专利名称：减少自动变速器的动力降档延迟的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及改良的变速器升档控制，其中即将分离的离合器被控制成以用于下一 个预期动力降档的水平被指令。在本发明的一个方面，一种方法包括产生用于换档指令的预估离合器扭矩负载信 号；产生对应于最小离合器压力的最小压力信号；基于最小离合器压力信号产生用于预估 离合器扭矩负载信号的指令离合器压力信号；以及用指令离合器压力信号指令离合器的操 作。之后，该方法包括产生换档指令。在本发明的另一方面，一种控制车辆变速器的控制模块包括离合器扭矩负载预 估器模块，所述离合器扭矩负载预估器模块产生用于换档指令的预估离合器扭矩负载信 号；以及最小离合器压力模块，所述最小离合器压力模块产生对应于最小离合器压力的最 小离合器压力信号。控制模块包括压力指令模块，所述压力指令模块基于最小离合器压力 信号产生用于预估离合器扭矩负载信号的指令离合器压力信号并且用指令离合器压力信 号指令离合器的操作。控制模块还包括变速器控制模块，所述变速器控制模块在离合器扭 矩预估器模块产生预估离合器信号、最小离合器压力模块产生最小离合器压力信号、以及 压力指令模块产生指令离合器压力信号之后产生换档指令。方案1. 一种用于控制车辆变速器的方法，包括在产生换档指令之前产生用于换档指令的预估离合器扭矩负载信号；产生对应于最小离合器压力的最小离合器压力信号；基于最小离合器压力信号产生用于预估离合器扭矩负载信号的指令离合器压力信号；以及用指令离合器压力信号指令离合器的操作；以及产生换档指令。方案2.根据方案1所述的方法，还包括在离合器滑移点产生测量离合器压力信号。方案3.根据方案2所述的方法，还包括基于测量离合器压力信号产生预估离合器 扭矩信号扭矩负载与测量扭矩信号之间的误差。方案4.根据方案3所述的方法，还包括将误差与阈值比较。方案5.根据方案5所述的方法，还包括调节最小离合器压力。方案6.根据方案1所述的方法，还包括确定车辆的操作状态。方案7.根据方案6所述的方法，其中，确定操作状态包括确定加速踏板位置。方案8.根据方案6所述的方法，其中，确定操作状态包括产生车辆速度信号。方案9.根据方案8所述的方法，其中，产生离合器压力包括基于车辆速度信号产 生最小离合器压力信号。方案10.根据方案1所述的方法，其中，产生换档指令包括产生降档指令。方案11. 一种用于控制车辆变速器的控制模块，包括离合器扭矩负载预估器模块，所述离合器扭矩负载预估器模块产生用于换档指令 的预估离合器扭矩负载信号；最小离合器压力模块，所述最小离合器压力模块产生对应于最小离合器压力的最 小离合器压力信号；
压力指令模块，所述压力指令模块基于最小离合器压力信号产生用于预估离合器 扭矩负载信号的指令离合器压力信号并且用指令离合器压力信号指令离合器的操作；和变速器控制模块，在离合器扭矩负载预估器模块产生预估离合器信号、最小离合 器压力模块产生最小离合器压力信号、以及压力指令模块产生指令离合器压力信号之后， 所述变速器控制模块产生换档指令。方案12.根据方案11所述的控制模块，还包括离合器压力测量模块，所述离合器 压力测量模块在离合器滑移点产生测量离合器压力信号。方案13.根据方案12所述的控制模块，还包括误差确定模块，所述误差确定模块 基于测量离合器压力信号产生预估离合器扭矩信号扭矩负载与测量扭矩信号之间的误差。方案14.根据方案13所述的控制模块，还包括比较模块，所述比较模块将误差与 阈值比较。方案15.根据方案14所述的控制模块，还包括压力调节模块，所述压力调节模块 响应于所述比较调节最小离合器压力。方案16.根据方案11所述的控制模块，还包括操作状态模块，所述操作状态模块 确定车辆的操作状态。方案17.根据方案16所述的控制模块，其中，操作状态模块确定加速踏板位置。方案18.根据方案16所述的控制模块，其中，操作状态模块确定车辆速度信号。方案19.根据方案18所述的控制模块，其中，最小离合器压力模块基于车辆速度 信号产生最小离合器压力信号。方案20.根据方案11所述的控制模块，其中，变速器控制模块包括降档变速器控 制模块，所述降档变速器控制模块产生降档指令。进一步的应用领域从本文提供的说明显而易见。应当理解的是，说明和具体示例 仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本发明的范围。
从详细说明和附图将更充分地理解本发明，在附图中图1是根据本发明的发动机控制系统的功能框图；图2是表示变速器离合器致动与相应速度比之间的关系的图表；图3是与图1中的变速器控制模块和发动机控制模块相对应的控制模块的框图；图4是根据本发明的前馈算法的流程图；图5是本发明的反馈算法的流程图；图6是描述由于即将分离压力控制延迟引起的延迟的涡轮速度和即将分离压力 的曲线图；以及 图7是降档标定线和即将分离压力的曲线图，保持所述即将分离压力以便实现最 小化即将分离压力控制延迟的扭矩水平。
具体实施例方式以下说明本质上仅为示例性的且绝不旨在限制本发明、它的应用、或使用。为了清 楚起见，在附图中使用相同的附图标记标识类似的元件。如在此所使用的，短语A、B和C的至少一个应当理解为意味着使用非排他逻辑“或”的一种逻辑(A或B或C)。应当理解的 是，方法内的步骤可以以不同顺序执行而不改变本发明的原理。如在此所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更 多软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供 所述功能的其他合适的部件。现参考图1，附图标记10通常是指车辆动力系，包括发动机12、变速器14以及在 发动机12与变速器输入轴18之间提供流体联接的变矩器16。变矩器离合器19在某些条 件下选择性地接合，以在发动机12与变速器输入轴18之间提供机械联接。变速器输出轴 20以多种常规方法中的一种联接到车辆的驱动轮。所描述的实施例描绘了四轮驱动(FWD) 应用，其中输出轴20连接到分动箱21，分动箱21也联接到后驱动轴R和前驱动轴F。典型 地，分动箱21可手动切换以选择性地建立多个驱动状态中的一个，包括两轮驱动和四轮驱 动、以及高速或低速范围的各种组合，其中，在两轮和四轮驱动状态之间出现空档状态。变速器14具有三个互连行星齿轮组，大致以附图标记23、24、25标示。输入轴18 连续地驱动齿轮组23的太阳轮28 ；经由离合器C 1选择性地驱动齿轮组24、25的太阳轮 30、32 ；以及经由离合器C2选择性地驱动齿轮组24的行星架34。齿轮组23、24、25的齿圈 36,38,40分别经由离合器C3、C4、C5选择性地连接到地面42。如图2示意性示出的，离合器C 1-C5的状态(S卩，接合或断开)可被控制以便提供 六个前进速度比(1，2，3，4，5，6)、倒档速度比(R)或空档状态(N)。例如，通过接合离合器 Cl和C5实现第一前进速度比。从一个前进速度比之间换档至另一个通常通过断开一个离 合器(称为即将分离的离合器)同时接合另一离合器(称为即将接合的离合器)来实现。 例如，变速器14通过断开离合器C5同时接合离合器C4来从第一前进速度比换档至第二前 进速度比。在变速器中可使用不同数量的离合器和档位。变矩器离合器19和变速器离合器C1-C5由电动液压控制系统来控制，电动液压控 制系统大致以附图标记44标示。控制系统44的液压部分包括泵46，泵46从贮存器48抽 吸液压流体；压力调节器50，压力调节器50将泵输出的一部分返回到贮存器48以在管线 52中产生调节压力；次级压力调节器阀54 ；手动阀56，手动阀56由车辆驾驶员操纵；以及 多个螺线管操作流体控制阀58-64。控制系统的电子部分主要在发动机控制模块65和变速器控制模块66中实施，如 图1中作为两个分离元件示出的。发动机控制模块65依赖于发动机12所提供的控制变量 控制发动机操作功能，例如燃料、火花定时等等；变速器控制模块66基于多个输入控制螺 线管操作流体控制阀58-64，以实现期望变速器速度比。变速器控制模块输入包括表示变速 器输入速度TIS、驾驶员扭矩指令TQ、以及变速器输出速度TOS的信号。用于产生这种信号 的传感器本质上可以是常规的，且因此为了简明起见被省略。此外，发动机控制模块65向 变速器控制模块66供应发动机输出扭矩信号EOT。手动阀56的控制杆82联接到传感器和显示模块84，传感器和显示模块84基于控 制杆位置在管线86上产生诊断信号；这种信号常规地称为PRNDL信号，因为其表示车辆驾 驶员已经选定哪个变速器范围⑴，！？州力或!^)。最后，流体控制阀60配置有压力开关74、 76,78,以基于相应中继阀位置在管线80上向控制模块66供应诊断信号。控制模块66继 而监测各个诊断信号，以便电气验证受控元件的正确操作。
螺线管操作流体控制阀58-64大致表征为开/关类型或者调制类型。为了降低成 本，电动液压控制系统44配置成使得调制流体控制阀的数量最小化，因为调制阀的实施通 常更昂贵。为此，在图1中以合并块60示出的一组三个开/关中继阀与手动阀56协同使 用，以便能够通过仅两个调制阀62、64来实现每个离合器C1-C5的受控接合与断开。对于 任何选定的比率，控制模块66致动中继阀60的特定组合，用于将调制阀62、64中的一个联 接到即将接合的离合器，并将另一个调制阀62、64联接 到即将分离的离合器。调制阀62、64每个均包括常规压力调节器阀，电流控制执行马达所产生的可变先 导压力偏压所述压力调节器阀。流体控制阀58也是调制阀，并且在管线70、72上控制至变 矩器离合器19的流体供应路径，用于选择性地接合和断开变矩器离合器19。变速器控制 模块66确定用于平滑接合即将接合的离合器且同时平滑断开即将分离的离合器的压力指 令、产生相应执行马达电流指令、以及接着根据电流指令将电流供应给相应执行马达。发动机控制模块65可与用于确定车辆操作状态的各个传感器通信。例如，发动机 控制模块65可包括用于生成车辆速度的速度传感器90。速度传感器90可从各种类型的传 感器(包括位于变速器控制模块66内的传感器)或者车辆上的车轮速度传感器形成。踏 板位置传感器92产生对应于加速踏板位置的踏板位置信号。如将在下文描述的那样，踏板 位置信号92可用于控制在变速器控制模块66内的换档。踏板传感器信号和车辆速度信号 可传送给变速器控制模块66。现参考图3，描述了控制模块110。控制模块110可具有上述图1中所描述的发动 机控制模块65和变速器控制模块66的各种功能。其可称为动力系控制模块。虽然在图 2中描述为一个控制模块，但是这些功能也可分解成包括但不局限于图1所描述的不同模 块。控制模块110包括操作状态模块112，操作状态模块112生成用于各个车辆功能的操作 状态。操作状态模块112例如可与各个传感器通信，例如车辆速度传感器90和踏板位置传 感器92。控制模块110还可包括换档指令状态模块114。换档指令状态模块114从操作状 态模块14接收信号并假定将指令降档。换档指令状态模块推测针对当前车辆速度指令降 档并且计算换档指令时的状态。离合器扭矩负载预估器模块116预估在换档指令时的扭矩负载并且产生扭矩负 载信号。扭矩负载信号传送给最小离合器压力模块118。最小离合器压力模块确定对于在 模块116中所确定的预估离合器负载的最小离合器压力。压力指令模块120产生对应于该 预估离合器负载的最小离合器压力的压力指令。降档变速器控制模块122确定变速器控制 器是否已经指令降档。离合器压力测量模块124可从降档变速器控制模块122接收降档信号。离合器压 力测量模块测量在观测离合器滑移点的指令离合器压力。误差确定模块126接收测量压力 和预测压力并且确定误差。使用对应于来自于块124的压力的测量负载以及来自于离合器 负载预估器模块116的预估离合器负载。误差确定模块向比较模块128提供误差信号。比较模块128将在块126中所确定 的误差与阈值比较。当误差在不可接受的范围(取决于设计，高于或低于阈值)时，压力调 节模块130调节在最小压力模块118中所确定的最小压力。现参考图4，阐述了用于操作车辆变速器的方法的流程图。流程图划分为前馈算法和反馈算法。前馈算法在图4中阐述，而反馈算法在图5中阐述。在步骤210，确定车辆的 当前操作状态。可使用的操作状态的示例包括车辆速度和加速踏板的踏板位置。在步骤212，针对当前车辆速度假定迫近的降档，并且计算换档指令的状态。在步 骤214，确定在换档指令时的预估离合器扭矩负载。在步骤216，在步骤216中确定在步骤 214所确定的预估离合器扭矩负载的最小离合器压力。在步骤218，预估离合器扭矩负载的 最小离合器压力被指令以操作即将分离的离合器。系统继续进行操作。因此，在步骤218 之后，执行步骤210。现参考图5，步骤310确定是否已经指令降档。当还未指令降档时，再次执行步骤 310。在步骤312，测量在观测离合器点的指令离合器压力。在步骤314，计算预估扭矩负载 与从压力值得到的测量扭矩负载之间的误差。在步骤316，将在步骤314所产生的误差与阈 值比较。在步骤318，当误差可接受时，再次执行步骤310。当误差不可接受时，步骤320基 于误差将来自于步骤216的最小离合器压力向上或向下调节。在步骤320之后，再次执行 步骤310。现参考图6，描述了涡轮速度信号410和即将分离压力信号412的曲线图。在时间 t2，描述临界即将分离压力414。因而，描述了对应于时间t2的延迟时间416。在曲线的下 部部分，描述了踏板位置信号418。换档点发生在t0，且因而延迟416对应于换档点与引起 变速器降档的临界即将分离压力414之间的时间。现参考图7，当已知即将分离的离合器时，那么可指令降低即将分离压力，以便最 小 化或者消除该延迟。描述了降档标定线510。在升档中，指令临界即将分离压力保持对应 于点520的扭矩水平。现在本领域技术人员能够从前述说明理解到，本发明的广泛教示可以以多种形式 实施。因此，尽管本发明结合特定的示例进行描述，但是由于当研究附图、说明书和所附权 利要求书时，其他修改对于技术人员来说是显而易见的，所以本发明的真实范围不应如此 限制。
权利要求
1.一种用于控制车辆变速器的方法，包括 在产生换档指令之前产生用于换档指令的预估离合器扭矩负载信号； 产生对应于最小离合器压力的最小离合器压力信号；基于最小离合器压力信号产生用于预估离合器扭矩负载信号的指令离合器压力信号；以及用指令离合器压力信号指令离合器的操作；以及产生换档指令。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在离合器滑移点产生测量离合器压力信号。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括基于测量离合器压力信号产生预估离合器扭矩 信号扭矩负载与测量扭矩信号之间的误差。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括将误差与阈值比较。
5.根据权利要求5所述的方法，还包括调节最小离合器压力。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括确定车辆的操作状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定操作状态包括确定加速踏板位置。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，确定操作状态包括产生车辆速度信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，产生离合器压力包括基于车辆速度信号产生最 小离合器压力信号。
10.一种用于控制车辆变速器的控制模块，包括离合器扭矩负载预估器模块，所述离合器扭矩负载预估器模块产生用于换档指令的预 估离合器扭矩负载信号；最小离合器压力模块，所述最小离合器压力模块产生对应于最小离合器压力的最小离 合器压力信号；压力指令模块，所述压力指令模块基于最小离合器压力信号产生用于预估离合器扭矩 负载信号的指令离合器压力信号并且用指令离合器压力信号指令离合器的操作；和变速器控制模块，在离合器扭矩负载预估器模块产生预估离合器信号、最小离合器压 力模块产生最小离合器压力信号、以及压力指令模块产生指令离合器压力信号之后，所述 变速器控制模块产生换档指令。
全文摘要
本发明涉及减少自动变速器的动力降档延迟的方法及系统。控制车辆变速器的方法和控制模块包括产生用于换档指令的预估离合器扭矩负载信号的离合器扭矩负载预估器模块和产生对应于最小离合器压力的最小离合器压力信号的最小离合器压力模块。控制模块包括压力指令模块，其基于最小离合器压力信号产生用于预估离合器扭矩负载信号的指令离合器压力信号并且用指令离合器压力信号指令离合器的操作。控制模块还包括变速器控制模块，在离合器扭矩负载预估器模块产生预估离合器压力信号、最小离合器压力模块产生最小离合器压力信号、以及压力指令模块产生指令离合器压力信号之后，变速器控制模块产生换档指令。
文档编号F16H61/10GK102032338SQ20101029436
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者H·A·费亚德, S·R·托基什, W·R·梅休 申请人:通用汽车环球科技运作公司