CN103133683B - 用于控制变速器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制变速器的系统和方法。具体地，本发明提供一种用于控制车辆的系统，其包括原动机、第一传感器、变速器、第二传感器和变速器控制器。该第一传感器输出表征该变速器的输入轴的速度的第一信号，该第二传感器输出表征该原动机的速度的第二信号。该变速器控制器包括控制逻辑，该控制逻辑使用该第一信号控制该变速器、执行对该第一传感器的诊断校验、确定该第二控制逻辑的该诊断校验是否表明该第一传感器满足预定性能特征、在该第三控制逻辑表明该第一传感器没有满足该预定性能特征的情况下命令该变速器控制器使用该第二传感器的该第二信号控制该变速器以及使用该第二传感器的该第二信号控制该变速器。

Description

用于控制变速器的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于控制变速器的方法和系统，并且尤其涉及用于在检测故障传感器之后控制变速器的方法和系统。
背景技术
本节陈述只是提供与本发明相关的背景信息，并且可或不可构成现有技术。
自动变速器通常采用传感器来检测给变速器的轴输入速度。输入速度可以以各种方式用于改善在变速器速度比之间的变速器换档的品质和性能。有时候，用于变速器输入速度的传感器可能输出故障或噪声信号。这样的故障或噪声信号通常不适用于按照要求控制变速器。带有故障传感器的变速器可能呈现降低的驾驶性能或者可以被置入具有更低变速器性能的"跛行-回家（limp-home）"模式。因此，本领域中需要提供一种在变速器速度输入传感器失效时改善变速器性能的方法和系统。
发明内容
本发明提供一种用于控制车辆的系统，其包括原动机、第一传感器、变速器、第二传感器和变速器控制器。该原动机包括输出轴，该第二传感器构造成检测该原动机的该输出轴的旋转速度并且输出表征该原动机的该输出轴的该速度的第二信号。该变速器具有输入轴、离合器组件、多个齿轮、多个转矩传递装置和输出轴。该离合器组件包括摩擦离合器，其旋转地连接该输入轴与该多个齿轮，该多个转矩传递装置选择性地可接合该多个齿轮以在该输入轴与该输出轴之间建立多个速度比。该第一传感器构造成检测该变速器的该输入轴的旋转速度并且输出表征该变速器的该输入轴的该速度的第一信号。该变速器控制器与该第一、第二传感器进行电子通信并且可操作成通过选择性地接合该多个转矩传递装置来控制变速器，其中，该变速器控制器包括第一、第二、第三、第四和第五控制逻辑。该第一控制逻辑用于使用该第一传感器的该第一信号控制该变速器，该第二控制逻辑用于执行对该第一传感器的诊断校验，该第三控制逻辑用于确定该第二控制逻辑的该诊断校验是否表明该第一传感器满足预定性能特征，该第四控制逻辑用于在该第三控制逻辑表明该第一传感器没有满足该预定性能特征的情况下命令该变速器控制器使用该第二传感器的该第二信号控制该变速器，该第五控制逻辑用于使用该第二传感器的该第二信号控制该变速器。
在本发明的另一方面，该离合器组件是摩擦起动离合器组件。
在本发明的又另一个方面，该第一和第五控制逻辑包括用于通过命令该多个转矩传递装置的接合正时和接合力来控制该变速器的指令。
在本发明的又另一个方面，该控制逻辑进一步地包括第六控制逻辑，其用于在该第三控制逻辑的诊断校验表明该第一传感器满足预定性能特征的情况下使该变速器控制器返回该第一控制逻辑。
在本发明的又另一个方面，该第一传感器的该预定性能特征是带有小于预定量的信号噪声的第一信号。
在本发明的又另一个方面，该系统进一步地包括飞轮，并且，该变速器的该输入轴直接旋转地连接该飞轮。
在本发明的又另一个方面，该离合器组件是包括第一摩擦离合器和第二摩擦离合器的双离合器组件。
在本发明的又另一个方面，该变速器是双离合变速器，该多个齿轮是共面齿轮组，该多个转矩传递装置是同步器。
在本发明的又另一个方面，这些同步器选择性地可接合以提供至少七种前进速度比和至少一种倒退速度比。
在本发明的又另一个方面，该原动机是内燃机。
在本发明的又另一个方面，提供一种用于控制机动车变速器的方法。该方法包括的步骤有：从第一传感器接收第一信号，该第一传感器构造成输出该第一信号以表征该变速器的输入轴的旋转速度；用变速器控制器处理该第一信号；使用该第一信号命令多个转矩传递装置以在该输入轴与该变速器的输出轴之间建立多个速度比；执行对该第一传感器的诊断校验；确定该诊断校验是否表明该第一传感器满足预定性能特征；在该诊断校验表明该第一传感器没有满足该预定性能特征的情况下命令该变速器控制器使用第二传感器的第二信号控制该变速器，其中，该第二传感器构造成输出该第二信号，该第二信号表征与该变速器输入轴互连的原动机的速度；以及，当该诊断检验表明该第一传感器没有满足该预定性能特征时，使用该第二信号命令该多个转矩传递装置。
通过本文提供的描述将更明显看到更多适用领域。应当理解，这个描述和特定例子仅仅意图用于说明并且不意图限制本发明的范围。
本发明还提供了以下方案：
1. 一种用于控制车辆的系统，该系统包括：
原动机，其包括输出轴；
变速器，其具有输入轴、离合器组件、多个齿轮、多个转矩传递装置和输出轴，其中，所述离合器组件包括摩擦离合器，其旋转地连接所述输入轴与所述多个齿轮，并且其中，所述多个转矩传递装置选择性地可接合所述多个齿轮以在所述输入轴与所述输出轴之间建立多个速度比；
第一传感器，其构造成检测所述变速器的所述输入轴的旋转速度并且输出表征所述变速器的所述输入轴的速度的第一信号；
第二传感器，其构造成检测所述原动机的所述输出轴的旋转速度并且输出表征所述原动机的所述输出轴的速度的第二信号；
变速器控制器，其与所述第一、第二传感器进行电子通信并且可操作成通过选择性地接合所述多个转矩传递装置来控制所述变速器，其中，所述变速器控制器包括的控制逻辑包括：
第一控制逻辑，其用于使用所述第一传感器的所述第一信号控制所述变速器；
第二控制逻辑，其用于执行对所述第一传感器的诊断校验；
第三控制逻辑，其用于确定所述第二控制逻辑的所述诊断校验是否表明所述第一传感器满足预定性能特征；
第四控制逻辑，其用于在所述第三控制逻辑表明所述第一传感器没有满足所述预定性能特征的情况下命令所述变速器控制器使用所述第二传感器的所述第二信号控制所述变速器；和
第五控制逻辑，其用于使用所述第二传感器的所述第二信号控制所述变速器。
2. 如方案1所述的系统，其中，所述离合器组件是摩擦起动离合器组件。
3. 如方案1所述的系统，其中，所述第一和第五控制逻辑包括用于通过命令所述多个转矩传递装置的接合的正时和接合力来控制所述变速器的指令。
4. 如方案1所述的系统，其中，所述控制逻辑进一步地包括第六控制逻辑，其用于在所述第三控制逻辑的诊断校验表明所述第一传感器满足所述预定性能特征的情况下使所述变速器控制器返回所述第一控制逻辑。
5. 如方案1所述的系统，其中，所述第一传感器的所述预定性能特征是带有小于预定量的信号噪声的第一信号。
6. 如方案1所述的系统，进一步地包括飞轮，并且其中，所述变速器的所述输入轴直接旋转地连接所述飞轮。
7. 如方案1所述的系统，其中，所述离合器组件是包括第一摩擦离合器和第二摩擦离合器的双离合器组件。
8. 如方案7所述的系统，其中，所述变速器是双离合变速器，所述多个齿轮是共面齿轮组，并且，所述多个转矩传递装置是同步器。
9. 如方案1所述的系统，其中，同步器选择性地可接合以提供至少五种前进速度比和至少一种倒退速度比。
10. 如方案1所述的系统，其中，所述原动机是内燃机。
11. 一种用于控制机动车变速器的方法，所述方法包括的步骤有：
从第一传感器接收第一信号，所述第一传感器构造成输出所述第一信号以表征所述变速器的输入轴的旋转速度；
用变速器控制器处理所述第一信号；
使用所述第一信号命令多个转矩传递装置以在所述输入轴与所述变速器的输出轴之间建立多个速度比；
执行对所述第一传感器的诊断校验；
确定所述诊断校验是否表明所述第一传感器满足预定性能特征；
在所述诊断校验表明所述第一传感器没有满足该预定性能特征的情况下命令所述变速器控制器使用第二传感器的第二信号控制所述变速器，其中，所述第二传感器构造成输出所述第二信号，所述第二信号表征与所述变速器输入轴互连的原动机的速度；和
当所述诊断检验表明所述第一传感器没有满足所述预定性能特征时，使用所述第二信号命令所述多个转矩传递装置。
12. 如方案11所述的方法，其中，所述变速器输入轴连接到摩擦离合器组件。
13. 如方案11所述的方法，其中，命令所述多个转矩传递装置包括调整所述多个转矩传递装置的接合的正时和接合力。
14. 如方案11所述的方法，进一步地包括，当所述诊断校验表明所述第一传感器满足所述预定性能特征时，继续基于所述第一信号命令所述转矩传递装置。
15. 如方案11所述的方法，其中，所述第一传感器的所述预定性能特征是带有小于预定量的信号噪声的第一信号。
16. 如方案11所述的方法，其中，所述变速器的所述输入轴直接旋转地连接飞轮。
17. 如方案11所述的方法，其中，所述变速器输入轴连接到包括第一摩擦离合器和第二摩擦离合器的双离合器组件。
18. 如方案17所述的方法，其中，所述变速器是双离合变速器，所述多个齿轮是共面齿轮组，并且，所述多个转矩传递装置是同步器。
19. 如方案11所述的方法，其中，所述多个转矩传递装置选择性地可接合以提供至少五种前进速度比和至少一种倒退速度比。
20. 如方案11所述的方法，其中，所述原动机是内燃机。
附图说明
本文的附图只是起到举例的作用，而决不意图限制本发明的范围。
图1是依照本发明原理的示范性系统的示意图；
图2是依照本发明原理的示范性变速器的杠杆图；
图3是依照本发明原理控制变速器的方法的流程图；和
图4是解释来自依照本发明原理的速度传感器的信号的图表。
具体实施方式
参照附图，其中，相同的附图标记指代相同的部件，在图1中示意性地示出用于控制车辆变速器的系统10，在图2中示出用于该系统的示范性变速器10'的杠杆图。在提供的实施例中，系统10包括原动机12、飞轮或振动吸收器14、变速器16和变速器控制器20，该变速器控制器带有控制逻辑，该控制逻辑具体化为控制器20内的硬件、软件或硬件和软件的组合。在提供的例子中，原动机12是内燃机。应当意识到，在不脱离本发明范围的情况下，可以并有其它原动机例如电动机。发动机12具有发动机输出轴20和发动机速度传感器22。发动机输出轴20旋转地与发动机12的曲轴连接。发动机速度传感器22输出表征发动机12和发动机输出轴20的旋转速度的信号。提供的例子并有发动机速度传感器22，其输出的信号表征与发动机连接的齿轮的铁轮齿经过磁性传感器的时间。应当意识到，发动机速度传感器22可以替代地使用其它技术测量速度，例如，机械地或光学地，而不脱离本发明的范围。
飞轮14降低发动机输出轴20与变速器16之间的扭转振动。飞轮可以并有弹簧、平衡块、摆锤及其它技术，而不脱离本发明的范围。
变速器16是自动变速器，其在变速器输入轴30与变速器输出轴19之间提供多个速度比。提供的例子是双离合器或自动手动变速器16。变速器16可以是其它类型的变速器，而不脱离本发明的范围。变速器16包括变速器输入轴30、变速器输入速度传感器32、离合器组件34和多个齿轮36以建立多个速度比。变速器输入轴30旋转地连接飞轮14和离合器组件34。变速器输入速度传感器32类似于发动机速度传感器22，但是，变速器输入速度传感器32构造成输出表征变速器输入轴30的速度的信号。
离合器组件34包括至少一个起动或摩擦离合器，其旋转地连接变速器输入轴30到多个齿轮36，使发动机12的速度与离合器组件34的速度之间基本上没差异。因此，离合器组件34是任何不并有液力耦合器或变矩器的离合器组件。提供的起动离合器组件34是具有第一离合器34A和第二离合器34B的双离合器组件。应当意识到，在不脱离本发明范围的情况下，可以并有单摩擦起动离合器。
多个齿轮36选择性地由多个转矩传递装置（未示出）可接合用于选择性地在多个齿轮之间传递动力并最终到变速器输出轴19。提供的例子是双离合变速器16，其具有啮合的共面齿轮组和同步器。应当意识到，在使用离合器组件34时，可以并有其它的齿轮配置，例如带有行星齿轮组。
变速器控制器20主要包括与电子存储器装置（未示出）通信的处理器（未示出）。另外，控制逻辑也提供在控制器20中并且可以实施在硬件、软件或硬件和软件的组合中。例如，控制逻辑可以是程序代码的形式，其存储在电子存储器上并且由处理器执行。变速器控制器30与发动机速度传感器22和变速器输入传感器32两者都进行电子通信。在提供的实施例中，变速器输入传感器32直接与控制器30进行电子通信，发动机速度传感器22与发动机控制器（未示出）进行电子通信，该发动机控制器把发动机速度传感器22的信号传送给变速器控制器30。在缺省状态下，控制器20接收来自变速器输入的信号并且选择性地启动多个控制装置，例如转矩传递装置，以控制变速器的操作。
例如，可由控制器20的处理器执行的实施为软件程序代码的控制逻辑包括使用来自变速器输入速度传感器32的信号控制变速器的第一控制逻辑、执行对变速器输入速度传感器32的诊断校验的第二控制逻辑、确定变速器输入速度传感器32是否故障的第三控制逻辑、命令控制器20使用发动机速度传感器22来控制变速器16的第四控制逻辑和使用发动机速度传感器22操作变速器16的第五控制逻辑。
现在参照图3，示出依照本发明实施例的用于控制变速器16的方法100的流程图。方法100起始于块102。在块104处，方法100使用变速器输入速度传感器32控制变速器16的操作。例如，致动转矩传递机构（未示出）的正时和力至少部分地由来自变速器输入速度传感器32的信号确定。
在步骤106，控制器20执行对输入速度传感器32的诊断测试。在步骤107，控制器20确定变速器输入速度传感器32的信号是否故障。例如，图4示出来自故障变速器输入速度传感器的示范性第一信号108和来自发动机速度传感器22的示范性第二信号110。在提供的例子中，第一信号108是噪声并且可能是不精确的或难以读取的。第二信号110不是噪声并且表征变速器输入轴30的速度。如果控制器20确定第一信号108没有表明故障传感器32，那么方法就回到步骤104并且使用来自传感器32的信号控制变速器16。
如果控制器20确定第一信号108是故障的，方法就继续到步骤112。在步骤112，命令控制器20使用来自发动机速度传感器22的第二信号110来控制变速器16。在步骤114，该方法使用来自发动机速度传感器22的第二信号110来控制该变速器16，替代来自变速器输入速度传感器32的故障第一信号108。例如，致动转矩传递机构（未示出）的正时和力现在至少部分地由来自发动机速度传感器22的信号确定。该方法结束在块116。
本发明提供了当检测到故障的变速器输入速度传感器时对变速器的有益操作。因此，换档品质和变速器性能基本上保持，直到更换了变速器输入速度传感器。
虽然已经详细描述了实施本发明的最佳模式，但是要理解的是，使用的技术名词是为了文字和描述本身，而不是限制。熟悉本发明技术领域的人员将认识到，按照上面的教导能有对本发明的许多改型。因此，要理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以以除本发明具体描述之外的基本上等同的方式实施。

Claims (20)

1.一种用于控制车辆的系统，该系统包括：
原动机，其包括输出轴；
变速器，其具有输入轴、离合器组件、多个齿轮、多个转矩传递装置和输出轴，其中，所述离合器组件包括摩擦离合器，其旋转地连接所述输入轴与所述多个齿轮，并且其中，所述多个转矩传递装置选择性地可接合所述多个齿轮以在所述输入轴与所述输出轴之间建立多个速度比；
第一传感器，其构造成检测所述变速器的所述输入轴的旋转速度并且输出表征所述变速器的所述输入轴的速度的第一信号；
第二传感器，其构造成检测所述原动机的所述输出轴的旋转速度并且输出表征所述原动机的所述输出轴的速度的第二信号；
变速器控制器，其与所述第一、第二传感器进行电子通信并且可操作成通过选择性地接合所述多个转矩传递装置来控制所述变速器，其中，所述变速器控制器包括的控制逻辑包括：
第一控制逻辑，其用于使用所述第一传感器的所述第一信号控制所述变速器；
第二控制逻辑，其用于执行对所述第一传感器的诊断校验；
第三控制逻辑，其用于确定所述第二控制逻辑的所述诊断校验是否表明所述第一传感器满足预定性能特征；
第四控制逻辑，其用于在所述第三控制逻辑表明所述第一传感器没有满足所述预定性能特征的情况下命令所述变速器控制器使用所述第二传感器的所述第二信号控制所述变速器；和
第五控制逻辑，其用于使用所述第二传感器的所述第二信号控制所述变速器。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述离合器组件是摩擦起动离合器组件。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一和第五控制逻辑包括用于通过命令所述多个转矩传递装置的接合的正时和接合力来控制所述变速器的指令。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制逻辑进一步地包括第六控制逻辑，其用于在所述第三控制逻辑的诊断校验表明所述第一传感器满足所述预定性能特征的情况下使所述变速器控制器返回所述第一控制逻辑。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一传感器的所述预定性能特征是带有小于预定量的信号噪声的第一信号。
6.如权利要求1所述的系统，进一步地包括飞轮，并且其中，所述变速器的所述输入轴直接旋转地连接所述飞轮。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述离合器组件是包括第一摩擦离合器和第二摩擦离合器的双离合器组件。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述变速器是双离合变速器，所述多个齿轮是共面齿轮组，并且，所述多个转矩传递装置是同步器。
9.如权利要求8所述的系统，其中，同步器选择性地可接合以提供至少五种前进速度比和至少一种倒退速度比。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述原动机是内燃机。
11.一种用于控制机动车变速器的方法，所述方法包括的步骤有：
从第一传感器接收第一信号，所述第一传感器构造成输出所述第一信号以表征所述变速器的输入轴的旋转速度；
用变速器控制器处理所述第一信号；
使用所述第一信号命令多个转矩传递装置以在所述输入轴与所述变速器的输出轴之间建立多个速度比；
执行对所述第一传感器的诊断校验；
确定所述诊断校验是否表明所述第一传感器满足预定性能特征；
在所述诊断校验表明所述第一传感器没有满足该预定性能特征的情况下命令所述变速器控制器使用第二传感器的第二信号控制所述变速器，其中，所述第二传感器构造成输出所述第二信号，所述第二信号表征与所述变速器输入轴互连的原动机的速度；和
当所述诊断校验表明所述第一传感器没有满足所述预定性能特征时，使用所述第二信号命令所述多个转矩传递装置。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述变速器输入轴连接到摩擦离合器组件。
13.如权利要求11所述的方法，其中，命令所述多个转矩传递装置包括调整所述多个转矩传递装置的接合的正时和接合力。
14.如权利要求11所述的方法，进一步地包括，当所述诊断校验表明所述第一传感器满足所述预定性能特征时，继续基于所述第一信号命令所述转矩传递装置。
15.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一传感器的所述预定性能特征是带有小于预定量的信号噪声的第一信号。
16.如权利要求11所述的方法，其中，所述变速器的所述输入轴直接旋转地连接飞轮。
17.如权利要求11所述的方法，其中，所述变速器输入轴连接到包括第一摩擦离合器和第二摩擦离合器的双离合器组件。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述变速器是双离合变速器，所述双离合变速器的多个齿轮是共面齿轮组，并且，所述多个转矩传递装置是同步器。
19.如权利要求11所述的方法，其中，所述多个转矩传递装置选择性地可接合以提供至少五种前进速度比和至少一种倒退速度比。
20.如权利要求11所述的方法，其中，所述原动机是内燃机。
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