CN102022529B - 急加速操作中的期望扭矩变换器离合器滑差反馈恢复算法 - Google Patents

急加速操作中的期望扭矩变换器离合器滑差反馈恢复算法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于急加速操作的期望扭矩变换器离合器滑差反馈恢复算法。紧随发动机扭矩命令的迅速增加之后，通过以下方式控制扭矩变换器滑差：在发动机扭矩命令迅速增加之后监测测定的扭矩变换器滑差；基于测定的扭矩变换器滑差确定因发动机扭矩命令的迅速增加导致的最大测定的扭矩变换器滑差值；确定要将扭矩变换器滑差减小到的目标值；确定用以将扭矩变换器滑差从所述最大测定的扭矩变换器滑差减小为该目标值的恢复曲线；以及利用恢复曲线可控地减小扭矩控制器滑差。确定所述恢复曲线命令通过所述曲线将滑差降低到命令的扭矩变换器滑差值，该命令的扭矩变换器滑差值被选择为防止扭矩变换器滑差变为零。

Description

急加速操作中的期望扭矩变换器离合器滑差反馈恢复算法
技术领域
本公开内容涉及一种用于设定车辆扭矩变换器内的滑差的系统和方法。
背景技术
本部分的陈述仅提供与本公开内容相关的背景信息，不一定构成现有技术。
采用自动变速器的内燃发动机车辆通常包括定位在车辆的发动机与变速器之间的扭矩变换器。扭矩变换器为流体联接设备，其通常包括与发动机的输出轴联接的叶轮和与变速器的输入轴联接的涡轮。扭矩变换器利用液压流体将转动能从叶轮传递到涡轮。
在扭矩变换器内，叶轮相对于涡轮的旋转速度通常是不同的，使得它们之间存在变换器滑差。由于发动机输出与变速器输入之间大的滑差显著影响车辆的燃料经济性，所以一些车辆采用扭矩变换器离合器(TCC)来控制或减小发动机与变速器之间的滑差。TCC还可将处于发动机的输出处的叶轮机械地锁止在处于变速器的输入处的涡轮上，使得发动机和变速器以相同速度旋转。受各种因素制约，一般仅在有限的情形中将叶轮锁止在涡轮上。
因而，TCC通常具有三种模式。即如此前所述的完全锁止模式、完全释放模式以及受控滑差模式。当TCC被完全释放时，扭矩变换器的叶轮与涡轮之间的滑差仅通过它们之间的液压流体控制。在滑差模式下，通过控制TCC内液压流体的压力设定扭矩变换器叶轮与涡轮之间的滑差以便其不超出预定量。节气门请求的迅速改变导致发动机速度和施加在扭矩变换器上的扭矩迅速改变。发动机速度和/或扭矩的迅速增加会导致扭矩滑差从受控值变为过大值，该过大值必须被控制而回到受控值。
发明内容
动力系包括发动机、变速器和位于发动机与变速器之间的扭矩变换器。紧随发动机扭矩命令的迅速增加之后，通过如下方式控制扭矩变换器滑差：监测在发动机扭矩命令的迅速增加之后的测定的扭矩变换器滑差；基于测定的扭矩变换器滑差确定由发动机扭矩命令的迅速增加导致的最大测定的扭矩变换器滑差值；确定要将扭矩变换器滑差减小到的目标值；确定用以将扭矩变换器滑差从最大测定的扭矩变换器滑差减小至目标值的恢复曲线；以及利用该恢复曲线可控地减小扭矩控制器滑差。确定恢复曲线命令通过曲线将滑差降低到命令的扭矩变换器滑差值，所述命令的扭矩变换器滑差值被选择为防止扭矩变换器滑差变为零。
此外，本发明还包括以下技术方案。
技术方案1.一种用于在发动机扭矩命令迅速增加之后控制动力系中的扭矩变换器滑差的方法，所述动力系包括发动机、变速器和位于所述发动机与所述变速器之间的扭矩变换器，所述方法包括：
在所述发动机扭矩命令迅速增加之后监测测定的扭矩变换器滑差；
基于所述测定的扭矩变换器滑差确定因所述发动机扭矩命令迅速增加导致的最大测定的扭矩变换器滑差；
确定要将所述扭矩变换器滑差减小到的目标值；
确定将所述扭矩变换器滑差从所述最大测定的扭矩变换器滑差减小为所述目标值的恢复曲线；以及
利用所述恢复曲线可控地减小所述扭矩控制器滑差，并且
其中，确定所述恢复曲线命令通过所述曲线将滑差降低到命令的扭矩变换器滑差值，所述命令的扭矩变换器滑差值被选择为防止扭矩变换器滑差变为零。
技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述发动机扭矩命令的迅速增加是急加速节气门要求。
技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，确定要将所述扭矩变换器滑差减小到的目标值包括：
在所述发动机扭矩命令迅速增加之前监测期望的扭矩变换器滑差；以及
将所述目标值设定为在所述发动机扭矩命令迅速增加之间所监测的最后的期望扭矩变换器滑差值。
技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还和括：
监测节气门位置传感器；
确定所述节气门位置传感器的变化率；
将所述节气门位置传感器的变化率与临界变化率进行比较；以及
基于所述节气门位置传感器的变化率超过所述临界变化率而指示所述发动机扭矩命令的迅速增加。
技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，确定恢复曲线以便可控地减小所述扭矩变换器滑差包括：
利用数学表达式减小所述扭矩变换器滑差。
技术方案6.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，所述数学表达式包括：
利用命令的扭矩变换器滑差的线性减小将所述扭矩变换器滑差减小为所述目标值。
技术方案7.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，所述数学表达式包括：
利用命令的扭矩变换器滑差的指数衰减将所述扭矩变换器滑差减小为所述目标值。
技术方案8.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，所述数学表达式包括：
利用命令的扭矩变换器滑差的二次方程将所述扭矩变换器滑差减小为所述目标值。
技术方案9.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，利用所述数学表达式包括：
利用滤波器使所述确定的恢复曲线平滑。
技术方案10.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，利用所述数学表达式包括：
利用样条来形成所述确定的恢复曲线。
技术方案11.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，确定用于减小所述扭矩变换器滑差的所述恢复曲线包括：
基于设定的过渡时间限定所述恢复曲线，所述过渡时间开始于确定所述最大测定的扭矩变换器滑差值的时间并结束于所述恢复曲线达到所述目标值时。
技术方案12.根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
监测发动机负载；以及
监测变速器挡位；并且
其中基于所述监测的发动机负载和所述监测的变速器挡位选择所述设定的过渡时间。
技术方案13.根据技术方案11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
监测发动机负载；以及
监测变速器挡位；并且
其中以如下方式选择所述设定的过渡时间：
基于所述监测的发动机负载和所述监测的变速器挡位确定临时设定的过渡时间；
基于所述临时设定的过渡时间确定所得到的临时恢复曲线的倾斜度；
将所述得到的倾斜度与最大倾斜度进行比较；以及
如果所述得到的倾斜度大于所述最大倾斜度，则基于延长所述临时设定的过渡时间选择所述设定的过渡时间。
技术方案14.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，确定用于减小所述扭矩变换器滑差的所述恢复曲线包括：
基于每单位时间量度的期望滑差限定所述恢复曲线。
技术方案15.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述发动机扭矩命令迅速增加之后，冻结对扭矩变换器离合器的基于滑差的反馈压力命令，直到利用所述恢复曲线为止。
技术方案16.一种用于控制动力系的扭矩变换器滑差的方法，所述动力系包括发动机、变速器和位于所述发动机与所述变速器之间的扭矩变换器，所述方法包括：
监测节气门位置传感器；
基于所述监测的节气门位置传感器检测急加速节气门要求；
在检测到急加速节气门要求之后监测测定的扭矩变换器滑差；
在所述急加速节气门要求之后暂时冻结对扭矩变换器离合器的压力命令；
基于所述测定的扭矩变换器滑差确定由所述急加速节气门要求导致的最大测定的扭矩变换器滑差值；
确定所述扭矩变换器滑差的目标值，所述目标值包括在所述急加速节气门要求之前测定的期望扭矩变换器滑差；
确定用以将所述扭矩变换器滑差从所述最大测定的扭矩变换器滑差减小为所述目标值的恢复曲线；
解冻对所述扭矩变换器离合器的压力命令；以及
利用所述恢复曲线可控地减小所述扭矩控制器滑差，并且
其中，确定所述恢复曲线通过所述曲线将滑差降低到一每单位时间的滑差变化率，所述每单位时间的滑差变化率被选择为防止扭矩变换器滑差过调至零滑差。
技术方案17.一种用于在急加速节气门要求之后控制动力系中的扭矩变换器滑差的设备，所述动力系包括发动机、变速器和位于所述发动机与所述变速器之间的扭矩变换器，所述设备包括：
所述扭矩变换器；
控制扭矩变换器滑差的扭矩变换器离合器；
用于对急加速节气门要求进行监测的传感器；
控制器，用于：
监测所述传感器；
基于所述传感器监测指示所述急加速节气门要求；
监测所测定的扭矩变换器滑差；
基于所述测定的扭矩变换器滑差确定因所述急加速节气门要求导致的最大测定的扭矩变换器滑差；
确定所述扭矩变换器滑差的目标值；
确定用以将所述扭矩变换器滑差从所述最大测定的扭矩变换器滑差减小为所述目标值的恢复曲线；以及
利用所述恢复曲线可控地减小所述扭矩控制器滑差，并且
其中，所述扭矩变换器离合器控制所述扭矩变换器内的滑差减小，并且
其中，确定所述恢复曲线通过所述曲线将滑差减小到防止所述扭矩变换器滑差变为零而选择的滑差值。
技术方案18.根据技术方案17所述的设备，其特征在于，对所述急加速节气门要求进行监测的所述传感器包括提供用以描述节气门要求的改变的数据的节气门位置传感器。
技术方案19.根据技术方案17所述的设备，其特征在于，对所述急加速节气门要求进行监测的所述传感器包括提供用以描述发动机扭矩的改变的数据的发动机扭矩传感器。
技术方案20.根据技术方案17所述的设备，其特征在于，对所述急加速节气门要求进行监测的所述传感器包括提供用以描述输入空气流量的改变的数据的空气质量流量传感器。
技术方案21.根据技术方案17所述的设备，其特征在于，对所述急加速节气门要求进行监测的所述传感器包括提供用以描述燃料喷射率的改变的数据的燃料流量传感器。
技术方案22.根据技术方案17所述的设备，其特征在于，所述控制器还监测所述急加速节气门要求之前的期望扭矩变换器滑差，且其中确定所述扭矩变换器滑差的所述目标值包括将所述目标值设定为在刚好在指示所述急加速节气门要求之间的时段监测的期望扭矩变换器滑差的平均值。
技术方案23.根据技术方案17所述的设备，其特征在于，利用所述恢复曲线可控地减小所述扭矩变换器滑差包括编程以对所述扭矩变换器离合器发出命令。
技术方案24.根据技术方案17所述的设备，其特征在于，所述控制器还：
监测发动机负载；
基于所述发动机负载确定前馈压力命令；
监测期望扭矩变换器滑差；
确定所测定的扭矩变换器滑差与所述期望扭矩变换器滑差之差；
基于所述差异确定反馈压力命令；
在指示所述急加速节气门要求后，冻结所述反馈压力命令；并且
基于所述前馈压力命令和所述冻结的反馈压力命令对所述扭矩变换器离合器发出命令，直到利用所述恢复曲线为止。
附图说明
现将参照附图举例描述一个或更多个实施例，在附图中：
图1是显示按照本公开内容的车辆的各种传动系构件的框图；
图2示出按照本公开内容的急加速扭矩请求之后控制扭矩变换器滑差同时防止扭矩变换器滑差减为零的方法的示例性实施例的图形表示；
图3图示了按照本公开内容可实现恢复曲线以控制扭矩变换器滑差的示例性过程；以及
图4图示了按照本公开内容可实现恢复曲线以控制扭矩变换器滑差的另一示例性过程。
具体实施方式
现参照附图，其中显示内容只是为了图示特定示例性实施例而不是为了对其进行限制，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。通过线16代表的发动机12的输出轴与扭矩变换器18的一端联接，而通过线20代表的变速器16的输入轴与扭矩变换器18的相对端联接。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，以便在必要时可使发动机12与变速器14分离。TCC 22设定发动机12与变速器14之间的扭矩变换器18内的扭矩变换器滑差，如上所述。在该图中，发动机输出功率被示为单位为每分钟转数(RPM)的发动机旋转速度NE和单位为牛顿/米的发动机扭矩TE。同样，变速器14在其输入处的速度由变速器输入速度NI和变速器扭矩TI表示。将扭矩变换器18内的扭矩滑差定义为NE-NI。用线28表示的变速器14的输出轴与车辆10的传动系30联接，该传动系30以本领域普通技术人员完全理解的方式将发动机动力分配给车轮。将变速器14的输出轴28的速度表示为NO，而将变速器14的输出轴28的扭矩表示为TO。
车辆10还包括用于表示发动机控制器和变速器控制器两者的控制器36；然而，应理解这两个控制功能可通过单个装置或可连通地相连的多个装置实现。控制器36从车辆节气门38接收节气门位置信号，向发动机12提供信号，以提供所需的发动机速度，并向变速器14提供用以提供所需的挡位以满足节气门要求的信号。另外，依据所选择的发动机速度和变速器挡位，控制器36通过线40向TCC 22提供信号用以设定期望的扭矩变换器滑差。传感器42测量变速器14的输出行为。在一个示例性实施例中，传感器42测量变速器14的输出轴28的旋转速度，并将速度信号发送至控制器36。传感器的适当实例包括编码器、速度传感器、加速计、扭矩传感器等。
如上所述，控制器36可为单个装置或数个装置。控制器配备有包括记忆存储装置的微处理器，并能够执行用于操作本文描述的方法的程序。
本公开内容描述了用于响应发动机速度和/或变速器挡位和/或发动机扭矩的改变而调整扭矩变换器滑差使得滑差为期望的最小值以节约燃料但不会小成使得发动机脉动和其它噪声信号经扭矩变换器18传递至传动系30并被车辆乘坐者感知的示例性过程。控制器36将基于存储在控制器36中的预先输入的表，针对当前的发动机速度、变速器挡位和发动机扭矩，选择特定的滑差，并通过线40将其传送给TCC 22，该预先输入的表是由于用于提供良好燃料经济性和减小的振动传递的最小扭矩变换器滑差的车辆测试或其它操作而生成的。可在共同拥有的美国专利申请序号12/043,499中获得用于输入这种表格的一个过程，该申请于2008年3月6日提交，题为“Aggressive Torque Converter Clutch Slip ControlDesign Through Driveline Torsional Velocity Measurements(通过传动系扭转速度测量的主动扭矩变换器离合器滑差控制设计)”，并通过引用结合于本文中。如果针对特定的发动机速度、变速器挡位和发动机扭矩选择的扭矩变换器滑差没有提供用于防止振动被传递至传动系30的期望滑差，则在控制器36中利用来自传感器42的信号确定振动，如果振动超出预先确定的临界值，则控制器36然后可增加扭矩变换器滑差。
通过TCC的应用控制扭矩变换器滑差。TCC包括机械地、电子地或流体地操作以将扭矩变换器的叶轮和涡轮可控地联接而调节它们之间的允许滑差的结构。在完全释放TCC时，叶轮与涡轮之间的流体相互作用控制滑差。当完全锁止TCC时，叶轮与涡轮之间不存在滑差。在一个示例性控制方法中，TCC控制扭矩变换器内液压流体的压力，使得扭矩变换器滑差接近期望值。通过减小扭矩变换器内的液压流体的压力，给定操作条件下的扭矩变换器滑差将增加。类似地，通过增加扭矩变换器内液压流体的压力，给定操作条件的扭矩变换器滑差将下降。
反馈控制的方法为本领域所公知。这种方法监测期望值，根据期望值控制输出，并利用受控的输出的结果值随后改善控制以达到期望值。已知反馈控制用于通过TCC的可变控制来控制扭矩变换器内的滑差。可监测期望扭矩变换器滑差，可调节对TCC的压力命令以便控制得到的扭矩变换器滑差，并可在反馈环中利用得到的扭矩变换器滑差以随后调节对TCC的压力命令。这样，可利用反馈控制将扭矩变换器滑差控制为期望值。期望值可为稳态项，在一定时段基本不变，或者期望值可为瞬时的，例如在一定时段增加或减小，或根据阶跃曲线改变。
如上所述，发动机速度和/或扭矩的迅速增加会导致扭矩滑差从受控值变为过大值，该过大值必须被控制回到受控值。这种扭矩的迅速改变可由操作员发起的节气门要求引起。类似地，这种改变可由例如结合巡航控制功能或变速器换挡自动生成的命令引起。发动机扭矩的任何迅速或突然的改变可能会造成扭矩变换器滑差的相应增加。可通过监测指示发动机扭矩的迅速增加的发动机扭矩命令或因素，采用方法来补偿预期增加的滑差。
急加速(tip-in)节气门要求表示因操作员发起的节气门要求或输出扭矩请求的迅速增加。虽然如上所述发动机扭矩的增加可源于许多原因，但为简明起见，本公开内容的剩余部分将讨论诸如急加速节气门要求或急加速事件的改变。然而，本领域普通技术人员应该理解的是，本公开内容可同等地适用于其它类似命令的发动机扭矩改变。
一种指示急加速节气门要求的方法包括测量节气门位置传感器(TPS)输出和确定TPS变化率是否超出TPS的临界变化率。TPS变化率可通过多种方法计算，例如通过直接数值微分、卡尔曼滤波器的操作或其它本领域公知的方法。该TPS的临界变化率可通过多种方法进行选择，以指示节气门要求的迅速增加，例如通过足以表示响应TPS的改变来描述扭矩变换器滑差的校准或建模。
监测TPS是识别发动机扭矩迅速增加的一个方法。公开的其它方法包括：直接监测发动机扭矩、监测空气流质量传感器以通过输入空气流的改变来估计发动机扭矩、监测喷射到发动机中的燃料质量以通过喷射的燃料质量的改变来类似地估计发动机扭矩、以及监测描述发动机扭矩的改变的通常从发动机发送到变速器的信号。
虽然在稳态操作下可将扭矩变换器滑差控制为较小的值，但已知与急加速节气门要求一致的NE和TE的迅速和显著的增加导致扭矩变换器滑差的迅速增加。过大滑差降低动力系的燃料效率和对输出轴的扭矩输出并且必须利用及时的方法减小。另外，上述响应扭矩变换器滑差的迅速改变的扭矩变换器滑差的反馈控制会导致扭矩变换器滑差不可预测的改变，例如，TCC压力命令的反馈诱导增加导致滑差快速地减小为零。导致零滑差的迅速改变的滑差会导致对驾驶性能而言可感知和不希望的影响。
已知在急加速节气门要求之后重新建立对扭矩变换器滑差的控制的方法。然而，通过重新建立对扭矩变换器滑差的控制的公知方法而形成的扭矩变换器滑差的迅速下降频繁地使扭矩变换器滑差变为零，如上所述，导致对驾驶性能产生不利影响。公开一种对与急加速节气门要求关联的扭矩变换器滑差的迅速增加作出反应的方法，其根据由在最大值测定的扭矩变换器滑差限定的恢复曲线，将扭矩变换器滑差减小为由急加速节气门要求开始之前的受控的稳态扭矩变换器滑差限定的期望扭矩变换器滑差值。
可在急加速节气门要求期间调节对TCC的命令，以避免扭矩变换器中不希望的结果。在一个实施例中，为避免正常的反馈控制在操作中控制滑差而使其在急加速过渡期间产生不可预测的改变，在检测到急加速节气门要求后，在急加速节气门要求期间，开始冻结基于期望滑差和测定滑差之差对TCC的压力控制的反馈部分，直到上述恢复曲线生效为止。这种示例性系统可包括下式表示的压力控制项。
TCC压力命令＝反馈项+前馈项 [1]
前馈项可基于影响通过扭矩变换器施加的扭矩的许多不同因素。在一个示例性实施例中，前馈项基于发动机扭矩，并随发动机扭矩增加而增加。与发动机扭矩大致成比例地改变的前馈项将在急加速事件中增加，但由于前馈项对发动机扭矩作出响应，所以它们的增加成比例。结果，增加前馈项将不太可能导致扭矩变换器内的不可预测或不平稳的运动。应该理解的是，反馈项将使对TCC的压力命令的急剧增加，该反馈项基于期望滑差与测定滑差之差，并对因急加速过渡导致的滑差的大幅增加作出响应。反馈项中的这种急剧增加落后于滑差的增加。同样，如果反馈项导致TCC强烈下降而减小测定滑差，则反馈项的减小也将落后于测定滑差的减小。结果，该反馈项可导致扭矩变换器中不可预测或不稳定的运动，例如导致扭矩变换器中的滑差跌为零。结果，公开了这样一种方法：在检测到急加速过渡后，冻结基于滑差的反馈压力命令，同时在急加速过渡期间保留前馈项。
图2为按照本公开内容在防止扭矩变换器滑差减小为零时在急加速扭矩要求之后控制扭矩变换器滑差的的方法的示例性实施例的图形表示。所示曲线图图示了在测试期间数个测试参数与共用普通时间尺度的关系。在测试之初，如在曲线图的左部所示的那样，期望扭矩变换器滑差值被描述为固定或稳定值，该值根据诸如上述示例性方法的方法设定。描述了测定扭矩变换器滑差，例如将其作为NE与NI之差测量。另外还描绘了测定的TPS，其例如描述加速器踏板位置或操作员引发的踏板压低的测量。最后，描绘二进制急加速节气门要求指示量，其描述是否已检测到急加速节气门要求的指示。在图表的该第一部分，可认为动力系在基本上稳定的状态下操作，并可根据本文描述的方法利用测定的扭矩变换器滑差将滑差控制为期望扭矩变换器滑差。
在图表的中间部分，从约46.7秒的时间测量点开始，TPS急剧增加。TPS的这种改变指示操作员的节气门要求的急剧和突然的增加，且TPS的分析允许急加速节气门要求指示量的改变。节气门要求的急剧增加导致NE和TE(未示出)的急剧增加，进而导致测定的扭矩变换器滑差的急剧增加，如曲线图中所示。这种滑差增加经常是不可避免的。尽管TCC控制系统通过增加TCC命令的液压压力对急加速作出反应，但是TCC液压系统响应不足够快地对发动机扭矩的迅速改变作出反应，由此导致命令的TCC压力与得到的TCC压力之间的大的差距。节气门要求的急剧增加具有极限，且最终节气门要求和得到的发动机输出稳定或减小。这也允许TCC液压压力稳定，由此减小TCC滑差。结果，测量出峰值或最大扭矩变换器滑差值，并可基于最大扭矩变换器滑差的随后改变识别峰值或最大扭矩变换器滑差值。
可通过比较并将测定的扭矩变换器滑差控制为恢复曲线来描述将扭矩变换器滑差可控地减小为期望扭矩变换器滑差的方法。恢复曲线包括命令的扭矩变换器滑差值，并设定成快速地减小扭矩变换器滑差，以便避免燃料效率的下降和与显著的扭矩变换器滑差关联的至输出轴的动力的相应损失。然而，还将恢复曲线设定成不过于快速地减小扭矩变换器滑差，以便避免NI和TI的脉动式改变导致的驾驶性能问题。另外，将恢复曲线设定成使扭矩变换器滑差恢复到急加速节气门要求之前的最后稳态操作期间设定的类似于期望扭矩变换器滑差的目标值或新的期望扭矩变换器滑差值。另外，将恢复曲线设定成以可控制方式使扭矩变换器滑差恢复到新的期望扭矩变换器滑差，以便避免新的期望扭矩变换器滑差过调，保证扭矩变换器滑差不变为零。
再次参照图2，例示了上述利用恢复曲线的方法。如上所述，测定的扭矩变换器滑差响应由急加速节气门要求指示所指示的节气门要求的增加而急剧增加。一旦TPS平稳，测定的扭矩变换器滑差达到峰值并开始减小。图2中使用的示例性方法利用该峰值将恢复曲线的初始值限定在测定的扭矩变换器滑差值的峰值或其附近。一旦设定该初始值，就必须选择将滑差减小到的目标值。根据一种方法，将刚好在急加速节气门要求开始之前的期望扭矩变换器滑差值用作目标值。可设想其它目标值，例如包括在急加速节气门要求之前的期望扭矩变换器滑差的时间平均值、例如可在基于发动机负载和变速器挡位的查询表中获得的设定的校准扭矩变换器滑差值，或历史期望扭矩变换器滑差值乘以某个安全系数，其中后续可停止该安全系数或逐步停用而变为上述正常控制的稳态扭矩变换器滑差值。除选择目标扭矩变换器滑差值之外，必须绘出从恢复曲线的初始值到目标扭矩变换器滑差值的过渡。可设想限定恢复曲线的初始值到目标扭矩变换器滑差值之间的恢复曲线的多个过渡。用于恢复曲线的优选过渡快速地将扭矩变换器滑差控制为目标值，而不会以不稳定的扭矩脉动形式影响驾驶性能，并避免扭矩变换器滑差超过目标值而变为零滑差。如图2所示，示例性过渡被示为恢复曲线的初始值到目标扭矩变换器滑差值之间的线性过渡，其由设定的过渡时间限定，在本例中设定的过渡时间为1.5秒。本领域普通技术人员应该理解的是，该时间是用于具体硬件配置在一组特定条件下操作的示例性过渡时间。设定的过渡时间的选择可通过足以在滑差减小期间预测扭矩变换器操作的任何方法实现。可设想其它方法来设定线性或近似线性的过渡，包括根据每单位时间量度的期望滑差设定恢复曲线在过渡中的倾斜度或将恢复曲线限定为最大倾斜度。将恢复曲线限定为最大倾斜度的方法的实例包括：确定临时设定过渡时间；基于临时设定过渡时间确定得到的恢复曲线的倾斜度；将得到的倾斜度与最大倾斜度进行比较；以及在得到的倾斜度大于最大倾斜度的情况下基于延长临时设定过渡时间选择设定过渡时间。可设想除线性之外的其它曲线形状，包括从初始值过渡到目标值的任何数学表达式，例如包括例如由对应二次方程限定的二阶、三阶或更高阶函数，以便在恢复曲线内过渡。类似地，可利用指数衰减以从初始值过渡到目标值。可基于这种形状或方程式利用曲线形状，且曲线形状可包括更多本领域公知的数据操作方法。可利用例如卡尔曼滤波器、滞后滤波器或类似平均法使曲线的形状平滑。类似地，可通过本领域公知的方法利用样条构建得到的曲线。可利用本领域公知的任何类似方法选择用于过渡或操纵得到的曲线的形状的数学表达式，且本公开内容并不限于本文所述的具体实施例。
如图2所示，测定的扭矩变换器滑差可能滞后于恢复曲线的命令的滑差。本领域普通技术人员应该理解的是，扭矩变换器滑差的控制可通过反馈控制、前馈控制或其它类似控制方法进行控制。如果控制系统被设计、调整或校准成允许这种滞后，则它可根据本领域公知的方法成为所选择的恢复曲线的因素。
若命令的扭矩变换器滑差值与测量的或得到的扭矩变换器滑差值之间存在滞后，则它是由扭矩变换器、扭矩变换器离合器和用于改变命令的其它相关硬件的响应导致的。在确定恢复曲线时，必须考虑该响应。本领域普通技术人员应该理解的是，在响应过快时，响应输入的改变的系统趋于超出目标值。然而，过慢的响应招致系统不必要的延迟。通过校准、建模或其它分析系统的手段，可基于影响系统性能的因素确定适当的或优选的系统响应时间。在应用于本公开内容的扭矩变换器滑差的情况下，通过分析测定的扭矩变换器滑差值对命令的扭矩变换器滑差值的响应并通过分析影响该响应的因素的影响，例如发动机负载和变速器挡位，可选择恢复曲线以便快速地减小扭矩变换器滑差，同时避免滑差减小为零的过调危险。通过建模或适于精确地预测动力系操作的其它技术，可实验性地、经验性地或预测性地进行该分析，并可通过相同动力系对不同设定、条件或操作范围生成大量校准曲线。
如图2所示，测定的扭矩变换器滑差对恢复曲线中向下倾斜的命令的扭矩变换器滑差作出响应。通过基于恢复曲线和得到的测定的扭矩变换器滑差值的闭环反馈控制对测定的扭矩变换器滑差的这种响应进行控制。一旦恢复曲线达到目标值，所命令的扭矩变换器滑差就等于水平线的目标值。依据测定的扭矩变换器滑差相对于恢复曲线的滞后，测定的扭矩变换器滑差仍可显著超过目标值，且目标值的过调的可能性仍存在，尤其是在立即恢复稳态控制并允许根据正常控制方法改变命令的扭矩变换器滑差的情况下。有益的是，在一定时段将命令的扭矩变换器滑差值维持在目标值，由此允许测定的扭矩变换器滑差值在受控曲线上减小，直到可恢复正常控制方法为止。在图2中描述了目标值的这种维持，其中恢复曲线操作时段被描述成不仅包括向下倾斜的恢复曲线的时段，还包括在测量的扭矩变换器滑差值等于目标值时的结束时段。一旦恢复曲线操作时段结束，恢复曲线就可结束，并可重新利用与稳态控制相关的方法来控制扭矩变换器滑差，而没有滑差减小为零的异常危险。其它用于结束恢复曲线操作时段的示例性方法包括监测达到在目标值的特定百分比内或在一段时间保持在目标值的特定百分比内的值的测定的扭矩变换器滑差。
图3图示了按照本公开内容可实现恢复曲线以控制扭矩变换器滑差的示例性过程。过程100包括用以控制扭矩变换器滑差的多个步骤和判定。过程100在步骤102开始。在步骤104，利用卡尔曼滤波器或其它本领域公知的类似方法分析所监测的TPS，以确定TPS的改变范围。在步骤106，将TPS的改变与TPS的校准临界改变进行比较，且如果TPS的改变大于临界值，则确定急加速节气门要求，且过程前进至步骤108。如果TPS的改变不大于临界值，则过程返回步骤104，继续监测TPS。在步骤108，将扭矩变换器离合器反馈控制压力设在等于刚好在检测到急加速节气门要求之前的值的当前值。这样做的目的是防止TCC反馈(闭环)控制系统响应TCC测定滑差的突然增加而增加TCC液压压力。应当注意的是，在该过程中的这个时间，已经检测到急加速节气门要求，且如图2所示，扭矩变换器滑差可能与NE和TE的迅速增加对应地快速地增加。步骤110监测所测定的扭矩变换器滑差，分析当前滑差与之前滑差测量结果的关系或分析滑差的变化率，以判断何时已达到最大扭矩变换器滑差值。在步骤110确定已经达到最大滑差值时，过程前进至指定最大滑差值的最上部的步骤112。在步骤114，基于所指定的最大滑差值、期望扭矩变换器滑差值(以上描述的目标值)、所选择的曲线形状和恢复时间或设定的过渡时间确定恢复曲线。在该示例性实施例中，设定的过渡时间可基于描述待完成的过渡的因素，例如包括变速器挡位和发动机扭矩。可通过查询表、基于变量的函数或通过建模获得该基于变量的设定的过渡时间。这种变量关系可通过建模或适于精确地预测动力系操作的其它技术实验性地、经验性地或预测性地生成，且许多设定的过渡时间或关系可用于不同条件或操作范围。在步骤116，根据本领域公知的方法启动扭矩变换器的反馈控制以调节离合器滑差。在步骤118，将测定的扭矩变换器滑差与用于确定完全恢复到期望扭矩变换器滑差的临界值进行比较。在该比较步骤指示滑差已经适当地恢复时，过程在步骤120结束。
图4图示了按照本公开内容可实现恢复曲线以控制扭矩变换器滑差的另一示例性过程。过程200被示为包括用以控制扭矩变换器滑差的多个步骤和判定。过程200包括与上述步骤102至步骤114基本上相同的步骤202至步骤214。过程200在步骤216不同，其中利用一阶滞后滤波器合并限定恢复曲线的项，由此使恢复曲线和所得到的扭矩变换器滑差的受控变化平滑。在步骤218，根据本领域公知的方法启动扭矩变换器的反馈控制以调节离合器滑差。在步骤220，过程结束。
本公开内容已经描述特定优选实施例及其改型。他人在阅读和理解本说明书后可想到其它改型和变型。因此，本公开内容旨在不受限于作为为了实施本公开内容而预期的最佳模式所公开的具体实施例，相反，本公开内容将包括落入所附权利要求的范围的所有实施例。

Claims (22)

1.一种用于在发动机扭矩命令迅速增加之后控制动力系中的扭矩变换器滑差的方法，所述动力系包括发动机、变速器和位于所述发动机与所述变速器之间的扭矩变换器，所述方法包括： 
在所述发动机扭矩命令迅速增加之后监测测定的扭矩变换器滑差； 
基于所述测定的扭矩变换器滑差确定因所述发动机扭矩命令迅速增加导致的最大测定的扭矩变换器滑差； 
确定要将所述扭矩变换器滑差减小到的目标值； 
确定将所述扭矩变换器滑差从所述最大测定的扭矩变换器滑差减小为所述目标值的恢复曲线； 
利用所述恢复曲线可控地减小所述扭矩变换器滑差，并且 
其中，确定所述恢复曲线命令通过所述曲线将滑差降低到命令的扭矩变换器滑差值，所述命令的扭矩变换器滑差值被选择为防止扭矩变换器滑差变为零， 
在所述发动机扭矩命令迅速增加之后，冻结对扭矩变换器离合器的基于滑差的反馈压力命令，直到利用所述恢复曲线为止。 
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机扭矩命令的迅速增加是急加速节气门要求。 
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定要将所述扭矩变换器滑差减小到的目标值包括： 
在所述发动机扭矩命令迅速增加之前监测期望的扭矩变换器滑差；以及 
将所述目标值设定为在所述发动机扭矩命令迅速增加之前所监测的最后的期望扭矩变换器滑差值。 
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 
监测节气门位置传感器； 
确定所述节气门位置传感器的变化率； 
将所述节气门位置传感器的变化率与临界变化率进行比较；以及 
基于所述节气门位置传感器的变化率超过所述临界变化率而指示所述发动机扭矩命令的迅速增加。 
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定恢复曲线以便可控地减小所述扭矩变换器滑差包括： 
利用数学表达式减小所述扭矩变换器滑差。 
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述数学表达式包括： 
利用命令的扭矩变换器滑差的线性减小将所述扭矩变换器滑差减小为所述目标值。 
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述数学表达式包括： 
利用命令的扭矩变换器滑差的指数衰减将所述扭矩变换器滑差减小为所述目标值。 
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述数学表达式包括： 
利用命令的扭矩变换器滑差的二次方程将所述扭矩变换器滑差减小为所述目标值。 
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用所述数学表达式包括： 
利用滤波器使所述确定的恢复曲线平滑。 
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用所述数学表达式包括： 
利用样条来形成所述确定的恢复曲线。 
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定用于减小所述扭矩变换器滑差的所述恢复曲线包括： 
基于设定的过渡时间限定所述恢复曲线，所述过渡时间开始于确定所述最大测定的扭矩变换器滑差值的时间并结束于所述恢复曲线达到所述目标值时。 
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 
监测发动机负载；以及 
监测变速器挡位；并且 
其中基于所述监测的发动机负载和所述监测的变速器挡位选择所述设定的过渡时间。 
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 
监测发动机负载；以及 
监测变速器挡位；并且 
其中以如下方式选择所述设定的过渡时间： 
基于所述监测的发动机负载和所述监测的变速器挡位确定临时设定的过渡时间； 
基于所述临时设定的过渡时间确定所得到的临时恢复曲线的倾斜度； 
将所述得到的倾斜度与最大倾斜度进行比较；以及 
如果所述得到的倾斜度大于所述最大倾斜度，则基于延长所述临时设定的过渡时间选择所述设定的过渡时间。 
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定用于减小所述扭矩变换器滑差的所述恢复曲线包括： 
基于每单位时间量度的期望滑差限定所述恢复曲线。 
15.一种用于控制动力系的扭矩变换器滑差的方法，所述动力系包括发动机、变速器和位于所述发动机与所述变速器之间的扭矩变换器，所述方法包括： 
监测节气门位置传感器； 
基于所述监测的节气门位置传感器检测急加速节气门要求； 
在检测到急加速节气门要求之后监测测定的扭矩变换器滑差； 
在所述急加速节气门要求之后暂时冻结对扭矩变换器离合器的压力命令； 
基于所述测定的扭矩变换器滑差确定由所述急加速节气门要求导致的最大测定的扭矩变换器滑差值； 
确定所述扭矩变换器滑差的目标值，所述目标值包括在所述急加速节气门要求之前测定的期望扭矩变换器滑差； 
确定用以将所述扭矩变换器滑差从所述最大测定的扭矩变换器滑差减小为所述目标值的恢复曲线； 
解冻对所述扭矩变换器离合器的压力命令；以及 
利用所述恢复曲线可控地减小所述扭矩变换器滑差，并且 
其中，确定所述恢复曲线通过所述曲线将滑差降低到一每单位时间的滑差变化率，所述每单位时间的滑差变化率被选择为防止扭矩变换器滑差过调至零滑差。 
16.一种用于在急加速节气门要求之后控制动力系中的扭矩变换器滑差的设备，所述动力系包括发动机、变速器和位于所述发动机与所述变速器之间的扭矩变换器，所述设备包括： 
所述扭矩变换器； 
控制扭矩变换器滑差的扭矩变换器离合器； 
用于对急加速节气门要求进行监测的传感器； 
控制器，用于： 
监测所述传感器； 
基于所述传感器监测指示所述急加速节气门要求； 
监测所测定的扭矩变换器滑差； 
基于所述测定的扭矩变换器滑差确定因所述急加速节气门要求导致的最大测定的扭矩变换器滑差； 
确定所述扭矩变换器滑差的目标值； 
确定用以将所述扭矩变换器滑差从所述最大测定的扭矩变换器滑差减小为所述目标值的恢复曲线；以及 
利用所述恢复曲线可控地减小所述扭矩变换器滑差，并且 
其中，所述扭矩变换器离合器控制所述扭矩变换器内的滑差减小，并且 
其中，确定所述恢复曲线通过所述曲线将滑差减小到防止所述扭矩变换器滑差变为零而选择的滑差值， 
所述控制器还： 
监测发动机负载； 
基于所述发动机负载确定前馈压力命令； 
监测期望扭矩变换器滑差； 
确定所测定的扭矩变换器滑差与所述期望扭矩变换器滑差之差； 
基于所述差确定反馈压力命令； 
在指示所述急加速节气门要求后，冻结所述反馈压力命令；并且 
基于所述前馈压力命令和所述冻结的反馈压力命令对所述扭矩变换器离合器发出命令，直到利用所述恢复曲线为止。 
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，对所述急加速节气门要求进行监测的所述传感器包括提供用以描述节气门要求的改变的数据的节气门位置传感器。 
18.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，对所述急加速节气门要求进行监测的所述传感器包括提供用以描述发动机扭矩的改变的数据的发动机扭矩传感器。 
19.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，对所述急加速节气门要求进行监测的所述传感器包括提供用以描述输入空气流量的改变的数据的空气质量流量传感器。 
20.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，对所述急加速节气门要求进行监测的所述传感器包括提供用以描述燃料喷射率的改变的数据的燃料流量传感器。 
21.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述控制器还监测所述急加速节气门要求之前的期望扭矩变换器滑差，且其中确定所述扭矩变换器滑差的所述目标值包括将所述目标值设定为在刚好在指示所述急加速节气门要求之前的时段监测的期望扭矩变换器滑差的平均值。 
22.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，利用所述恢复曲线可控地减小所述扭矩变换器滑差包括编程以对所述扭矩变换器离合器发出命令。 
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