CN103089989B - 用于避免动力传动系波动的换挡控制 - Google Patents

Abstract

用于控制自动变速器换挡的方法，包括如果目标挡位的预计的车辆加速度小于目标挡位的参考车辆加速，则防止车辆在上坡加速时升挡；使上坡车辆加速；如果目标挡位的预计车辆加速度大于参考车辆加速，则产生升挡。

Description

用于避免动力传动系波动的换挡控制

技术领域

本发明总体上涉及一种动力传动系控制系统算法，该算法提高重负载车辆的换挡点发动机速率，以避免动力传动系波动，但允许升挡。

背景技术

在机动车辆的自动变速器的操作期间，会发生一种循环，在此循环期间变速器自动升挡，车辆速度减慢，变速器自动降挡，引起车辆速度加快。这种循环通常被称为动力传动系波动（powertrainhunting）。

如果升挡将妨碍车辆在升高的挡位加速，则用于避免传动系波动（preventpowertrainhunting，PPH）的控制方案将阻止变速器升至更高挡位。如果在车辆重负载或爬坡的情况下变速器升挡，则车辆速度将下降并且迅速导致降挡。

可以通过阻止升挡并且将变速器保持在较低挡位避免动力传动系波动。当该方案应用于高速货车的动力传动系时，由于用于在持续的高发动机速度下充分冷却动力传动系的发动机冷却扇失效，可能使发动机过热。

重负荷货车可以在上坡时行驶数英里，在发动机高速运行的情况下保持较低挡位。这种高速运转引起动力传动系过热。

发明内容

用于控制自动变速器换挡的方法包括：如果目标挡位的预计车辆加速度小于目标挡位的参考车辆加速度，则防止车辆在上坡加速时升挡；使上坡车辆加速；以及如果目标挡位的预计车辆加速度大于参考车辆加速度，则产生升挡。

如果基于目标挡位的预计车辆加速度通过允许或不允许升挡发生向目标挡位的升挡，则控制防止上坡时的车速损失。

从以下具体实施方式、权利要求和附图中，优选实施例的应用范围将显而易见。应当理解，尽管指出本发明的优选实施例，但描述和具体示例仅以例证的方式给出。对于本领域的技术人员来说，对所描述的实施例和示例的各种变化和更改将是显而易见的。

附图说明

通过参考以下描述，结合附图，将更易于理解本发明，其中：

图1为示出了机动车辆的动力传动系的概图；

图2为示出了节气门全开时随发动机速度变化所产生的发动机转矩变化的曲线图。

图3为示出了在无负载、中度负载和重负载在陡峭上坡时用于车辆上坡的换挡点的曲线图；

图4是控制方法的逻辑流程图。

具体实施方式

首先参考图1，动力传动系10包括动力源，例如，内燃机12、柴油发动机或汽油发动机；通过轴18连接至发动机的自动变速器14，用于产生多个向前的速度比和向后驱动；以及连接至变速器输出24的主减速器单元和差速机构26。连接至机构26的输出的前轴28、30分别驱动前轮32、33。还通过34、35支承车辆。

变速器14能够通过在变速器的挡位之间产生升挡和降挡来相对于输入轴18的速度和转矩改变轴28、30的速度和转矩。

电子发动机控制模块（ECM）24控制发动机12的操作。电子变速器控制模块（TCM）27控制变速器14及其输入离合器38、39的操作。

车辆操作者使加速器踏板40移位，产生指示从发动机12经动力传动系10传输至驱动车轮32、33的所需的车轮转矩的大小的信号。ECM24包括发动机速度控制限制器42，该发动机速度控制限制器通过防止发动机速度超过预定限值速度来保护发动机12不超速。由ECM24控制或由操作者通过加速器踏板40直接控制的节气门44控制进入发动机12的气缸的空气流速。

防止动力传动系波动的控制方案限定用于车辆当前负载和无负载状态的变速器换挡点和路面的正斜率范围。图2的图表示出了在节气门全开的状态下随发动机速度改变而由发动机12产生的转矩的变化46。线条50表示当车辆无负载或轻微负载时在由一挡至二挡的换挡点处的发动机转矩-发动机速度关系。当在5650rpm处于一挡52时，变速器输出转矩约为1424ft-lbs；当在3296rpm处于二挡54时，变速器输出转矩约为877ft-lbs。当发生这种1-2的升挡时，变速器输出转矩下降约547ft-lbs。

线条56表示当车辆负载并正以正斜率上坡操作时在由一挡至二挡的换挡点处的发动机转矩-发动机速度关系。当在5950rpm处于一挡58时，变速器输出转矩约为1335ft-lbs；当在3471rpm处于二挡60时，变速器输出转矩约为886ft-lbs；当发生这种1-2的升挡时，变速器输出转矩下降约449ft-lbs。

参考示出了变速器换挡点的图3，换挡点66可以在正常操作状态下在低发动机速度时发生，即，当车辆不处于重负载或不在上坡时。如果变速器控制器27阻止在第一换挡点66处升挡，并且车辆在上坡的同时继续加速，则之后换挡点出现在较高发动机速度，接近于发动机红线速度处，这造成动力传动系10更接近其牵引力交叉，即，造成这样一种状态，较高目标挡位的变速器输出24的转矩等于或大于较低挡位的变速器输出转矩，其中变速器正从该较低挡位向该较高目标挡位升挡。

在第一换挡点66处，检查当前挡位72的车辆加速度和目标挡位70的车辆加速度。如果目标挡位70的车辆加速度小于校准的参考车辆加速度，则将通过变速器控制器27防止升挡。校准的参考车辆加速度、目标挡位、当前车辆加速度、发动机速度和发动机输出转矩存储在变速器控制器27可读取的电子存储器中，其中，所述校准的参考车辆加速度是变速器正在工作的当前挡位的函数。

参考车辆加速度指示动力传动系10是否将在目标挡位处产生足以在车辆上坡时以可接受的加速度增加车辆速度的车轮转矩。如果变速器控制器27不允许升挡，则车辆继续加速至较高速度换挡点，在该点处，变速器14将升挡；在目标挡位所提供的车辆加速度76将大于与当前较高的发动机速度换挡点相对应的参考车辆加速度。鉴于转矩曲线56的形状，由于在较高目标挡位处变速器输出24的转矩降低较少，在较高发动机速度换挡点处所需的车辆加速度小于在较低发动机速度换挡点66处所需的车辆加速度。

类似地，当车辆负载并且在具有正斜率的中等坡度上运行时，在换挡点68处，检查当前挡位74上的车辆加速度和目标挡位76上的车辆加速度。如果目标挡位76上的车辆加速度小于相应的参考车辆加速度，动力传动系10将缺乏在目标挡位产生足以持续加速车辆的车轮转矩的能力，并且控制器27将不允许升挡。之后，在上坡至较高速度换挡点的同时车辆将继续加速，其中变速器14将升挡；在目标挡位所提供的车辆加速度76大于在较高发动机速度换挡点处的较低参考车辆加速度。

线条80表示重负载车辆上坡时的相对低的加速度。然而，由于变速器控制器27确定目标挡位的车辆加速度小于参考车辆加速度，因此不允许升挡并通过变速器控制器27防止升挡。

发动机控制器ECM24包括保护发动机12不超速的发动机速度限制器90。发动机速度限制器90暂时地允许在一段参考长度的期间内的较高工作发动机速度。如果目标挡位的预计车辆加速度小于较高发动机速度换挡点处的参考车辆加速度，发动机速度限制器90防止发动机超速82并且降低发动机转矩，以便在较长期间保持最大发动机工作速度84。

如果目标挡位的预计车辆加速度小于在较高发动机速度换挡点处的参考车辆加速度，则发动机速度限制器90保持车辆。但一旦满足小的变速器输出转矩差数，将允许升挡。差数通过比较当前挡位可用的变速器输出转矩与目标挡位可用的变速器输出转矩来确定。当以变化的坡度上坡时，发生这种情况。在坡度的最陡峭点，可以不满足加速度标准，并且可以通过发动机速度限制器90使发动机12保持在持续不变的速度84。然而，如果坡度减小，发动机速度限制器90将降低发动机转矩，以保持发动机速度。如果该转矩降低足够大，可以允许动力传动系10满足变速器输出转矩差数，因为尽管升到的挡位的齿轮齿数较低，但在升到的挡位，发动机速度限制器90将不再降低发动机转矩。

基于在通过发动机速度限制器90保持发动机速度不变之前已经进行的双重换挡点和双重加速度检查，人们可以将转矩差数校准至比通常所知的车辆在特别重的负载情况下运行低得多的值。在车辆重负载并且希望防止动力传动系过热的情况下，控制器27可以允许在车辆加速度为零时升挡，从而允许动力传动系10冷却。通常，转矩差数设置较高，以允许保留一定量的转矩可用于较高挡位，以确保连续加速。但在这种重负载的情况下，由于冷却动力传动系10的需要，升挡之后的零车辆加速度是可以接受的。

持续不变的高发动机速度将使动力传动系10过热，通过发动机速度限制器90迫使其在较低发动机速度下工作，以降低热产生。由于迫使车辆在在较低速度下工作，这些较低速度将与牵引性能的降低直接相关。

图4是控制方法的逻辑流程图。在步骤92处执行测试，以确定目标挡位的车辆加速度是否小于参考车辆加速度，以及目标挡位与当前挡位之间的变速器输出转矩差是否小于参考转矩差。如果测试92的结果逻辑上为是，则在步骤94处执行升挡。

在步骤96处执行测试，以确定在较高发动机速度下目标挡位的车辆加速度和车辆负载是否满足标准。如果测试96的结果为是，则在步骤98处执行升挡。

如果测试92和96的结果均为否，则在步骤100处起动发动机速度限制器90。

在步骤102处执行测试，以确定车辆负载或正在上坡的坡度是否已减小。如果测试102的结果为否，则控制返回步骤100。如果测试102的结果为是，则在步骤104处降低发动机转矩，使得发动机速度保持在由发动机速度限制器90设定的最大速度以下。

在步骤106处，执行测试，以确定目标挡位的变速器输出转矩是否小于当前挡位的变速器输出转矩。如果测试106的结果为是，则在步骤108处执行升挡。如果测试106为否，则控制返回步骤100。

根据专利法规的规定，已经描述了优选实施例。然而，应当注意，除了具体说明和描述的，也可以实现替代实施例。

Claims (3)

1.用于控制自动变速器换挡的方法，其特征在于，包括：

(a)如果目标挡位的预计车辆加速度小于目标挡位的参考车辆加速度，则防止车辆在上坡加速时升挡；

(b)使上坡车辆加速；

(c)如果目标挡位的预计车辆加速度大于参考车辆加速度，则产生升挡；其中步骤(c)还包括：使用发动机速度限制器，以防止驱动车辆的发动机的速度超过参考速度；以及使用发动机速度限制器，以允许发动机速度在一段参考长度的时期内超过参考速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在节气门全开时使用驱动车辆的发动机执行步骤(a)至(c)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：如果目标挡位的预计车辆加速度小于在较高的发动机速度换挡点的参考车辆加速度；

确定当前挡位可用的变速器输出转矩与目标挡位可用的变速器输出转矩之间的差异；以及

如果所述差异大于参考变速器输出转矩差异，则产生升挡。