专利名称：控制车辆变速器中加档的方法
技术领域：
本发明总体上涉及车辆动力系，更为具体地，涉及控制带有双输入离合变速器的即将脱开的离合器的主动减震的传动比改变。
背景技术：
双离合变速器(DCT，也称为动力换挡变速器)为采用两个输入离合器用于在正向驱动和反向驱动中产生多个传动比的传动机构。其使用同步的离合器-离合器变换来持续传递动力。变速器包含设置在变速器输入及其输出之间的双中间轴配置内的传动装置。一个输出离合器在输入和与偶数号档位相关联的第一中间轴之间传输扭矩；另一个输入离合器在变速器输入和与奇数号档位相关联的第二中间轴之间传输扭矩。变速器通过交替接合第一输入离合器且在当前档位运转、分离第二输入离合器、在变速器内准备用于在目标档位运转的动力路径、分离第一离合器、接合第二离合器并在变速器内准备用于在下个档位运转的另一动力路径而产生传动比变化。由于缺乏减震装置(例如位于发动机和变速器之间的驱动路径中的变矩器)，在包括动力换挡变速器的车辆动力系中控制噪音、振动及粗糙度(NVH)是一个挑战。在运转动力换挡车辆时对换挡的无缝控制对于实现所期望的性能、燃料经济性、和NVH很有必要。 由于动力换挡变速器的物理结构，特别是干式离合器应用，与换挡相关联的齿轮卡嗒噪声是潜在的问题，特别是在换挡期间接合预选档位时。业界中存在对在动力换挡变速器的换挡期间优选地通过在换挡期间提供对输入离合器的主动减震来最小化齿轮卡嗒噪声的换挡控制的需要。
发明内容
本发明公开了一种控制在车辆变速器中加档的方法，包括从即将脱开的离合器向即将接合的离合器转移发动机扭矩，当变速器的即将脱开的输入轴转速和所述输入轴的计算的期望转速之间的差异高于参考转速差时使用即将脱开的离合器的扭矩能力来减少震荡，并在换挡的传动比改变阶段期间调节发动机扭矩。主动减震控制总体上减少了动力换挡变速器中换挡期间的齿轮卡嗒噪声，从而通过减少换挡时间增强了其性能。换挡控制使得换挡期间动力换挡变速器所产生的声音与具有行星齿轮传动和液压驱动离合器及制动器的传统自动变速器的声音基本相同并一致，使得动力换挡车辆满足熟悉自动变速器的换挡手感及声音的广阔的客户群的需要。根据本发明的另一个方面，公开了一种控制车辆变速器中加档的方法，包含(a) 将发动机扭矩从即将脱开的离合器转移至即将接合的离合器；(b)与变速器即将脱开的输入的转速和计算的所述输入的平均转速之间的差和参考转速差之间的差的大小成比例地改变即将脱开的离合器的扭矩能力；(c)在换挡的传动比改变阶段调节发动机扭矩。
根据本发明的一个实施例，还包含使用即将接合的离合器向变速器传递发动机扭矩。根据本发明的一个实施例，其中步骤(b)还包含计算即将脱开的输入的期望转速；测量即将脱开的输入的转速；确定所述期望转速和所述测量转速之间的差。根据本发明的一个实施例，其中步骤(b)还包含使用车轮转速、所述输出轴的速度和加速度、所述车辆的主减速器的变速比、以及当前变速器档位的变速比中的一个来计算即将脱开的输入的期望转速；测量即将脱开的输入的转速；以及确定所述平均转速和所述测量转速之间的差。根据本发明的一个实施例，其中当即将脱开的离合器的扭矩能力等于或小于参考正扭矩时执行步骤(b)。根据本发明的一个实施例，其中步骤(b)还包含降低发动机扭矩；以及当使用即将脱开的离合器的扭矩能力减缓震荡时调节发动机扭矩。根据本发明的一个实施例，其中步骤(C)还包含增加发动机扭矩；以及增加即将接合的离合器的扭矩能力。根据本发明的另一个方面，公开了一种控制车辆变速器中加档的方法，包含(a) 将发动机扭矩从即将脱开的离合器转移至即将接合的离合器；(b)在传动比改变阶段，响应于变速器即将脱开的输入的转速和计算的所述输入的期望转速之间的差和参考转速差之间的差的大小改变即将脱开的离合器的扭矩能力。根据本发明的一个实施例，还包含在换挡的传动比改变阶段调节发动机扭矩。根据本发明的一个实施例，其中当即将脱开的离合器的扭矩能力等于或小于参考正扭矩时执行步骤(b)。根据下文的具体描述、权利要求书和附图，优选实施例的应用范围将变得显而易见。应理解，尽管描述和具体示例指示了本发明的优选实施例，其仅作为说明而给出。对所描述的实施例和示例的多种改变和修改对本领域技术人员将变得显而易见。
图1为可进行传动比改变控制的车辆动力系统的示意图。图2为显示了动力换挡变速器细节的示意图。图3为显示了传动比改变控制期间数个动力系参数相对于时间的变化的图表。图4为说明了传动比改变控制方法步骤的流程图。
具体实施例方式如图1中所示，车辆动力系12包括发动机14 (例如柴油或汽油发动机)以及变速器16 (优选地为具有两个输入离合器的双离合动力换挡变速器)，但不包括变矩器。输入离合器18、19交替使轴20分别连接至变速器输入21、22，至奇数号齿轮23和偶数号齿轮对。电子变速器控制模块(TCM) 25通过传递至驱动输入离合器18、19和变速箱换挡叉的伺服装置和同步器的指令信号控制输入离合器与变速箱状态。电子发动机控制模块(E⑶) 控制发动机14的运转。车辆控制系统(VCS) 28向TCM和ECM发布通过通信总线30传递的控制指令。TCM25、VCS28和ECM46均包括可访问电子存储器并包含表现为计算机代码的控制算法(其可频繁地重复执行)的微处理器。发动机14通过变速器16传递扭矩向车辆驱动轮34、35提供车辆驱动力。车轮36、37未被驱动。在TCM25的控制下，离合器18、19的扭矩传递能力根据伺服装置的驱动而改变。 优选地，各个输入离合器18、19有各自的电动马达驱动。第一马达的轴连接至离合器18的盘，而该轴的角位置确定了离合器18的扭矩传递能力。类似地，第二马达的轴连接至离合器19的盘，而该轴的角位置确定了离合器19的扭矩传递能力。可替代地，各个离合器伺服装置均可被液压驱动，这样各个输入离合器的扭矩能力随着供应至各个离合器的液压的变化的大小而改变。发动机曲轴扭矩根据响应于车辆驾驶员作出的所需车轮扭矩从ECU^S送至发动机的控制信号而改变。数个传感器产生的输入信号通过总线30传递至TCM25、EOT^、及 VCS28。输入信号42、44、46、48、50、及52分别代表了输入轴21的转速、输入轴22的转速、 驱动轮34的转速、驱动轮35的转速、变速器14的当前运转档位、以及发动机14的转速。图2说明了动力换挡变速器16的细节，包括输入离合器18 (其选择性地将变速器 16的输入20交替与输入轴22相关联的偶数号齿轮M相连接)和输入离合器19 (其选择性地将输入20交替与输入轴21相关联的奇数号齿轮23相连接)。中间轴60支撑小齿轮60、62、64(其均轴颈连接在轴22上)和联轴器66、68(其固定至轴22)。小齿轮60、62、64分别与第二、第四、和第六档位相关联。联轴器66包括套筒70，其可向左移动以接合小齿轮60并可驱动地将小齿轮60连接至轴22。联轴器68包括套筒72，其可向左移动以接合小齿轮并可驱动地将小齿轮连接至轴22，并可向右移动以接合小齿轮64并可驱动地将小齿轮64连接至轴22。轴21支撑小齿轮74、76、78 (其均轴颈连接在轴21上)和联轴器80、82 (其固定至轴21)。小齿轮74、76、78分别与第一、第三、和第五档位相关联。联轴器80包括套筒84， 其可向左移动以接合小齿轮74并可驱动地将小齿轮74连接至轴21。联轴器82包括套筒 86，其可向左移动以接合小齿轮76并可驱动地将小齿轮76连接至轴21，并可向右移动以接合小齿轮78并可驱动地将小齿轮78连接至轴21。变速器输出32支撑齿轮88、90、92，其均固定至轴32。齿轮88与小齿轮60、74接合。齿轮90与小齿轮62、76接合。齿轮92与小齿轮64、78接合。联轴器66、68、80、和82可为同步器、或齿形离合器或其组合。尽管仅参考正向驱动描述了变速器16的运转，该离合器可通过在较低档位动力路径的一个中包含反向惰轮以及用于接合反向驱动的反向联轴器来产生反向驱动。当选择反向驱动运转时，可接合输入离合器18、19中的一个。尽管参考1-2加档描述了换挡控制，档位改变也可发生在连续或不连续的档位之间，但优选地发生于与不同的轴22、21相关联的档位之间。图3显示了 1-2加档的扭矩转移阶段110和传动比改变阶段112期间即将脱开的输入21的转速102、发动机扭矩104和即将脱开的离合器19的扭矩106、及即将接合的离合器18的扭矩108的变化。在加档期间，通过即将脱开的离合器19从发动机14传递至输入21的扭矩在扭矩转移阶段110期间从即将脱开的离合器转移至即将接合的离合器18，但变速器16所运转的档位保持在1档。传动比改变阶段112处于扭矩转移阶段110之后，在该阶段期间运转档位从1档变为2档。
在114处指令换挡之前，离合器19的扭矩传递能力较高，而离合器18的扭矩传递能力基本为零。发动机转速118在扭矩转移阶段110之前和期间增加，在传动比改变阶段112降低，并在120处加档完成后增加。根据过滤的输出轴32转速、输出轴加速度、主减速器的变速比124、以及当前变速器的变速比计算输入21的期望转速122。也可使用车轮转速替代输出轴32转速和输出轴 32加速度。图3中输入21的测量转速102显示为围绕输入21的期望转速122震荡。根据校准值查值表确定输入21的测量转速102和期望转速122之间的参考转速差124，其大小为发动机转速和所执行的换挡的函数。如果如125处所示，输入21的测量转速102和期望转速122之间的差异大于参考转速差124，且即将脱开的离合器19的扭矩能力等于或小于低扭矩参考值116，则通过在1 处维持即将脱开的离合器19的可变正扭矩能力开始主动减震，从而在穿过变速器16通向驱动轮34、35的即将脱开的动力路径上维持正扭矩并降低发生齿轮卡嗒噪声的可能性。根据输入21的测量转速102和期望转速122之间的实际差异从查值表确定离合器19扭矩能力所增加的大小。主动减震在每次执行控制算法时均持续，直至换挡完成。为了缩短进行换挡的时间，降低发动机扭矩以补偿发动机惯性。发动机扭矩的降低使得发动机转速更快地下降，其缩短了换挡的持续时间。当启动主动减震时，保持即将脱开的输入轴上的正扭矩能够增加换挡的持续时间。通过使用闭环控制器进一步在130处降低发动机扭矩维持换挡持续时间并继续在使用离合器19的扭矩能力用于主动减震时调节发动机扭矩。闭环控制器使用发动机点火正时、发动机进气流速、及发动机燃料流速中至少一个以调节并控制发动机扭矩。主动减震阶段132即将脱开的离合器扭矩的可变大小用作确定阶段132期间所需发动机扭矩大小的参考。图4的方法步骤图中显示了用于控制变速器16的换挡的算法的步骤。在步骤138，根据过滤的输出轴32转速、输出轴34、35的加速度、主减速器124的变速比、和变速器当前运转档位的变速器计算输入21的期待转速122。也可使用车轮34、 35的转速代替输出轴32转速和输出轴的加速度。在步骤142，根据转速传感器确定输入21的测量转速102。在步骤144，确定即将脱开的输入21的测量转速102和期望转速122之间的参考转速差1M。在步骤145，确定最大允许转速差作为参考。在步骤146，在换挡的传动比改变阶段进行发动机扭矩调节以降低发动机扭矩。在步骤147，进行测试以确定换挡是否完成。如果测试147的结果为逻辑是，则在步骤148处完全打开即将脱开的离合器，其扭矩能力为零，发动机扭矩恢复正常，且主动减震控制结束。如果测试147的结果为逻辑否，则在步骤150处进行测试以确定即将脱开的离合器的主动减震是否启动。如果测试150的结果为否，则在步骤152进行测试以确定即将脱开的输入的测量转速102和期望转速122之间的差异是否高于参考转速差124。如果测试152的结果为是，则在步骤IM进行测试以确定即将脱开的离合器的扭矩能力是否等于或小于低扭矩参考值116。如果测试152和测试154的结果为是，则在步骤156通过调节即将脱开的离合器的扭矩能力开始主动减震。在每次执行控制算法时持续进行主动减震直至换挡完成。当换挡完成时，即将脱开的离合器扭矩能力回落至零。如果测试152或测试154的结果为否，则控制返回步骤138。在步骤158，发动机扭矩降低，在即将脱开的离合器的扭矩能力产生主动减震时闭环控制器继续调节发动机扭矩，随后控制返回步骤138。如果测试150的结果为是，在步骤160处监测实际和期望输入轴转速之间差异的改变率以探测震荡的峰谷。在步骤162，进行测试以确定是否探测到转速差的峰或谷。如果测试162的结果否，则在步骤164使即将脱开的离合器的当前扭矩能力维持稳定。如果测试162的结果为是，则控制前进至步骤156，在该处对即将脱开的离合器的扭矩能力进行调节。在每次执行控制算法时持续进行主动减震直至换挡完成。当换挡完成时，即将脱开的离合器扭矩能力回落至零。根据专利法规的要求，已经描述了优选实施例。然而应注意，可以具体说明并描述之外的方法实施替代实施例。
权利要求
1.一种控制车辆变速器中加档的方法，包含(a)将发动机扭矩从即将脱开的离合器转移至即将接合的离合器；(b)当变速器即将脱开的输入的实际转速和期望转速之间的差超过参考差时使用所述即将脱开的离合器的扭矩能力减缓震荡；(c)在所述换挡的传动比改变阶段调节发动机扭矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)在所述换挡的扭矩转移阶段执行。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含使用所述即将接合的离合器向所述变速器传递发动机扭矩。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)还包含 计算所述即将脱开的输入的期望转速；测量所述即将脱开的输入的转速； 确定所述期望转速和所述测量转速之间的差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)还包含使用车轮转速、所述输出轴的速度和加速度、所述车辆的主减速器的变速比、以及当前变速器档位的变速比中的一个来计算所述即将脱开的输入的期望转速； 测量所述即将脱开的输入的转速；以及确定所述期望转速和所述测量转速之间的差。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述即将脱开的离合器的扭矩能力等于或小于参考正扭矩时执行所述步骤(b)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)还包含响应于所述变速器即将脱开的输入的转速与所述计算的输入期望转速之间的差和所述参考转速差之间的差来改变所述即将脱开的离合器的所述扭矩能力。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)还包含 降低发动机扭矩；以及当使用所述即将脱开的离合器的扭矩能力减缓震荡时调节发动机扭矩。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)还包含 增加发动机扭矩；以及增加所述即将接合的离合器的扭矩能力。
全文摘要
发明公开了一种控制车辆变速器中加档的方法，包括将发动机扭矩从即将脱开的离合器转移至即将接合的离合器；当变速器即将脱开的输入的实际转速和期望转速之间的差超过参考差时使用即将脱开的离合器的扭矩能力减缓震荡；在换挡的传动比改变阶段调节发动机扭矩。本发明总体上减少了动力换挡变速器中换挡期间的齿轮卡嗒噪声。
文档编号F16H61/16GK102287530SQ201110140099
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月27日 优先权日2010年6月15日
发明者姜洪, 戴征宇, 马修·J·谢尔顿 申请人:福特全球技术公司