CN101932858B - 用于变速器控制的驾驶员意图检测算法 - Google Patents
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Abstract
提供一种通过考虑加速踏板或节气门位置的变化率而提供TCC控制和/或变速器换挡控制的系统和方法。该方法确定节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率或预定的负变化率,如果是,则释放TCC以提供TCC控制。备选地,或附加地,该方法能够取决于节气门位置向哪个方向变化而提供变速器降挡或升挡。一旦TCC和/或换挡控制被启动,该方法可启动计时器,并且当计时器到时之后返回至正常的TCC和/或换挡控制。如果节气门位置的变化率指示节气门正返回其之前的位置,则TCC和/或换挡控制也可以返回至正常状态。
Description
技术领域
本发明总的涉及用于控制车辆中的扭矩变换器离合器和/或变速器换挡的系统和方法,更具体地说,涉及包括响应于加速踏板位置的变化率的用于控制车辆中的扭矩变换器离合器和/或变速器换挡的系统和方法。
背景技术
采用自动变速器的内燃机车辆通常包括位于车辆的发动机和变速器之间的扭矩变换器。扭矩变换器是通常包括联接到发动机的输出轴上的叶轮和联接到变速器的输入轴上的涡轮的流体联接装置。扭矩变换器使用液压流体将转动能从叶轮传递到涡轮。因此,扭矩变换器在车辆怠速条件期间能够使发动机曲柄轴与变速器输入轴分离,以便使车辆能够停止和/或变换挡位。
在扭矩变换器中叶轮相对于涡轮的旋转速度通常是不同的,使得在它们之间存在变换器滑差。由于发动机输出和变速器输入之间的大的滑差会显著影响车辆的燃料经济性,因此一些车辆采用扭矩变换器离合器(TCC),来控制或降低发动机和变速器之间的滑差。TCC还能够将发动机的输出处的叶轮机械地锁定至变速器的输入处的涡轮上,从而发动机和变速器以相同的速度旋转。由于各种牵涉的状况,将叶轮锁定至涡轮上通常只用于有限的情况中。
因此,TCC通常具有三种模式。如刚刚描述的完全锁定模式,完全释放模式和受控滑差模式。当TCC完全释放时,扭矩变换器的叶轮和涡轮之间的滑差仅由其间的液压流体控制。在滑差模式中,TCC受到扭矩变换器中的液压流体的压力的控制,使得扭矩变换器叶轮和涡轮之间的滑差能够被设定为不超过预定的滑差。
传统的自动变速器换挡策略是以换挡图的形式实现的。换挡图是基于车辆速度和节气门开度来确定换挡点的一组表查询函数。因此,使用传统的换挡策略确定的各换挡点是车辆速度和节气门开度的函数,并且没有补偿变化的车辆状况,诸如变化的车辆负载,或者道路状况,诸如道路坡度和曲率。然而,希望使用补偿了变化的车辆和道路状况的输入的组合来动态地产生换挡点,以获得最佳的燃料经济性、性能和驾驶性能。
通常,扭矩变换器离合器的作用和释放以及变速器换挡的策略由加速踏板位置和自动变速器中的车辆速度确定。当车辆驾驶员使加速踏板增加到更大角度,变速器通常通过断开TCC来响应并可能降挡。然而,有时,车辆驾驶员稳定地向下按压加速踏板以补偿道路负载、道路梯度等,以提供恒定的车辆速度。还有时,车辆驾驶员想要通过提供踏板位置的快速增加来超过另一车辆。变速器控制有时不直接跟随驾驶员的意图,从而,在这样的一些情况中,提供不需要的TCC释放和/或降挡或升挡。例如,在爬坡中当车辆驾驶员稳定地增大加速踏板位置以维持恒定的车辆速度时,可能不希望提供由于踏板位置而可能会发生的变速器降挡。另外,当车辆驾驶员超过另一车辆并且快速向下改变加速踏板时,可能希望更快地提供变速器降挡,在其它情况下这是由踏板位置和车辆速度提供的。
发明内容
根据本发明的教导,公开了一种用于通过考虑加速踏板或节气门位置的变化率来提供TCC控制和/或变速器换挡控制的系统和方法。该方法确定节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率或预定的负变化率,如果是,则释放TCC以提供TCC控制。备选地,或附加地,该方法能够取决于节气门位置向哪个方向变化而提供变速器降挡或升挡。一旦TCC和/或换挡控制被启动,该方法可启动计时器,并且当计时器到时之后返回至正常的TCC和/或换挡控制。如果节气门位置的变化率指示节气门正返回其之前的位置,则TCC和/或换挡控制也可以返回至正常状态。
本发明还具体提供了以下技术方案。
方案1:一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:确定所述车辆的节气门位置的变化率;确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;和如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则释放扭矩变换器离合器;还包括如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则启动计时器,以及当所述计时器到时的时候,返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
方案2:一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:确定所述车辆的节气门位置的变化率;确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;和如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则提供变速器降挡,以获得较低挡位位置;还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率,则确定所述节气门位置的变化率是否已经降低到超过预定的返回阈值,并且如果是,则返回至正常的变速器换挡策略。
方案3:一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:确定所述车辆的节气门位置的变化率;确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;和如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则释放扭矩变换器离合器;还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率,则确定所述节气门位置的变化率是否已经降低超过预定的返回阈值,并且如果是,则返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
方案4:一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:确定所述车辆的节气门位置的变化率;确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;和如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则释放扭矩变换器离合器;还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率或所述预定的负变化率,则确定扭矩变换器离合器滑差是否已经开始降低,并且如果是,则返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
方案5:一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:确定所述车辆的节气门位置的变化率;确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则释放扭矩变换器离合器;如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则提供变速器降挡,以获得较低的挡位位置;确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的负变化率;如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的负变化率,则释放所述扭矩变换器离合器;如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的负变化率,则提供变速器升挡,以获得较高的挡位位置。
本发明的其他特征将从以下结合附图的说明书和所附权利要求变得清楚。
附图说明
图1是车辆动力系的示意性框图。
图2是显示了车辆的变速器换挡策略的图。
图3是显示根据本发明的实施例的,提供响应于加速踏板位置的变化率的TCC控制的过程的流程图;和
图4是显示根据本发明的实施例的,提供响应于加速踏板位置的变化率的变速器换挡控制的过程的流程图。
具体实施方式
本发明的实施例的以下论述涉及通过考虑加速踏板位置的变化率来控制TCC和/或车辆中的变速器换挡的系统和方法,其实质上仅仅是示例性的,且不以任何方式限定本发明或其应用或用途。
图1是车辆10的各种动力系构件的框图。动力系构件包括发动机12和变速器14。发动机12的输出轴,由线16表示,联接到扭矩变换器18的一端;变速器14的输入轴,由线20表示,联接到扭矩变换器18的相对端。如上所述,扭矩变换器18利用液压流体将转动能从发动机12传递到变速器14,使得在必要时发动机12能够与变速器14分离。如以上所述,TCC22设定发动机12和变速器14之间的扭矩变换器18中的扭矩变换器滑差。在该图中,发动机输出功率用以转/分钟为单位的发动机旋转速度NE和以牛顿/米为单位的发动机扭矩TE来描述。类似地,变速器14的输入处的速度用变速器输入速度NI和变速器扭矩TI来表示。扭矩变换器18中的扭矩滑差定义为NE-NI。变速器14的输出轴,以线28表示,联接到车辆10的传动系30,传动系30以本领域技术人员熟知的方式将发动机功率分配到车辆车轮(未示出)上。变速器14的输出轴的速度表示为NO,并且变速器14的输出轴的扭矩表示为TO。
车辆10还包括动力系控制器36。控制器36从车辆节气门38接收节气门位置信号,并将一信号提供给发动机12以提供必要的发动机速度,并将一信号提供给变速器14以提供必要的挡位来满足节气门需求。另外,取决于所选的发动机速度和变速器挡位,控制器36将线40上的信号提供给TCC22,以便设定所需的扭矩变换器滑差。传感器42测量变速器14的输出轴28的旋转速度,并将速度信号发送给控制器36,这在这些类型的车辆中是典型的。车辆10还包括滤波器44,其由于从以下论述将变得清楚的原因而响应于节气门38的位置来提供节气门位置的变化率。在一个非限定性实施例中,滤波器44是卡尔曼滤波器。
图2是车辆速度在水平轴线上而节气门位置在竖直轴线上的图。各图线显示了响应于车辆速度和节气门位置的组合而发生变速器换挡的位置。如果车辆速度和节气门位置在任何时间点改变,在该点该改变造成图线被交叉,则取决于该线代表的是哪个挡位变换而发生变速器换挡。
本发明提出一种在确定是否作用或释放TCC22或提供变速器升挡或降挡时考虑加速踏板和/或节气门位置变化率的算法。在一个非限制性实施例中,利用卡尔曼滤波器从节气门/踏板位置确定变化率。如果变化率增大,并且改变超过了预定阈值,则算法能够断开TCC22和/或提供换挡。一旦TCC断开以及换挡被触发,算法可以启动一个计时器并监视以确定是否存在相对应的后续的降低的变化率。一旦计时器时间届满或者降低的变化率满足条件,则TCC控制和/或换挡策略可以回归正常。因而,本发明可在车辆速度和节气门位置造成变速器策略启动换挡或TCC控制之前响应于节气门变化而提供TCC释放和/或变速器换挡,从而更精确地提供驾驶员意图。
图3是显示根据本发明的实施例的,提供响应于节气门位置的变化率的TCC控制的过程的流程图50。如本领域技术人员将意识到的,通过使用该过程,TCC控制可在正常TCC控制之前发生,使得控制更易于对驾驶员意图作出响应。
在框体52中,算法确定节气门位置的变化率。变化率是从滤波器44到控制器36的输入。接着,在判决菱形框54中,算法确定节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率。在过程的这一步骤,算法确定节气门38是否正被足够快地向下压以启动本发明的控制序列。在判决菱形框54中,如果变化率没有超过预定的正变化率,则在判决菱形框56中,算法确定节气门位置的变化率是否超过预定的负变化率。在过程的这一步骤,算法确定车辆操作员是否快速地放松节气门38,在该情况下,节气门位置的变化率是负的。在判决菱形框56中,如果变化率没有超过预定的负变化率,则算法返回框体52监测节气门位置的变化率。
如果在判决菱形框54和56中任意一个阈值被超过,则意味着节气门38的位置的变化率升高或降低超过了预定阈值,则在框体58中,算法启动TCC释放。通过在变速器控制中在这一点释放TCC,而不是使用正常的TCC释放策略,能够提供从发动机12至变速器14的更为平顺的功率交换。
如果在判决菱形框54或56中算法确定变化率超过了正的或负的变化率阈值,则算法能够启动滞后控制,其中,算法不消除变化率指示,直到变化率降到预定的下限值以下。因而,一旦变化率超过预定的变化率,则即使变化率降至稍微低于预定的变化率也维持该状况。
一旦算法提供TCC释放,算法在框体62中启动计时器,然后在判决菱形框64中确定计时器是否已经到时。如果在判决菱形框64中计时器已经到时,则算法在框体66中返回正常的TCC控制策略。
如果在判决菱形框64中计时器还没有到时,则算法在判决菱形框68中确定节气门位置变化率是否已经升高或降低超过预定阈值。在控制过程的这一步骤,取决于节气门位置是正还是负,算法将确定是否存在踏板位置的相应的返回。具体地,如果车辆操作员快速地压下节气门38,则算法将确定是否有节气门38的随后释放;如果车辆操作员释放了节气门38,则算法将确定车辆操作员是否再次压下节气门38。如果在判决菱形框68条件不满足,则算法返回判决菱形框64,以确定计时器是否已经到时。如果在判决菱形框68中这一条件满足,则算法在框体66中返回正常的TCC控制。
如果在判决菱形框64中计时器没有到时,则算法也可在判决菱形框60中确定TCC滑差是否已经开始降低。如果在判决菱形框60中该条件不满足,则算法返回判决菱形框64以确定计时器是否已经到时。如果在判决菱形框60中条件已被满足,则在框体66中,算法返回至正常TCC控制。
图4是显示根据本发明的实施例的,提供响应于节气门位置的变化率的变速器换挡控制的过程的流程图70,其中,与流程图50相同的步骤以相同的标号来标记。如本领域技术人员将意识到的,通过利用该过程,变速器换挡可发生在诸如由图2中的换挡策略所确定的正常的变速器换挡之前,使得控制更易于对驾驶员的意图作出响应。
在框体72中,算法能够提供变速器降挡或升挡控制。在判决菱形框54中,如果节气门位置变化率超过预定的正变化率,则控制器36可能希望提供变速器降挡,以获得较低挡位位置,以提供额外的车辆速度。或者,在判决菱形框56中,如果节气门位置变化率超过预定的负变化率,如果车辆处于较高的车辆速度,则控制器36可能希望提供变速器升挡,以获得较高的挡位位置。
如果在判决菱形框64中计时器已经到时,或者如果判决菱形框68的条件已经满足,则在框体74中,算法返回至正常换挡策略。
前述论述公开和描述了本发明的仅示例性实施例。本领域技术人员会从该论述和附图以及权利要求中容易地认识到,在不偏离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以做出各种改变、变型和变化。
Claims (18)
1.一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:
确定所述车辆的节气门位置的变化率;
确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;和
如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则释放扭矩变换器离合器;
其特征在于,还包括如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则启动计时器,以及当所述计时器到时的时候,返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则提供变速器降挡。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的负变化率,以及如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的负变化率,则释放所述扭矩变换器离合器。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的负变化率,则提供变速器升挡。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率,则确定所述节气门位置的变化率是否已经降低超过预定的返回阈值,并且如果是,则返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的负变化率,
如果所述变化率超过所述预定的正变化率或所述预定的负变化率,则确定扭矩变换器离合器滑差是否已经开始降低,并且如果是,则返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定节气门位置的变化率包括使用卡尔曼滤波器来提供所述变化率。
8.一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:
确定所述车辆的节气门位置的变化率;
确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;和
如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则提供变速器降挡,以获得较低挡位位置;
其特征在于,还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率,则确定所述节气门位置的变化率是否已经降低到超过预定的返回阈值,并且如果是,则返回至正常的变速器换挡策略。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的负变化率,并且如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的负变化率,则提供变速器升挡,以获得较高的挡位位置。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则启动计时器,并且当所述计时器到时的时候,返回至正常的变速器换挡策略。
11.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,确定节气门位置的变化率包括使用卡尔曼滤波器提供所述变化率。
12.一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:
确定所述车辆的节气门位置的变化率;
确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;和
如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则释放扭矩变换器离合器;
其特征在于,还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率,则确定所述节气门位置的变化率是否已经降低超过预定的返回阈值,并且如果是,则返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
13.一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:
确定所述车辆的节气门位置的变化率;
确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;
确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的负变化率;和
如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则释放扭矩变换器离合器;
其特征在于,还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率或所述预定的负变化率,则确定扭矩变换器离合器滑差是否已经开始降低,并且如果是,则返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
14.一种用于控制车辆中的变速器的方法,所述方法包括:
确定所述车辆的节气门位置的变化率;
确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的正变化率;
如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则释放扭矩变换器离合器;
如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率,则提供变速器降挡,以获得较低的挡位位置;
确定所述节气门位置的变化率是否超过预定的负变化率;
如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的负变化率,则释放所述扭矩变换器离合器;
如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的负变化率,则提供变速器升挡,以获得较高的挡位位置。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,还包括如果所述节气门位置的变化率超过所述预定的正变化率或所述预定的负变化率,则启动计时器,以及当所述计时器到时的时候,返回至正常的扭矩变换器离合器控制和变速器换挡策略。
16.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率或所述预定的负变化率,则确定所述节气门位置的变化率是否已经降低到超过预定的返回阈值,并且如果是,则返回至正常的扭矩变换器离合器控制和变速器换挡策略。
17.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,还包括如果所述变化率超过所述预定的正变化率或所述预定的负变化率,则确定扭矩变换器离合器滑差是否已经开始降低,并且如果是,则返回至正常的扭矩变换器离合器控制。
18.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,确定节气门位置的变化率包括使用卡尔曼滤波器来提供所述变化率。
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