CN104340209B - 变速器到发动机的速度请求的监视 - Google Patents

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Abstract

车辆包括具有以发动机速度旋转的曲柄轴的发动机、具有可旋转输入构件的变速器、变速器控制模块(TC)，和发动机控制模块(ECM)，其与TCM通信。TCM被编程为执行变速器对发动机速度监视和控制方法，其包括将发动机速度请求传送至ECM，其请求发动机速度的正增加，和当请求活跃持续超过第一标定超时持续时间时终止该请求。当请求活跃持续超过小于第一标定持续时间的第二标定持续时间，变速器没有处于空挡，且变速器的预换挡和输入构件的加速二者均不活跃时，TCM也终止请求。

Description

变速器到发动机的速度请求的监视
技术领域
本发明涉及变速器到发动机的速度请求的监视。
背景技术
在车辆变速器中，液压促动的离合器被选择性地施加，以便以期望的速度比联接变速器输入和输出构件。离合器对离合器换挡经由与当前速度比相关联的离合器(即，离去的离合器)的协调释放，以及与期望的新速度比相关联的另一离合器(即，即将到来的离合器)的接合而发生。自动变速器，以及双离合器变速器和自动的手动变速器中的换挡，通过车辆参数被促使，所述参数包括油门请求和车辆速度，后者被制动水平影响。
典型的车辆控制系统包括发动机控制模块(ECM)，其具有对发动机速度和扭矩功能的总授权，还包括变速器控制模块(TCM)，其控制动力传动系的各个离合器的功能。ECM响应油门水平。在控制器局域网络(CAN)总线上与ECM通信的TCM从ECM请求发动机速度变化，作为其总体换挡控制功能的一部分。
发明内容
在此披露一种车辆。车辆包括内燃发动机、变速器、变速器控制模块(TCM)和发动机控制模块(ECM)。TCM被编程或以其他方式构造为监视在执行预定换挡事件的过程中对发动机速度的正改变的TCM起始的变速器对发动机请求。随着换挡开始，TCM针对一组准则评价一组参数，包括速度请求是否相对于第一标定持续时间持续过久，以及请求是否在意外时间对于较短的第二持续时间是活跃的。如果这些准则没有被满足，TCM自动执行“故障弱化”控制动作，其中，速度请求被自动终止。
具体地，TCM负责确定是否已经存在不适当形成且过度持续的发动机速度请求。如果是，TCM通过在两个条件下终止来自TCM的即将离去的发动机速度请求而触发故障弱化控制动作：(I)当存在第一标定持续时间的活 跃的正发动机速度请求时，该第一标定持续时间例如900ms；和(II)当存在短得多的第二持续时间的活跃的正发动机速度请求时，该第二标定持续时间例如大约为200ms，或150ms至250ms，没有相应的活跃空挡状态、换挡事件或输入加速度。
在请求的减挡中，例如，TCM命令给定的变速器轴以完成换挡到较低挡所需的较高速度旋转。TCM经由ECM请求发动机速度增加到该较高速度。本发明的控制方法基于对以下的识别：如果发动机速度请求被保持过久而没有发现一些预期的控制响应，其包括发动机速度的上升和变速器轴速度与发动机速度的吻合，意外输入加速度可在被请求的发动机速度变化期间发生。
具体地，在此披露了一种车辆，其具有发动机、变速器、TCM和ECM。TCM被编程为将发动机速度请求发送至ECM，其在变速器的预定换挡事件的预期中请求发动机速度的正增加。TCM还被编程为，当正发动机速度请求活跃超过第一标定超时持续时间以及还当以下发生时，自动终止发动机速度请求：(a)正发动机速度请求活跃超过第二标定持续时间，所述第二标定持续时间小于第一标定持续时间，且(b)变速器没有处于空挡，且变速器的换挡和输入构件的加速二者均不活跃。
还披露了一种变速器组件，其包括变速器和TCM，其如上构造。
用于在上述车辆中的相关联方法包括将发动机速度请求从TCM传送至ECM，确定发动机速度请求是否活跃超过第一标定超时持续时间，和
当发动机速度请求活跃超过第一标定超时持续时间时，自动终止发动机速度请求。该方法还包括当变速器没有处于空挡，且变速器的预定换挡和输入构件的加速二者均不活跃时，自动终止发动机速度请求。
本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施如所附的权利要求中定义的本发明的一些最佳模式和其它实施例的以下详细描述连同附图时显而易见。
附图说明
图1是车辆的示意图，车辆具有变速器和控制器，该控制器监视变速器对发动机速度请求，且选择性地执行故障弱化控制动作，以中止这样的请求，如在此详细所述。
图2是描述不同计时器值的表，所述值作为变速器对发动机速度请求监 视方法的一部分被评估。
图3是描述在示例滚动空挡换挡期间改变不同车辆轴的速度的时间曲线。
图4是描述在示例5-3拨片(tap)减挡期间改变不同车辆轴的速度的时间曲线。
图5是计时器值和车辆性能参数的时间曲线，包括发动机描述本发明变速器对发动机速度请求监视方法的示例减挡应用的发动机速度、速度请求和齿轮比。
具体实施方式
参考附图，其中在几幅图中相同的附图标记指向相同的部件，车辆10在图1中示意性地示出。车辆10包括发动机12、变速器控制模块(TCM)20和发动机控制模块(ECM)30。TCM20经由执行计算机可执行逻辑100而监视对发动机12的速度请求，该逻辑即记录在TCM 20的存储器24中且按照需要被处理器22执行的代码或指令。特别地，TCM 20选择性地实现“故障弱化”控制动作，在该动作中，当一些事件尚未在不同临界间隔内发生时，用于增加的发动机速度的对ECM 30的请求中止。逻辑100的执行和其对车辆10的性能的影响关于图2-5在以下进一步详细描述。
关于图1中所示的车辆10的结构，除了发动机12之外，车辆10还包括变速器14。变速器14在图1中示出为自动变速器。但是，在变体中，变速器14可构造为双离合器变速器(DCT)或自动的手动变速器(AMT)。如本领域熟知的，DCT具有奇数编号和偶数编号的齿轮组和一对输入离合器，每个输入离合器取决于被请求的挡位状态而被分立地施加。即，一个输入离合器选择奇数编号的齿轮组，而另一离合器被用于选择偶数编号的齿轮组。具有单个输入离合器的AMT在其设计上类似于DCT。为了阐释的一致性，在此之后将参照图1的自动变速器例子。
TCM 20和ECM 30在控制器局域网络(CAN)总线或其他适当通信路径上彼此通信。二者均被构造，即被编程和足够地配备在硬件中以执行逻辑100的任何必要指定步骤，基础逻辑100主要驻存于TCM 20的存储器24中。发动机12响应被接收的油门请求(箭头Th％)，典型地命令为加速器踏板11A的行程的百分比，表示司机请求的轴扭矩的相对水平。这样行程可以传 统方式经由踏板传感器(未示出)检测。制动踏板11B的行程可同样被捕获，作为输入到ECM 30的制动信号(箭头BX)。输入给ECM 30的水平可由于CAN总线连接而对TCM 20已知。
响应于油门请求(箭头Th％)的接收，发动机12将输入扭矩(箭头TI)递送至曲柄轴13，输入扭矩(箭头TI)最终经由液动力扭矩转换器(TC)传递至变速器14的输入构件15。变速器14的输出轴17经由一个或多个传动车轴18连接至一组传动轮。输出轴17最终经由传动车轴18将输出扭矩(箭头TO)传递至驱动轮。变速器14的液力元件可经由发动机驱动的主泵31或替换地经由电池驱动的辅助泵(未示出)通过来自槽35的流体的循环(箭头F)而被提供动力。
仍参考图1，TCM 20和ECM 30可被构造为基于微处理器的计算机装置，其具有硬件元件，诸如处理器22、32，存储器24、34，其包括但不限于，有形、非瞬态计算机可读介质，诸如只读存储器(ROM)、光学存储器、固态闪存等，以及随机访问存储器(RAM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存等，以及具有电路，其包括但不限于，高速时钟、模数(A/D)电路、数模(D/A)电路、数字信号处理器或DSP、收发器和必要的输入/输出(I/O)装置以及其他信号调制和/或缓冲电路。
TCM 20最终传递扭矩命令(箭头TCC)至变速器14，或更精确地，至在此使用的任何离合器，以在被请求的换挡事件中传递扭矩。在图1所示类型的自动变速器中，这样的扭矩命令(箭头TCC)可转变为相应的压力命令，同时，DCT或AMT构造可将扭矩命令(箭头TCC)转变为任何相应的位置命令，所述位置命令对将离合器活塞(未示出)移动到需要位置是必须的。
为了执行在此描述的变速器对发动机速度监视方法，TCM 20的逻辑100可作为计算机可执行脚本或代码结合任何存在的变速器对发动机速度请求例程来运行。监视逻辑可应向ECM 30请求被请求的发动机速度的正(positive)变化时执行。当发动机速度的增加被TCM 20请求时，来自发动机12的扭矩输出增加。在此应意识到，如果该扭矩增加在变速器14保持与传动车轴18的直接机械功率流连接时发生，可导致具有足够水平和时长的瞬时车轴扭矩。因此，在此采取的控制方法意图抑制任何意外的扩展发动机速度请求，且由此防止任何不期望的车轴扭矩向传动车轴18的传递。
换句话说，图1的TCM 20，利用逻辑100和这样的逻辑100实施的相 关联方法论，使得在所有正发动机速度请求期间的变速器变速箱行为合理化。通过在请求之前在一些时间取消增加的速度请求而导致的TCM 20“故障弱化”可被发送至车载CAN消息处理机，用于CAN消息向ECM 30的汇集(assembly)和传递。另外，所披露的方法有助于确保得到的所有正扭矩请求在不多于1秒内归零，其可满足一些设计需求。
通过逻辑100的执行实现的方法首先参考图2所示的表解释。作为在此披露的总体变速器对发动机速度监视和控制方法的一部分，超时子例程被用于将一些依赖换挡模式的事件的长度与相应的标定值比较，并基于比较结果选择性地输出位标记。后文中缩写为T1-T5的各个超时子例程分别筛选给定的依赖换挡模式的条件的存在或不存在。两个示例模式，滚动空挡换挡和5-3拨片减挡，以下参考图3和4描述，值比较用在参考图5大体描述的减挡中。
图2的表按照列整理，列#列出超时子例程T1-T5，列出计时器值的列TVAL在子例程T1-T5的特定一个中被检查。列R.T.和T.O.分别表示运行临界值和超时临界值。列F.S.列出图1所示的TCM 20的相关联“故障弱化”决定。
对于子例程T1，其是主定时子例程，图1所示的TCM 20的处理器22的计时器在检测到具有正发动机速度请求的形式的计时器值(列TVAL)时立刻开始，其在图2中缩写为+N12R。对于发动机速度的正变化，即N12R>0，用于起动超时子例程T1的运行临界值(列R.T.)被TCM20请求。如果该请求保持存在第一标定持续时间，超时(列T.O.)事件发生，缩写为图2中的>CAL(1)。在一个实施例中，CAL(1)可以大约800ms至900ms，其小于上述的1000ms设计临界值，同时仍允许有时间完成换挡事件或中止速度请求而不执行换挡事件。当请求持续第一标定持续时间CAL(1)时，诸如中止速度请求的故障弱化(列F.S.)动作被起动(ENBL)。因为超时子例程T1在后台运行，同时保持超时子例程T2-T5继续，超时子例程T1用作主超时子例程。
对于超时子例程T2，较短的标定持续时间，CAL(2)，用作超时准则。如果该时间段(在一个实施例中，其可以为150ms至250ms，在另一个实施例中为200ms)被超过，故障弱化动作被启动(ENBL)，而图1的TCM 20没有经历超时子例程T3-T5的动作中的一个。
超时子例程T3在图1所示的变速器14的空挡换挡期间使用。在此，TCM 20检查自从标定空挡齿轮比(RN)被实现起逝去的时间。在该情况下，运 行临界值(列R.T.)是标定的空挡齿轮比，缩写为CAL(R)。在示例实施例中，至少17的齿轮比表示车辆10是处于空挡的。但是，对于给定车辆的实际空挡齿轮比可与该数不同。当图1的车辆10在空挡状态持续长于标定的空挡齿轮比CAL(R)时，故障弱化动作被禁止(DSBL)。
其余超时子例程T4和T5用于筛选减挡。其他超时子例程可用于升挡例子等中，而没有偏离本发明范围，如将被本领域技术人员理解的。在该情况下TCM 20寻求的两个条件是超时子例程T4，其检查自前一齿轮比改变之后起逝去的时间，和超时子例程T5，其检查自图1的变速器输入构件15中观察到速度增加或突然升高起逝去的时间。这在图2中缩写为TIS，即变速器输入速度，其基本等于发动机速度。
换句话说，超时子例程T5查看图1的发动机12在被超时子例程T2使用的第二标定时间CAL(2)内已经开始响应对正发动机速度变化的请求，而超时子例程T4查看齿轮比已经开始按照期望改变到比的范围内，即ΔR＝[CALmin,CALmax]。如果这些条件存在，故障弱化动作被禁止(DSBL)。现将参考图3和4解释这些超时规则。
首先参考图3，时间曲线25显示在示例滚动空挡换挡期间的变速器轴速度(轨迹NS1、NS2)和发动机速度(轨迹N12)。幅度(A)绘制在垂直轴线上，同时时间t绘制在水平轴线上。轨迹GS表示被命令的挡位状态，第一挡位(1)显示为在t0至t1之间被选择的挡位状态，且空挡(N)在t1处开始。
在t1之前，随着图1的车辆10在第一挡位以低速度速率滚动时，发动机速度(轨迹N12)随着车辆10滑行缓慢掉落，且在轴速度(NS1、NS2)之间逐渐改变。挡位状态到空挡(N)的被请求换挡且由此被请求的发动机速度的改变在t1处经由TCM 20的内部换挡决定逻辑自动发生。TCM 20在t1处使计时器开始，如通过箭头T所示，且由此开始超时子例程T1。
在正速度请求在t1处被ECM 30接收之后，发动机速度(轨迹N12)按照需要增加到轴速度(NS1)用于完成从第一挡位(1)到空挡(N)的换挡。速度在大约点X处匹配，如所示的。在该例子中，使用图2的表，TCM 20将在第二标定持续时间CAL(2)处评价被标定空挡比是否已经存在持续了该持续时间。如果是，TCM 20不会故障弱化，而是继续换挡动作。当然，贯穿图2的超时子例程T1的顶级计时器继续，且因此换挡动作会在动作不能在CAL(1)持续时间(例如，900ms)结束时完成的事件中仍被终止。
图4示出另外的时间曲线125，这次用于示例5-3拨片减挡，其实际上是在快速连续过程中具有两个请求的一系列的两个减挡。仅一个轴速度(轨迹NS)与发动机速度(轨迹N12)被示出。在此，当变速器轴(其将被请求在第四挡位承载来自发动机的扭矩)的轴速度(NS)在点A处且发动机速度(轨迹N12)在点B处时，挡位状态(GS)在t1处从第五挡位换到第四挡位。计时器首先在t1处开始，如箭头T所指，且图1的TCM 20开始图2的超时子例程T1、T2、T4和T5。在该例子中不请求超时子例程T3，因为当换挡和速度变化被请求时变速器14没有处于空挡。
在图4所示的示例拨片减挡操作中，发动机速度(轨迹N12)上升且在t2处与轴速度(NS)处或大约在点X1处相遇。如果这在图2的超时子例程T4和T5分配的时间窗口内发生，换挡被允许继续。从第四挡位到第三挡位的换挡以相同方式进行，计时器如所示在t3处重新开始，发动机速度(N12)最终在t4处与轴速度(NS)相遇，即大约在点X2处。
参考图5，上述变速器对发动机速度监视和控制方法经由一组轨迹50示意性地示出。正发动机速度请求通过轨迹+N12表示，示出为脉冲信号，其在t1处开始并持续直到t5。主计时器在相同时间处开始，计时器轨迹为了简便示出为T。超时子例程T1在大约t6处示出，该子例程T1提供了用于完成整个被请求操作的顶级时间限制。该时间对应于图2的CAL(1)，且如参考该图指出的，可以大约为900ms，或800至900ms。由此，在图5的示例中，速度请求在t5处结束，其在结束于t6处的最大被分配时间之前。使速度请求持续超过t6，这将导致请求的中止，即，经由超时子例程T1。
CAL(2)对应于图5中的t3，且表示第二标定持续时间T2。在可行实施例中，该时间可以大约为200ms，且在任一事件中，应该为CAL(1)的值的大约25％至33％。对于减挡，该时间段被图1的TCM 20密集检查，以确定输入构件15至变速器14的突然增加或齿轮比的期望变化是否已经发生。在期望的200ms时间框中，这些事件允许被请求的发动机速度增加继续。在减挡期间齿轮比的变化通过轨迹(ΔR)指示。发动机速度变化通过轨迹N12指示。
用于超时子例程T4和T5的超时时间二者关于计时器轨迹T*显示。与超时子例程T3相关联的计时器从图5省去。在图5的示例减挡期间，与空挡换挡相关的子例程T3保持为零，且由此没有影响该例子中的分析。与超 时子例程T4相关联的计时器经由计时器轨迹T*对自最后的齿轮比改变起的时间计数。因此，当齿轮比开始改变(如轨迹ΔR所示)时，该计时器从t0至t2计数。在该点处，对轨迹T*计数的计时器重置为零，且保持在那里，只要齿轮比在改变。同样，超时子例程T6遵循相似的过程，测量自输入构件15的突然升高开始起的时间。
因此，跟随图5的例子，在t0至t1之间，车辆10以更高挡位行进，且与轨迹T*相关联的计时器从t0处或之前的最后齿轮比变化开始时刻计数。对于正发动机速度增加的请求在t1处做出，且保持到t5，如通过最上轨迹+N12R所指示的。与超时子例程T1相关联的计时器在同一时刻，即，在t1处开始，且持续直到第一标定持续时间CAL(1)在t6处被达到。无关还有什么发生，该主级别计时器将确保，如果保持过久，诸如超过900ms，则请求中止。在该例子中，请求在t5处停止，且由此计时器将在该点处休眠，计时器轨迹(T)继续到t6，在图5中仅用于阐释性目的。
第二标定持续时间CAL(2)在t3处显示。图1的TCM 20在最后齿轮比变化之后的持续时间CAL(2)寻求齿轮比(ΔR)和改变的发动机速度(N12)，以看比的改变，即德尔塔比，是否在两个限制标定之间。见轨迹ΔR的相应点的点B。TCM 20还在相同点处看输入构件15的速度的变化，以看是否已经存在突然上升，其表示发动机12已经响应对速度的正变化的请求。这经由图5的点D示出。如果这样的突然上升没有在第二标定持续时间CAL(2)处看到，则TCM 20设定1/TRUE的位标记，这导致做出的回到t1处请求的取消。
利用上述方法，图1的TCM 20能够确定意外的请求对于足够的持续时间是否为活跃的。如果是，TCM 20通过中止对增加的发动机速度的请求而故障弱化。如果第一标定持续时间CAL(1)(即，子例程(T1))的活跃的正发动机速度请求，故障弱化控制步骤发生。另外，如果存在第二标定持续时间CAL(2)的活跃的正发动机速度请求，即，T2＝TRUE，同时没有处于空挡(T3＝FALSE)且同时活跃的换挡(T4＝FALSE)和加速度(T5＝FALSE)没有存在，则请求的故障弱化被开启。
详细描述和附图或视图支持和描述本发明，但是本发明的范围仅由权利要求限定。尽管已详细描述了用于执行要求保护的发明的最佳模式(如果知道的话)和其他实施例，存在各种替换涉及和实施例，用于实践限定在所附 权利要求中的本发明。

Claims (8)

1.一种车辆，包括：
发动机，具有曲柄轴，所述曲柄轴以发动机速度旋转；
变速器，具有可旋转的输入构件；
变速器控制模块；和
发动机控制模块，与变速器控制模块通信；
其中，变速器控制模块被编程为将发动机速度请求发送至发动机控制模块，所述发动机控制模块在变速器的预定换挡事件的预期中请求发动机速度的正增加，且编程为，当正发动机速度请求活跃超过第一标定超时持续时间以及还当以下发生时，自动终止发动机速度请求：(a)正发动机速度请求活跃超过第二标定持续时间，所述第二标定持续时间小于第一标定持续时间，且(b)变速器没有处于空挡，且变速器的换挡和输入构件的加速二者均不活跃。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，变速器控制模块被编程为计算变速器的空挡速度比，且将被计算的空挡速度比与标定比比较，以确定变速器是否没有处于空挡。
3.如权利要求1所述的车辆，其中，第一标定超时持续时间为800ms至900ms。
4.如权利要求1所述的车辆，其中，第二标定超时持续时间为150ms至250ms。
5.如权利要求1所述的车辆，其中，预定换挡事件是减挡。
6.一种变速器组件，用在车辆中，所述车辆具有发动机控制模块和发动机，其中，发动机包括以发动机速度旋转的曲柄轴，所述变速器组件包括：
变速器，具有可旋转轴；和
变速器控制模块，其与发动机控制模块通信；和
其中，变速器控制模块被编程为将发动机速度请求发送至发动机控制模块，所述发动机控制模块在变速器的预定换挡事件的预期中请求发动机速度的正增加，且编程为，当正发动机速度请求活跃超过第一标定超时持续时间以及还当以下发生时，自动终止发动机速度请求：(a)正发动机速度请求活跃超过第二标定持续时间，所述第二标定持续时间小于第一标定持续时间，且(b)变速器没有处于空挡，且变速器的换挡和输入构件的加速二者均不活跃。
7.如权利要求6所述的变速器组件，其中，变速器是自动变速器。
8.一种用在车辆中的方法，该车辆具有带有输入构件的变速器、变速器控制模块、发动机和发动机控制模块，其中，发动机包括以发动机速度旋转的曲柄轴，该方法包括：
将正发动机速度请求从变速器控制模块传送至发动机控制模块，其中，发动机速度请求是在变速器的预定换挡的预期中的发动机速度增加的请求；
确定正发动机速度请求是否活跃超过第一标定超时持续时间；
当正发动机速度请求活跃超过第一标定超时持续时间以及还当以下发生时，自动终止发动机速度请求：(a)正发动机速度请求活跃超过第二标定持续时间，所述第二标定持续时间小于第一标定持续时间，且(b)变速器没有处于空挡，且变速器的换挡和输入构件的加速二者均不活跃。
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