之前的最後穩態操作期間設定的類 似於期望扭矩變換器滑差的目標值或新的期望扭矩變換器滑差值。另外，將恢復曲線設 定成以可控制方式使扭矩變換器滑差恢復到新的期望扭矩變換器滑差，以便避免新的期 望扭矩變換器滑差過調，保證扭矩變換器滑差不變為零。
再次參照圖2，例示了上述利用恢復曲線的方法。如上所述，測定的扭矩變換 器滑差響應由急加速節氣門要求指示所指示的節氣門要求的增加而急劇增加。一旦TPS 平穩，測定的扭矩變換器滑差達到峰值並開始減小。圖2中使用的示例性方法利用該峰 值將恢復曲線的初始值限定在測定的扭矩變換器滑差值的峰值或其附近。一旦設定該初 始值，就必須選擇將滑差減小到的目標值。根據一種方法，將剛好在急加速節氣門要求 開始之前的期望扭矩變換器滑差值用作目標值。可設想其它目標值，例如包括在急加速 節氣門要求之前的期望扭矩變換器滑差的時間平均值、例如可在基於發動機負載和變速 器擋位的查詢表中獲得的設定的校準扭矩變換器滑差值，或歷史期望扭矩變換器滑差值 乘以某個安全係數，其中後續可停止該安全係數或逐步停用而變為上述正常控制的穩態 扭矩變換器滑差值。除選擇目標扭矩變換器滑差值之外，必須繪出從恢復曲線的初始值到目標扭矩變換器滑差值的過渡。可設想限定恢復曲線的初始值到目標扭矩變換器滑差 值之間的恢復曲線的多個過渡。用於恢復曲線的優選過渡快速地將扭矩變換器滑差控制 為目標值，而不會以不穩定的扭矩脈動形式影響駕駛性能，並避免扭矩變換器滑差超過 目標值而變為零滑差。如圖2所示，示例性過渡被示為恢復曲線的初始值到目標扭矩變 換器滑差值之間的線性過渡，其由設定的過渡時間限定，在本例中設定的過渡時間為1.5 秒。本領域普通技術人員應該理解的是，該時間是用於具體硬體配置在一組特定條件下 操作的示例性過渡時間。設定的過渡時間的選擇可通過足以在滑差減小期間預測扭矩變 換器操作的任何方法實現。可設想其它方法來設定線性或近似線性的過渡，包括根據每 單位時間量度的期望滑差設定恢復曲線在過渡中的傾斜度或將恢復曲線限定為最大傾斜 度。將恢復曲線限定為最大傾斜度的方法的實例包括確定臨時設定過渡時間；基於 臨時設定過渡時間確定得到的恢復曲線的傾斜度；將得到的傾斜度與最大傾斜度進行比 較；以及在得到的傾斜度大於最大傾斜度的情況下基於延長臨時設定過渡時間選擇設定 過渡時間。可設想除線性之外的其它曲線形狀，包括從初始值過渡到目標值的任何數學 表達式，例如包括例如由對應二次方程限定的二階、三階或更高階函數，以便在恢復曲 線內過渡。類似地，可利用指數衰減以從初始值過渡到目標值。可基於這種形狀或方程 式利用曲線形狀，且曲線形狀可包括更多本領域公知的數據操作方法。可利用例如卡爾 曼濾波器、滯後濾波器或類似平均法使曲線的形狀平滑。類似地，可通過本領域公知的 方法利用樣條構建得到的曲線。可利用本領域公知的任何類似方法選擇用於過渡或操縱 得到的曲線的形狀的數學表達式，且本公開內容並不限於本文所述的具體實施例。
如圖2所示，測定的扭矩變換器滑差可能滯後於恢復曲線的命令的滑差。本領 域普通技術人員應該理解的是，扭矩變換器滑差的控制可通過反饋控制、前饋控制或其 它類似控制方法進行控制。如果控制系統被設計、調整或校準成允許這種滯後，則它可 根據本領域公知的方法成為所選擇的恢復曲線的因素。
若命令的扭矩變換器滑差值與測量的或得到的扭矩變換器滑差值之間存在滯 後，則它是由扭矩變換器、扭矩變換器離合器和用於改變命令的其它相關硬體的響應導 致的。在確定恢復曲線時，必須考慮該響應。本領域普通技術人員應該理解的是，在響 應過快時，響應輸入的改變的系統趨於超出目標值。然而，過慢的響應招致系統不必要 的延遲。通過校準、建模或其它分析系統的手段，可基於影響系統性能的因素確定適當 的或優選的系統響應時間。在應用於本公開內容的扭矩變換器滑差的情況下，通過分析 測定的扭矩變換器滑差值對命令的扭矩變換器滑差值的響應並通過分析影響該響應的因 素的影響，例如發動機負載和變速器擋位，可選擇恢復曲線以便快速地減小扭矩變換器 滑差，同時避免滑差減小為零的過調危險。通過建模或適於精確地預測動力系操作的其 它技術，可實驗性地、經驗性地或預測性地進行該分析，並可通過相同動力系對不同設 定、條件或操作範圍生成大量校準曲線。
如圖2所示，測定的扭矩變換器滑差對恢復曲線中向下傾斜的命令的扭矩變換 器滑差作出響應。通過基於恢復曲線和得到的測定的扭矩變換器滑差值的閉環反饋控制 對測定的扭矩變換器滑差的這種響應進行控制。一旦恢復曲線達到目標值，所命令的扭 矩變換器滑差就等於水平線的目標值。依據測定的扭矩變換器滑差相對於恢復曲線的 滯後，測定的扭矩變換器滑差仍可顯著超過目標值，且目標值的過調的可能性仍存在，尤其是在立即恢復穩態控制並允許根據正常控制方法改變命令的扭矩變換器滑差的情況 下。有益的是，在一定時段將命令的扭矩變換器滑差值維持在目標值，由此允許測定的 扭矩變換器滑差值在受控曲線上減小，直到可恢復正常控制方法為止。在圖2中描述了 目標值的這種維持，其中恢復曲線操作時段被描述成不僅包括向下傾斜的恢復曲線的時 段，還包括在測量的扭矩變換器滑差值等於目標值時的結束時段。一旦恢復曲線操作時 段結束，恢復曲線就可結束，並可重新利用與穩態控制相關的方法來控制扭矩變換器滑 差，而沒有滑差減小為零的異常危險。其它用於結束恢復曲線操作時段的示例性方法包 括監測達到在目標值的特定百分比內或在一段時間保持在目標值的特定百分比內的值的 測定的扭矩變換器滑差。
圖3圖示了按照本公開內容可實現恢復曲線以控制扭矩變換器滑差的示例性過 程。過程100包括用以控制扭矩變換器滑差的多個步驟和判定。過程100在步驟102開 始。在步驟104，利用卡爾曼濾波器或其它本領域公知的類似方法分析所監測的TPS， 以確定TPS的改變範圍。在步驟106，將TPS的改變與TPS的校準臨界改變進行比較， 且如果TPS的改變大於臨界值，則確定急加速節氣門要求，且過程前進至步驟108。如 果TPS的改變不大於臨界值，則過程返回步驟104，繼續監測TPS。在步驟108，將扭 矩變換器離合器反饋控制壓力設在等於剛好在檢測到急加速節氣門要求之前的值的當前 值。這樣做的目的是防止TCC反饋(閉環)控制系統響應TCC測定滑差的突然增加而增 加TCC液壓壓力。應當注意的是，在該過程中的這個時間，已經檢測到急加速節氣門要 求，且如圖2所示，扭矩變換器滑差可能與Ne和Te的迅速增加對應地快速地增加。步驟 110監測所測定的扭矩變換器滑差，分析當前滑差與之前滑差測量結果的關係或分析滑差 的變化率，以判斷何時已達到最大扭矩變換器滑差值。在步驟110確定已經達到最大滑 差值時，過程前進至指定最大滑差值的最上部的步驟112。在步驟114，基於所指定的最 大滑差值、期望扭矩變換器滑差值(以上描述的目標值)、所選擇的曲線形狀和恢復時間 或設定的過渡時間確定恢復曲線。在該示例性實施例中，設定的過渡時間可基於描述待 完成的過渡的因素，例如包括變速器擋位和發動機扭矩。可通過查詢表、基於變量的函 數或通過建模獲得該基於變量的設定的過渡時間。這種變量關係可通過建模或適於精確 地預測動力系操作的其它技術實驗性地、經驗性地或預測性地生成，且許多設定的過渡 時間或關係可用於不同條件或操作範圍。在步驟116，根據本領域公知的方法啟動扭矩變 換器的反饋控制以調節離合器滑差。在步驟118，將測定的扭矩變換器滑差與用於確定完 全恢復到期望扭矩變換器滑差的臨界值進行比較。在該比較步驟指示滑差已經適當地恢 復時，過程在步驟120結束。
圖4圖示了按照本公開內容可實現恢復曲線以控制扭矩變換器滑差的另一示例 性過程。過程200被示為包括用以控制扭矩變換器滑差的多個步驟和判定。過程200包 括與上述步驟102至步驟114基本上相同的步驟202至步驟214。過程200在步驟216不 同，其中利用一階滯後濾波器合併限定恢復曲線的項，由此使恢復曲線和所得到的扭矩 變換器滑差的受控變化平滑。在步驟218，根據本領域公知的方法啟動扭矩變換器的反饋 控制以調節離合器滑差。在步驟220，過程結束。
本公開內容已經描述特定優選實施例及其改型。他人在閱讀和理解本說明書後 可想到其它改型和變型。因此，本公開內容旨在不受限於作為為了實施本公開內容而預期的最佳模式所公開的具體實施例，相反，本公開內容將包括落入所附權利要求的範圍 的所有實施例。
權利要求
1.一種用於在發動機扭矩命令迅速增加之後控制動力系的扭矩變換器滑差的方法， 所述動力系包括發動機、變速器和位於所述發動機與所述變速器之間的扭矩變換器，所 述方法包括在所述發動機扭矩命令迅速增加之後監測測定的扭矩變換器滑差；基於所述測定的扭矩變換器滑差確定因所述發動機扭矩命令的迅速增加導致的最大 測定的扭矩變換器滑差；確定要將所述扭矩變換器滑差減小到的目標值；確定用以將所述扭矩變換器滑差從所述最大測定的扭矩變換器滑差減小為所述目標 值的恢復曲線；以及利用所述恢復曲線可控地減小所述扭矩控制器滑差；並且其中，確定所述恢復曲線命令通過所述曲線將滑差降低到命令的扭矩變換器滑差 值，所述命令的扭矩變換器滑差值被選擇為防止扭矩變換器滑差變為零。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定要將所述扭矩變換器滑差減小到的 目標值包括在所述發動機扭矩命令迅速增加之前監測期望扭矩變換器滑差；以及將所述目標值設定為在所述發動機扭矩命令迅速增加之前所監測的最後的期望扭矩變換器滑差值。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括監測節氣門位置傳感器；確定所述節氣門位置傳感器的變化率；將所述節氣門位置傳感器的變化率與臨界變化率進行比較；以及基於所述節氣門位置傳感器的變化率超過所述臨界變化率來指示所述發動機扭矩命 令的迅速增加。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定恢復曲線以可控地減小所述扭矩變 換器滑差包括利用命令的扭矩變換器滑差的線性減小將所述扭矩變換器滑差減小為所述目標值。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定恢復曲線以可控地減小所述扭矩變 換器滑差包括利用命令的扭矩變換器滑差的指數衰減將所述扭矩變換器滑差減小為所述目標值。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定恢復曲線以可控地減小所述扭矩變 換器滑差包括利用命令的扭矩變換器滑差的二次方程將所述扭矩變換器滑差減小為所述目標值。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定恢復曲線以可控地減小所述扭矩變 換器滑差包括利用樣條來形成所述確定的恢復曲線。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定恢復曲線以減小所述扭矩變換器滑 差包括基於設定的過渡時間限定所述恢復曲線，所述過渡時間開始於確定所述最大測定的 扭矩變換器滑差值的時間並結束於所述恢復曲線達到所述目標值時。
9.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括在所述發動機扭矩命令迅速增加之後，凍結對扭矩變換器離合器的基於滑差的反饋 壓力命令，直到利用所述恢復曲線為止。
10.一種用以在急加速節氣門要求之後控制動力系中的扭矩變換器滑差的設備，所述 動力系包括發動機、變速器和位於所述發動機與所述變速器之間的扭矩變換器，所述設 備包括所述扭矩變換器；控制扭矩變換器滑差的扭矩變換器離合器； 用於監測急加速節氣門要求的傳感器； 控制器，用於 監測所述傳感器；基於所述傳感器監測指示所述急加速節氣門要求； 監測測定的扭矩變換器滑差；基於所述測定的扭矩變換器滑差確定因所述急加速節氣門要求導致的最大測定的扭 矩變換器滑差；確定所述扭矩變換器滑差的目標值；確定用以將所述扭矩變換器滑差從所述最大測定的扭矩變換器滑差減小為所述目標 值的恢復曲線；以及利用所述恢復曲線可控地減小所述扭矩控制器滑差，並且 其中，所述扭矩變換器離合器控制所述扭矩變換器內的滑差減小，並且 其中，確定所述恢復曲線命令通過所述曲線將滑差降低到被選擇為防止扭矩變換器 滑差變為零的滑差值。
全文摘要
本發明涉及用於急加速操作的期望扭矩變換器離合器滑差反饋恢復算法。緊隨發動機扭矩命令的迅速增加之後，通過以下方式控制扭矩變換器滑差在發動機扭矩命令迅速增加之後監測測定的扭矩變換器滑差；基於測定的扭矩變換器滑差確定因發動機扭矩命令的迅速增加導致的最大測定的扭矩變換器滑差值；確定要將扭矩變換器滑差減小到的目標值；確定用以將扭矩變換器滑差從所述最大測定的扭矩變換器滑差減小為該目標值的恢復曲線；以及利用恢復曲線可控地減小扭矩控制器滑差。確定所述恢復曲線命令通過所述曲線將滑差降低到命令的扭矩變換器滑差值，該命令的扭矩變換器滑差值被選擇為防止扭矩變換器滑差變為零。
文檔編號F16H61/38GK102022529SQ20101027997
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月9日 優先權日2009年9月9日
發明者C·J·李, F·薩米, P·G·奧塔內斯 申請人:通用汽車環球科技運作公司