用於變速器螺線管的自適應控制系統和方法
2023-04-23 14:05:21
專利名稱：用於變速器螺線管的自適應控制系統和方法
技術領域：
本發明涉及車輛變速器，且更具體地涉及變速器螺線管控制系統和方法。
背景技術：
這裡提供的背景技術描述用於總體上介紹本發明的背景。當前所署名發明人的在本背景技術部分中所描述的程度上的工作，以及本描述的在申請時可能不構成現有技術的各方面，既非明示也非默示地被承認為與本發明相牴觸的現有技術。發動機產生輸出到變速器的扭矩。車輛的自動變速器可以包括多個流體控制的摩擦裝置，例如離合器。控制模塊可以根據預定義的樣式接合和脫離離合器中的一個或多個， 從而在變速器內建立不同的齒輪比(也稱作速度比)。可以根據變速器輸入軸速度由變速器輸出軸速度除的比來定義齒輪比。從一個齒輪比到另一個齒輪比的換檔涉及脫離與當前或實際齒輪比相關聯的第一離合器以及接合與下一個齒輪比相關聯的第二離合器。在換檔期間將脫離的離合器稱作即將離開的離合器，在換檔期間將接合的離合器稱作即將來臨的離合器。
發明內容
目標壓力模塊確定用於控制變速器的螺線管的目標壓力。誤差模塊基於所述目標壓力和使用壓力傳感器測量的壓力之間的差來確定壓力誤差。壓力偏差模塊使用所述目標壓力和由目標壓力索引的壓力偏差的映射來確定壓力偏差。偏差學習模塊選擇性地確定學習的壓力偏差，並基於所述學習的壓力偏差選擇性地更新所述映射。壓力指令模塊基於所述目標壓力、所述壓力偏差和所述壓力誤差選擇性地生成指令壓力。螺線管控制模塊基於所述指令壓力控制所述螺線管的致動。一種用於車輛的方法包括確定用於控制變速器的螺線管的目標壓力；基於所述目標壓力和使用壓力傳感器測量的壓力之間的差來確定壓力誤差；使用所述目標壓力和由目標壓力索引的壓力偏差的映射來確定壓力偏差；選擇性地確定學習的壓力偏差；基於所述學習的壓力偏差選擇性地更新所述映射；基於所述目標壓力、所述壓力偏差和所述壓力誤差選擇性地生成指令壓力；以及基於所述指令壓力控制所述螺線管的致動。本發明還提供如下方案
I、一種用於車輛的系統，包括
目標壓力模塊，所述目標壓力模塊確定用於控制變速器的螺線管的目標壓力；
誤差模塊，所述誤差模塊基於所述目標壓力和使用壓力傳感器測量的壓力之間的差來確定壓力誤差；
壓力偏差模塊，所述壓力偏差模塊使用所述目標壓力和由目標壓力索引的壓力偏差的映射來確定壓力偏差；
偏差學習模塊，所述偏差學習模塊選擇性地確定學習的壓力偏差，並基於所述學習的壓力偏差選擇性地更新所述映射；壓力指令模塊，所述壓力指令模塊基於所述目標壓力、所述壓力偏差和所述壓力誤差選擇性地生成指令壓力；以及
螺線管控制模塊，所述螺線管控制模塊基於所述指令壓力控制所述螺線管的致動。2、根據方案I所述的系統，其特徵在於，其還包括觸發模塊，當所述壓力誤差小於預定壓力時，所述觸發模塊觸發所述偏差學習模塊以確定所述學習的壓力偏差並選擇性地更新所述映射。3、根據方案2所述的系統，其特徵在於，其還包括比例積分微分(PID)模塊，所述比例積分微分模塊基於所述壓力誤差生成積分項並根據所述積分項生成閉環調節，
其中，當所述壓力誤差小於所述預定壓力並且所述積分項大於第二預定壓力時，所述觸發模塊觸發所述偏差學習模塊以確定所述學習的壓力偏差並選擇性地更新所述映射。4、根據方案3所述的系統，其特徵在於，其還包括故障檢測模塊，所述故障檢測 模塊在被觸發時確定在所述螺線管中是否存在故障，
當下述中至少之一時，所述觸發模塊觸發所述故障檢測模塊
(i)所述壓力誤差小於所述預定壓力，並且所述積分項大於所述第二預定壓力；以及
(ii)計時器值對應於大於預定時段，並且所述壓力誤差在所述預定時段結束大於所述預定壓力。5、根據方案4所述的系統，其特徵在於，其還包括監測模塊，當在所述螺線管中存在所述故障時，所述監測模塊激活故障指示燈。6、根據方案4所述的系統，其特徵在於，當在所述螺線管中存在所述故障時，所述觸發模塊選擇性地禁用所述偏差學習模塊。7、根據方案4所述的系統，其特徵在於，其還包括
比例積分微分(PID)模塊，所述比例積分微分模塊根據所述壓力誤差來確定閉環調節；
以及
開環壓力模塊，所述開環壓力模塊根據所述壓力偏差和所述目標壓力確定開環壓力，其中，當存在所述故障時，所述壓力指令模塊禁止使用所述閉環調節，並根據所述開環壓力確定所述指令壓力。8、根據方案I所述的系統，其特徵在於，其還包括
比例積分微分(PID)模塊，所述比例積分微分模塊根據所述壓力誤差來確定閉環調節；
以及
開環壓力模塊，所述開環壓力模塊根據所述壓力偏差和所述目標壓力確定開環壓力， 其中，所述壓力指令模塊根據所述閉環調節和所述開環壓力確定所述指令壓力。9、根據方案8所述的系統，其特徵在於，所述開環壓力模塊設定所述開環壓力等於所述壓力偏差加上所述目標壓力。10、根據方案8所述的系統，其特徵在於，所述壓力指令模塊選擇性地設定所述指令壓力等於所述閉環調節加上所述開環壓力。11、根據方案I所述的系統，其特徵在於，所述螺線管是管道壓力調節器螺線管和離合器控制螺線管中之一。12、一種用於車輛的方法，包括
確定用於控制變速器的螺線管的目標壓力；基於所述目標壓力和使用壓力傳感器測量的壓力之間的差來確定壓力誤差；
使用所述目標壓力和由目標壓力索引的壓力偏差的映射來確定壓力偏差；
選擇性地確定學習的壓力偏差；
基於所述學習的壓力偏差選擇性地更新所述映射；
基於所述目標壓力、所述壓力偏差和所述壓力誤差選擇性地生成指令壓力；以及 基於所述指令壓力控制所述螺線管的致動。13、根據方案12所述的方法，其特徵在於，其還包括當所述壓力誤差小於預定壓力時，觸發所述學習的壓力偏差的確定並觸發所述映射的更新。14、根據方案13所述的方法，其特徵在於，其還包括
基於所述壓力誤差生成積分項；
根據所述積分項生成閉環調節；以及
當所述壓力誤差小於所述預定壓力並且所述積分項大於第二預定壓力時，
觸發所述學習的壓力偏差的確定並觸發所述映射的更新。15、根據方案14所述的方法，其特徵在於，其還包括當下述中至少之一時，確定在所述螺線管中是否存在故障
(i)所述壓力誤差小於所述預定壓力，並且所述積分項大於所述第二預定壓力；以及
(ii)計時器值對應於大於預定時段，並且所述壓力誤差在所述預定時段結束大於所述預定壓力。16、根據方案15所述的方法，其特徵在於，其還包括當在所述螺線管中存在所述故障時，激活故障指示燈。17、根據方案15所述的方法，其特徵在於，其還包括當在所述螺線管中存在所述故障時，選擇性地禁止所述學習的壓力偏差的確定。18、根據方案15所述的方法，其特徵在於，其還包括
根據所述壓力誤差來確定閉環調節；
根據所述壓力偏差和所述目標壓力確定開環壓力；以及
當存在所述故障時，禁止使用所述閉環調節，並根據所述開環壓力確定所述指令壓力。19、根據方案12所述的方法，其特徵在於，其還包括
根據所述壓力誤差來確定閉環調節；
根據所述壓力偏差和所述目標壓力確定開環壓力；以及 根據所述閉環調節和所述開環壓力確定所述指令壓力。20、根據方案19所述的方法，其特徵在於，其還包括設定所述開環壓力等於所述壓力偏差加上所述目標壓力。21、根據方案19所述的方法，其特徵在於，其還包括選擇性地設定所述指令壓力等於所述閉環調節加上所述開環壓力。22、根據方案12所述的方法，其特徵在於，所述螺線管是管道壓力調節器螺線管和離合器控制螺線管中之一。本發明進一步的適用範圍將通過下文提供的詳細描述而變得顯而易見。應當理解的是，該詳細描述和具體示例僅用於說明目的，而並非旨在限制本發明的範圍。
通過詳細描述和附圖將會更全面地理解本發明，附圖中
圖I是根據本發明原理的示例車輛系統的功能框 圖2是根據本發明原理的示例變速器系統的功能框 圖3是根據本發明的示例螺線管控制系統的功能框圖；以及
圖4是根據本發明的用於更新用來確定壓力偏差的映射和用於控制變速器的螺線管的示例方法的流程圖。
具體實施方式
下面的描述本質上僅是示例性的並且決不是要限制本發明、其應用或用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標記標識相似的元件。如這裡所使用的，短語A、B和C中的至少一個應當被解釋為使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應當理解的是，在不改變本發明的原理的情況下，可以以不同的順序執行方法內的步驟。如這裡所使用的，術語模塊可以指或包括專用集成電路(ASIC);電子電路；組合邏輯電路；場可編程門陣列(FPGA);執行代碼的處理器(共用的、專用的、或成組的);提供所描述功能的其它適合部件；或上述的一些或全部的組合，例如以晶片上系統的形式，或者可以是上述的一部分。術語模塊可以包括存儲由處理器執行的代碼的存儲器(共用的、專用的、或成組的)。如上面所使用的，術語代碼可以包括軟體、固件和/或微代碼，並可以指程序、例程、函數、類和/或對象。如上面所使用的，術語共用意味著來自多個模塊的一些或全部代碼可以使用單個(共用的)處理器來執行。另外，來自多個模塊的一些或全部代碼可以由單個(共用的)存儲器存儲。如上面所使用的，術語成組意味著來自單個模塊的一些或全部代碼可以使用一組處理器來執行。另外，來自單個模塊的一些或全部代碼可以使用一組存儲器存儲。這裡描述的裝置和方法可以由通過一個或多個處理器執行的一個或多個電腦程式來執行。電腦程式包括存儲在非瞬時的有形計算機可讀介質上的處理器可執行指令。電腦程式還可以包括存儲的數據。非瞬時的有形計算機可讀介質的非限制性示例是非易失性存儲器、磁存儲器和光存儲器。泵將變速器油從變速器油源(例如，集槽)泵送到閥體以及泵送到變矩器。變速器油在閥體和變速器的一個或多個離合器之間流動。一個或多個離合器控制螺線管調節從閥體到所述一個或多個離合器的變速器油的流量。一個或多個管路壓力調節器螺線管調節從閥體以及從變矩器回到源的變速器油的流量。控制模塊(例如，變速器控制模塊)確定變速器的螺線管的目標壓力。控制模塊基於目標壓力確定壓力偏差，並基於壓力偏差和目標壓力確定開環壓力。控制模塊使用由目標壓力索引的壓力偏差的映射來確定壓力偏差。控制模塊還基於由壓力傳感器測量的壓力與目標壓力之間的差來確定壓力誤差。控制模塊基於壓力誤差的時間歷史來確定積分項，並根據積分項來確定閉環調節。控制模塊基於閉環調節和開環壓力來確定指令壓力，並基於指令壓力來控制螺線管的致動。本發明的控制模塊選擇性地更新由目標壓力索引的壓力偏差的映射。更具體地，控制模塊基於積分項來確定學習的壓力偏差，並通過學習的壓力偏差來更新映射。學習和更新映射可能夠使壓力誤差減小，並提供一個或多個其它優點。現在參照圖1，給出了示例車輛系統10的功能框圖。內燃發動機12經由變矩器16驅動變速器14。發動機12可以包括例如火花點火式發動機、壓燃式發動機和/或其它適當類型的發動機。車輛還可以包括一個或多個電馬達和/或馬達發電機單元(MGU) 18。發動機12經由發動機輸出軸20例如曲軸將扭矩輸出到變矩器16。變矩器16經由變速器輸入軸22將扭矩供給到變速器14。儘管變速器14將被討論為包括離合器到離合器式變速器，但是變速器14可以包括其他類型的變速器，例如雙離合器變速器(DCT)或其它適當類型的變速器。變速器14可以包括一個或多個齒輪組(未示出)，可以通過所述一個或多個齒輪組在變速器輸入軸22和變速器輸出軸24之間傳遞扭矩。變速器輸出軸24驅動車輛系統10的驅動系26，驅動系26將扭矩傳遞到車輛的車輪(未示出)。
範圍選擇器28能夠使用戶選擇變速器14的操作模式。模式可以包括例如停車模式、倒檔模式、空檔模式或一種或多種前進驅動模式。變速器14可能夠實現多種齒輪比。僅舉例，變速器14可能夠實現六種前進齒輪比、倒檔齒輪比和空檔齒輪比。在各種實施方案中，變速器14可能夠實現更多或更少數量的前進齒輪比和/或更多數量的倒檔齒輪比。齒輪比可以定義為變速器輸入軸22的旋轉速度和變速器輸出軸24的旋轉速度之間的比。發動機控制模塊(ECM)60控制發動機12的操作。在各種實施方案中，ECM 60或其它控制模塊(未示出)可以控制一個或多個MGU 18的操作。變速器控制模塊(TCM) 70控制變速器14的操作。儘管TCM 70被示為在變速器14內實現，但在各種實施方案中，TCM 70可以在變速器14的外部實現。ECM 60和TCM 70可經由連接件72而共享數據。現在參照圖2，給出了變速器系統100的示例實施方案的功能框圖。變速器14包括多個離合器，例如分別為第一離合器104、第二離合器106、第三離合器108、第四離合器110和第五離合器112。變速器14可以包括更多或更少數量的離合器。第一、第二、第三、第四和第五離合器104-112在後面將統稱為離合器104-112。離合器104-112控制在給定的時間齒輪組中的哪一個在變速器14內被接合。換言之，離合器104-112在給定的時間控制齒輪比。當離合器104-112中的一個或多個和齒輪組的不同組合被接合時，可以建立不同的齒輪比。下面提供了可建立各種齒輪比的離合器接合組合的示例表。
權利要求
1.一種用於車輛的系統，包括 目標壓力模塊，所述目標壓力模塊確定用於控制變速器的螺線管的目標壓力； 誤差模塊，所述誤差模塊基於所述目標壓力和使用壓力傳感器測量的壓力之間的差來確定壓力誤差； 壓力偏差模塊，所述壓力偏差模塊使用所述目標壓力和由目標壓力索引的壓力偏差的映射來確定壓力偏差； 偏差學習模塊，所述偏差學習模塊選擇性地確定學習的壓力偏差，並基於所述學習的壓力偏差選擇性地更新所述映射； 壓力指令模塊，所述壓力指令模塊基於所述目標壓力、所述壓力偏差和所述壓力誤差選擇性地生成指令壓力；以及 螺線管控制模塊，所述螺線管控制模塊基於所述指令壓力控制所述螺線管的致動。
2.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，其還包括觸發模塊，當所述壓力誤差小於預定壓力時，所述觸發模塊觸發所述偏差學習模塊以確定所述學習的壓力偏差並選擇性地更新所述映射。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，其還包括比例積分微分(PID)模塊，所述比例積分微分模塊基於所述壓力誤差生成積分項並根據所述積分項生成閉環調節， 其中，當所述壓力誤差小於所述預定壓力並且所述積分項大於第二預定壓力時，所述觸發模塊觸發所述偏差學習模塊以確定所述學習的壓力偏差並選擇性地更新所述映射。
4.根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，其還包括故障檢測模塊，所述故障檢測模塊在被觸發時確定在所述螺線管中是否存在故障， 當下述中至少之一時，所述觸發模塊觸發所述故障檢測模塊 (i)所述壓力誤差小於所述預定壓力，並且所述積分項大於所述第二預定壓力；以及 (ii)計時器值對應於大於預定時段，並且所述壓力誤差在所述預定時段結束大於所述預定壓力。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，其還包括監測模塊，當在所述螺線管中存在所述故障時，所述監測模塊激活故障指示燈。
6.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，當在所述螺線管中存在所述故障時，所述觸發模塊選擇性地禁用所述偏差學習模塊。
7.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，其還包括 比例積分微分(PID)模塊，所述比例積分微分模塊根據所述壓力誤差來確定閉環調節；以及 開環壓力模塊，所述開環壓力模塊根據所述壓力偏差和所述目標壓力確定開環壓力，其中，當存在所述故障時，所述壓力指令模塊禁止使用所述閉環調節，並根據所述開環壓力確定所述指令壓力。
8.根據權利要求I所述的系統，其特徵在於，其還包括 比例積分微分(PID)模塊，所述比例積分微分模塊根據所述壓力誤差來確定閉環調節；以及 開環壓力模塊，所述開環壓力模塊根據所述壓力偏差和所述目標壓力確定開環壓力， 其中，所述壓力指令模塊根據所述閉環調節和所述開環壓力確定所述指令壓力。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述開環壓力模塊設定所述開環壓力等於所述壓力偏差加上所述目標壓力。
10.一種用於車輛的方法,包括 確定用於控制變速器的螺線管的目標壓力； 基於所述目標壓力和使用壓力傳感器測量的壓力之間的差來確定壓力誤差； 使用所述目標壓力和由目標壓力索引的壓力偏差的映射來確定壓力偏差； 選擇性地確定學習的壓力偏差； 基於所述學習的壓力偏差選擇性地更新所述映射； 基於所述目標壓力、所述壓力偏差和所述壓力誤差選擇性地生成指令壓力；以及 基於所述指令壓力控制所述螺線管的致動。
全文摘要
本發明涉及用於變速器螺線管的自適應控制系統和方法，具體地，目標壓力模塊確定用於控制變速器的螺線管的目標壓力。誤差模塊基於目標壓力和使用壓力傳感器測量的壓力之間的差來確定壓力誤差。壓力偏差模塊使用目標壓力和由目標壓力索引的壓力偏差的映射來確定壓力偏差。偏差學習模塊選擇性地確定學習的壓力偏差，並基於學習的壓力偏差選擇性地更新映射。壓力指令模塊基於目標壓力、壓力偏差和壓力誤差選擇性地生成指令壓力。螺線管控制模塊基於指令壓力控制螺線管的致動。
文檔編號F16H59/72GK102966730SQ201210317530
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者P.G.奧塔內斯, R.B.德盧戈斯 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司