CN103890463A - 用于自动传动机构的传动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目标在于利用摩擦元件的接合和释放来控制N′传动级与N传动级之间的变速。在用于本发明的自动传动机构的传动控制方法中，从涡轮的转速、第一电动发电机（MG1）的转速、第二电动发电机（MG2）的转速和行星齿轮组的转速中选择两个或更多个转速作为控制因子，并且使用所述控制因子来控制所述摩擦元件的接合和释放。

Description

用于自动传动机构的传动控制方法

技术领域

本发明涉及用于控制自动变速器进行变速的方法。更具体地，本发明涉及一种通过使用自动变速器的多个控制因子而能够精确地控制摩擦元件的接合和释放（以便进行变速）的用于控制自动变速器进行变速的方法。

本申请要求要求于2011年10月18日递交的韩国专利申请No.10-2011-0106348的权益，该申请的公开内容通过引用的方式整体并入本发明。

背景技术

通常，用于混合动力汽车的变速器使用其中有两个电动发电机（即，第一电动发电机（在下文中被称为“MG1”）和第二电动发电机（在下文中被称为“MG2”））的系统，并且发动机被连接到行星齿轮组上，使得通过控制所述MG1和MG2可以自动地进行无级变速。

具体地，在使用行星齿轮的步进式自动变速系统中，每个传动级都具有特定的传动比（输入速度/输出速度），并且传动装置在所述传动级之间自动变速。为了实施所述传动级，离合器或摩擦元件（即，制动机构）的液压被控制。通过控制摩擦元件的液压并且通过接合或释放所述摩擦元件或同时进行所述摩擦元件的接合和释放来自动地进行变速。

在常规的步进式自动变速系统中，变速器的输入速度和输出速度形成了响应于相应的变速比的预定速度。当变速比被转换成另一变速比时，输出速度保持不变，但是输入速度被改变以将变速比从现有比率到随后比率转换。因此，常规的自动变速系统仅将变速器的输入速度作为控制因子使用（当变速时）并且控制相应的摩擦元件的接合和释放。

有关的现有技术在题为“用于控制自动变速器的变速的方法”的韩国专利登记号No.10-0969366中提出。该现有技术提供了用于控制变速的技术，以便在自动变速器进行跳跃变速（从第六传动级到第三传动级跳跃三个传动比级）时控制摩擦元件的接合和释放。

图1为示出了根据专利文件1的用于实施用于控制自动变速器的变速的方法的系统的方框图。

如图所示，根据专利文件1的用于实施变速控制方法的系统包括节气门开度传感器110、车速传感器120、涡轮转速传感器130、液压传感器140、变速器控制单元150和液压控制单元170。在根据专利文件1的用于控制自动变速器的变速的技术中，为了使传动装置从当前的（汽车行进的）N传动级到N-3传动级变速，所述变速器控制单元150仅使用由所述涡轮转速传感器130检测到的涡轮转速。换句话说，所述变速器控制单元150仅使用一个控制因子以控制摩擦元件的接合和释放。因此，在变速时用于摩擦元件的接合和释放的精确控制是受限的。在根据专利文件1的变速控制方法中，摩擦元件的接合和释放被连续地进行而不是同时被执行。因此，同时地且单独地控制应用到摩擦元件上的液压是困难的。

具体地，在使用电控无级变速器（electronically controlled continuouslyvariable transmission，ECVT）的自动变速的情况下，因为每个传动级的变速器输入速度和变速器输出速度可以变化而不是处于恒定的传动比，如果仅变速器输入速度被当作控制因子使用，那么在传动装置被变速时不可能控制摩擦元件的接合和释放。

发明内容

技术问题

因此，本发明考虑到现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目标在于提供一种自动变速器的变速技术，所述变速技术可以通过使用除了使用仅一个控制因子（即，步进式自动变速器系统中的变速器输入速度）之外的多个控制因子而精确地控制摩擦元件的接合和释放。

本发明的另一目标在于提供一种自动变速器的变速技术，所述变速技术使得可以同时地且单独地控制应用到摩擦元件上的液压，以进行变速而不是连续地控制所述摩擦元件。

技术方案

为了完成上述目标，本发明提供了一种用于对自动变速器从N传动级到N′传动级的变速进行控制的方法，所述变速通过接合和释放摩擦元件实施，所述方法包括：选择涡轮的转速、第一电动发电机（MG1）的转速、第二电动发电机（MG2）的转速和行星齿轮组的转速中的至少两者作为控制因子并且使用所述控制因子来控制所述摩擦元件的接合和释放。

所述方法可进一步包括使用从所述涡轮的转速、所述第一电动发电机（MG1）的转速、所述第二电动发电机（MG2）的转速和所述行星齿轮组的转速中选择的所述两个控制因子来设定用于控制所述摩擦元件的接合和释放的第一同步速度和第二同步速度，所述第一同步速度和所述第二同步速度彼此不同。

针对通过第一摩擦元件和第二摩擦元件的接合来实现的所述N传动级以及通过第三摩擦元件和第四摩擦元件的接合来实现的所述N′传动级，当从所述N传动级到所述N′传动级进行变速的信号被输入时，所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合开始进行，并且所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合开始进行。

所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合可以同时开始，并且所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合可以同时开始。

当所述第一同步速度达到第一变速同步点时，所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合可以完成。

当所述第二同步速度达到第二变速同步点时，所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合可以完成。

相对于所述第一同步速度设定出第一变速的进度的目标点，并且所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合基于确定所述第一同步速度是否达到所述第一变速的进度的目标点来进行控制，并且，相对于所述第二同步速度设定出第二变速的进度的目标点，并且所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合基于确定所述第二同步速度是否达到所述第二变速的进度的目标点来进行控制。

有益效果

根据本发明，当控制自动变速器的变速时，多个控制因子被使用，使得用于变速的相应的摩擦元件可以更精确地被控制。

和当变速时所述摩擦元件被连续控制的常规技术不同，通过不同的控制因子设定的第一同步速度和第二同步速度被指定为不同的速度并且被控制。因此，所述摩擦元件可以同时地且单独地被控制。

此外，在使用电控无级变速器（electronically controlled continuously variabletransmission，ECVT）系统的自动变速的情况下，变速的进度可以被计算并且被使用以控制摩擦元件，所述摩擦元件从而可以甚至在传动装置正变速时被详细地控制。

附图说明

图1为示出了根据常规技术的用于实施用于控制自动变速器的变速的方法的系统的方框图；

图2为示出了根据本发明的用于实施用于控制自动变速器的变速的方法的系统的方框图；

图3为示出了根据本发明的变速控制方法的流程图；

图4和图5为示出了根据本发明的变速控制方法中的根据第一同步速度和第二同步速度的摩擦元件的液压控制信号的变化的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细地描述本发明的实施例。如果在说明书中，已知的功能或构造的详细描述对本发明的主旨造成不必要的模糊，那么将忽略详细描述。本发明的实施例的目标在于帮助本领域技术人员更清晰地理解本发明。因此，为了理解本发明，每个元件的尺寸、示出该元件的线的粗细等可以在附图中被夸大地表示。

图2为示出了根据本发明的用于实施用于控制自动变速器的变速的方法的系统的方框图。

参考图2，用于实施根据本发明的变速控制方法的系统包括节气门开度传感器210、车速传感器220、涡轮转速传感器230、液压传感器240、MG1转速传感器250、MG2转速传感器260、行星齿轮组转速传感器270、变速器控制单元280和液压控制单元300。

所述节气门开度传感器210检测节气门的开度的变化，所述节气门响应于踩踏油门踏板的程度而被操纵并且然后将相应的传感信号传输给所述变速器控制单元280。

所述车速传感器220检测汽车的速度并且传输到相应的变速器控制单元280。

所述涡轮转速传感器230从曲柄轴的角位移检测由变速器的输入扭矩操纵的涡轮的当前的转速并且将相应的传感信号传输到所述变速器控制单元280。

所述液压传感器240检测应用到摩擦元件上的液压并且将相应的传感信号传输到所述变速器控制单元280。

在设置有根据本发明的自动变速器的汽车为混合动力汽车的情况下，发动机的输出被用来发电。在这种情况下，所述MG1转速传感器250检测第一电动发电机MG1的转速并且将相应的传感信号传输到所述变速器控制单元280，当发动机启动时，MG1起驱动电动机的作用。

此外，当设置有自动变速器的汽车为混合动力汽车时，所述MG2转速传感器260检测第二电动发动机MG2的转速并且将相应的传感信号传输到所述变速器控制单元280，当汽车减速时，MG2起对发动机的输出补充的作用并且通过使用再生制动来发电。

设置在所述第一电动发电机MG1和第二电动发电机MG2之间的行星齿轮组转速传感器270检测用于动力分配的行星齿轮组的转速并且将相应的传感信号传输到所述变速器控制单元280。

所述变速器控制单元280接收节气门开度信号、车速信号、涡轮转速信号、液压信号、第一电动发电机MG1的转速信号、第二电动发电机MG2的转速信号和分别来自所述节气门开度传感器210、所述车速传感器220、所述涡轮转速传感器230、所述液压传感器240、所述MG1转速传感器250、所述MG2转速传感器260和所述行星齿轮组转速传感器270的行星齿轮组的转速信号。

另外，所述变速器控制单元280基于车速和涡轮转速而计算当前的传动比。

基于涡轮的转速、第一电动发电机MG1的转速、第二电动发电机MG2的转速或行星齿轮组的转速，所述变速器控制单元280还设定了用于控制摩擦元件的释放和接合的不同的同步速度以从变速比到另一变速比转换。例如，如果第一同步速度基于涡轮的转速而设定，与所述第一同步速度不同的第二同步速度可以基于所述第一电动发电机MG1的转速、所述第二电动发电机MG2的转速和所述行星齿轮组转速传感器的转速之间的除了涡轮的转速的因子以外的任何一个因子而设定。

在涡轮的转速、第一电动发电机MG1的转速、第二电动发电机MG2的转速和行星齿轮的转速的因子之间的被用于设定不同的同步速度的因子可以被本领域技术人员预先指定为对将根据本发明的变速控制方法应用到的汽车或发动机的规格的响应。

所述变速器控制单元280产生用于摩擦元件的液压变速信号并且将所述信号传输到所述液压控制单元300。

所述变速器控制单元280包括图表290，所述图表290存储对应于各自的传动级中的车速的节气门开度值。所述变速器控制单元280计算对应于节气门开度信号的目标传动级并且确定是否满足变速条件。此外，所述图表290存储对应于各自的传动级的摩擦元件的接合压力和释放压力以及对应于各自的传动级的传动比。

所述液压控制单元单元300接收来自所述变速器控制单元280的液压变速信号并且控制应用到各自的摩擦元件上的液压。

在下文中，将描述根据本发明的变速控制方法。在以下描述中，当汽车当前的传动级指示N传动级并且从N传动级跳跃3个传动比级的所需的传动级指示为N-3传动级时，从N传动级到N-3传动级的变速的过程将作为代表性示例被说明。根据本发明的变速控制方法可以不仅被应用到尺寸从N传动级到N-3传动级变速的以下情况中，而且可以被应用到尺寸从N传动级到N′级变速的所有情况中（换句话说，从汽车的当前的传动级到除了当前的传动级以外的另一传动级变速）。

图3为示出了根据本发明的变速控制方法的流程图。

在自动变速器中，在三个或更多个传动比被跳跃的跳跃变速的情况下，通常，两个摩擦元件被释放并且另外两个摩擦元件被接合。如果N传动级通过第一摩擦元件和第二摩擦元件的接合来实施并且N-3传动级通过第三摩擦元件和第四摩擦元件的接合来实施，当前的N传动级被变速到N-3传动级时，所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合被控制并且所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合被控制。

根据本发明的变速控制方法的特征在于，所述第一同步速度被用于控制所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合，并且与所述第一同步速度不同的第二同步速度被分别地使用以控制所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合。

所述第一同步速度和所述第二同步速度的每一个都基于涡轮的转速、所述第一电动发电机MG1的转速、所述第二电动发电机MG2的转速或所述行星齿轮组的转速而设定。所述第一同步速度和所述第二同步速度被设定为不同的速度。例如，如果所述第一同步速度基于涡轮的转速而设定，那么与所述第一同步速度不同的第二同步速度基于除了所述涡轮的转速以外的所述第一电动发电机MG1的转速、所述第二电动发电机MG2的转速和所述行星齿轮组的转速之间的任何一个因子而设定。

因此，在当前的N传动级被变速到N-3传动级时，相对于设定的第一同步速度的所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合被控制，并且相对于所述第二同步速度的所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合可以分别被控制。因此，在当前的N传动级被变速到N-3传动级时，可以同时进行对所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合的控制和对所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合的控制。

参考图3，在根据本发明的变速控制方法中，当汽车在N传动级下被操纵时（在步骤S300中），变速器控制单元280确定所述变速器控制单元280是否接收到从N传动级到N-3传动级的N-N-3变速信号（在步骤S301中）。当对应于车速的节气门开度为预设的节气门开度值或大于预设的节气门开度值时，产生了所述N-N-3变速信号。

如果所述变速器控制单元280没有接收到所述N-N-3变速信号，那么汽车在N传动级下连续操作。如果所述变速器控制单元280接收所述N-N-3变速信号，所述变速器控制单元280开始进行所述第一摩擦元件的释放（在步骤S302中）并且开始进行所述第三摩擦元件的接合（在步骤S303中）。所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合可以同时开始。

词语“摩擦元件的释放和接合的开始”指的是开始对每个摩擦元件的液压进行控制。换句话说，摩擦元件的释放的开始意味着被应用到所述摩擦元件上的液压逐渐地或迅速地减小到“零”。摩擦元件的接合的开始意味着被应用到所述摩擦元件上的液压逐渐地或迅速地增大到接合压力。

所述变速器控制单元280关于被用于预设的变速的第一同步速度基于已经为设定所述第一同步速度的基础的在所述涡轮的转速、所述第一电动发电机MG1的转速、所述第二电动发电机MG2的转速和所述行星齿轮组的转速之间的一个控制因子而计算从N传动级到N-3传动级的变速的进度，并且然后，所述变速器控制单元280确定所计算的变速的进度是否达到第一变速的进度的目标点（在步骤S304中）。

如图4和图5所示，所述第一变速的进度的目标点是低于所述第一变速同步点的预定速度，并且所述第一变速的进度的目标点可以被本领域技术人员预设为响应于应用了根据本发明的变速控制方法的汽车或发动机的规格的适当值。

从步骤S304中确定的结果可知，如果计算的变速的进度没有达到所述第一变速的进度的目标点，那么所述变速器控制单元280连续地进行所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合。从步骤S304中确定的结果可知，如果计算的变速的进度达到所述第一变速的进度的目标点，那么所述变速器控制单元280控制所述第一摩擦元件的释放（在步骤S305中）和所述第三摩擦元件的接合（在步骤S306中），使得所述变速的进度达到所述第一变速同步点。

随后，随着所述变速器控制单元280控制所述第一摩擦元件的释放（在步骤S305中）和所述第三摩擦元件的接合（在步骤S306中），可以确定所述变速的进度是否达到所述第一变速同步点（在步骤S307中）。

从步骤S307中确定的结果可知，如果变速的进度没有达到所述第一变速的进度，那么所述变速器控制单元280连续地进行对所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合的控制，直到所述变速的进度达到所述第一变速同步点。从步骤S307中确定的结果可知，如果变速的进度达到所述第一变速的进度，那么所述变速器控制单元280完成了所述第一摩擦元件的释放（在步骤S308中）并且完成了所述第三摩擦元件的接合（在步骤S309中）。换句话说，被应用到所述第一摩擦元件上的液压被减小到“零”，并且被应用到所述第三摩擦元件上的液压被增大到接合压力。

同时，在步骤S301中，当所述变速器控制单元280接收N-N-3变速信号时，步骤S310-317的操作以用于相对于第二同步速度的所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合的控制过程并且与进行步骤S302-309的操作平行地进行（所述步骤S302-309的操作是关于所述第一同步速度控制所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合的操作），直到所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合在开始之后被完成为止。

从步骤S301确定的结果可知，如果变速器控制单元280接收N-N-3变速信号，所述变速器控制单元280开始进行所述第二摩擦元件的释放（在步骤S310中）并且开始进行所述第四摩擦元件的接合（在步骤S311中）。所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合可以同时开始。

随后，所述变速器控制单元280关于被用于预设的变速的第二同步速度基于已经为设定所述第二同步速度的基础的在所述涡轮的转速、所述第一电动发电机MG1的转速、所述第二电动发电机MG2的转速和所述行星齿轮组的转速之间的一个控制因子而计算从N传动级到N-3传动级的变速的进度，并且然后，所述变速器控制单元280确定所计算的变速的进度是否达到第二变速的进度的目标点（在步骤S312中）。

在本文中，如图4和图5所示，所述第二变速的进度的目标点是低于所述第二变速同步点的预定速度，并且所述第二变速的进度的目标点可以被本领域技术人员预设为响应于应用了根据本发明的变速控制方法的汽车或发动机的规格的适当值。

从步骤S312中确定的结果可知，如果计算的变速的进度没有达到所述第二变速的进度的目标点，那么所述变速器控制单元280连续地进行所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合。从步骤S312中确定的结果可知，如果计算的变速的进度达到所述第二变速的进度的目标点，那么所述变速器控制单元280控制所述第二摩擦元件的释放（在步骤S313中）和所述第四摩擦元件的接合（在步骤S314中），使得所述变速的进度达到所述第二变速同步点。

随后，随着所述变速器控制单元280控制所述第二摩擦元件的释放（在步骤S313中）和所述第四摩擦元件的接合（在步骤S314中），可以确定所述变速的进度是否达到所述第二变速同步点（在步骤S315中）。

从步骤S315中确定的结果可知，如果变速的进度没有达到所述第二变速的进度，那么所述变速器控制单元280连续地进行对所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合的控制，直到所述变速的进度达到所述第二变速同步点。从步骤S315中确定的结果可知，如果变速的进度达到所述第二变速的进度，那么所述变速器控制单元280完成了所述第二摩擦元件的释放（在步骤S316中）并且完成了所述第四摩擦元件的接合（在步骤S317中）。换句话说，被应用到所述第二摩擦元件上的液压被减小到“零”，并且被应用到所述第四摩擦元件上的液压被增大到接合压力。

图4和图5为示出了根据本发明的变速控制方法中的根据第一同步速度和第二同步速度的摩擦元件的液压控制信号的变化的曲线图。

图4示出了在变速的进度在达到第一同步速度上的第一变速同步点之前达到所述第二同步速度上的第二变速同步点的情况下的摩擦元件的液压控制信号的变化。图5示出了在变速的进度在达到第二同步速度上的第二变速同步点之前达到所述第一同步速度上的第一变速同步点的情况下的摩擦元件的液压控制信号的变化。

在变速的进度在达到第一同步速度上的第一变速同步点之前达到所述第二同步速度上的第二变速同步点的情况下（参考图4），随着变速的进度达到所述第二同步速度上的第二变速同步点，应用到所述第二摩擦摩擦元件上的液压被减小到“零”使得完成了所述第二摩擦元件的释放，并且应用到所述第四摩擦元件上的液压被增大到接合压力，因此完成了第四摩擦元件的接合。之后，当所述进度达到所述第一同步速度上的第一变速同步点时，应用到所述第一摩擦元件上的液压被减小到“零”使得完成了所述第一摩擦元件的释放，并且应用到所述第三摩擦元件上的液压被增大到接合压力，因此完成了第三摩擦元件的接合。

另一方面，在变速的进度在达到第二同步速度上的第二变速同步点之前达到所述第一同步速度上的第一变速同步点的情况下（参考图5），随着变速的进度达到所述第一同步速度上的第一变速同步点，应用到所述第一摩擦摩擦元件上的液压被减小到“零”使得完成了所述第一摩擦元件的释放，并且应用到所述第三摩擦元件上的液压被增大到接合压力，因此完成了第三摩擦元件的接合。之后，当所述进度达到所述第二同步速度上的第二变速同步点时，应用到所述第二摩擦元件上的液压被减小到“零”使得完成了所述第二摩擦元件的释放，并且应用到所述第四摩擦元件上的液压被增大到接合压力，因此完成了第四摩擦元件的接合。

如上文所述，已经参考附图公开了本发明的优选实施例。在上文的实施例中，虽然使用了专用术语，但是专用术语仅是为了描述具体实施例并且并不意在是限制性的或限制本发明的界限。因此，本领域技术人员将能够容易地明白，在不超出本发明的范围和精神的情况下，可以进行多种修改、添加和替换。

Claims (7)

1.一种用于对自动变速器从N传动级到N′传动级的变速进行控制的方法，所述变速通过接合和释放摩擦元件实施，所述方法包括：

选择涡轮的转速、第一电动发电机（MG1）的转速、第二电动发电机（MG2）的转速和行星齿轮组的转速中的至少两者作为控制因子，并且使用所述控制因子来控制所述摩擦元件的接合和释放。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

使用从所述涡轮的转速、所述第一电动发电机（MG1）的转速、所述第二电动发电机（MG2）的转速和所述行星齿轮组的转速中选择的所述两个控制因子来设定用于控制所述摩擦元件的接合和释放的第一同步速度和第二同步速度，所述第一同步速度和所述第二同步速度彼此不同。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，针对通过第一摩擦元件和第二摩擦元件的接合来实现的所述N传动级以及通过第三摩擦元件和第四摩擦元件的接合来实现的所述N′传动级，当从所述N传动级到所述N′传动级进行变速的信号被输入时，所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合开始进行，并且所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合开始进行。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合同时开始，并且所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合同时开始。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，当所述第一同步速度达到第一变速同步点时，所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合完成。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，当所述第二同步速度达到第二变速同步点时，所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合完成。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，相对于所述第一同步速度设定出第一变速的进度的目标点，并且所述第一摩擦元件的释放和所述第三摩擦元件的接合基于确定所述第一同步速度是否达到所述第一变速的进度的目标点来进行控制，并且

相对于所述第二同步速度设定出第二变速的进度的目标点，并且所述第二摩擦元件的释放和所述第四摩擦元件的接合基于确定所述第二同步速度是否达到所述第二变速的进度的目标点来进行控制。

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