CN104019221A - 采用检测的输出扭矩的降档控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种在滑行驾驶条件下的降档控制方法，包括计算从初始输出扭矩和初始输入速度的输出扭矩和输入速度的变化；降低先行元件压力，前提是只要输入速度的变化超过参考输入速度变化；采用基于输出扭矩和检测的输出扭矩变化的闭路控制来调整后继元件压力，使得输出扭矩保持在预先确定的最大和最小扭矩之间；及完全接合后继元件。

Description

采用检测的输出扭矩的降档控制方法
技术领域
本发明总体上涉及在滑行驾驶（coasting drive）条件下当发生如检测的输出扭矩显示的停滞或空档情形时控制自动变速器降档。
背景技术
摩擦元件，即离合器和制动器，用于改变齿轮组内的扭矩路径，在自动变速系统的输入和输出之间建立希望的扭矩和速比。在车辆运行时，接合的摩擦控制元件的组合决定了自动变速器运行的具体档位位置。当车辆在滑行条件下、车辆持续向前移动而加速踏板和制动踏板均已解离时，随着车辆逐渐慢下来，变速器控制器可以启动所谓的滑行降档。在降档过程中，一些称为先行元件（off-going element）的摩擦元件会解离，而其它的称为后继元件（on-coming element）的摩擦元件会接合，改变变速器的输入和输出之间的扭矩和速度关系。
空档状态，即在齿轮组内未显著建立扭矩路径的状态，是由先行控制元件的提前解离或后继控制元件扭矩容量的缺失引起的。当滑行降档时发生空档状态时，驾驶者可以感知换档冲击或瞬间驾驶扭矩的损失。进一步地，如果驾驶者在空档状态时踩踏加速踏板，引擎速度可能激增，由于后继元件的突然接合会发生换档冲击。空档状态借助于量产车辆中通常采用的传感器检测不到，如变速器速度传感器。
驾驶者可感知水平的变速器停滞可能由先行控制元件的延迟解离或后继控制元件的扭转过载引起，这导致齿轮组过度约束。当滑行降档时发生停滞状态时，驾驶者可以感知到换档冲击或驾驶扭矩突然损失。严重的停滞状态可以通过观测量产车辆中变速器输入速度信号的可测量的降低而检测到。当检测到严重的停滞时，控制器可以迅速降低先行离合器压力，以解决这一状况。
根据现有技术滑行换档控制技术，先行元件的控制压力通过开路途径降低，而后继离合器的控制压力通过开路途径升高。用于先行离合器和后继离合器二者的开路压力控制可以适应性地调整。也就是，完成每个换档事件后，变速器控制器可以通过预先确定的量调整用于先行元件的开路压力分布，延迟它的解离时间，而指示通过预先确定的量更快速地升高用于后继离合器元件的压力。调整产生接近停滞状态的滑行换档控制。当通过速度测量检测到停滞时，控制器可以降低先行元件控制压力，以实现在指定的档位内的立即解离。停滞状态的检测使得控制器适应性地指示控制压力分布，以避免在随后的滑行降档事件中发生空档和停滞状态。
主要依赖于速度测量的现有技术方法既不能明确地检测当前滑行降档事件中的空档状态、也不能校正当前滑行降档事件中的空档状态。主要依赖于速度传感器的现有技术方法可以检测停滞状态，但是不能够提供手段控制滑行降档事件中降低的驱动扭矩水平的量。适应性的开路压力调整可能工作不顺畅，这是因为先行和后继离合器摩擦扭矩可能在不同的运行条件下不可预知地变化，即使控制压力分布保持不变。现有技术适应性的压力调整可能不会改变液压控制系统可变性。因此，即使适应性地确定理想的压力分布，它们可能对于后续的换档也是不理想的，空档或者停滞状态仍然会发生。
发明内容
一种在车辆持续向前移动而加速踏板和制动踏板均已解离的滑行驾驶条件下的降档控制方法，包括从初始输出扭矩和初始输入速度计算输出扭矩和输入速度的变化；降低先行元件压力，前提是只要输入速度的变化超过参考输入速度变化；采用基于输出扭矩和检测的输出扭矩变化的闭路控制来调整后继元件压力，使得输出扭矩保持在预先确定的最大和最小扭矩之间；及完全接合后继元件。
控制策略取决于输出扭矩的直接检测，其指示机动车辆的乘员可感知的不舒服（称为换档感觉）的水平。
当检测到停滞状态时，控制器基于涡轮速度下降的水平来调整或加速先行控制元件解离进程。
控制器还可以采用输出扭矩的下降来调整先行控制元件的解离压力分布。
控制器基于输出扭矩下降的水平调整或降低先行离合器压力。
控制器还可以采用涡轮速度的下降来调整后继控制元件压力分布。
参照说明书、权利要求书和附图的详细说明，将更好地理解优选实施方式的应用范围。应当理解到的是，呈现本发明的优选实施方式的说明和具体的实施例仅通过示例的方式给出。对所述的实施方式和示例的各种改变和修正对本领域的技术人员来说明显可见。
附图说明
参照下述的说明并结合附图，将更容易地理解本发明，其中：
图1是示出变速器的运动学设置的示意图；
图2是示出与图1的变速器所生成的每个档位对应的控制元件状态的图表；
图3表示控制降档的运算法则；
图4包含供应到促动先行元件和后继元件的伺服器的涡轮速度、输出扭矩和液压力的曲线图；及
图5是示出在滑行降档时动力传动系统变量随着时间变化的曲线图。
具体实施方式
图1示出能够生成六个前进速比、以及倒车驱动的多速自动驱动桥10的传动装置、离合器、制动器、轴和其它元件。
扭矩变换器12包括由引擎驱动的叶轮14，流体运动地连接到叶轮的涡轮16，以及在叶轮和涡轮之间的定子18。变速器输入轴20固定到涡轮16。定子18不能转动地固定到变速箱26。
齿轮组28包括固定到输入轴20的太阳齿轮30；托架32；环形齿轮34；以及支承在托架32上并啮合太阳齿轮30和环形齿轮34的行星小齿轮38。
后齿轮组40和前齿轮组42也是简单的行星齿轮组。齿轮组40包括旋转支承在托架46上并啮合太阳齿轮48和环形齿轮50的行星小齿轮44。齿轮组42包括旋转支承在托架54上并啮合太阳齿轮56和环形齿轮58的行星小齿轮52。
超速离合器C456固定到托架46和环形齿轮34。离合器35R固定到太阳齿轮48。中间制动器CB26是固定到太阳齿轮48和变速箱26的34。低速倒档制动器（Low reverse brake）CBLR固定到托架46和变速箱26。前进制动器CB1234固定到太阳齿轮56和输出轴60。单向离合器OWC62固定到托架46，环形齿轮34，离合器CBLR和箱26。变速器装备具有输入速度传感器64和动力传动系统扭矩传感器66。
尽管在滑行驾驶条件下降档可以发生在任何的前进档之间，其中引擎扭矩典型地降低到低水平，但是参照3-2降档来说明了降档控制方法。如图2所示，当离合器C35R和制动器CB1234同时接合并且OWC62超速运转时，生成第三档。当先行控制元件（离合器C35R）断开接合，后继控制元件（制动器CB26）接合，制动器CB1234保持接合，并且OWC62继续超速运转时，降档到第二档。
降档还可以发生在停滞情况下，其发生在先行元件C35R和后继元件CB26均已具有足够容量使得它们竞争通过驱动桥10的显著扭矩路径，导致输出轴60上承载的输出扭矩降低和涡轮速度、即输入轴20的速度降低。当变速器档位处于停滞状态，离合器C35R可以固定地接合或可以开始滑动，同时承载扭矩容量。
可选择地，降档可以发生在空档情况下，在先行元件C35R和后继元件CB26均由于它们不具有充分的扭矩容量而不能够建立显著扭矩路径而导致滑动时发生空档情况。
图3示出运算法则70，以约7ms的间隔重复执行该运算法则，并且该运算法则控制在滑行驾驶条件下的停滞和空档状况时的降档。在步骤72启动运算法则后，在步骤74采用扭矩传感器64和速度传感器66检测在降档发生之前的输出轴60承载的扭矩和输入轴20的速度的量值。扭矩传感器64生成表示输出轴60承载的扭矩的量值T输出(Tout)的电信号。速度传感器66生成表示输入轴20的速度PRM涡轮（RPMturb）的电信号。
图4包含涡轮速度、输出扭矩和供应到促动先行元件Pogc C35R和后继元件Pocc CB26的伺服器的液压力的曲线图。
在步骤76，实施测试，以确定滑行降档是否已经由变速器控制器发出指令。如果测试76的结果是逻辑否，控制回到步骤74，递增指数（i）。
如果测试76的结果是逻辑上肯定的，标明降档已经开始，在步骤78，确定如图4所示的下述变量的值：T初始=T输出(ti)和RPM初始=RPM涡轮(ti)(即，Tinit=Tout(ti)和RPMinit=RPMturb(ti))。
在步骤80，确定如图4所示的下述参考输出扭矩和输入速度的量值并储存在控制变速器档位换档的控制器可读取的电子存储器中：T最大，T最小和ΔRPM阈值（即，Tmax,Tmin和ΔRPMthres），其中如果T初始（即Tinit）足够大于0，则T最小（即Tmin）最好设置等于0。当Tinit接近0或小于0，Tmin可以设置为负值。
递增指数(i)，控制前进到步骤82，再次检测Tout(ti)和RPMturb(ti)。
在步骤84，执行下述计算：
ΔTout(ti)=Tinit-Tout(ti)
ΔRPMturb(ti)=RPMinit-RPMturb(ti)
在步骤86，执行测试以确定是否
ΔRPMturb(ti)>ΔRPMthres
如果测试86的结果是正确的，表示存在停滞，在步骤88，基于　RPMturb的水平降低先行元件C35R的压力Pogc(ti)，控制进程到下一步骤90。
如果测试86的结果是错误的，控制进程到下一步骤90，基于Tout(ti)和ΔTout(ti)通过闭路控制调整后继元件CB26的压力Pocc(ti)，以保持T最小<T输出<T最大（即，Tmin<Tout<Tmax）。
在步骤92，执行测试以确定滑行降档是否要完成。如果测试92的结果是否定的，控制回到步骤82。持续进行这一循环，只要变速器控制器希望保持输出扭矩水平处于Tmax和Tmin之间而不完成降档，同时允许先行离合器C35R和后继离合器CB26均分别在非零扭矩容量下滑动。可选择地，离合器C35R的扭矩容量水平可以降低到非显著性水平，以允许离合器CB26显著地影响Tmax和Tmin之间的输出扭矩水平，同时其持续滑动，不完成接合。
如果测试92的结果是肯定的，也就是，如果变速器控制器确定要完成滑行降档，在步骤94增加后继元件CB26的压力Pocc(ti)以通过完全接合元件CB26完成降档。
在步骤96终止降档运算法则70的执行。
在滑行降档事件中，对于其中先行元件是超速旋转单向型扭矩耦合的变速器系统，可以将图3的运算法则70直接应用到后继离合器压力控制，不包括步骤88。
图5是表示在滑行降档过程中动力传动系统变量随着时间变化的曲线图，其中从检测的输出扭矩中检测到的扭矩容量的缺失通过在98增加后继控制元件压力来补偿，以减少先行离合器开始滑动后由于降低的扭矩容量导致的在100处的输出扭矩缺陷（torque hole），从而启动涡轮速度变化。
根据专利法的规定，已经说明了优选的实施方式。但是，应当注意到的是，除了具体示出和说明的实施方式之外，还可以实施其它可选的实施方式。例如，能够使用推断的或由感知的信号间接指示而不是直接扭矩检测的输出扭矩水平容易地应用本发明的方法的元素。

Claims (9)

1.一种用于在车辆持续向前移动而加速踏板和制动踏板均解离的滑行驾驶条件下控制变速器降档的方法，其特征在于，包含：
确定降档之前的初始输出扭矩；
直接检测降档之前的初始输入速度；
通过启动先行元件压力降低并调节后继元件行程来启动降档；
确定输出扭矩的最大和最小值和用于降档的输入速度的参考变化；
检测输出扭矩和输入速度；
计算从初始输出扭矩的输出扭矩的变化和从初始输入速度的输入速度的变化；
降低先行元件压力以允许先行离合器滑动；
进一步降低先行元件压力，前提是只要输入速度变化超过参考输入速度变化；
只要不希望完成降档，基于输出扭矩和输出扭矩的变化采用闭路控制来调整后继元件压力，使得输出扭矩处在其最大值和最小值之间而不允许后继离合器固定地接合并且不允许完成降档；
当希望完成降档时，通过增加后继元件压力来完成降档。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过直接检测确定初始输出扭矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于感知信号间接地推断确定初始输出扭矩。
4.一种在车辆持续向前移动而引擎扭矩维持水平的滑行驾驶条件下的降档控制方法，其特征在于，包含：
(a)计算从初始输出扭矩和初始输入速度的输出扭矩和输入速度的变化；
(b)降低先行元件压力，以允许其滑动，并增加后继元件压力；
(c)进一步降低先行元件压力，前提是只要输入速度的变化超过参考输入速度变化；
(d)只要不希望完成降档，基于输出扭矩和检测的输出扭矩的变化采用闭路控制来调整后继元件压力，使得输出扭矩保持在最大值和最小值之间而不允许后继离合器固定地接合并且不允许完成降档；
(e)只有在希望完成降档时，完全接合后继元件。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(a)进一步包含：
直接检测降档之前的初始输出扭矩和初始输入速度；
启动降档；
直接检测降档过程中的输出扭矩和输入速度。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(b)进一步包含：
确定用于降档80的参考输入速度变化；
检测输入速度；
比较输入速度的变化和参考输入速度变化。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(c)进一步包含：
确定用于降档的输出扭矩的最大和最小值；
直接检测降档之前的初始输出扭矩和初始输入速度；
计算从初始输出扭矩的输出扭矩的变化和从初始输入速度的输入速度的变化。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(d)进一步包含：当希望完成降档时，通过增加后继元件压力至完全接合后继元件来完成滑行驾驶条件下的降档。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，变速器降档是非同步降档。
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