使用软件/电子装置对自动变速器的控制系统进行校准的概念的制作方法

专利名称：使用软件/电子装置对自动变速器的控制系统进行校准的概念的制作方法
使用软件/电子装置对自动变速器的控制系统进行校准的
概念相关申请的交叉引用本申请是于2004年2月27日提交的美国专利申请号10/789，540的部分继续申请，该申请要求于2003年4月11日提交的美国临时申请号60/462，225的权益，并且是于 2005年8月22日提交的美国专利申请号11/209，107的部分继续申请，该申请要求于2004 年9月2日提交的美国临时申请号60/606，860的权益。以上这些申请的披露内容通过引用结合在此。
背景技术：
1.发明领域本发明总体上涉及用于电动液压变速器控制系统的一种软件校准策略，并且更具体地涉及用于校准螺线管、螺线管控制的阀体、或具有用于控制车辆的自动变速器的集成控制单元的螺线管控制阀体的一种软件校准策略。2.相关技术的讨论自动车辆变速器采用多个档位、同步器、制动带以及离合器，它们是电动控制的以便自动地切换车辆的档位。典型地，在变速器中采用螺线管控制的阀门来提供液压以便控制其中不同部件及系统(如离合器、制动带、润滑剂流、液压、等等)的运行。这些阀门通常是比例阀，其中施加到阀门的螺线管上的电流量决定了在阀门的控制输出端的液压。螺线管控制的阀门包括缠绕在电枢上的一个线圈和一个阀体。螺线管与阀体可以是附接的或分离的。阀体被连接到液压输入管线、液压排气管线以及液压控制输出管线上。液压供给压力被施加到输入管线上。施加到阀门上的供给压力是稳定的，并且在阀门的输出管线上的控制压力是由电枢的力设定的。在一个常低(排气)螺线管中，当线圈上没有施加电流时，控制输出管线被直接连接到排气管线上，这样使得控制管线上没有施加输出压力。当电流被施加到螺线管上时电枢移动，这样使得液压供给压力被送到控制管线上。施加到线圈上的电流量设定了电枢上的力，并且因此设定了它维持其调节输出压力的能力。阀门的控制压力反馈力将阀门定位以便维持平衡电枢的力的精确控制压力。这为每个电流设置提供了一个特定的控制压力，即使是当负载在控制压力电路中变化时。比例螺线管控制的阀门需要进行校准，这样使得它们提供相对于输入电流所希望的控制压力。如果变速器中的这些控制阀未被适当地校准，那么变速器的性能由于多种因素而降低，如更低的燃料经济性、强硬换档、等等。典型地，当制造阀门时，阀门是由机械装置来校准的。一个已知的机械装置是一种螺纹机构，该螺纹机构增加或减小了施加到电枢上的弹簧力。用于校准螺线管阀或螺线管导向阀的一种第二机械技术是选择性地调整在电枢与螺线管的磁极片之间的工作气隙，这就调整了该装置的磁力水平。这些已知的校准螺线管阀的机械技术典型地是高成本的，因为校准部件的制造是昂贵的并且校准过程是费时的。另外，进行校准所要求的设备是昂贵的并且具有固有的精确度限制。此外，这种螺线管阀或螺线管导向阀对于其他系统部件(如电子装置、其他阀门、泄漏、等等)而言不是校准的，当在该系统中采用这种阀门时，这可能影响它的性能。发明概述根据本发明的传授内容，在此披露了一种软件校准策略，该策略具体地用于校准在自动变速器中采用的螺线管控制的阀门以及电动液压控制系统。这种校准策略包括识别一个特征方程，该特征方程对于一类具体的阀门或阀门系统而言是独特的，并且该特征方程识别了施加到螺线管上的电流与阀门或阀门系统的输出端处的压力或其他力(如流体流动)之间的一种数学关系。这种特征方程将包括多个系数，这些系数对于该类别中的每个分离的阀门或阀门系统而言是独特的。该阀门或阀门系统被连接到一个测试台上，该测试台模拟了该阀门或阀门系统在变速器中的运行。该阀门或阀门系统经常被称为一个变速器控制模块。将多个控制电流信号施加到该阀门或阀门系统中的一个螺线管上并且测量该阀门或阀门系统的输出压力 (或流量)。一旦对于多个点的电流与相应的压力是已知的，那么在该特征方程上可以使用一种曲线拟合技术(如最小二乘方回归法)来确定用于具体的阀门或阀门系统的这些系数。一旦识别了这些系数，它们即被存储在一个变速器控制单元(TCU)的闪速存储器中，该变速器控制单元典型地被集成在一个变速器控制模块中。在许多实例中，TCU被安装在发动机舱的机罩下。然而，它可以是位于车辆的发动机控制单元或其他控制器中的不同的电子部件的一种合成。在TCU未被集成在一个变速器控制模块中的情况下，这些系数被传送到T⑶与一个特定的控制模块相配对的位置上。这包括一个变速器组装厂或一个车辆组装厂。这些系数可以通过模块上的存储器芯片、模块上的条形码、射频识别装置(RFID)或通过任何数字数据存储装置来传送，在这些数字数据存储装置中这些系数通过模块上的序列号或类似的识别码与一个特定的变速器控制模块相关联。然后，这些系数可以结合该特征方程(它是存储在TCU存储器中的车辆软件的一部分)被用于创建该阀门或阀门系统性能特征的一个独特的、高精确度的、连续的数学表示。通过与附图相结合，本发明的额外优点及特征将从以下说明书以及所附权利要求中变得清楚。附图简要说明

图1是一个流程图，它示出了根据本发明的一个实施方案对阀门和/或阀门系统进行校准的过程；图2是一个图表，其中水平轴上的指令压力与垂直轴上的实际压力示出了用于众多比例压力控制装置的在实际测量压力与所命令或所希望的压力之间的校准前/校准后的关系；并且图3是一个图表，其中垂直轴上的电流与水平轴上的压力示出了用于自动变速器中的一种离合器压力控制阀的电流与液压之间的关系。实施方案的详细说明针对用于一种自动变速器的软件校准策略的本发明的实施方案的以下讨论在本质上仅是示例性的，并且不以任何方式旨在对本发明或其应用或用途进行限制。美国专利申请11/209，107的披露内容通过引用结合在此。图1是一个框图70，它示出了用于根据本发明对一种自动变速器中的阀门系统以及阀门进行校准的过程。本发明的校准策略采用了一个测试台，该测试台模拟了变速器的运行。采用了一种算法来模拟变速器的运行以便确定在某些运行条件下的实际压力或流量。每类阀门和/或阀门系统可以由一个特征方程来表示，它的复杂性随拟合函数所希望的精确度以及非线性的程度以及实际性能特征的拐点数目而变化。该方程的一般形式是所要求的输入=函数(所希望的输出)，其中所希望的输出是压力、流量、等等，而所要求的输入是螺线管电流。用于每个阀门或阀门系统的特征方程是变速器控制软件代码的一部分，该软件代码驻存在TCU存储器之中。这个方程在不同的部分之间不会改变。在方程(1)中提供了用于一种比例控制螺线管的典型的特征方程。使用一种曲线拟合技术(例如最小二乘方回归法)、使用在阀门和/或阀门系统的最终测试过程中获得的实际测量数据作为该拟合算法的输入创建了用于该特征方程的独特系数(对于特征方程(1)，标识为(”(2、(3、(；和C5)。I(P) = C1 +-% + C3-P+ C4-P2——(1)
l + pP3 +0.0001这些系数在最终的产品测试程序结束时被闪存到TCU存储器中，从而生成了说明该阀门和/或阀门系统的性能特征的一个独特的方程。重要的是要注意到，因为校准是在整个系统上进行，而不是在单独的部件上进行的，所以由于下游/上游阀门的几何结构、弹簧负载、泄漏、螺线管、电子装置等等引起的整个系统的变化被显著地减小。在TCU未被集成在一个变速器控制模块中的情况中，由于下游/上游阀门的几何结构、弹簧负载、泄漏、 螺线管等等引起的整个系统的变化仍被显著地减小。图2示出了从一种已知的压力控制系统的众多比例压力控制装置中获得的校准前和校准后的结果。基于+/-5西格玛的正态分布示出了对于这些装置的上下限。图线80 和82代表校准前的+/-5西格玛分布，而图线84和86代表校准后的+/_5西格玛分布。在框72处该过程的第一步骤包括识别用于一个具体的阀门或阀门系统的特征方程，该特征方程变成了该变速器控制软件的一部分并且驻存在TCU存储器中。在框74处该过程的下一步骤包括对于施加到以上讨论的这些螺线管上的一系列输入电流测量该阀门或阀门系统的输出压力或流量。所要求的测试电流的数目取决于特征方程的变量数目以及非线性的程度以及特征方程的拐点数目，以及拟合所希望的精确度。在一个典型的实施方案中，测试电流的数目可以在5至8个测试电流的范围内。该过程的下一步骤包括确定这些系数，如框76所表示的。在一个实施方案中，这些系数通过一种回归技术(例如最小二乘法)来确定，该回归技术为特征方程计算这些系数，这些系数产生了对在前一步骤框74处获得的测量数据的最佳拟合。其结果是施加到螺线管上的电流与电动液压系统的输出端处的压力(或流量、位置等等)之间的一种独特的、 连续的数学关系。以下方程⑵示出了对于一种比例压力控制系统的一个典型的特征方程，并带有所计算的系数。一旦通过最小二乘拟合函数或其他方式确定了这些系数，将这些系数存储在电动液压系统的闪速存储器中，如框78所表示的。这些系数可以通过其他装置(如模块上的存储器芯片、模块上的条形码、射频识别装置(RFID))或者通过任何数字存储装置来传送，在这些数字存储装置中，这些系数通过模块上的序列号或类似的识别码与一个特定的控制模块相关联。然后，在与这些特定的模块系数相关联的特定的TCU中，该数据被接收并被闪存。当TCU未驻存在该控制模块上并且TCU与控制模块的配对发生在另一个制造点上时，这是一个选项。该特征方程驻存在该TCU存储器中并且被嵌入在该变速器控制软件中。注意，该特征方程在这个时候不需要被闪存，因为它对于一个给定类别中的每个零部件而言不是独特的。仅有这些系数是独特的。
权利要求
1.一种用于校准一个预设计类别的电动液压控制系统的独特构件中的独特比例螺线管的方法，该类系统包括由一个比例螺线管控制的至少一个阀门，该比例螺线管响应于一个输入电流提供一个输出响应，所述方法包括识别在该电动液压控制系统中的该比例螺线管的一个特征方程，所述特征方程包括多个系数；将该特征方程嵌入在用于所述电动液压控制系统的一个远程定位的控制单元中；将该独特构件的电动液压控制系统连接至一个测试台上；将多个不同的电流施加到该独特构件电动液压控制系统的独特螺线管上；对于该多个电流值中的每一个测量该独特构件电动液压控制系统的输出响应；识别来自这些输出响应测量的该特征方程中的多个独特系数；传输来自这些输出响应测量的该特征方程中的这些独特系数；并且在该控制单元的一个存储器中接收并闪存这些系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中传输来自这些输出响应测量的该特征方程中的这些系数包括将多个独特系数传输到在该独特电动液压控制系统上的一个存储器芯片中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中传输来自这些输出响应测量的该特征方程中的这些系数包括通过数字数据存储装置来传输该特征方程中的这些独特系数，该数字数据存储装置与对所述独特构件电动液压控制系统的识别相关联。
4.根据权利要求1所述的方法，其中传输来自这些输出响应测量的该特征方程中的这些系数包括通过一个条形码来传输该特征方程中的这些独特系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中传输来自这些输出响应测量的该特征方程中的这些系数包括通过一个射频识别装置来传输该特征方程中的这些独特系数。
6.一种用于校准在自动变速器中采用的一类预设计类别的电动液压系统的独特构件中的独特比例螺线管的方法，所述电动液压系统响应于一个输入电流提供一个输出响应， 其中该电动液压系统包括一个比例螺线管、一个液压阀、以及螺线管驱动电子装置，所述方法包括识别该电动液压系统的一个特征方程，所述特征方程包括多个系数； 将该特征方程嵌入到用于该变速器的一个远程定位的控制单元中； 将该电动液压系统连接到一个测试台上； 将多个电流施加到控制该阀的螺线管上； 对于每个电流测量该电动液压系统的输出响应；识别来自这些输出响应测量的该特征方程中的这些独特系数，其中识别来自这些输出响应测量的该特征方程中的这些独特系数包括采用一个曲线拟合函数； 以一种数字格式存储这些系数； 传输这些系数；并且将这些系数闪存在该控制单元中。
全文摘要
一种用于校准自动变速器中的螺线管控制的阀门及阀门系统的软件校准策略。该策略包括对该阀门或阀门系统识别一个特征方程，该特征方程是施加到螺线管上的一个电流与该阀门或阀门系统的输出端处的压力之间的一种数学关系。该阀门或阀门系统被连接到一个测试台上，该测试台描绘了该阀门或阀门系统在变速器中的运行。向该阀门或阀门系统施加多个电流信号，并且对输出压力进行测量以便使用一个曲线拟合函数来确定该方程的多个系数。然后，这些系数被存储在一个控制单元中。
文档编号F16H61/02GK102165201SQ200980136663
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月29日 优先权日2008年10月3日
发明者E·C·桑德斯特罗姆, M·布坎南, M·科尼格, W·武科维奇 申请人:博格华纳公司