专利名称：用于控制变速器的动力降档的系统和方法
技术领域：
本发明涉及变速器控制系统，更具体地，涉及用于控制变速器的动力降档的系统和方法。
背景技术：
这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。在本背景技术部分中所描述的程度上，当前署名的发明人的作品和本描述中在申请时不构成现有技术的各方面， 既非明示也非默示地被认为是本发明的现有技术。内燃发动机燃烧汽缸内的空气/燃料(A/F)混合物以驱动活塞，该活塞可旋转地转动曲轴并产生驱动扭矩。驱动扭矩可经由变速器从曲轴传递到车轮的传动系统(例如，车轮)。变速器可由流体联接器(例如转矩变换器)联接到曲轴。变速器可包括多个齿轮比，其在曲轴处使驱动扭矩增加以在传动系统增加驱动扭矩。变速器可通过切换到更高齿轮比(“升档”)或切换到更低齿轮比(“降档”)而在齿轮比之间过渡。切换可进一步定义为“动力接通”(当加速度踏板被踏下)或“动力关闭” (当加速度踏板未被踏下)。替代地，动力接通切换可称作“动力”切换。由于切换操作期间的驾驶员输入(例如经由加速度踏板)，动力切换可要求更精确的控制。
发明内容
一种用于控制变速器的动力降档的系统包括突变生成模块、突变控制模块和换档控制模块。突变生成模块通过减小施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来生成涡轮机速度突变。突变控制模块通过增加施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来减小所述涡轮机速度突变。当所述涡轮机速度突变小于期望涡轮机速度突变的预定量时，换档控制模块增大施加到所述变速器的接班离合器上的压力。一种用于控制变速器的动力降档的方法包括通过减小施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来生成涡轮机速度突变；通过增加施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来减小所述涡轮机速度突变；以及当所述涡轮机速度突变小于期望涡轮机速度突变的预定量时，增大施加到所述变速器的接班离合器上的压力。在其他特征中，通过由一个或多个处理器执行的计算机程序实施上述系统和方法。计算机程序能够贮存在有形计算机可读介质上，例如但不限于存储器、非易失性数据和 /或其他适合的有形存储介质。本发明进一步的适用范围将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应当理解的是，该详细描述和具体示例仅用于说明目的，而并非旨在限制本发明的范围。本发明还提供了以下方案
1. 一种用于控制变速器的动力降档的系统，包括
突变生成模块，其通过减小施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来生成涡轮机速度突变；突变控制模块，其通过增加施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来减小所述涡轮机速度突变；以及
换档控制模块，当所述涡轮机速度突变小于期望涡轮机速度突变的预定量时，所述换档控制模块增大施加到所述变速器的接班离合器上的压力。2.如方案1所述的系统，其特征在于，在多个子时间段的每个期间，所述突变生成模块使施加在所述变速器的脱开离合器上的压力减小预定量，其中所述时间段包括所述多个子时间段。3.如方案1所述的系统，其特征在于，所述突变生成模块生成大于或等于预定涡轮机速度突变的涡轮机速度突变。4.如方案1所述的系统，其特征在于，当所述涡轮机速度突变小于所述期望涡轮机速度突变的预定量时，所述突变控制模块停止增加所述涡轮机速度突变。5.如方案1所述的系统，其特征在于，所述涡轮机速度突变包括测量的涡轮机速度和期望涡轮机速度之间的差。6.如方案5所述的系统，其特征在于，所述换档控制模块使用涡轮机速度传感器监控所述测量的涡轮机速度，所述涡轮机速度传感器测量转矩变换器中涡轮机的旋转速度，其中所述转矩变换器联接到所述变速器。7.如方案1所述的系统，其特征在于，当请求所述变速器的动力降档时，所述突变生成模块生成所述涡轮机速度突变。8.如方案7所述的系统，其特征在于，基于发动机速度、变速器输出轴速度 (TOSS)和相对应阈值中的至少一个请求所述变速器的动力降档。9.如方案8所述的系统，其特征在于，所述发动机速度包括发动机曲轴的旋转速度并且使用发动机速度传感器测量。10.如方案8所述的系统，其特征在于，所述TOSS包括所述变速器输出轴的旋转速度并且使用TOSS传感器测量。11. 一种用于控制变速器的动力降档的方法，包括
通过减小施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来生成涡轮机速度突变； 通过增加施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来减小所述涡轮机速度突变；以及当所述涡轮机速度突变小于期望涡轮机速度突变的预定量时，增大施加到所述变速器的接班离合器上的压力。12.如方案11所述的方法，其特征在于，生成所述涡轮机速度突变包括在多个子时间段的每个期间，使施加在所述变速器的脱开离合器上的压力减小预定量，其中所述时间段包括所述多个子时间段。13.如方案11所述的方法，其特征在于，进一步包括生成大于或等于预定涡轮机速度突变的涡轮机速度突变。14.如方案11所述的方法，其特征在于，进一步包括当所述涡轮机速度突变小于所述期望涡轮机速度突变的预定量时，停止增加所述涡轮机速度突变。15.如方案11所述的方法，其特征在于，所述涡轮机速度突变包括测量的涡轮机速度和期望涡轮机速度之间的差。16.如方案15所述的方法，其特征在于，进一步包括使用涡轮机速度传感器监控所述测量的涡轮机速度，所述涡轮机速度传感器测量转矩变换器中涡轮机的旋转速度，其中所述转矩变换器联接到所述变速器。17.如方案11所述的方法，其特征在于，进一步包括当请求所述变速器的动力降档时，生成所述涡轮机速度突变。18.如方案17所述的方法，其特征在于，进一步包括基于发动机速度、变速器输出轴速度(TOSS)和相对应阈值中的至少一个请求所述变速器的动力降档。19.如方案18所述的方法，其特征在于，所述发动机速度包括发动机曲轴的旋转速度并且使用发动机速度传感器测量。20.如方案18所述的方法，其特征在于，所述TOSS包括所述变速器输出轴的旋转速度并且使用TOSS传感器测量。
通过详细描述和附图将会更全面地理解本发明，其中
图1是示出了动力降档操作期间的发动机扭矩，涡轮机速度，输出加速度和接班离合器扭矩的曲线；
图2A是根据本发明的示例性发动机系统的功能框图； 图2B是根据本发明的示例性变速器的示意图； 图3是根据本发明的示例性控制模块的功能框图4A是根据本发明用于控制变速器的动力降档的示例性方法的流程图；以及图4B是示出了根据本发明的动力降档期间的发动机扭矩，涡轮机速度，输出加速度和接班离合器扭矩的曲线。
具体实施例方式下面的描述本质上仅是示例性的并且决不是要限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记标识相似的元件。如这里所使用的，短语A、B和 C中的至少一个应当被解释为是指使用非排他逻辑或的逻辑(A或B或C)。应当理解的是， 在不改变本发明的原理的情况下，可以以不同的顺序执行方法内的步骤。如这里所使用的，术语模块指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件程序或固件程序的处理器(共用的、专用的、或成组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其它适合组件。内燃发动机在汽缸内燃烧空气/燃料(A/F)混合物以驱动活塞从而可旋转地转动曲轴并产生驱动扭矩。曲轴处产生的扭矩也可被称为“发动机扭矩”(或“输入扭矩”)。变速器将发动机扭矩传递到车辆的传动系统(例如车轮)。变速器的输出轴处的扭矩可被称为 “输出扭矩”。在动力降档期间输出扭矩会迅速增大，导致对于车辆驾驶员的噪音，振动和/ 或不平顺性(NVH)。因此，传统的变速器控制系统在动力降档期间可维持恒定发动机扭矩或减小发动机扭矩。然而，动力降档期间维持恒定发动机扭矩或减小发动机扭矩减小输出扭矩。此外， 发动机扭矩可在动力降档期间进一步减小从而允许接班离合器接合，其进一步减小输出扭矩。因此，传统的变速器控制系统随后在动力降档结束时增大发动机扭矩以增大输出扭矩。然而，在动力降档结束时迅速增大(例如，突增)发动机扭矩可迅速增大加速度，导致驾驶员的NVH增大。现在参照图1，示出了在动力降档操作期间的发动机扭矩，涡轮机速度，输出加速度和接班离合扭矩。例如，接班离合器扭矩可指的是施加在接班离合器的压力(如液压流体压力)。纵轴(“A”)表示扭矩或旋转速度(由每个曲线决定)，横轴(“B”)表示时间。此外，曲线“C”代表发动机扭矩，曲线“D”代表涡轮机速度，曲线“E”代表输出加速度，曲线“F”代表接班离合器扭矩。如所示，发动机扭矩在动力降档期间减小，其导致涡轮机速度和输出加速度都增大(并因此增大NVH)。因此，系统和方法被提出来提高对变速器的动力降档的控制。该系统和方法可在变速器动力降档的自始至终通过控制脱开的离合器扭矩来增大加速度。例如，脱开的离合器扭矩在动力降档的自始至终可被逐渐地(例如，按阶段)控制。相反，系统和方法通过减小脱开的离合器扭矩产生“涡轮机速度突变(flare)”。“涡轮机速度突变”指的是涡轮机速度和期望(即最终)涡轮机速度之间的差。系统和方法然后可控制涡轮机速度突变。特别地，该系统和方法可通过增加脱开的离合器转矩向期望的涡轮机速度突变来减小涡轮机速度突变。当涡轮机速度突变在预定的期望涡轮机速度突变量内时，接班离合器扭矩可增大(即突增)至期望扭矩。因此，输出扭矩以恒定速率增大，接班和脱开的离合器之间的阻碍被避免，从而提供较平滑的动力降档并减小NVH。现在参照图1，发动机系统10包括发动机12。例如，发动机系统10可用于推进车辆。发动机12可包括火花点火(Si)发动机，压缩点火(Cl)发动机(例如，柴油发动机)或均质充量压燃(HCCI)发动机。然而，发动机系统10还可包括不同种类的发动机和/或额外的部件(例如，电动机，电池系统，发电机，等等。)，例如在混合动力电动车辆或电动车辆中。发动机12通过可由节流阀18管理的进气系统16将空气吸入进气歧管14。例如， 节流阀18可被电控(例如，电子节流控制，或ETC)。质量空气流(MAF)传感器20可测量进入进气歧管14的气流速度。例如，MAF可示出发动机的负载。进气歧管14中的空气可被分给多个汽缸22。虽然示出的是6个汽缸，但是发动机12可包含其它数量的汽缸。空气可与来自多个燃料喷射器M的燃料结合从而产生空气/燃料(A/F)混合物。 例如，燃料喷射器M可分别将燃料喷射入汽缸22的进气口，分别地(“喷嘴燃料喷射”)或直接喷射入汽缸22 (“燃料直喷”)。此外，燃料喷射器M可根据发动机种类在不同时刻喷射燃料。特别地，HCCI发动机(使用“火花协助”)和SI发动机利用活塞(未示出)压缩A/F 混合物并利用来自火花塞26的火花点燃压缩的A/F混合物。另一方面，CI发动机(例如柴油发动机)将燃料喷入压缩的空气，由此导致压缩的A/F混合物的燃烧。A/F混合物的燃烧驱动活塞(未示出)，其可旋转地转动曲轴观以产生驱动扭矩。 发动机速度传感器30可测量曲轴观的旋转速度。例如，发动机速度传感器30可以每分钟转数(RPM)测量曲轴观的旋转速度。驱动扭矩可通过变速器35被传递到车辆10的传动系统32。变速器35可通过转矩变换器33联接到曲轴观。例如，转矩变换器33可为液压联接器。涡轮机速度传感器34测量转矩变换器33的涡轮机的旋转速度。TOSS (变速器输出轴速度)传感器36测量变换器35的输出轴的旋转速度。例如，TOSS传感器36可以RPM 测量变换器35的输出轴的旋转速度。
变速器35可通过多个齿轮比之一在曲轴观增加(multiply)驱动扭矩。因此，变速器35可包括多个可选择性地接合或脱离以建立期望齿轮比的离合器。因此，当在齿轮比之间切换时，离合器至离合器切换发生。更具体地，至少一个离合器脱离(脱开的离合器)， 而至少一个离合器同时接合(接班离合器)。例如，离合器至离合器切换的控制可基于发动机扭矩。燃烧产生的排气可从汽缸22排出至排气歧管38。排气处理系统40可在排气歧管中处理排气以在排气排放入大气前减少排放物。例如，排气处理系统40可包括一个或多个催化转化器，氧化氮(NOx)吸收器/吸附器，选择性催化还原(SCR)催化剂和微粒物质(PM) 过滤器。发动机系统10还可包括其它系统，其包括但不限定于涡轮增压器，增压器和/或排气再循环(EGR)系统。控制模块50连通和/或控制发动机系统10的各个部件。特别地，控制模块50可接收来自节流阀18，MAF传感器20，燃料喷射器M，火花塞沈，发动机速度传感器30，转矩变换器33，涡轮机速度传感器34，变速器35，TOSS传感器36和/或排气处理系统40的信号。控制模块50还可控制节流阀18，燃料喷射器M，火花塞沈，转矩变换器33，变速器35 和/或排气处理系统40。控制模块50还可实施本公开的系统或方法。现在参照图2，变速器35被更详细地示出。例如，变速器35可包括如图2中所示的六速自动变速器。然而，变速器35可包括不同类型的变速器和/或其他数量的速度(即， 齿轮比)。例如，变速器35可包括双离合变速器(DCT)。变速器35包括输入轴60，输出轴62和三个互相连接的行星齿轮组，分别为64A， 64B和64C。例如，输入轴60可与转矩变换器33的涡轮机连接，从而涡轮机速度传感器34 可测量输入轴60的旋转速度。行星齿轮组64A，64B和64C包括相应的太阳齿轮66A，66B 和66C，齿轮架68A，68B和68C，行星齿轮70A，70B和70C和环齿轮72A，72B和72C。变速器 34还包括离合器C1-C5，其选择性地接合以建立变速器35的期望的齿轮比。更具体地说，输入轴60连续地驱动齿轮组64A的太阳齿轮66A，通过离合器Cl选择地驱动齿轮组64B，64C的太阳齿轮66B，66C，通过离合器C2选择地驱动齿轮组64B的齿轮架68B。齿轮组64A，64B和64C的环齿轮71A，72B和72C分别通过离合器C3，C4和C5 选择地接地。液压(PHYD)选择地被提供给各个离合器以控制离合器的接合。压力开关80 与到每个离合器的压力线相关联并在开(ON)和关(OFF)状态之间切换。更具体地，当PHYD 低于阈值压力(PTHR)时，开关处于OFF状态。当PHYD高于PTHR时，开关状态为ON。如下表1所示，离合器C1-C5的状态(S卩，接合或脱离)可被控制以提供6个前进速度比(1，2，3，4，5，6)，倒档速度比(R)，或空档状态(N)。表 权利要求
1.一种用于控制变速器的动力降档的系统，包括突变生成模块，其通过减小施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来生成涡轮机速度突变；突变控制模块，其通过增加施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来减小所述涡轮机速度突变；以及换档控制模块，当所述涡轮机速度突变小于期望涡轮机速度突变的预定量时，所述换档控制模块增大施加到所述变速器的接班离合器上的压力。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在多个子时间段的每个期间，所述突变生成模块使施加在所述变速器的脱开离合器上的压力减小预定量，其中所述时间段包括所述多个子时间段。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述突变生成模块生成大于或等于预定涡轮机速度突变的涡轮机速度突变。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述涡轮机速度突变小于所述期望涡轮机速度突变的预定量时，所述突变控制模块停止增加所述涡轮机速度突变。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述涡轮机速度突变包括测量的涡轮机速度和期望涡轮机速度之间的差。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述换档控制模块使用涡轮机速度传感器监控所述测量的涡轮机速度，所述涡轮机速度传感器测量转矩变换器中涡轮机的旋转速度，其中所述转矩变换器联接到所述变速器。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当请求所述变速器的动力降档时，所述突变生成模块生成所述涡轮机速度突变。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，基于发动机速度、变速器输出轴速度(TOSS) 和相对应阈值中的至少一个请求所述变速器的动力降档。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发动机速度包括发动机曲轴的旋转速度并且使用发动机速度传感器测量。
10.一种用于控制变速器的动力降档的方法，包括通过减小施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来生成涡轮机速度突变；通过增加施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来减小所述涡轮机速度突变；以及当所述涡轮机速度突变小于期望涡轮机速度突变的预定量时，增大施加到所述变速器的接班离合器上的压力。
全文摘要
本发明涉及用于控制变速器的动力降档的系统和方法。具体地，一种用于控制变速器的动力降档的系统包括突变生成模块、突变控制模块和换档控制模块。突变生成模块通过减小施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来生成涡轮机速度突变。突变控制模块通过增加施加在所述变速器的脱开离合器上的压力来减小所述涡轮机速度突变。当所述涡轮机速度突变小于期望涡轮机速度突变的预定量时，换档控制模块增大施加到所述变速器的接班离合器上的压力。
文档编号F16H61/04GK102434659SQ20111026719
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者J. 索尔 T. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司