用於避免動力傳動系波動的換擋控制的製作方法

2023-05-11 23:29:51 1

專利名稱：用於避免動力傳動系波動的換擋控制的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種動力傳動系控制系統算法，該算法提高重負載車輛的換擋點發動機速率，以避免動力傳動系波動，但允許升擋。
背景技術：
在機動車輛的自動變速器的操作期間，會發生一種循環，在此循環期間變速器自動升擋，車輛速度減慢，變速器自動降擋，引起車輛速度加快。這種循環通常被稱為動力傳動系波動(powertrain hunting)。如果升擋將妨礙車輛在升高的擋位加速，則用於避免傳動系波動(preventpowertrain hunting,PPH)的控制方案將阻止變速器升至更高擋位。如果在車輛重負載或爬坡的情況下變速器升擋，則車輛速度將下降並且迅速導致降擋。可以通過阻止升擋並且將變速器保持在較低擋位避免動力傳動系波動。當該方案應用於高速貨車的動力傳動系時，由於用於在持續的高發動機速度下充分冷卻動力傳動系的發動機冷卻扇失效，可能使發動機過熱。重負荷貨車可以在上坡時行駛數英裡，在發動機高速運行的情況下保持較低擋位。這種高速運轉引起動力傳動系過熱。

發明內容
用於控制自動變速器換擋的方法包括:如果目標擋位的預計車輛加速度小於目標擋位的參考車輛加速度，則防止車輛在上坡加速時升擋；使上坡車輛加速；以及如果目標擋位的預計車輛加速度大於參考車輛加速度，則產生升擋。如果基於目標擋位的預計車輛加速度通過允許或不允許升擋發生向目標擋位的升擋，則控制防止上坡時的車速損失。從以下具體實施方式
、權利要求和附圖中，優選實施例的應用範圍將顯而易見。應當理解，儘管指出本發明的優選實施例，但描述和具體示例僅以例證的方式給出。對於本領域的技術人員來說，對所描述的實施例和示例的各種變化和更改將是顯而易見的。


通過參考以下描述，結合附圖，將更易於理解本發明，其中:圖1為示出了機動車輛的動力傳動系的概圖；圖2為示出了節氣門全開時隨發動機速度變化所產生的發動機轉矩變化的曲線圖。圖3為示出了在無負載、中度負載和重負載在陡峭上坡時用於車輛上坡的換擋點的曲線圖；圖4是控制方法的邏輯流程圖。
具體實施例方式首先參考圖1,動力傳動系10包括動力源,例如，內燃機12、柴油發動機或汽油發動機；通過軸18連接至發動機的自動變速器14，用於產生多個向前的速度比和向後驅動；以及連接至變速器輸出24的主減速器單元和差速機構26。連接至機構26的輸出的前軸28,30分別驅動前輪32、33。還通過34、35支承車輛。變速器14能夠通過在變速器的擋位之間產生升擋和降擋來相對於輸入軸18的速度和轉矩改變軸28、30的速度和轉矩。電子發動機控制模塊(ECM)24控制發動機12的操作。電子變速器控制模塊(TCM)27控制變速器14及其輸入離合器38、39的操作。車輛操作者使加速器踏板40移位，產生指示從發動機12經動力傳動系10傳輸至驅動車輪32、33的所需的車輪轉矩的大小的信號。ECM24包括發動機速度控制限制器42，該發動機速度控制限制器通過防止發動機速度超過預定限值速度來保護髮動機12不超速。由ECM24控制或由操作者通過加速器踏板40直接控制的節氣門44控制進入發動機12的氣缸的空氣流速。防止動力傳動系波動的控制方案限定用於車輛當前負載和無負載狀態的變速器換擋點和路面的正斜率範圍。圖2的圖表示出了在節氣門全開的狀態下隨發動機速度改變而由發動機12產生的轉矩的變化46。線條50表示當車輛無負載或輕微負載時在由一擋至二擋的換擋點處的發動機轉矩-發動機速度關係。當在5650rpm處於一擋52時，變速器輸出轉矩約為1424ft-lbs ;當在3296rpm處於二擋54時，變速器輸出轉矩約為877ft-lbs。當發生這種1-2的升擋時，變速器輸出轉矩下降約547ft-lbs。線條56表示當車輛負載並正以正斜率上坡操作時在由一擋至二擋的換擋點處的發動機轉矩-發動機速度關係。當在5950rpm處於一擋58時，變速器輸出轉矩約為1335ft-lbs ;當在3471rpm處於二擋60時，變速器輸出轉矩約為886ft_lbs ;當發生這種1-2的升擋時，變速器輸出轉矩下降約449ft-lbs。參考示出了變速器換擋點的圖3，換擋點66可以在正常操作狀態下在低發動機速度時發生，即，當車輛不處於重負載或不在上坡時。如果變速器控制器27阻止在第一換擋點66處升擋，並且車輛在上坡的同時繼續加速，則之後換擋點出現在較高發動機速度，接近於發動機紅線速度處，這造成動力傳動系10更接近其牽引力交叉，S卩，造成這樣一種狀態，較高目標擋位的變速器輸出24的轉矩等於或大於較低擋位的變速器輸出轉矩，其中變速器正從該較低擋位向該較高目標擋位升擋。在第一換擋點66處，檢查當前擋位72的車輛加速度和目標擋位70的車輛加速度。如果目標擋位70的車輛加速度小於校準的參考車輛加速度，則將通過變速器控制器27防止升擋。校準的參考車輛加速度、目標擋位、當前車輛加速度、發動機速度和發動機輸出轉矩存儲在變速器控制器27可讀取的電子存儲器中，其中，所述校準的參考車輛加速度是變速器正在工作的當前擋位的函數。參考車輛加速度指示動力傳動系10是否將在目標擋位處產生足以在車輛上坡時以可接受的加速度增加車輛速度的車輪轉矩。如果變速器控制器27不允許升擋，則車輛繼續加速至較高速度換擋點，在該點處，變速器14將升擋；在目標擋位所提供的車輛加速度76將大於與當前較高的發動機速度換擋點相對應的參考車輛加速度。鑑於轉矩曲線56的形狀，由於在較高目標擋位處變速器輸出24的轉矩降低較少，在較高發動機速度換擋點處所需的車輛加速度小於在較低發動機速度換擋點66處所需的車輛加速度。類似地，當車輛負載並且在具有正斜率的中等坡度上運行時，在換擋點68處，檢查當前擋位74上的車輛加速度和目標擋位76上的車輛加速度。如果目標擋位76上的車輛加速度小於相應的參考車輛加速度，動力傳動系10將缺乏在目標擋位產生足以持續加速車輛的車輪轉矩的能力，並且控制器27將不允許升擋。之後，在上坡至較高速度換擋點的同時車輛將繼續加速，其中變速器14將升擋；在目標擋位所提供的車輛加速度76大於在較高發動機速度換擋點處的較低參考車輛加速度。線條80表示重負載車輛上坡時的相對低的加速度。然而，由於變速器控制器27確定目標擋位的車輛加速度小於參考車輛加速度，因此不允許升擋並通過變速器控制器27防止升擋。發動機控制器ECM24包括保護髮動機12不超速的發動機速度限制器90。發動機速度限制器90暫時地允許在一段參考長度的期間內的較高工作發動機速度。如果目標擋位的預計車輛加速度小於較高發動機速度換擋點處的參考車輛加速度，發動機速度限制器90防止發動機超速82並且降低發動機轉矩，以便在較長期間保持最大發動機工作速度84。如果目標擋位的預計車輛加速度小於在較高發動機速度換擋點處的參考車輛加速度，則發動機速度限制器90保持車輛。但一旦滿足小的變速器輸出轉矩差數，將允許升擋。差數通過比較當前擋位可用的變速器輸出轉矩與目標擋位可用的變速器輸出轉矩來確定。當以變化的坡度上坡時，發生這種情況。在坡度的最陡峭點，可以不滿足加速度標準，並且可以通過發動機速度限制器90使發動機12保持在持續不變的速度84。然而，如果坡度減小，發動機速度限制器90將降低發動機轉矩，以保持發動機速度。如果該轉矩降低足夠大，可以允許動力傳動系10滿足變速器輸出轉矩差數，因為儘管升到的擋位的齒輪齒數較低，但在升到的擋位，發動機速度限制器90將不再降低發動機轉矩。基於在通過發動機速度限制器90保持發動機速度不變之前已經進行的雙重換擋點和雙重加速度檢查，人們可以將轉矩差數校準至比通常所知的車輛在特別重的負載情況下運行低得多的值。在車輛重負載並且希望防止動力傳動系過熱的情況下，控制器27可以允許在車輛加速度為零時升擋，從而允許動力傳動系10冷卻。通常，轉矩差數設置較高，以允許保留一定量的轉矩可用於較高擋位，以確保連續加速。但在這種重負載的情況下，由於冷卻動力傳動系10的需要，升擋之後的零車輛加速度是可以接受的。持續不變的高發動機速度將使動力傳動系10過熱，通過發動機速度限制器90迫使其在較低發動機速度下工作，以降低熱產生。由於迫使車輛在在較低速度下工作，這些較低速度將與牽引性能的降低直接相關。圖4是控制方法的邏輯流程圖。在步驟92處執行測試，以確定目標擋位的車輛加速度是否小於參考車輛加速度，以及目標擋位與當前擋位之間的變速器輸出轉矩差是否小於參考轉矩差。如果測試92的結果邏輯上為是，則在步驟94處執行升擋。在步驟96處執行測試，以確定在較高發動機速度下目標擋位的車輛加速度和車輛負載是否滿足標準。如果測試96的結果為是，則在步驟98處執行升擋。如果測試92和96的結果均為否，則在步驟100處起動發動機速度限制器90。在步驟102處執行測試，以確定車輛負載或正在上坡的坡度是否已減小。如果測試102的結果為否，則控制返回步驟100。如果測試102的結果為是，則在步驟104處降低發動機轉矩，使得發動機速度保持在由發動機速度限制器90設定的最大速度以下。在步驟106處，執行測試，以確定目標擋位的變速器輸出轉矩是否小於當前擋位的變速器輸出轉矩。如果測試106的結果為是，則在步驟108處執行升擋。如果測試106為否，則控制返回步驟100。根據專利法規的規定，已經描述了優選實施例。然而，應當注意，除了具體說明和描述的，也可以實現替代實施例。
權利要求
1.關於控制自動變速器換擋的方法，其特徵在於，包括: Ca)如果目標擋位的預計車輛加速度小於目標擋位的參考車輛加速，則防止車輛在上坡加速時升擋； (b)使上坡車輛加速； (C)如果目標擋位的預計車輛加速度大於參考車輛加速，則產生升擋。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在節氣門全開時使用驅動車輛的發動機執行步驟。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(c)還包括:使用發動機速度限制器，以防止驅動車輛的發動機的速度超過參考速度； 使用發動機速度限制器，以允許發動機速度在一段參考長度的時期內超過參考速度。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括:如果目標擋位的預計車輛加速度小於在較高的發動機速度換擋點的參考車輛加速度； 確定當前擋位可用的變速器輸出轉矩與目標擋位可用的變速器輸出轉矩之間的差異；以及 如果所述差異大於參考變速器輸出轉矩差異，則產生升擋。
全文摘要
用於控制自動變速器換擋的方法，包括如果目標擋位的預計的車輛加速度小於目標擋位的參考車輛加速，則防止車輛在上坡加速時升擋；使上坡車輛加速；如果目標擋位的預計車輛加速度大於參考車輛加速，則產生升擋。
文檔編號F16H61/16GK103089989SQ20121041420
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月25日 優先權日2011年10月31日
發明者布拉德·普羅伯特, 傑裡米·L·拉瑟爾, 科裡·B·拉羅什, 菲利普·J·維特 申請人:福特全球技術公司