CN101196236A - 在自动变速器的换档过程中控制换档的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法，该方法控制N到N－2换档和N－2到N－3换档同时完成，因此，在N－2到N－3换档(一个摩擦元件释放)需要在N到N－2换档过程(另一个摩擦元件释放，另一个摩擦元件啮紧)中执行时，换档过程中的档位转换能够平顺进行。根据本发明的一个例示性实施方案，一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法可以使得N到N－2换档(第一摩擦元件啮紧，第二摩擦元件释放)与N－2到N－3换档(第三摩擦元件释放)重叠，其中，第二摩擦元件的释放开始于第一摩擦元件的啮紧开始之后，第三摩擦元件的释放开始于检测到N－2到N－3换档信号之后，其中第一摩擦元件的啮紧和第二、第三摩擦元件的释放同时完成。

Description

在自动变速器的换档过程中控制换档的方法
技术领域
本发明涉及一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法。更具体地说，本发明涉及一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法，该方法施加控制以同时完成N到N-2换档和N-2到N-3换档，因此，在N-2到N-3换档(一个摩擦元件释放)需要在N到N-2换档过程(另一个摩擦元件释放，而另外一个摩擦元件啮紧)中进行时，该换档过程中的档位转换能够平顺地进行。
背景技术
通常情况下，自动变速器通过实现目标档位速度的自动转换来提供方便的驾驶过程。从基于车辆速度和不同节气门开度的预先确定的换档模式导出目标档位速度，然后根据目标档位速度的液压负载(hydraulic duty)来控制操作构件，最终实现前述的自动变换。
在执行目标档位速度转换时，自动变速器具有一个从啮紧状态变换到释放状态的离元件以及一个从释放状态变换到啮紧状态的合元件。离元件的释放以及合元件的啮紧是通过控制施加到相应元件的液压来实现的。
根据在自动变速器的换档过程中控制换档的传统方法，在完成前一次换档之后，开始后一次换档。因此，完成换档所需时间会比较长，而且换档感觉会变差。
此外，还存在另外一种方法，后一次换档与前一次换档重叠，其中，后一次换档完成于前一次换档完成之后。然而，根据上述方法，前后两次换档在不同的时刻完成，因此会感觉到双重换档。
在背景技术这个部分中所揭示的以上信息仅用来增强对本发明背景技术的理解，因此，可能包含这样的信息：该信息并未构成被本国本领域普通技术人员所知的现有技术。
发明内容
本发明致力于提供一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法，该方法的优点在于能够执行平顺换档。控制N到N-2换档的摩擦元件的控制压力被修改，根据修改过的控制压力执行N到N-3的换档，于是N到N-2换档与N-2到N-3换档同时完成，结果实现前述平顺换档。
根据本发明的一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法可以使得N到N-2换档(第一摩擦元件啮紧，第二摩擦元件释放)与N-2到N-3换档(第三摩擦元件释放)重叠，所述N到N-2换档中第一摩擦元件啮紧而第二摩擦元件释放，所述N-2到N-3换档中第三摩擦元件释放。
在自动变速器的换档过程中控制换档的方法可以包括：在检测到N到N-2换档信号时开始预先确定的N到N-2换档；在执行预先确定的N到N-2换档的同时判定是否检测到N-2到N-3换档信号；如果检测到N-2到N-3换档信号则修改预先确定的N到N-2换档；以及使修改过的N到N-2换档与预定的N-2到N-3换档相重叠。
预定的N到N-2换档可以包括：将第一摩擦元件的控制压力迅速增大至预先设定的压力Ppre；将第一摩擦元件的控制压力保持在预先设定的压力；从检测到N到N-2换档信号的时刻起，又经过第一时间t1以后，按第一梯度ΔP1逐渐减小第二摩擦元件的控制压力。
修改过的N到N-2换档可以包括：从检测到N-2到N-3换档信号的时刻起，在第二时间t2之内将第一摩擦元件的控制压力保持在预先设定的压力；计算第二梯度ΔP2；按第二梯度ΔP2逐渐减小第二摩擦元件的控制压力；将第一摩擦元件的控制压力迅速减小至待机压力Pst；以及按第三梯度ΔP3增大第一摩擦元件的控制压力。
第二梯度ΔP2，可以通过使用检测到N-2到N-3换档信号时第二摩擦元件的控制压力P2和第二摩擦元件的目标释放压力P3来计算。
在检测到N-2到N-3换档信号时，第二摩擦元件的控制压力P2可以通过公式P2＝P1-ΔP1*t3来计算，其中第三时间t3是从第二摩擦元件的控制压力开始减小到检测到N-2到N-3换档信号的一段时间。
第二梯度ΔP2可以通过公式ΔP2＝(P3-P2)/(t4-t3)来计算，其中第四时间t4是第二摩擦元件的目标释放时间。
第三时间t3是从第二摩擦元件的控制压力开始减小到检测到N-2到N-3换档信号的一段时间，这段时间可以通过计时器来检测。
根据本发明的另一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法可以使得N到N-2换档与N-2到N-3换档重叠，所述N到N-2换档中第一摩擦元件啮紧而第二摩擦元件释放，所述N-2到N-3换档中第三摩擦元件释放，其中第二摩擦元件的释放开始于第一摩擦元件的啮紧开始之后，第三摩擦元件的释放开始于检测到N-2到N-3换档信号之后，其中第一摩擦元件的啮紧和第二、第三摩擦元件的释放同时完成。
第二摩擦元件的释放可以开始于从第一摩擦元件开始啮紧起经过第一时间t1以后。
在检测到N-2到N-3换档信号以后，可以修改第一、第二摩擦元件的控制压力。
可以修改第一摩擦元件的控制压力以延长预先设定的压力Ppre的保持时间。
可以修改第二摩擦元件的控制压力，以至在目标释放时间t4以内将该控制压力减小到目标释放压力P3。
附图说明
图1是显示自动变速器动力传动系的原理图，该自动变速器适用于一种根据本发明一个例示性实施方案的在换档过程中控制换档的方法。
图2是自动变速器动力传动系的操作表，该自动变速器适用于一种根据本发明一个例示性实施方案的在换档过程中控制换档的方法。
图3是根据本发明的一个例示性实施方案执行一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法的系统的方块图。
图4是显示根据本发明的一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法的流程图。
图5是显示根据本发明的一个例示性实施方案的预先确定的N到N-2换档步骤的流程图。
图6是显示根据本发明的一个例示性实施方案的修改过的N到N-2换档步骤的流程图。
图7是显示根据本发明的一个例示性实施方案的预先确定的N-2到N-3换档步骤的流程图。
图8是显示根据本发明的一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法的摩擦元件的液压压力的控制图。
图9是显示车辆节气门开度、发动机转速和涡轮转速的曲线图，，该车辆采用根据本发明的一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法。
具体实施方式
以下将结合附图来对本发明的一个例示性实施方案进行详细描述。
图1是显示自动变速器的动力传动系的原理图，该自动变速器适用于根据本发明的一个例示性实施方案的一种在换档过程中控制换档的方法。
如图1所示，适用于根据本发明的一个例示性实施方案的一种在换档过程中控制换档的方法的动力传动系包括第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3。
第一行星齿轮组PG1是一个单小齿轮行星齿轮组，它包括第一太阳轮S1、第一行星架PC1以及第一齿圈R1，均作为其操作构件。与第一齿圈R1和第一太阳轮S1相啮合的第一小齿轮P1连接到第一行星架PC1。
第二行星齿轮组PG2是一个单小齿轮行星齿轮组，它包括第二太阳轮S2、第二行星架PC2以及第二齿圈R2，均作为其操作构件。与第二齿圈R2和第二太阳轮S2相啮合的第二小齿轮P2连接到第二行星架PC2。
第三行星齿轮组PG3是一个单小齿轮行星齿轮组，它包括第三太阳轮S3、第三行星架PC3以及第三齿圈R3，均作为其操作构件。与第三齿圈R3和第三太阳轮S3相啮合的第三小齿轮P3连接到第三行星架PC3。
此外，自动变速器动力传动系包括用来从发动机(未示出)接收扭矩的输入轴100，用来从动力传动系中输出扭矩的输出轴200以及变速器壳体300。
根据自动变速器动力传动系，第一行星架PC1固定不变地连接到第三齿圈R3。
第二齿圈R2固定不变地连接到第三行星架PC3。
由于被固定不变地连接到输入轴100，第一齿圈R1一直被用作输入构件。
由于被固定不变地连接到输出轴200，第二行星架PC2一直被用作输出构件。
第二齿圈R2和第三行星架PC3固定连接，二者中至少有一个通过第一离合器C1可变地连接到输入轴100。
第二太阳轮S2通过第二离合器C2可变地连接到第三太阳轮S3。
第三行星架PC3通过第三离合器C3可变地连接到第三太阳轮S3。
第一太阳轮S1通过第一制动器B1可变地连接到变速器壳体300，并且受第一制动器B1的制动操作的支配。
第二太阳轮S2通过第二制动器B2可变地连接到变速器壳体300，并且受第二制动器B2的制动操作的支配。
第三行星架S3通过第三制动器B3可变地连接到变速器壳体300，并且受第三制动器B3的制动操作的支配。
此外，置于第一太阳轮S1和变速器壳体300之间的第一单向离合器F1与第一制动器B1并联地布置。
置于第三太阳轮S3和第二太阳轮S2之间的第二单向离合器F2与第二离合器C2并联地布置。
置于第二太阳轮S2和变速器壳体300之间的第三单向离合器F3与第二制动器B2串联地布置。
图2是自动变速器动力传动系的操作表，该自动变速器适用于根据本发明的一个例示性实施方案的一种在换档过程中控制换档的方法。
在这里，●表示摩擦元件啮紧，○表示摩擦元件啮紧但对传动扭矩没有影响，△表示摩擦元件接收到液压但对输出没有影响。以上操作通过第一、第二和第三单向离合器F1、F2和F3实现。
如图2所示，车辆以第一前进速度D1行驶时操作第一和第二制动器B1和B2，以第二前进速度D2行驶时操作第三离合器C3以及第一和第二制动器B1和B2，以第三前进速度D3行驶时操作第二和第三离合器C2和C3以及第一制动器B1，以第四前进速度D4行驶时操作第一、第二和第三离合器C1、C2和C3，以第五前进速度D5行驶时操作第一和第二离合器C1和C2以及第一制动器B1。
此外，以后退速度R行驶时操作第二离合器C2以及第一和第三制动器B1和B3。
虽然在第三、第四和第五前进速度D3、D4和D5时液压压力被施加于第二制动器B2，由于对第三单向离合器F3的操作，第二和第三太阳轮S2和S3并不受第二制动器B2的制动操作所支配。
以下将具体描述如图1所示的自动变速器动力传动系的加档过程。
在从第一前进速度D1向第二前进速度D2的换档过程中，操作第三离合器C3。
在从第二前进速度D2向第三前进速度D3的换档过程中，操作第二离合器C2。
在从第三前进速度D3向第四前进速度D4的换档过程中，释放第一制动器B1，操作第一离合器C1。
在从第四前进速度D4向第五前进速度D5的换档过程中，释放第三离合器C3，操作第一制动器B1。
根据图1所示的自动变速器动力传动系，减档过程是加档过程的逆过程。
以下将具体描述如图1所示的自动变速器动力传动系的跳跃减档过程。
在从第五前进速度D5向第三前进速度D3的跳跃换档过程中，释放第一离合器C1，操作第三离合器C3。
在从第四前进速度D4向第二前进速度D2的跳跃换档过程中，释放第一和第二离合器C1和C2，操作第一制动器B1。
在从第三前进速度D3向第一前进速度D1的跳跃换档过程中，释放第二和第三离合器C2和C3。
图3是根据本发明的一个例示性实施方案执行一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法的系统的方块图。
如图3所示，根据本发明的一个例示性实施方案，执行一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法的系统包括节气门开度检测器10、车辆速度检测器20、涡轮转速检测器30、档位速度检测器40、变速器控制单元50、执行器60和计时器70。
节气门开度检测器10用来检测与油门踏板动作一致的节气门开度，另外还向变速器控制单元50传递相应信号。
车辆速度检测器20用来检测车辆速度，另外还向变速器控制单元50传递相应信号。
涡轮转速检测器30用来检测作为扭矩转换器的输出扭矩的涡轮转速，另外还向变速器控制单元50传递相应信号。
档位速度检测器40用来检测档位速度，另外还向变速器控制单元50传递相应信号。
变速器控制单元50能够通过由预先确定的程序来驱动的一个或者多个处理器来实现，并且该预先确定的程序可以被编程为用于执行根据本发明的一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法中的每一个步骤。
变速器控制单元50从节气门开度检测器10、车辆速度检测器20、涡轮转速检测器30以及档位速度检测器40接收驾驶信息，并基于驾驶信息产生控制自动变速器各个摩擦元件释放和啮紧的控制信号。
驾驶信息包括节气门开度、车辆速度、涡轮转速和档位速度。
执行器60从变速器控制单元50接收控制信号，控制自动变速器各个摩擦元件的释放和啮紧。执行器60至少包括一个用于控制在自动变速器中的液压压力的电磁阀。
计时器70连接到变速器控制单元50。当变速器控制单元50将一个换档信号传递到计时器70时，计时器70检测换档处理时间，另外还向变速器控制单元50传递相应信号。
以下将结合附图，详细描述根据本发明的一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法。
图4是显示根据本发明的一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法的流程图。
如图8所示，根据本发明的一个例示性实施方案，N到N-2换档与N-2到N-3换档相重叠，在所述N到N-2换档中第一摩擦元件啮紧而第二摩擦元件释放；在所述N-2到N-3换档中第三摩擦元件释放。
当车辆处于在步骤S100中以N档速度行驶的状态时，变速器控制单元50在步骤S110中判定是否检测到N到N-2换档信号。如果变速器控制单元50没有检测到N到N-2换档信号，车辆继续在步骤S100中以N档速度行驶；如果变速器控制单元50检测到N到N-2换档信号，变速器控制单元50在步骤S120中驱动执行器60开始预先确定的N到N-2换档。与此同时，变速器控制单元50驱动计时器以检测N到N-2换档的处理时间。在根据车辆速度的节气门开度等于或者大于预先确定值的时候产生N到N-2换档信号。
在此之后，变速器控制单元50在步骤S130中判定是否检测到N-2到N-3换档信号。如果变速器控制单元50没有检测到N-2到N-3换档信号，预先确定的N到N-2换档在步骤S160中完成。
如果变速器控制单元50检测到N-2到N-3换档信号，变速器控制单元50在步骤S140中修改预先确定的N到N-2换档。
在此之后，变速器控制单元50驱动执行器60以在步骤S150中同时执行修改过的N到N-2换档和预先确定的N-2到N-3换档。
以下将结合图5到图9，详细描述N到N-3换档。为了有利于更好地理解和描述的简洁，图8和图9说明了在5到3换档过程中的3到2换档，但是本发明并不仅限于此，也能够适用于6到4换档过程中的4到3换档以及4到2换档过程中的2到1换档。
如图5所示，预先确定的N到N-2换档在变速器控制单元50检测到N到N-2换档信号时开始。在此状态下，变速器控制单元50在步骤S210中将第一摩擦元件的控制压力迅速增大至预先设定的压力Ppre，并在步骤S220中将第一摩擦元件的控制压力保持在预先设定的压力Ppre。
此外，从开始控制第一摩擦元件的控制压力的时刻经过第一时间t1以后，第二摩擦元件的控制压力在步骤S230中按第一梯度ΔP1减小。为了液压控制的便利，从第一摩擦元件的液压控制开始的时刻经过第一时间t1以后，才控制第二摩擦元件的控制压力。第一时间t1和第一梯度ΔP1是根据变速器的种类而预先确定的值，本领域普通技术人员能够轻易获得这些值。
在此之后，在传输控制单元50检测到N-2到N-3换档信号时，预先确定的N到N-2换档被修改。修改预先确定的N到N-2换档使得N到N-2换档和N-2到N-3换档同时完成。同时完成N到N-2换档和N-2到N-3换档可以增强换档感觉。
在检测到N-2到N-3换档信号时，变速器控制单元50在步骤S310中驱动执行器60以将第一摩擦元件的控制压力保持在预先设定的压力Ppre并持续第二时间t2。与此同时，变速器控制单元50在步骤S320中计算第二梯度ΔP2。
在将第二摩擦元件的控制压力减小到目标释放压力P3的时候，第二梯度ΔP2是需要的。第二梯度可按如下方式计算。
首先，通过公式1来计算检测到N-2到N-3换档信号时第二摩擦元件的控制压力P2。
【公式1】
P2＝P1-ΔP1*t3
这里P1是第二摩擦元件的啮紧压力，t3是从第二摩擦元件的控制压力开始减小到检测到N-2到N-3换档信号的一段时间。
在此之后，通过公式2来计算第二梯度ΔP2。
【公式2】
ΔP2＝(P3-P2)/(t4-t3)
这里P3是第二摩擦元件的目标释放压力，t4是第二摩擦元件的目标释放时间。P3和t4是根据变速器的种类而预先确定的值，本领域普通技术人员能够轻易获得这些值。
在此以后，变速器控制单元50在步骤S330中按第二梯度ΔP2减小第二摩擦元件的控制压力。此外，在步骤S340中，从检测到N-2到N-3换档信号起经过第二时间t2以后，变速器控制单元50将第一摩擦元件的控制压力迅速减小至待机压力Pst，并且在步骤S350中，变速器控制单元50按第三梯度ΔP3逐渐增大第一摩擦元件的控制压力。上述啮紧过程通常用来啮紧摩擦元件，因而将省略具体的描述。
此外，变速器控制单元50在步骤S360中按第四梯度ΔP4逐渐减小第二摩擦元件的控制压力。
此外，根据本发明的一个例示性实施方案，控制N到N-2换档和N-2到N-3换档同时完成，以达到平顺换档感觉。因此，修改过的N到N-2换档和预先确定的N-2到N-3换档同时执行。
如图7和图8所示，在检测到N-2到N-3换档信号时，变速器控制单元50在预先确定的一段时间内按第一梯度ΔP1逐渐减小第三摩擦元件的控制压力，该预先确定的时间可以为100ms。
在此之后，变速器控制单元50按第五梯度ΔP5逐渐减小第三摩擦元件的控制压力。本领域普通技术人员可以按任何个人喜好的方法来执行预先确定的N-2到N-3换档。
图9是显示车辆的节气门开度、发动机转速和涡轮转速的曲线图，该车辆采用根据本发明的一个例示性实施方案的一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法。
如图9所示，根据本发明的一个例示性实施方案，作为修改过的N到N-2换档重叠于预先确定的N-2到N-3换档的结果，换档情况下发动机转速和涡轮转速在换档过程中平顺地变化，因此可以减小换档冲击。
根据本发明，在执行N到N-2换档时需要N-2到N-3换档的情况下，N到N-2换档被修改以至于N到N-2换档与N-2到N-3换档同时完成。因此，换档可以平顺地进行，换档感觉可以得到改善。
虽然通过结合当前认为是实用的例示性实施方案来描述本发明，但应该认识到的是，本发明并不是仅仅限制于所揭示的实施方案；相反地，本发明覆盖包括在所附的权利要求的精神和范畴之内的不同修改和等价形式。

Claims (12)

1.一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法，其中，N到N-2换档和N-2到N-3换档相互重叠，在所述N到N-2换档中第一摩擦元件啮紧而第二摩擦元件释放，在所述N-2到N-3换档中第三摩擦元件释放，该方法包括：
在检测到N到N-2换档信号时开始预先确定的N到N-2换档；
在执行预先确定的N到N-2换档的同时判定是否检测到N-2到N-3换档信号；
如果检测到N-2到N-3换档信号则修改预先确定的N到N-2换档；以及
使修改过的N到N-2换档与预定的N-2到N-3换档相重叠。
2.如权利要求1所述的方法，其中，预先确定的N到N-2换档包括：
将第一摩擦元件的控制压力迅速增大至预先设定的压力Ppre；
将第一摩擦元件的控制压力保持在预先设定的压力；以及
从检测到N到N-2换档信号的时刻起，经过第一时间t1以后，按第一梯度ΔP1逐渐减小第二摩擦元件的控制压力。
3.如权利要求1所述的方法，其中，修改过的N到N-2换档包括：
从检测到N-2到N-3换档信号的时刻起，在第二时间t2之内将第一摩擦元件的控制压力保持在预先设定的压力；
计算第二梯度ΔP2；
按第二梯度ΔP2逐渐减小第二摩擦元件的控制压力；
将第一摩擦元件的控制压力迅速减小至待机压力Pst；以及
按第三梯度ΔP3增大第一摩擦元件的控制压力。
4.如权利要求3所述的方法，其中，第二梯度ΔP2通过使用检测到N-2到N-3换档信号时第二摩擦元件的控制压力P2和第二摩擦元件的目标释放压力P3来计算。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在检测到N-2到N-3换档信号时，第二摩擦元件的控制压力P2通过公式P2＝P1-ΔP1*t3来计算；
其中，第三时间t3是从第二摩擦元件的控制压力开始减小到检测到N-2到N-3换档信号的一段时间。
6.如权利要求4所述的方法，其中，第二梯度ΔP2通过公式ΔP2＝(P3-P2)/(t4-t3)来计算，
其中，第四时间t4是第二摩擦元件的目标释放时间。
7.如权利要求5所述的方法，其中，第三时间t3是从第二摩擦元件的控制压力开始减小到检测到N-2到N-3换档信号的一段时间，这段时间通过计时器来检测。
8.一种在自动变速器的换档过程中控制换档的方法，其中，N到N-2换档和N-2到N-3换档相互重叠，所述N到N-2换档中第一摩擦元件啮紧而第二摩擦元件释放，所述N-2到N-3换档中第三摩擦元件释放，
其中，第二摩擦元件的释放开始于第一摩擦元件开始啮紧之后，并且
第三摩擦元件的释放开始于接收到N-2到N-3换档信号之后，并且
其中，第一摩擦元件的啮紧和第二、第三摩擦元件的释放同时完成。
9.如权利要求8所述的方法，其中，第二摩擦元件的释放开始于从第一摩擦元件开始啮紧起经过第一时间t1以后。
10.如权利要求9所述的方法，其中，在检测到N-2到N-3换档信号的时刻以后改变第一、第二摩擦元件的控制压力。
11.如权利要求10所述的方法，其中，修改第一摩擦元件的控制压力以延长预先设定的压力Ppre的保持时间。
12.如权利要求10所述的方法，其中，修改第二摩擦元件的控制压力，以至在目标释放时间t4以内将该控制压力减小到目标释放压力P3。
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