专利名称：控制干式双离合变速器车辆的动力转换的系统和方法
技术领域：
本公开涉及车辆控制系统，并且更具体地涉及用于对具有干式双离合器变速器(DCT )的车辆中的无动力到供应动力的转换进行控制的系统和方法。
背景技术：
本文提供的背景技术描述的目的在于大体提供本公开的背景。截止到本发明背景部分中描述的目前命名的发明人的工作以及本说明书的各方面不另外视为在提交时的现有技术，其既不明确也不隐含地被认为是抵触本公开的现有技术。内燃发动机在汽缸内燃烧空气/燃料(A/F)混合物，以驱动可旋转地转动曲轴并产生驱动扭矩的活塞。该驱动扭矩从曲轴经由变速器传递到车辆的传动系。双离合器变速器(DCT)包括两个离合器。每个离合器选择性地接合齿轮，以提供多种不同的齿轮比。两个离合器可以各自是将DCT直接联接到曲轴的“干式”离合器(也被称为“干式DCT”)。例如，一个干式DCT离合器可以控制奇数序号的齿轮，而另一个干式DCT离合器可以控制偶数序号的齿轮。相比于其他变速器，干式DCT可以提供增加的燃料经济性和/或改进的换档响应性。
发明内容
一种用于具有干式双离合器变速器(DCT)的车辆的控制系统包括启动状况检测模块、车辆停止模块和车辆启动模块。该启动状况检测模块基于(i)车辆是否处于上坡和
(ii)车辆的驾驶员是否已通过加速器请求动力，来检测启动状况。在检测到启动状况时，该车辆停止模块通过(i)命令干式DCT的即将接入的离合器(on-coming clutch)到预定位置和(i i )应用车辆的制动器，来停止该车辆。在车辆停止后，该车辆启动模块通过(i )完全接合干式DCT的即将接入的离合器和(ii)将节气门打开到对应于动力请求的期望位置，来启动该车辆。一种用于控制具有干式双离合器变速器(DCT)的车辆的方法包括基于(i)车辆是否处于上坡和(ii)车辆的驾驶员是否已通过加速器请求动力，来检测启动状况；当检测到所述启动状况时，通过(i )命令干式DCT的即将接入的离合器到预定位置和(ii )应用车辆的制动器，来停止该车辆；以及，在车辆停止后，通过(i)完全接合干式DCT的即将接入的离合器和(ii)将节气门打开到对应于动力请求的期望位置，来启动该车辆。本发明还提供如下技术方案。方案1. 一种用于具有干式双离合器变速器(DCT)的车辆的控制系统，所述控制系统包括
启动状况检测模块，其基于(i)所述车辆是否处于上坡和(ii)所述车辆的驾驶员是否已通过加速器请求动力，来检测启动状况；
车辆停止模块，当检测到所述启动状况时，所述车辆停止模块通过(i)命令所述干式DCT的即将接入的离合器到预定位置和(ii)应用所述车辆的制动器，来停止所述车辆；以及
车辆启动模块，在车辆被停止后，所述车辆启动模块通过(i)完全接合所述干式DCT的所述即将接入的离合器和(ii)将节气门打开到对应于动力请求的期望位置，来启动所述车辆。方案2.根据方案I所述的控制系统，其中所述车辆停止模块根据立方速度路径应用所述车辆的所述制动器。方案3.根据方案2所述的控制系统，其中根据所述立方速度路径应用所述车辆的所述制动器包括制动扭矩的抛物线应用。方案4.根据方案I所述的控制系统，其中所述车辆停止模块根据半抛物线速度路径应用所述车辆的所述制动器。方案5.根据方案4所述的控制系统，其中根据所述半抛物线速度路径应用所述车辆的所述制动器包括制动扭矩的线性应用。方案6.根据方案I所述的控制系统，其中所述即将接入的离合器的预定位置是接合点，并且其中所述车辆停止模块命令所述干式DCT的所述即将接入的离合器从预接合点到所述接合点。方案7.根据方案I所述的控制系统，其中所述启动状况检测模块进一步基于是否完全应用所述车辆的所述制动器，来检测所述启动状况。方案8.根据方案7所述的控制系统，其中所述启动状况检测模块在未完全应用所述车辆的所述制动器时检测所述启动状况。方案9.根据方案I所述的控制系统，其中所述车辆停止模块通过使所述车辆减慢到预定速度来停止所述车辆。方案10.根据方案9所述的车辆，其中所述预定速度是零英里每小时。方案11. 一种用于控制具有干式双离合器变速器(DCT)的车辆的方法，所述方法包括
基于(i )所述车辆是否处于上坡和(ii )所述车辆的驾驶员是否已通过加速器请求动力，来检测启动状况；
当检测到所述启动状况时，通过(i)命令所述干式DCT的即将接入的离合器到预定位置和(ii )应用所述车辆的制动器，来停止所述车辆；以及
在所述车辆被停止之后，通过(i)完全接合所述干式DCT的所述即将接入的离合器和
(ii)将节气门打开到对应于动力请求的期望位置，来启动所述车辆。方案12.根据方案11所述的方法，还包括根据立方速度路径应用所述车辆的所述制动器。方案13.根据方案12所述的方法，其中根据所述立方速度路径应用所述车辆的所述制动器包括制动扭矩的抛物线应用。方案14.根据方案11所述的方法，还包括根据半抛物线速度路径应用所述车辆的所述制动器。方案15.根据方案14所述的方法，其中根据所述半抛物线速度路径应用所述车辆的所述制动器包括制动扭矩的线性应用。方案16.根据方案11所述的方法，其中所述即将接入的离合器的预定位置是接合点，并且所述方法还包括命令所述干式DCT的所述即将接入的离合器从预接合点到所述接合点。方案17.根据方案11所述的方法，还包括基于是否完全应用所述车辆的所述制动器，来检测所述启动状况。方案18.根据方案17所述的方法，还包括在未完全应用所述车辆的所述制动器时检测所述启动状况。方案19.根据方案11所述的方法，还包括通过使所述车辆减慢到预定速度，来停止所述车辆。方案20.根据方案19所述的方法，其中所述预定速度是零英里每小时。通过本文下面提供的详细描述，本公开的进一步应用领域将变得明显。应理解详细描述和具体示例意在仅作为说明性的目的，并且不意图限制本公开的范围。
通过详细的描述和附图，将更全面地理解本公开，其中
图1是根据本公开一种实现方式的示例性车辆的功能方框 图2是根据本公开一种实现方式的示例性干式双离合器变速器(DCT)的示意 图3是根据本公开一种实现方式的示例性控制模块的功能方框 图4A是图示说明根据本公开一种实现方式的具有干式DCT的车辆的模拟的无动力到供应动力的转换的曲线 图4B是图示说明根据本公开另一种实现方式的具有干式DCT的车辆的模拟的无动力到供应动力的转换的曲线 图5是图示说明用于对具有干式DCT的车辆中的无动力到供应动力的转换进行控制的示例性方法的流程图。
具体实施例方式下面的描述实际上仅是示例性的，决不意图限制本公开、其应用或用途。为了清晰的目的，将在附图中使用相同的附图标记，以标识相似元件。如本文使用的，短语A、B和C中的至少一个应被解释为表示使用非排他性逻辑或的逻辑关系(A或B或C)。应理解方法中的步骤可以按不同顺序被执行而不改变本公开的原理。如本文使用的，术语模块可以指以下器件的一部分或包括以下器件专用集成电路(ASIC);电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA);执行代码的处理器(共享、专用或成组)；提供描述的功能的其他合适的部件；或上述器件的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。术语模块可以包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享、专用或成组)。上面使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以涉及程序、例程、函数、类和/或对象。上面使用的术语“共享的”表示来自多个模块的一些或全部代码可以使用单个(共享的)处理器来执行。此外，来自多个模块的一些或全部代码可以由单个(共享的)存储器存储。上面使用的术语“成组的”表示来自单个模块的一些或全部代码可以采用一组处理器或一组执行引擎来执行。例如，处理器的多个核和/或多个线程可以被认为是执行引擎。在各种实现方式中，执行引擎可以在一个处理器范围、在多个处理器范围和在多个位置的处理器(诸如并行处理布置的多个服务器)范围内成组。此外，来自单个模块的一些或全部代码可以使用一组存储器来存储。本文描述的装置和方法可以通过由一个或更多个处理器执行的一个或更多个计算机程序来实现。计算机程序包括存储在非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储装置和光存储装置。车辆可以响应于经由加速器的驾驶员输入，而从无动力(unpowered)状态转换到供应动力(powered)状态。从无动力状态到供应动力状态的转换也可以被称为车辆的“启动(launch)”。具体来说，无动力状态包括变速器不从发动机的曲轴传递扭矩到车辆传动系的时段。另一方面，供应动力状态包括变速器从发动机曲轴传递扭矩到车辆传动系的时段。变速器可以通过流体联接器(诸如扭矩转换器)被联接到发动机曲轴。然而干式双离合器变速器(DCT)不经由扭矩转换器联接到发动机曲轴。因此，干式DCT可以通过部分地接合两个离合器中对应于即将接入的齿轮的一个离合器(“即将接入的离合器”)，来启动车辆。部分接合即将接入的离合器而产生的摩擦使车辆传动系旋转，因而推进车辆。在一些情况下，由于即将接入的离合器上的摩擦，经由干式DCT启动车辆可能产生大量的热。例如，当车辆处于上坡/斜坡(因此向后行驶)时，车辆的启动可能产生损坏干式DCT的热。因此，提供一种用于对具有干式DCT的车辆中的无动力到供应动力的转换进行控制的系统和方法。该系统和方法可以首先检测车辆的启动状况是否存在。启动状况可以指示车辆处于上坡(即斜坡)并且车辆的驾驶员正在通过加速器请求动力。此外，在一些实现方式中，系统和方法可以进一步基于是否完全应用车辆的制动器来检测启动状况。更具体地，启动状况可以进一步指示没有完全应用制动器。当检测到启动状况时，系统和方法可以停止车辆。系统和方法可以通过以下方式停止车辆(i)命令干式DCT的即将接入的离合器到预定位置和(ii)应用车辆的制动器。预定位置可以是接合点(kiss point)。例如，系统和方法可以命令即将接入的离合器从预接合点(pre-kiss point)到接合点。系统和方法可以应用车辆的制动器以将车辆减慢到预定速度。例如，预定速度可以是零英里每小时(mph)。当车辆停止时，系统和方法可以(i)将即将接入的离合器完全接合到期望齿轮和(ii)将为车辆提供动力的发动机的节气门打开到对应于驾驶员动力请求的期望位置。现在参考图1，示例性车辆10包括发动机12。发动机12可以是火花点火(SI)发动机、柴油发动机、均质充气压缩点火(HCCI)发动机或另外合适类型的发动机。发动机系统10还可以是混合系统，因此可以包括额外的部件，诸如电动马达和电池系统。发动机12通过进气系统16将空气引入进气歧管14中，该进气系统16可由节气门18调节。例如，节气门18可以经由电子节气门控制装置(ETC)被电子控制。空气质量流量(MAF)传感器20测量通过节气门18的MAF。例如，测量到的MAF可以指示发动机12上的负荷。进气歧管14中的空气被分配到多个汽缸22，并与燃料结合以形成空气/燃料(A/F)混合物。虽然示出六个汽缸，但发动机12可以具有其他数量的汽缸。燃料喷射器24可以喷射燃料以形成A/F混合物。例如，燃料喷射器24可以分别将燃料喷射到汽缸22的进气口中，或分别间接喷射到汽缸22中。A/F混合物在汽缸22内被活塞(未示出)压缩。根据发动机12的类型，火花塞26可以点火被压缩的A/F混合物。可替代地，A/F混合物可以被压缩，直到发生自动点火。汽缸内A/F混合物的燃烧驱动活塞(未示出)，该活塞可旋转地转动曲轴28并且产生驱动扭矩。发动机转速传感器30测量曲轴28的旋转速度(例如每分钟转数或RPM)。曲轴28处的驱动扭矩经由干式双离合器变速器(DCT)34被传递到车辆10的传动系32。干式DCT 34包括多个齿轮比，用以将曲轴28处的驱动扭矩转化成传动系32处的期望驱动扭矩。干式DCT 34还可以包括两个离合器，用于选择性地在齿轮比之间切换。变速器输出轴速度(TOSS)传感器36测量干式DCT 34的输出轴的旋转速度。例如，测量到的TOSS可以指示车辆10的速度。燃烧产生的排气从汽缸22排出到排气歧管38中。排气歧管38中的排气可以在被释放到大气之前由排气处理系统40处理。例如，排气处理系统40可以包括氧化催化剂(0C)、氧化氮(NOx)吸附器/吸收器、稀NOx捕集器(LNT)、选择性催化还原(SCR)系统、微粒物(PM)过滤器和三元催化转化器中的至少一个。制动器48可以减慢或停止传动系32的旋转。控制模块50控制车辆10的运转。控制模块50可以接收来自节气门18、MAF传感器20、燃料喷射器24、火花塞26、发动机转速传感器30、干式DCT 34、TOSS传感器38、排气处理系统40、驾驶员输入46和/或制动器48的信号。控制模块50可以控制节气门18、燃料喷射器24、火花塞26、干式DCT 34、排气处理系统40和/或制动器48。虽然示出控制模块50用于控制制动器48,但在一些实现方式中，驾驶员输入46可以直接控制制动器48。此外，控制模块50也可以实现本公开的系统或方法。现在参考图2，其示出干式DCT 34的示例。干式DCT 34将曲轴28处的驱动扭矩(Tin)转化成传动系32处的期望扭矩(T·)。具体来说，干式DCT 34包括选择性接合第一组齿轮62中一个齿轮的第一离合器60和选择性接合第二组齿轮66中一个齿轮的第二离合器64。例如，第一组齿轮62可以包括奇数序号的齿轮(例如1、3、5、7等)，而第二组齿轮66可以包括偶数序号的齿轮(例如2、4、6等)。此外，例如第二组齿轮可以包括倒档齿轮(R)。干式DCT 34分别通过来自第一离合器60和第二离合器64中所选择的一个离合器的摩擦来启动车辆10。另一方面，在干式DCT 34的齿轮之间切换包括分别接合第一离合器60和第二离合器64中的一个(“即将接入的离合器”)，而分别脱离第一离合器60和第二离合器64中的另一个(“即将分离的离合器(off-going clutch)”)。更具体地，拔叉(shiftfork)液压地致动同步器，以分别接合与即将接入的离合器关联的第一和第二组齿轮62和66中的期望齿轮。现在参考图3，其示出控制模块50的示例。控制模块50可以包括启动状况检测模块70、车辆停止模块74和车辆启动模块78。启动状况检测模块70检测车辆10的启动状况。启动状况指示何时(i)车辆10处于上坡(即斜坡)和(ii)驾驶员正通过加速器(例如驾驶员输入46)请求动力。例如，启动状况检测模块70可以使用加速度计72确定车辆10是否处于上坡。此外，启动状况检测模块70可以进一步基于是否应用制动器48来检测启动状况。更具体地，启动状况检测模块70可以在未完全应用制动器48时检测启动状况。例如，制动器48可以被驾驶员或被陡坡缓降控制(HDC)系统部分地应用。此外，例如启动状况检测模块70可以基于来自制动压力传感器(未示出)的测量值检测是否没有完全应用制动器。当检测到启动状况时，启动状况检测模块70可以产生信号以通知车辆停止模块74。车辆停止模块74可以从启动状况检测模块70接收指示已检测到启动状况的信号。当已经检测到启动状况并且车辆10的驾驶员(例如，通过加速器)正请求动力时，车辆停止模块74可以停止车辆10。具体来说，车辆停止模块74可以(i)命令干式DCT 34的即将接入的离合器到预定位置和(ii)应用车辆10的制动器48。预定位置可以代表即将接入的离合器的接合点(KP)。例如，即将接入的离合器可以从预接入点(PKP)转换到KP。车辆停止模块74可以应用制动器48，以将车辆10减慢到预定速度。例如，预定速度可以是零英里每小时(mph)。车辆停止模块74可以根据立方速度路径(cubic velocity path)应用制动器48。更具体地，根据立方速度路径应用制动器48可以包括由制动器48进行的制动扭矩的抛物线应用。可替代地，车辆停止模块74可以根据半抛物线速度路径应用制动器48。更具体地，根据半抛物线速度路径应用制动器48可以包括由制动器48进行的制动扭矩的线性应用。立方速度路径可以比半抛物线速度路径更平滑并且也更容易实现。然而，半抛物线速度路径可以更快停止车辆10。现在参考图4A和4B，其分别示出根据(i)立方速度路径和(ii)半抛物线速度路径的制动器48的模拟应用。水平轴线80代表时间，竖直轴线82和84分别代表车辆速度(例如mph)和车辆加速度(即，制动扭矩分布)。如所示，车辆10起初以约2 mph的速度沿斜坡向下倒退行驶。在点86处检测到启动状况后，车辆停止模块74应用制动器48。图4A图示说明根据立方速度路径88的制动器48的应用。更具体地，立方速度路径88包括由制动器48进行的制动扭矩的抛物线应用89。由制动器48进行的制动扭矩的抛物线应用比线性速度路径91更平滑地使车辆10减慢到预定速度(例如O mph，由附图标记90表示)。更平滑地停止车辆10提供了改善的驾驶员舒适度(例如，降低的噪声/振动/不舒适性或NVH)。然后通过完全接合即将接入的离合器，并且命令节气门18到对应于驾驶员动力请求的期望位置(因而导致增加的车辆加速度92和增加的车辆速度93)，来启动车辆10。图4B图示说明根据半抛物线速度路径94的制动器48的应用。更具体地，半抛物线速度路径94包括由制动器48进行的制动扭矩的线性应用95。由制动器48进行的制动扭矩的线性应用比线性速度路径91更快地使车辆10减慢到预定速度(例如O mph，由附图标记90表示)。更快地停止车辆10提供更快地车辆启动。然后通过完全接合即将接入的离合器，并且命令节气门18到对应于驾驶员动力请求的期望位置(因而导致增加的车辆加速度96和增加的车辆速度97)，来启动车辆10。再次参考图3，车辆停止模块74然后可以产生通知车辆启动模块78车辆10被停止并且即将接入的离合器已经被命令到预定位置的信号。车辆启动模块78可以从车辆停止模块74接收指示车辆10被停止并且即将接入的离合器已经被命令到预定位置的信号。当车辆10被停止并且即将接入的离合器已经被命令到预定位置时，车辆启动模块78可以启动车辆10。更具体地，车辆启动模块78可以(i)使即将接入的离合器完全接合到期望齿轮和(ii)将节气门18打开到对应于驾驶员动力请求的期望位置，因而推进车辆10。例如，车辆启动模块78可以产生用于干式DCT 34 (即，即将接入的离合器，诸如离合器60)和节气门18两者的控制信号。现在参考图5，其示出一种用于对具有干式DCT的车辆中的无动力到供应动力的转换进行控制的示例性方法，其开始于100处。在100处，控制模块50检测车辆启动状况。具体来说，控制模块50可以检测(i )车辆10是否处于上坡(即，斜坡)和(i i )车辆的驾驶员是否已通过加速器请求动力。当检测到车辆启动状况时，控制可以继续到104。否则，控制可以返回到100。在104处，控制模块50可以命令即将接入的离合器到预定位置。在108处，控制模块50可以应用制动器48。例如，控制模块50可以应用制动器48以产生制动扭矩，从而根据或者(i )立方速度路径(制动扭矩的抛物线应用)或者(ii )半抛物线速度路径(制动扭矩的线性应用)来减慢车辆10。在112处，控制模块50可以确定是否已达到预定速度。如果是，控制可以继续到116。如果否，控制可以返回到108。在116处，控制模块50可以完全接合即将接入的离合器，并且将节气门18打开到对应于驾驶员动力请求的期望位置。本公开的广泛教导可以实现为各种形式。因此，虽然本公开包括特定示例，但本公开的真正范围不应被如此限制，因为在本领域技术人员学习附图、说明书和权利要求的基础上，其他修改将对本领域技术人员来说变得明显。
权利要求
1.一种用于具有干式双离合器变速器(DCT)的车辆的控制系统，所述控制系统包括 启动状况检测模块，其基于(i)所述车辆是否处于上坡和(ii)所述车辆的驾驶员是否已通过加速器请求动力，来检测启动状况；车辆停止模块，当检测到所述启动状况时，所述车辆停止模块通过(i)命令所述干式 DCT的即将接入的离合器到预定位置和(ii)应用所述车辆的制动器，来停止所述车辆；以及车辆启动模块，在车辆被停止后，所述车辆启动模块通过(i)完全接合所述干式DCT的所述即将接入的离合器和(ii)将节气门打开到对应于动力请求的期望位置，来启动所述车辆。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述车辆停止模块根据立方速度路径应用所述车辆的所述制动器。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其中根据所述立方速度路径应用所述车辆的所述制动器包括制动扭矩的抛物线应用。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述车辆停止模块根据半抛物线速度路径应用所述车辆的所述制动器。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中根据所述半抛物线速度路径应用所述车辆的所述制动器包括制动扭矩的线性应用。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述即将接入的离合器的预定位置是接合点，并且其中所述车辆停止模块命令所述干式DCT的所述即将接入的离合器从预接合点到所述接合点。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述启动状况检测模块进一步基于是否完全应用所述车辆的所述制动器，来检测所述启动状况。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中所述启动状况检测模块在未完全应用所述车辆的所述制动器时检测所述启动状况。
9.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述车辆停止模块通过使所述车辆减慢到预定速度来停止所述车辆。
10.一种用于控制具有干式双离合器变速器(DCT)的车辆的方法，所述方法包括基于(i )所述车辆是否处于上坡和(ii )所述车辆的驾驶员是否已通过加速器请求动力，来检测启动状况；当检测到所述启动状况时，通过(i)命令所述干式DCT的即将接入的离合器到预定位置和(ii )应用所述车辆的制动器，来停止所述车辆；以及在所述车辆被停止之后，通过(i)完全接合所述干式DCT的所述即将接入的离合器和 (ii)将节气门打开到对应于动力请求的期望位置，来启动所述车辆。
全文摘要
本发明涉及控制干式双离合变速器车辆的动力转换的系统和方法。用于具有干式双离合器变速器(DCT)的车辆的控制系统包括启动状况检测模块、车辆停止模块和车辆启动模块。启动状况检测模块基于(i)车辆是否处于上坡和(ii)车辆的驾驶员是否通过加速器请求动力来检测启动状况。当检测到启动状况时，车辆停止模块通过(i)命令干式DCT的即将接入的离合器到预定位置和(ii)应用车辆的制动器来停止车辆。在车辆被停止后，车辆启动模块通过(i)完全接合干式DCT的即将接入的离合器和(ii)将节气门打开到对应于动力请求的期望位置而启动车辆。
文档编号B60W10/18GK102991500SQ201210335598
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月12日 优先权日2011年9月12日
发明者X.T.陶, J.W.鲍夫纳, R.F.小罗乔基, J.P.基什, J.S.施沃姆 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司