採用檢測的輸出扭矩的降檔控制方法
2023-04-30 02:29:11
採用檢測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參考輸入速度變化；採用基於輸出扭矩和檢測的輸出扭矩變化的閉路控制來調整後繼元件壓力，使得輸出扭矩保持在預先確定的最大和最小扭矩之間；及完全接合後繼元件。
【專利說明】採用檢測的輸出扭矩的降檔控制方法
【技術領域】
[0001]本發明總體上涉及在滑行駕駛(coasting drive)條件下當發生如檢測的輸出扭矩顯示的停滯或空檔情形時控制自動變速器降檔。
【背景技術】
[0002]摩擦元件，即離合器和制動器，用於改變齒輪組內的扭矩路徑，在自動變速系統的輸入和輸出之間建立希望的扭矩和速比。在車輛運行時，接合的摩擦控制元件的組合決定了自動變速器運行的具體檔位位置。當車輛在滑行條件下、車輛持續向前移動而加速踏板和制動踏板均已解離時，隨著車輛逐漸慢下來，變速器控制器可以啟動所謂的滑行降檔。在降檔過程中，一些稱為先行元件(off-going element)的摩擦元件會解離，而其它的稱為後繼元件(on-coming element)的摩擦元件會接合,改變變速器的輸入和輸出之間的扭矩和速度關係。
[0003]空檔狀態，即在齒輪組內未顯著建立扭矩路徑的狀態，是由先行控制元件的提前解離或後繼控制元件扭矩容量的缺失引起的。當滑行降檔時發生空檔狀態時，駕駛者可以感知換檔衝擊或瞬間駕駛扭矩的損失。進一步地，如果駕駛者在空檔狀態時踩踏加速踏板，引擎速度可能激增，由於後繼元件的突然接合會發生換檔衝擊。空檔狀態藉助於量產車輛中通常採用的傳感器檢測不到，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後繼控制元件的扭轉過載引起，這導致齒輪組過度約束。當滑行降檔時發生停滯狀態時，駕駛者可以感知到換檔衝擊或駕駛扭矩突然損失。嚴重的停滯狀態可以通過觀測量產車輛中變速器輸入速度信號的可測量的降低而檢測到。當檢測到嚴重的停滯時，控制器可以迅速降低先行離合器壓力，以解決這一狀況。
[0005]根據現有技術滑行換檔控制技術，先行元件的控制壓力通過開路途徑降低，而後繼離合器的控制壓力通過開路途徑升高。用於先行離合器和後繼離合器二者的開路壓力控制可以適應性地調整。也就是，完成每個換檔事件後，變速器控制器可以通過預先確定的量調整用於先行元件的開路壓力分布，延遲它的解離時間，而指示通過預先確定的量更快速地升高用於後繼離合器元件的壓力。調整產生接近停滯狀態的滑行換檔控制。當通過速度測量檢測到停滯時，控制器可以降低先行元件控制壓力，以實現在指定的檔位內的立即解離。停滯狀態的檢測使得控制器適應性地指示控制壓力分布，以避免在隨後的滑行降檔事件中發生空檔和停滯狀態。
[0006]主要依賴於速度測量的現有技術方法既不能明確地檢測當前滑行降檔事件中的空檔狀態、也不能校正當前滑行降檔事件中的空檔狀態。主要依賴於速度傳感器的現有技術方法可以檢測停滯狀態，但是不能夠提供手段控制滑行降檔事件中降低的驅動扭矩水平的量。適應性的開路壓力調整可能工作不順暢，這是因為先行和後繼離合器摩擦扭矩可能在不同的運行條件下不可預知地變化，即使控制壓力分布保持不變。現有技術適應性的壓力調整可能不會改變液壓控制系統可變性。因此，即使適應性地確定理想的壓力分布，它們可能對於後續的換檔也是不理想的，空檔或者停滯狀態仍然會發生。
【發明內容】
[0007]一種在車輛持續向前移動而加速踏板和制動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參考輸入速度變化；採用基於輸出扭矩和檢測的輸出扭矩變化的閉路控制來調整後繼元件壓力，使得輸出扭矩保持在預先確定的最大和最小扭矩之間；及完全接合後繼元件。
[0008]控制策略取決於輸出扭矩的直接檢測，其指示機動車輛的乘員可感知的不舒服(稱為換檔感覺)的水平。
[0009]當檢測到停滯狀態時，控制器基於渦輪速度下降的水平來調整或加速先行控制元件解離進程。
[0010]控制器還可以採用輸出扭矩的下降來調整先行控制元件的解離壓力分布。
[0011]控制器基於輸出扭矩下降的水平調整或降低先行離合器壓力。
[0012]控制器還可以採用渦輪速度的下降來調整後繼控制元件壓力分布。
[0013]參照說明書、權利要求書和附圖的詳細說明，將更好地理解優選實施方式的應用範圍。應當理解到的是，呈現本發明的優選實施方式的說明和具體的實施例僅通過示例的方式給出。對所述的實施方式和示例的各種改變和修正對本領域的技術人員來說明顯可見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]參照下述的說明並結合附圖，將更容易地理解本發明，其中:
[0015]圖1是示出變速器的運動學設置的示意圖；
[0016]圖2是示出與圖1的變速器所生成的每個檔位對應的控制元件狀態的圖表；
[0017]圖3表示控制降檔的運算法則；
[0018]圖4包含供應到促動先行元件和後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動力傳動系統變量隨著時間變化的曲線圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1示出能夠生成六個前進速比、以及倒車驅動的多速自動驅動橋10的傳動裝置、離合器、制動器、軸和其它元件。
[0021]扭矩變換器12包括由引擎驅動的葉輪14，流體運動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不能轉動地固定到變速箱26。
[0022]齒輪組28包括固定到輸入軸20的太陽齒輪30 ;託架32 ;環形齒輪34 ；以及支承在託架32上並嚙合太陽齒輪30和環形齒輪34的行星小齒輪38。
[0023]後齒輪組40和前齒輪組42也是簡單的行星齒輪組。齒輪組40包括旋轉支承在託架46上並嚙合太陽齒輪48和環形齒輪50的行星小齒輪44。齒輪組42包括旋轉支承在託架54上並嚙合太陽齒輪56和環形齒輪58的行星小齒輪52。
[0024]超速離合器C456固定到託架46和環形齒輪34。離合器35R固定到太陽齒輪48。中間制動器CB26是固定到太陽齒輪48和變速箱26的34。低速倒檔制動器(Low reversebrake) CBLR固定到託架46和變速箱26。前進位動器CB1234固定到太陽齒輪56和輸出軸60。單向離合器0WC62固定到託架46，環形齒輪34，離合器CBLR和箱26。變速器裝備具有輸入速度傳感器64和動力傳動系統扭矩傳感器66。
[0025]儘管在滑行駕駛條件下降檔可以發生在任何的前進檔之間，其中引擎扭矩典型地降低到低水平，但是參照3-2降檔來說明了降檔控制方法。如圖2所示，當離合器C35R和制動器CB1234同時接合併且0WC62超速運轉時，生成第三檔。當先行控制元件(離合器C35R)斷開接合，後繼控制元件(制動器CB26)接合，制動器CB1234保持接合，並且0WC62繼續超速運轉時，降檔到第二檔。
[0026]降檔還可以發生在停滯情況下，其發生在先行元件C35R和後繼元件CB26均已具有足夠容量使得它們競爭通過驅動橋10的顯著扭矩路徑，導致輸出軸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。當變速器檔位處於停滯狀態，離合器C35R可以固定地接合或可以開始滑動，同時承載扭矩容量。
[0027]可選擇地，降檔可以發生在空檔情況下，在先行元件C35R和後繼元件CB26均由於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致滑動時發生空檔情況。
[0028]圖3示出運算法則70，以約7ms的間隔重複執行該運算法則，並且該運算法則控制在滑行駕駛條件下的停滯和空檔狀況時的降檔。在步驟72啟動運算法則後，在步驟74採用扭矩傳感器64和速度傳感器66檢測在降檔發生之前的輸出軸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。速度傳感器66生成表示輸入軸20的速度PRMffiffe(RPMturt)的電信號。
[0029]圖4包含渦輪速度、輸出扭矩和供應到促動先行元件Pogc C35R和後繼元件PoccCB26的伺服器的液壓力的曲線圖。
[0030]在步驟76，實施測試，以確定滑行降檔是否已經由變速器控制器發出指令。如果測試76的結果是邏輯否，控制回到步驟74，遞增指數(i )。
[0031]如果測試76的結果是邏輯上肯定的，標明降檔已經開始，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並儲存在控制變速器檔位換檔的控制器可讀取的電子存儲器中:!》±，1?7>和ARPMlWt(即，Tmax，Tmin和Λ RPMtos),其中如果(即Tinit)足夠大於0，則Tid、(即Tmin)最好設置等於O。當Tinit接近O或小於0，Tmin可以設置為負值。
[0033]遞增指數⑴，控制前進到步驟82，再次檢測Twt (ti)和RPMturt (ti)。
[0034]在步驟84，執行下述計算:
[0035]Δ Tout (ti) =Tinit-Tout (ti)
[0036]Δ RPMturb (ti) =RPMinit-RPMturb (ti)
[0037]在步驟86，執行測試以確定是否
[0038] Δ RPMturb (ti)> ARPMthres[0039]如果測試86的結果是正確的，表示存在停滯，在步驟88，基於RPMturt的水平降低先行元件C35R的壓力Pogc (ti)，控制進程到下一步驟90。
[0040]如果測試86的結果是錯誤的，控制進程到下一步驟90，基於Twt(ti)和AT0Ut(ti)通過閉路控制調整後繼元件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，執行測試以確定滑行降檔是否要完成。如果測試92的結果是否定的，控制回到步驟82。持續進行這一循環，只要變速器控制器希望保持輸出扭矩水平處於Tmax和Tmin之間而不完成降檔，同時允許先行離合器C35R和後繼離合器CB26均分別在非零扭矩容量下滑動。可選擇地，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，同時其持續滑動，不完成接合。
[0042]如果測試92的結果是肯定的，也就是，如果變速器控制器確定要完成滑行降檔，在步驟94增加後繼元件CB26的壓力Pocc (ti)以通過完全接合元件CB26完成降檔。
[0043]在步驟96終止降檔運算法則70的執行。
[0044]在滑行降檔事件中，對於其中先行元件是超速旋轉單向型扭矩耦合的變速器系統，可以將圖3的運算法則70直接應用到後繼離合器壓力控制，不包括步驟88。
[0045]圖5是表示在滑行降檔過程中動力傳動系統變量隨著時間變化的曲線圖，其中從檢測的輸出扭矩中檢測 到的扭矩容量的缺失通過在98增加後繼控制元件壓力來補償，以減少先行離合器開始滑動後由於降低的扭矩容量導致的在100處的輸出扭矩缺陷(torqueho I e )，從而啟動渦輪速度變化。
[0046]根據專利法的規定，已經說明了優選的實施方式。但是，應當注意到的是，除了具體示出和說明的實施方式之外，還可以實施其它可選的實施方式。例如，能夠使用推斷的或由感知的信號間接指示而不是直接扭矩檢測的輸出扭矩水平容易地應用本發明的方法的元素。
【權利要求】
1.一種用於在車輛持續向前移動而加速踏板和制動踏板均解離的滑行駕駛條件下控制變速器降檔的方法，其特徵在於，包含: 確定降檔之前的初始輸出扭矩； 直接檢測降檔之前的初始輸入速度； 通過啟動先行元件壓力降低並調節後繼元件行程來啟動降檔； 確定輸出扭矩的最大和最小值和用於降檔的輸入速度的參考變化； 檢測輸出扭矩和輸入速度； 計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； 進一步降低先行元件壓力，前提是只要輸入速度變化超過參考輸入速度變化； 只要不希望完成降檔，基於輸出扭矩和輸出扭矩的變化採用閉路控制來調整後繼元件壓力，使得輸出扭矩處在其最大值和最小值之間而不允許後繼離合器固定地接合併且不允許完成降檔； 當希望完成降檔時，通過增加後繼元件壓力來完成降檔。
2.根據權利要求1 所述的方法，其特徵在於，通過直接檢測確定初始輸出扭矩。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，基於感知信號間接地推斷確定初始輸出扭矩。
4.一種在車輛持續向前移動而引擎扭矩維持水平的滑行駕駛條件下的降檔控制方法，其特徵在於，包含: (a)計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，並增加後繼元件壓力； (C)進一步降低先行元件壓力，前提是只要輸入速度的變化超過參考輸入速度變化； (d)只要不希望完成降檔，基於輸出扭矩和檢測的輸出扭矩的變化採用閉路控制來調整後繼元件壓力，使得輸出扭矩保持在最大值和最小值之間而不允許後繼離合器固定地接合併且不允許完成降檔； (e)只有在希望完成降檔時，完全接合後繼元件。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，步驟(a)進一步包含: 直接檢測降檔之前的初始輸出扭矩和初始輸入速度； 啟動降檔； 直接檢測降檔過程中的輸出扭矩和輸入速度。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，步驟(b)進一步包含: 確定用於降檔80的參考輸入速度變化； 檢測輸入速度； 比較輸入速度的變化和參考輸入速度變化。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，步驟(c)進一步包含: 確定用於降檔的輸出扭矩的最大和最小值； 直接檢測降檔之前的初始輸出扭矩和初始輸入速度； 計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.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，步驟(d)進一步包含:當希望完成降檔時，通過增加後繼元件壓力至完全接合後繼元件來完成滑行駕駛條件下的降檔。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，變速器降檔是非同步降檔。
【文檔編號】F16H61/02GK104019221SQ201410069482
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2013年2月28日
【發明者】約瑟夫·F·庫哈爾斯基, 尼姆羅德·卡帕斯, 藤井雄二, 格雷戈裡·麥可·皮特倫, 黛安娜·亞納基耶夫 申請人:福特全球技術公司