CN102235487B - 快速的同步时跳跃换档控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及快速的同步时跳跃换档控制系统和方法。具体地，提供了一种控制系统，其包括换档阶段确定模块和离合器控制模块。换档阶段确定模块在请求了第二有动力降档时确定第一有动力降档的持续时间，其中有动力降档是指在压下加速器踏板时发生的变速器的降档。离合器控制模块完成第一有动力降档，并且在第一有动力降档结束前选择性开始控制第二有动力降档。

Description

快速的同步时跳跃换档控制系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年5月4日提交的美国临时专利申请61/331,090的权益。上述专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于对自动变速器进行换档的、改善了换档响应时间和感觉的控制系统和方法。

背景技术

本文所提供的背景技术说明是用于呈现本发明背景的目的。发明人的一部分工作在背景技术部分中被描述，这部分内容以及在提交申请时该描述中不另构成现有技术的方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。

自动变速器一般包括许多齿轮元件和扭矩建立装置（如离合器和制动器）。离合器和制动器可选择性地接合，以启用某些齿轮元件。齿轮元件被启用以在变速器输入轴与变速器输出轴之间建立期望的速比或传动比。

变速器输入轴经液力偶合器（如变矩器）连接到发动机。变速器输出轴连接到车轮。可以响应于节气门位置和车辆速度中的变化来执行从一个传动比至另一个传动比的换档。

从一个齿轮元件至另一个齿轮元件的换档可以是升档（即，换档至更高档位），也可以是降档（即，换档至更低档位）。换档可进一步定义为有动力换档（即，压下加速器踏板时发生的换档）或者无动力换档（即，释放加速器踏板时发生的换档）。有动力换档（升档和降档）相比无动力换档可能需要更精确的控制，这是因为车辆加速时发生的换档更会引起驾驶员的注意。

发明内容

一种控制系统，该控制系统包括换档阶段确定模块和离合器控制模块。换档阶段确定模块在请求第二有动力降档时确定第一有动力降档的持续时间。有动力降档是在压下加速器踏板时发生的变速器的降档。离合器控制模块完成第一有动力降档，并且在第一有动力降档结束之前选择性地开始对第二有动力降档的控制。

一种方法，该方法包括：在请求第二有动力降档时确定第一有动力降档的持续时间，从而完成第一有动力降档，并且在第一有动力降档结束之前选择性地开始对第二有动力降档的控制。

在本发明的其它特征中，通过由一个或多个处理器执行的计算机程序来实施上述系统和方法。计算机程序可以贮存于有形的（或实体的）计算机可读介质，例如但不限于：存储器、非易失性数据存储器、和/或其它合适的有形存储介质。

本发明还包括以下方案：

方案1. 一种控制系统，包括：

换档阶段确定模块，所述换档阶段确定模块在第二有动力降档被请求时确定第一有动力降档的持续时间；以及

离合器控制模块，所述离合器控制模块完成所述第一有动力降档，并且在所述第一有动力降档结束之前选择性地开始对所述第二有动力降档进行控制，其中，有动力降档是当压下加速器踏板时所发生的变速器的降档。

方案2. 如方案1所述的控制系统，其中，基于所述第一有动力降档的持续时间，所述离合器控制模块利用防止涡轮减速的第一待分离离合器控制压力在第一同步时刻或在第一同步时刻之前选择性地控制所述第一有动力降档的第一待分离离合器，其中，所述第一同步时刻是在测量的涡轮转速等于在所述第一有动力降档的命令传动比情况下的估计涡轮转速的时刻。

方案3. 如方案2所述的控制系统，其中，基于所述第一有动力降档的持续时间，所述离合器控制模块在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前选择性地完全释放所述第一待分离离合器。

方案4. 如方案3所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块在所述第一同步时刻之前开始释放所述第一有动力降档的第一保持离合器，从而将所述第一保持离合器转变成所述第二有动力降档的第二待分离离合器。

方案5. 如方案4所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块利用防止离合器滑移的最小压力在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前控制所述第一保持离合器。

方案6. 如方案4所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块在完全应用所述第二有动力降档的第二保持离合器之前开始释放所述第一保持离合器。

方案7. 如方案6所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块基于变速器输入扭矩和期望的换档时间中的至少一个来确定应用速率和时机，并且所述离合器控制模块利用所述应用速率和时机来应用所述第二保持离合器。

方案8. 如方案3所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块通过在开始释放所述第二待分离离合器之前阻止完全应用所述第一待接合离合器，将所述第一有动力降档的第一待接合离合器转变成所述第二有动力降档的第二待分离离合器。

方案9. 如方案8所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块利用防止离合器滑移的最小压力在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前控制所述第一待接合离合器。

方案10. 如方案3所述的控制系统，其中，基于所述第一有动力降档的持续时间，所述离合器控制模块在所述第一同步时刻之后并且在开始释放所述第二有动力降档的第二待分离离合器之后选择性地完全释放所述第一待分离离合器。

方案11. 一种方法，包括：

当第二有动力降档被请求时，确定第一有动力降档的持续时间； 

完成所述第一有动力降档；以及 

在所述第一有动力降档结束之前，选择性地开始对所述第二有动力降档进行控制，其中有动力降档是当压下加速器踏板时所发生的变速器的降档。

方案12. 如方案11所述的方法，还包括：基于所述第一有动力降档的持续时间，利用防止涡轮减速的第一待分离离合器控制压力在第一同步时刻或者在第一同步时刻之前选择性地控制所述第一有动力降档的第一待分离离合器，其中所述第一同步时刻是测量的涡轮转速等于在所述第一有动力降档的命令传动比情况下的估计涡轮转速时的时刻。

方案13. 如方案12所述的方法，还包括：基于所述第一有动力降档的持续时间，在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前选择性地完全释放所述第一待分离离合器。

方案14. 如方案13所述的方法，还包括：在所述第一同步时刻之前开始释放所述第一有动力降档的第一保持离合器，从而将所述第一保持离合器转变成所述第二有动力降档的第二待分离离合器。

方案15. 如方案14所述的方法，还包括：利用防止离合器滑移的最小压力在所述第一同步时刻或在所述第一同步时刻之前来控制所述第一保持离合器。

方案16. 如方案14所述的方法，还包括：在完全应用所述第二有动力降档的第二保持离合器之前，开始释放所述第一保持离合器。

方案17. 如方案16所述的方法，还包括：

基于变速器输入扭矩和期望的换档时间中的至少一个，确定应用速率和时机；以及

利用所述应用速率和时机来应用所述第二保持离合器。

方案18. 如方案13所述的方法，还包括：通过在开始释放所述第二待分离离合器之前阻止完全应用所述第一待接合离合器，将所述第一有动力降档的第一待接合离合器转变成所述第二有动力降档的第二待分离离合器。

方案19. 如方案18所述的方法，还包括：利用防止离合器滑移的最小压力在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前，控制所述第一待接合离合器。

方案20. 如方案13所述的方法，还包括：基于所述第一有动力降档的持续时间，在所述第一同步时刻之后并且在开始释放所述第二有动力降档的第二待分离离合器之后，选择性地完全释放所述第一待分离离合器。

通过下文中所提供的详细描述，本发明的其它应用范围将变得显而易见。应当理解的是，详细描述和具体实例仅以说明为目的，而不是意图限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图将更充分地理解本发明，其中：

图1是根据本发明原理的包括控制模块的车辆系统的功能框图。

图2是图1中所示变速器的局部示意图。

图3是图1的控制模块的功能框图。

图4示出了根据本发明原理的、用于对自动变速器进行换挡的方法。

图5和图6示出了根据现有技术的、在对自动变速器进行换挡时的控制信号和传感器信号。

图7至图10示出了根据本发明的、在对自动变速器进行换挡时的控制信号和传感器信号。

具体实施方式

以下的描述在性质上仅仅是示例性的，而不是以任何方式限制本发明、其应用或用途。为了清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记来指示相似的元件。本文中所使用的短语“A、B、和C中的至少一个”应理解成使用了非排他性逻辑“或”来表示的逻辑关系（A或B或C）。应当理解的是，在不改变本发明原理的前提下，方法中的各步骤可按不同的顺序执行。

本文中所使用的术语“模块”是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器（共享的、专用的、或者成组的）和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其它合适部件。

在典型的自动变速器中，当驾驶员踩下加速器踏板以加速车辆时可能触发降档。如果随后在降档期间驾驶员进一步踩压加速器踏板以增大加速时，则可命令进行第二降档。直到第一降档完成时，才可以执行该第二降档。结果，换档响应时间会增加，且换档感觉会变差。

当驾驶员明显地踩压加速器踏板以使车辆迅速地加速时，也可以执行连续降档。在这种情况下，可请求禁止性降档，从而使得可以执行连续降档以满足该请求。禁止性降档是涉及释放变速器中所有被应用的离合器的降档。禁止性降档会损坏变速器，因而被禁止。

例如，当驾驶员明显地踩压加速器踏板时，驾驶员的动作可被看作是请求“6至3”换档（即，从第六档换档到第三档）。在一些“离合器至离合器（clutch-to-clutch）”的变速器中，“6至3”换档可能需要释放两个被应用的离合器。因此，可通过两次换档（即“6至5”换档和“5至3”换档）来满足该请求。

现已开发出了当请求两次连续降档时执行经空档的跳跃换档的控制系统和方法（例如参见共同所有的美国专利申请12/692,043）。当变速器从第一传动比经空档状态“跳跃”到第二传动比时，发生经空档的跳跃换档。在经空档的跳跃换档中，中止第一换档，释放任何处于保持的离合器，将变速器置于空档状态，以及应用有关第二换档的期望传动比的离合器。

可以执行经空档的跳跃换档来满足对禁止性降档的请求。在这些情况下，经空档的跳跃换档并不要求中止第一换档，这是因为连续降档是在第一换档开始之前被请求的。因此，在满足用于禁止性降档的请求的经空档的跳跃换档中，任何处于保持的离合器都被释放，从而将变速器置于空档状态中，并且应用期望传动比所用的离合器。

请求加速时执行经空档的跳跃换档可能会使换档感觉变差。例如，扭矩孔（torque hole）可造成当加速被请求时驾驶员会感到车辆正在减慢速度。扭矩孔可以导致头部轻摇和违反直觉的感觉。

根据本发明的用于对自动变速器进行换档的控制系统和方法在第一降档结束之前开始第二降档。在第一降档的涡轮转速达到同步时或者在此之前开始第二降档。在这方面，第二降档是同步时跳跃（skip-at-sync）降档。当变速器在第一降档的同步时刻从第一降档“跳跃”至第二降档时，发生同步时跳跃降档。当测量的涡轮转速等于在所命令的传动比时的估计涡轮转速时，发生所述同步。

现在参照图1，图中示出了根据本发明的示例性车辆系统10。车辆系统10包括由控制模块14控制的动力系12。控制模块14从驾驶员接口装置（例如，档位选择器16和加速器踏板18）以及下述的感测车辆系统10运行状况的传感器来接收输入信息。动力系12包括：发动机20、变矩器22、变速器24、传动系26、以及一个或多个从动轮28。发动机20产生驱动扭矩，该驱动扭矩经变矩器22被传递给变速器24。变速器24以各种传动比将驱动扭矩传递给传动系26从而驱动轮28。

发动机20包括进气系统30；进气系统30包括节气门32、一个或多个气缸34、排气系统36、和曲轴38。空气经进气系统30被吸入气缸34并与燃料混合，所得到的空气/燃料（A/F）混合物在气缸34中燃烧。A/F混合物的燃烧则驱动活塞（未图示），活塞驱动曲轴38旋转，由此产生驱动扭矩。曲轴38耦接到变矩器22，并驱动变矩器22旋转。燃烧期间产生的废气经排气系统36被排放。

变矩器22包括泵40、涡轮42、和定子（未图示）。泵40传动地耦接到曲轴38。涡轮42与泵40流体耦接，并驱动变速器24旋转。定子设置在泵40和涡轮42之间，定子可用于改变经变矩器22所传递的扭矩。

变速器24包括输入轴50、输出轴52、齿轮系54、摩擦元件56、和液压控制系统58。输入轴50将涡轮42与齿轮系54传动地耦接起来。输出轴则传动地与齿轮系54及传动系26耦接。齿轮系54以一个或多个传动比将来自输入轴50的扭矩传递给输出轴52。

现在参照图2，齿轮系54的一个实例包括三个互连的行星齿轮组60、62、64。行星齿轮组60、62、64包括：相应的太阳齿轮70、72、74，齿轮架80、82、84，行星齿轮90、92、94，以及齿圈100、102、104。摩擦元件56包括离合器200、202、204、206、208，这些离合器可选择性地接合，以建立变速器24的期望传动比。为简单起见，在下面及在附图中，摩擦元件56将被称为离合器56。

在该实例中，输入轴50持续驱动齿轮组60的太阳齿轮70。输入轴50经由离合器200来选择性地驱动齿轮组62、64的太阳齿轮72、74，并且经由离合器202来选择性地驱动齿轮组62的齿轮架82。分别经由离合器204、206和208来选择性地将齿圈100、102、104地接固定。选择性地接合离合器56，从而提供了6个前进传动比（1、2、3、4、5、6）、倒档传动比（R）、和空档模式（N）。下表总结了用于各传动比和空档模式的离合器56的接合状态。

	200	202	204	206	208
						1	X				X
2	X			X
						3	X		X
4	X	X
						5		X	X
6		X		X
						R			X		X
N					X

在上表中，“X”表示使该列中的离合器被接合以用于该行中的传动比。通过使一个或多个接合的离合器分离（这些离合器被称作待分离（off-going）离合器），同时使一个或多个分离的离合器接合（这些离合器被称作待接合（on-coming）离合器），从而实现从一个传动比到另一个传动比的换档。例如，通过将离合器206分离同时将离合器208接合，可使变速器24从第六档降档至第五档。在此实例中，离合器206是待分离离合器，离合器208是待接合离合器。

再次参照图1，液压控制系统58控制变速器24的各个部件（包括齿轮系54）。为了对本发明进行说明，液压控制系统58控制离合器56的操作，并且包括液压源106和液压回路108。液压源106以第一压力将液压流体供应至液压回路108。供应至液压回路108的第一压力可称之为管路压力。

液压回路108基于从控制模块14中接收到的压力命令选择性地以第二压力将液压流体供应至离合器56。第二压力可称之为离合器控制压力。尽管未图示，但液压回路108可包括机电致动器（如螺线管）、以及液压元件（如提升阀和单向阀），用于控制离合器控制压力。液压回路108通过选择性地将流体提供至离合器56的应用腔或者从离合器56的应用腔中排放出流体来控制离合器控制压力。

控制模块14基于从档位选择器16和加速器踏板18接收到的驾驶员输入来控制发动机20和变速器24的运行。驾驶员利用档位选择器16来传达变速器24的期望的档位或传动比。驾驶员利用加速器踏板18来传达期望的加速。控制模块14还基于从感测车辆系统10的一种或多种运行状况的各种传感器所接收到的车辆输入来控制操作。

控制模块14包括换挡控制模块110，换档控制模块110在有动力降档（即，当压下加速器踏板18时发生的降档）期间控制用于待分离和待接合离合器的离合器控制压力。换档控制模块110通过把指示了期望的离合器控制压力的时控信号输出给液压回路108来控制离合器控制压力。如下面更详细的描述，换档控制模块110基于运行状况来控制离合器控制压力。运行状况可包括涡轮转速、经补偿的输入扭矩、变速器温度、环境压力、档位滑移、和车辆速度。

涡轮转速是涡轮42的旋转速度。可用各种方法确定涡轮转速。作为一个实例，可基于输入轴50的旋转速度来确定涡轮转速。变速器输入轴转速（TISS）传感器112可测量输入轴50的旋转速度。

经补偿的输入扭矩是传递给输入轴50的对实际输入扭矩的估计值。经补偿的输入扭矩考虑了与发动机20和变矩器22相关联的惯性效应、以及通过变矩器22的扭矩放大。因此，经补偿的输入扭矩可以基于估计的发动机输出扭矩、发动机转速、和变矩器放大比。可基于曲轴38的旋转速度来确定发动机转速。曲轴转速传感器114可感测曲轴38的旋转速度。

变速器温度是对离合器应用腔内的流体温度的估计值。可用各种方法确定变速器温度。作为一个例子，可基于由液压源106所供应的流体的温度来确定变速器温度。变速器流体温度传感器116可感测该流体的温度。

环境空气压力是环境空气的绝对压力。可利用感测环境压力的传感器直接测量环境压力。可替代地，可基于一个或多个测量的发动机运行状况（包括质量空气流量（MAF）、歧管空气压力（MAP）、和节气门位置）来估计环境压力。可利用位于进气系统30中的一个或多个传感器来感测MAF、MAP和节气门位置。为了说明本发明，仅图示了测量节气门32位置的节气门位置传感器118。

档位滑移是估计的输出轴转速与测量的输出轴转速之间的差。档位滑移也可以是在所命令的传动比下的估计的涡轮转速与测量的涡轮转速之间的差。如果测量的涡轮转速大于估计的涡轮转速，则发生正档位滑移。通过将输出轴52的旋转速度乘以所命令的传动比，可计算出在所命令的传动比下的估计的涡轮转速。变速器输出轴转速（TOSS）传感器120可测定输出轴52的旋转速度。

车辆速度是车辆系统10的线速度。可基于车轮28的旋转速度来确定车辆速度。车轮转速传感器122可测定车轮28的旋转速度。

换档控制模块110还基于选择器位置传感器124和踏板位置传感器126来控制离合器控制压力。选择器位置传感器124感测档位选择器16的位置。踏板位置传感器126感测加速器踏板18的位置。换档控制模块110还可基于从传感器112、114、116、118、120、122、124和126中接收到的输入来控制发动机输出扭矩。

当踏板位置传感器126指示驾驶员已踩下加速器踏板18时，换档控制模块110可执行有动力降档。当驾驶员开始踩下加速器踏板18时，换档控制模块110可开始第一有动力降档；并且当驾驶员进一步踩下加速器踏板18时，换档控制模块110可开始第二有动力降档。当这种情况发生时，换档控制模块110在第一有动力降档结束之前开始第二有动力降档。

换档控制模块110在第一有动力降档的同步之时或者在此之前开始第二有动力降档。第一有动力降档的同步发生在测量的涡轮转速等于在第一有动力降档的命令传动比的情况下的估计的涡轮转速时。以这种方式，换档控制模块110执行同步时跳跃降档。

现在参照图3，换档控制模块110包括：换档类型确定模块300、换档阶段确定模块302、离合器控制模块304、和发动机扭矩控制模块306。换档类型确定模块300与传感器118、122进行通信，并且基于节气门位置和车辆速度确定换档类型。换档类型确定模块300包含使节气门位置和车辆速度与传动比联系起来的换档调度计划308。

传动比是变速器输入轴转速相对于变速器输出轴转速的比率。可基于当前节气门位置、当前车辆速度、和换档调度计划308来确定期望的传动比。当命令的（即，期望的）传动比不同于已获得的（即，当前的）传动比时，命令进行换档。可以基于已获得的传动比、命令的传动比、节气门位置、和车辆速度来确定换档类型。

例如，当命令的传动比大于已获得的传动比时，可执行降档。降档可以是有动力降档，或者是无动力降档。当踩压加速器踏板18并且打开节气门32使车辆加速时，可发生有动力降档。当释放加速器踏板18并且车辆正在惯性滑行和减速时，可发生无动力降档。例如，如果从40英里/小时（MPH）惯性滑行并减速至35英里/小时，则可以导致从第六档至第五档（即，“6至5”换档）的无动力降档（即，关闭了节气门的降档）。

当命令的传动比小于已获得的传动比时，可执行升档。升档可以是有动力升档，或者是无动力升档。当已踩压加速器踏板18且已打开节气门32，并且在踩压加速器踏板18后车辆速度已增加时，可发生有动力升档。当车辆速度已经增加后加速器踏板18被释放时，可发生无动力升档。

换档阶段确定模块302包括计时器310，计时器310在换档开始时被启用。换档阶段确定模块302基于由计时器310测量的换档持续时间和/或由TISS传感器112检测的涡轮转速来确定换档的阶段。

离合器控制模块304可以包括与不同换档类型相对应的许多离合器转换模块。例如，离合器控制模块304可以包括无动力升档模块312、有动力升档模块314、无动力降档模块316、和有动力降档模块318。离合器控制模块304基于由换档类型确定模块300所确定的换档类型来选择离合器转换模块。所选的离合器转换模块控制变速器24以执行换档。所选的离合器转换模块执行换档的方式取决于从换档阶段确定模块302中接收的换档阶段，如以下更详细的描述。

在执行第一有动力降档期间，当换档类型确定模块300指示第二有动力降档被请求时，离合器控制模块304执行同步时跳跃降档。当换档请求需要释放并应用两个离合器时，离合器控制模块304也执行同步时跳跃降档。参照图4，离合器控制模块304可按照下述的同步时跳跃控制方法来执行同步时跳跃降档。此外，参照图7至图10，离合器控制模块304可通过产生如下所述的离合器控制信号来执行同步时跳跃降档。

发动机扭矩控制模块306与换档阶段确定模块302和离合器控制模块304进行通信。在同步时跳跃降档期间，发动机扭矩控制模块306控制发动机20的输出扭矩。参照图10，发动机扭矩控制模块306通过产生如下所述的发动机控制信号来控制发动机20的输出扭矩。

现在参照图4，图中示出了根据本发明原理的同步时跳跃控制方法。在402，该方法确定在第一换档期间是否请求了第二换档。所述方法可基于已获得的传动比、命令的传动比、节气门位置、车辆速度、和换档调度计划来作出该确定。如果402的结果为否，则所述方法在404处继续；否则，所述方法在406处继续。

在404，所述方法确定是否请求了禁止性换档。参照图2，所述方法可基于换档类型（例如，6至3）和上述表格来确定禁止性换档是否被请求。如果404为否，则所述方法返回至402。否则，当禁止性换档被请求时，所述方法可确定第一换档和第二换档被请求，并且所述方法可在410处继续，或者在406处继续。

在406，所述方法在第二换档被请求的时刻确定第一换档的阶段。所述方法可基于测量的第一换档的持续时间来确定第一换档的阶段，该持续时间可以通过在第一换档开始时启用的计时器来提供。如果执行第一换档和第二换档以满足禁止性换档请求，则测量的持续时间为零，这是因为第一换档和第二换档是在相同时刻被请求的（即，在禁止性换档被请求时）。在408，所述方法确定第一换档阶段是否较迟。当测量的持续时间大于预定时间时，所述方法可确定第一换档阶段较迟。如果408的结果为否，则所述方法在410继续；否则，所述方法在412继续。

在412，在第一同步时刻之后，所述方法完全释放第一待分离离合器（即，与第一换档相关联的待分离离合器）。第一同步时刻是当测得的涡轮转速等于在第一换档的命令传动比的情况下的估计涡轮转速时的时刻。在第一同步时刻后完全释放第一待分离离合器，可防止第一换档与第二换档之间在车辆加速度中的不期望增加，从而改善换档感觉。

在410，所述方法控制第一待分离离合器来防止涡轮减速。所述方法可通过将用于第一待分离离合器的控制压力限制在预定压力来防止涡轮减速。在414，所述方法在第一同步时刻或者在此之前完全释放第一待分离离合器。这导致测量的涡轮转速经过第一同步时刻后增加，从而使换档时间（包括第一换档与第二换档之间的时间）最小化。

在416，在第一同步时刻或者之前，所述方法开始应用第二待接合离合器（即，与第二换档相关联的待接合离合器）。所述方法通过增加用于第二待接合离合器的控制压力来应用第二待接合离合器。

在418，所述方法确定第二换档是否需要释放第一保持离合器（即，与第一换档相关联的保持离合器）。所述方法可利用换档类型和上述表格来确定第二换档是否需要释放第一保持离合器。如果418的结果为否，则所述方法在420继续；否则，所述方法在422继续。

在422，在第一同步时刻之前，所述方法在开始释放第一保持离合器。所述方法通过减小用于第一保持离合器的控制压力来开始释放第一保持离合器。在第一同步时刻之前释放第一保持离合器，可使换档时间最小化。

在424，该方法在第一同步时刻利用防止离合器滑移的预定压力来阶段性控制（stages）第一保持离合器。预定的压力可以是防止滑移的最小压力，或者略高于防止滑移的最小压力。以此方式来阶段性控制第一保持离合器可防止在同一时间释放两个离合器，并且减小了在第一同步时刻后完全释放第一保持离合器所需的时间，从而使换档时间最小化。

在426，所述方法渐增地应用第一待接合离合器，以优化换档感觉（即，与第一换档相关联的待接合离合器）。可基于期望的换档时间和变速器输入扭矩来确定应用增量的时机和速率。如果418的结果为“是”，则当第一换档结束并且第二换档开始时，第一待接合离合器变成了第二保持离合器（即，与第二换档相关联的保持离合器）。这时，所述方法以同样方式应用第二保持离合器。

在420，所述方法阻止完全应用第一待接合离合器。如果418为否，则当第一换档结束并且第二换档开始时，第一待接合离合器变成了第二待分离离合器（即，与第二换档相关联的待分离离合器）。阻止完全应用第一待接合离合器减少了在第一同步时刻后完全释放第一待接合离合器所需的时间，从而使换档时间最小化。

在428，所述方法利用防止离合器滑移的预定压力来阶段性控制第一待接合离合器。预定压力可以是防止离合器滑移的最小压力，或者略高于防止离合器滑移的最小压力。以这种方式阶段性控制第一待接合离合器可减少在第一同步时刻之后完全释放第一待接合离合器所需的时间，从而使换档时间最小化。

在430，所述方法完全释放第二待分离离合器并且完全应用第二待接合离合器。当完全释放第二待分离离合器并且完全应用第二待接合离合器时，第二换档结束。此时，所述方法可以结束，或者所述方法可以返回至402。

现在参照图5，图中示出了与两次连续有动力降档相关联的常规离合器控制和传感器信号。为了说明本发明，x-轴代表时间，离合器控制信号代表所命令的离合器控制压力。离合器控制信号500、502分别控制与第一（6至4）换档相关联的待分离离合器和待接合离合器。离合器控制信号504、506分别控制与第二（4至3）换档相关联的待分离离合器和待接合离合器。

传感器信号508指示了估计的涡轮转速、或者乘以了被命令的传动比所得的变速器输出轴转速。传感器信号510指示了测量的涡轮转速。传感器信号512指示了车辆加速度、或者对时间积分所得的车辆速度。

在514之前，加速器踏板位置信号（未图示）指示了第一换档被请求。在514，当测量的涡轮转速开始增加时，第一换档开始。在516，第二换档被请求。在518，当测量的涡轮转速增加到等于在第一换档的命令传动比时所估计的涡轮转速时，第一换档在第一同步时刻（即，第一换档同步的时间）结束。在516与520之间，增加待分离离合器的控制压力，以防止换档突变（shift flare）。换档突变发生在同步后测量的涡轮转速过度超出估计的涡轮转速时。

在第一同步时刻后以及在520之后，完全释放第一待分离离合器并且完全应用第一待接合离合器。在第一待接合离合器被完全应用后并且在522之前，开始释放第二待分离离合器，并且开始应用第二待接合离合器。

在522，当测量的涡轮转速开始增加时，第二换档开始。因此，在第一换档与第二换档之间存在延迟，从而增加了用于所述两次换档所需的时间。此外，在此延迟期间车辆加速度增大，导致驾驶员觉察成两次明显不同的换档。在524，第二换档在测量的涡轮转速增加到在第二换档的命令传动比情况下的估计涡轮转速时结束。

现在参照图6，图中示出了用于经空档的跳跃换档的离合器控制信号和传感器信号。离合器控制信号600、602控制与第一（6至3）换档相关联的两个待分离离合器。离合器控制信号604控制与第一换档相关联的两个待接合离合器。在第一换档期间，发动机控制信号606控制发动机输出扭矩。

如上述表中所示并参照图2，离合器至离合器的自动变速器的6至3换档会需要释放两个离合器（202、206）并且应用两个离合器（200、204）。因此，6至3换档通常伴有2个连续的降档，如图5中所示。经空档的跳跃换档使得在离合器至离合器的自动变速器的单一换档中能够释放和应用两个离合器。然而，经空档的跳跃换档可导致扭矩孔或者不期望的空档换档感觉。

传感器信号608指示了估计的涡轮转速、或者乘以了被命令的传动比所得的变速器输出轴转速。传感器信号610指示了测量的涡轮转速。传感器信号612指示了车辆加速度、或者对时间积分获得的车辆速度。

在616，第一换档被请求。在618，当测量的涡轮转速开始增加时，第一换档开始。在616与618之间，减小发动机输出扭矩，以改善换档感觉。在618与620之间，开始应用两个待接合离合器。在620与622之间，车辆的加速度减小，导致驾驶员觉察到扭矩孔。在622，第一换档被同步，并且车辆加速度开始增大。

现在参照图7，图中示出了用于根据本发明原理的同步时跳跃换档的离合器控制信号和传感器信号。离合器控制信号700控制第一（6至4）换档的第一待分离离合器。离合器控制信号702控制第一换档的第一待接合离合器，该离合器转变成第二（4至3）换档的第二保持离合器。离合器控制信号704控制第一换档的第一保持离合器，该离合器转变成第二换档的第二待分离离合器。离合器控制信号706控制第二换档的第二待接合离合器。

传感器信号708指示了估计的涡轮转速、或者乘以了被命令的传动比所得的变速器输出轴转速。传感器信号710指示了测量的涡轮转速。传感器信号712指示了车辆加速度、或者对时间积分所得的车辆速度。

在714，当测量的涡轮转速开始增加时，第一换档开始。在716，请求进行第二换档。在716与718之间，该控制压力被限制以防止涡轮减速，而不是增加第一待分离离合器的控制压力以防止换档突变。在718，当测量的涡轮转速等于在第一换档的命令传动比情况下估计的涡轮转速时，第一换档在第一同步时刻结束。

还是在718，当测量的涡轮转速经过第一同步时刻继续增加时，第二换档开始。因此，在这两次换档之间存在零延迟。此外，在718，将第一保持离合器的控制压力逐步实现成防止离合器滑移的最小压力，或者逐步实现成刚好高于防止离合器滑移的最小压力。

在720和722，调整第二保持离合器的控制压力，以逐渐应用第二保持离合器，并且获得最佳换档感觉。可利用基于期望的换档时间和变速器输入扭矩的定时和速率来应用第二保持离合器。在724，当测量的涡轮转速增加到在第二换档的命令传动比的情况下的估计的涡轮转速时，发生第二同步时刻。在726，按上述方式调整第二保持离合器的控制压力。

在第一换档结束于第一同步时刻之前减小第一保持离合器使得在第一换档结束前就开始了对第二换档的控制。在第一换档结束前开始对第二换档的控制，并且控制第一待分离离合器以防止涡轮减速，使得在第一换档与第二换档之间为零延迟。此外，在第一换档和第二换档期间车辆加速度稳定增加，从而导致驾驶员将这两次换档觉察成没有扭矩孔的一次换档。

与图5中所示的两个连续降档相比，在第一换档与第二换档之间为零延迟，并且在两次换档之间车辆加速度稳定增加而不是暂时增加。与图6中所示的经空档的跳跃换档相比，在进行换档期间车辆加速度稳定增加而不是暂时减小。消除换档之间延迟导致了驾驶员把两次换档觉察为一次换档，并且避免车辆加速的暂时减小则防止了驾驶员觉察到扭矩孔。

现在参照图8，图中示出了用于根据本发明原理的同步时跳跃换档的离合器控制信号和传感器信号。在图5和图7中，在第一换档仍然进行时请求第二换档。在图6和图8中，在换档之前驾驶员很大程度地踩压加速器踏板，这被看作是请求了禁止性（6至3）换档。虽然图6的离合器控制信号利用经空档的跳跃换档满足了该请求，但图8的离合器控制信号则利用了同步时跳跃换档来满足该请求。

离合器控制信号800控制第一（6至5）换档的第一待分离离合器。离合器控制信号802控制第一换档的第一待接合离合器，该离合器转变成第二（5至3）换档的第二保持离合器。离合器控制信号804控制第一换档的第一保持离合器，该离合器转变成第二换档的第二待分离离合器。离合器控制信号806控制第二换档的第二待接合离合器。

传感器信号808指示了估计的涡轮转速、或者乘以被命令的传动比所得的变速器输出轴转速。传感器信号810指示了测量的涡轮转速。传感器信号812指示了车辆加速度、或者对时间积分所得的车辆速度。

在814之前，第一换档和第二换档被请求。当这种情况发生时，完全释放第一待分离离合器从而使换档时间最小化。在814，当测量的涡轮转速开始增加时，第一换档开始。在816，当测量的涡轮转速等于在第一换档的命令传动比情况下的估计涡轮转速时，第一换档在第一同步时刻结束。

还是在814，当测量的涡轮转速在第一同步时刻后继续增加时，第二换档开始，从而导致两次换档之间的零延迟。在816，当测量的涡轮转速达到在第二换档的命令传动比情况下的估计涡轮转速时，发生第二同步时刻。在814与816之间，利用急剧的上升速率来增加第二保持离合器的控制压力。可利用急剧的上升速率来应用第二保持离合器，从而改善换档感觉。利用急剧的上升速率来应用第二保持离合器，可通过简化换档控制以及由此减小换档可变性来改善换档感觉。一旦应用第二保持离合器，则可仅通过释放第二待分离离合器来来控制涡轮转速。

现在参照图9，图中示出了用于根据本发明原理的同步时跳跃换档的离合器控制信号和传感器信号。可基于变速器设计和换档类型，将第一保持离合器或者第一待接合离合器转变成第二待分离离合器。在图8中，第一保持离合器转变成第二待分离离合器。在图9中，第一待接合离合器转变成第二待分离离合器。

离合器控制信号900控制第一（6至5）换档的第一待分离离合器。离合器控制信号902控制第一换档的第一待接合离合器，该离合器转变成第二（5至4）换档的第二待分离离合器。离合器控制信号904控制第二换档的第二待分离离合器。根据上述图2中的描述，可利用恒定的离合器控制信号（未图示）将一个保持离合器（202）应用于两次换档。

传感器信号906指示了估计的涡轮转速、或者乘以被命令的传动比所得的变速器输出轴转速。传感器信号908指示了测量的涡轮转速。传感器信号910指示了车辆加速度、或者对时间积分所得的车辆速度。

在912，请求第一换档。在914，请求第二换档。在916和918之间，对第一待分离离合器进行控制，以防止涡轮减速。在918，当测量的涡轮转速等于在第一换档的命令传动比情况下的测量涡轮转速时，第一换档结束于第一同步时刻。

还是在918，将第一待接合离合器控制在防止离合器滑移的最小压力，或者控制成刚好高于防止离合器滑移的最小压力。此外，在918，完全释放第一待分离离合器并且开始应用第二待接合离合器。在920，当测量的涡轮转速增加到在第二换档的命令传动比情况下的测量涡轮转速时，第二换档结束。

现在参照图10，图中示出了用于根据本发明原理的同步时跳跃换档的离合器控制信号和传感器信号。如图7中所示，当第一换档仍然进行时，请求了第二换档。然而，图10示出了响应于迟的踩踏所执行的同步时跳跃换档。迟的踩踏是指这样的情形，即：当第一降档几乎完成时驾驶员进一步踩下加速器踏板，并且驾驶员的进一步踩下被看作是对第二降档的请求。

离合器控制信号1000控制第一（6至4）换档的第一待分离离合器。离合器控制信号1002控制第一换档的第一待接合离合器，该离合器转变成第二（4至3）换档的第二保持离合器。离合器控制信号1004控制第一换档的第一保持离合器，该离合器转变成第二换档的第二待分离离合器。离合器控制信号1006控制第二换档的第二待接合离合器。在两次换档期间，发动机控制信号1008控制发动机输出扭矩。

传感器信号1010指示了估计的涡轮转速、或者乘以了被命令的传动比所得的变速器输出轴转速。传感器信号1012指示了测量的涡轮转速。传感器信号1014指示了车辆加速度、或者对时间积分所得的车辆速度。

在1016和1018，分别请求第一换档和第二换档。在1018，请求第二换档。在1020，当测量的涡轮转速等于在第一换档的命令传动比的情况下的估计涡轮转速时，发生第一同步时刻。在1022，当测量的涡轮转速等于在第二换档的命令传动比情况下的估计涡轮转速时，发生第二同步时刻。

在第一同步时刻和第二同步时刻，可减小发动机输出扭矩，以获得期望的或最佳的换档感觉。结果，在第一换档和第二换档期间，车辆加速度稳定地增加。在其它情况下，可利用这种发动机扭矩减小来改善换档感觉（即，这种发动机扭矩减小的应用并不限于迟的踩踏）。

对于在1020后的很短的一段时间而言，测量的涡轮转速仍然保持相对恒定。这表示在第一换档和第二换档之间存在最小延迟。该最小延迟是由于迟的踩踏所造成，并且小于在图5中所示的两次连续常规换档之间的延迟。例如，该最小延迟可以在0和200毫秒之间。

与图7相比，在第一同步时刻后，逐渐并且完全地释放第一待分开离合器。这防止了在第一换档的命令的传动比被接合的情况下在第一换档和第二换档之间的最小延迟期间车辆加速度的增加。结果，驾驶员会将第一换档和第二换档觉察为是单一换档，从而优化了换档感觉。

本公开的广泛教示可以多种形式而实施。因此，虽然本发明包括具体实例，但是本发明的真实范围不应受如此限制，这是因为在本领域技术人员研究了附图、说明书和所附权利要求之后，其它修改对于他们而言将变得显而易见。

Claims (20)

1.一种控制系统，包括：

换档阶段确定模块，所述换档阶段确定模块在第二有动力降档被请求时确定第一有动力降档的持续时间；以及

离合器控制模块，所述离合器控制模块完成所述第一有动力降档，并且在所述第一有动力降档结束之前选择性地开始对所述第二有动力降档进行控制，其中，有动力降档是当压下加速器踏板时所发生的变速器的降档。

2.如权利要求1所述的控制系统，其中，基于所述第一有动力降档的持续时间，所述离合器控制模块利用防止涡轮减速的第一待分离离合器控制压力在第一同步时刻或在第一同步时刻之前选择性地控制所述第一有动力降档的第一待分离离合器，其中，所述第一同步时刻是在测量的涡轮转速等于在所述第一有动力降档的命令传动比情况下的估计涡轮转速的时刻。

3.如权利要求2所述的控制系统，其中，基于所述第一有动力降档的持续时间，所述离合器控制模块在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前选择性地完全释放所述第一待分离离合器。

4.如权利要求3所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块在所述第一同步时刻之前开始释放所述第一有动力降档的第一保持离合器，从而将所述第一保持离合器转变成所述第二有动力降档的第二待分离离合器。

5.如权利要求4所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块利用防止离合器滑移的最小压力在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前控制所述第一保持离合器。

6.如权利要求4所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块在完全应用所述第二有动力降档的第二保持离合器之前开始释放所述第一保持离合器。

7.如权利要求6所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块基于变速器输入扭矩和期望的换档时间中的至少一个来确定应用速率和时机，并且所述离合器控制模块利用所述应用速率和时机来应用所述第二保持离合器。

8.如权利要求3所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块通过在开始释放第二待分离离合器之前阻止完全应用第一待接合离合器，将所述第一有动力降档的第一待接合离合器转变成所述第二有动力降档的第二待分离离合器。

9.如权利要求8所述的控制系统，其中，所述离合器控制模块利用防止离合器滑移的最小压力在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前控制所述第一待接合离合器。

10.如权利要求3所述的控制系统，其中，基于所述第一有动力降档的持续时间，所述离合器控制模块在所述第一同步时刻之后并且在开始释放所述第二有动力降档的第二待分离离合器之后选择性地完全释放所述第一待分离离合器。

11.一种用于对自动变速器进行换档的控制方法，包括：

当第二有动力降档被请求时，确定第一有动力降档的持续时间； 

完成所述第一有动力降档；以及 

在所述第一有动力降档结束之前，选择性地开始对所述第二有动力降档进行控制，其中有动力降档是当压下加速器踏板时所发生的变速器的降档。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：基于所述第一有动力降档的持续时间，利用防止涡轮减速的第一待分离离合器控制压力在第一同步时刻或者在第一同步时刻之前选择性地控制所述第一有动力降档的第一待分离离合器，其中所述第一同步时刻是测量的涡轮转速等于在所述第一有动力降档的命令传动比情况下的估计涡轮转速时的时刻。

13.如权利要求12所述的方法，还包括：基于所述第一有动力降档的持续时间，在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前选择性地完全释放所述第一待分离离合器。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：在所述第一同步时刻之前开始释放所述第一有动力降档的第一保持离合器，从而将所述第一保持离合器转变成所述第二有动力降档的第二待分离离合器。

15.如权利要求14所述的方法，还包括：利用防止离合器滑移的最小压力在所述第一同步时刻或在所述第一同步时刻之前来控制所述第一保持离合器。

16.如权利要求14所述的方法，还包括：在完全应用所述第二有动力降档的第二保持离合器之前，开始释放所述第一保持离合器。

17.如权利要求16所述的方法，还包括：

基于变速器输入扭矩和期望的换档时间中的至少一个，确定应用速率和时机；以及

利用所述应用速率和时机来应用所述第二保持离合器。

18.如权利要求13所述的方法，还包括：通过在开始释放第二待分离离合器之前阻止完全应用第一待接合离合器，将所述第一有动力降档的第一待接合离合器转变成所述第二有动力降档的第二待分离离合器。

19.如权利要求18所述的方法，还包括：利用防止离合器滑移的最小压力在所述第一同步时刻或者在所述第一同步时刻之前，控制所述第一待接合离合器。

20.如权利要求13所述的方法，还包括：基于所述第一有动力降档的持续时间，在所述第一同步时刻之后并且在开始释放所述第二有动力降档的第二待分离离合器之后，选择性地完全释放所述第一待分离离合器。