CN108869729B - 无级变速传动变速器控制性能诊断 - Google Patents

无级变速传动变速器控制性能诊断 Download PDF

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Abstract

一种用于机动车辆的变速器控制诊断系统包括从指令比率减去传动实际比率算出的比率误差。第一查询表包括：通过使用传动流体温度值调整比率误差而限定的调整比率误差；以及与调整比率误差相比较以识别查询表输出的速率曲线。第二查询表基于传动比范围的比率仓转矩偏移值提供总体滑移乘数值。将总体滑移乘数值乘以查询表输出以创建调整误差计数。

Description

无级变速传动变速器控制性能诊断
背景技术
本公开涉及用于机动车辆的无级变速传动的变速器控制。
汽车可包括无级变速传动，下文称CVT，用于将发动机或电动机产生的转矩传递到输出传动系。常见CVT提供包括两个滑轮的变速器。第一滑轮由位于输入轴上的固定滑轮半体和与输入轴上另一半相对并且可朝向和远离固定滑轮半体移动的可移动滑轮半体组成。第二滑轮由位于输出轴上的固定滑轮半体和与输出轴上另一半相对并且可朝向和远离固定滑轮半体移动的可移动滑轮半体组成。传动皮带或链条围绕滑轮定位，并且施加流体压力以沿相反方向平移可移动滑轮半体，这改变滑轮直径并因此改变传动比，以控制皮带或链条张力。
变速器控制系统采用致动器和传感器以识别和控制CVT的操作参数，包括流体压力、滑移监测、速度、比率等。若操作期间CVT不能达到期望的传动比，则若出现传动皮带或链条的总体滑移，即作出初始确定。可提供有限滑移校正权限以允许控制流体压力增加以克服滑移事件。若未出现总体滑移事件，并且/或者变速器控制系统用于校正滑移的权限耗尽，则变速器控制系统将继续指示对发动机和传动操作参数的改变，以试图达到期望比率。当所有变速器控制系统权限耗尽，并且变速器控制系统由于不能归因于任何致动器或传感器故障仍无法达到期望比率时，已知的变速器控制系统可指示车辆减速功能模式，其中车辆速度受到很大限制，或者可指示故障模式阻止车辆传动操作。
因此，虽然当前变速器控制系统达到其预期目的，但需要一种新的改进系统和方法用于识别该问题，同时仍然允许有限连续CVT操作而不强制车辆减速功能模式。
发明内容
根据若干方面，一种用于汽车的变速器控制诊断系统包括从指令比率减去传动实际比率算出的比率误差。第一查询表包括：通过使用温度值调整比率误差而限定的调整比率误差；以及与调整比率误差相比较以识别误差计数的速率曲线。当超过预定的报告故障值时，误差计数归零并且故障计数插入到仓集中。
在本公开的另一方面，仓集包括多个仓，每个对应于无级传动比率范围的一部分。
在本公开的另一方面，每次出现超过预定的报告故障值时，故障计数插入到对应于出现报告故障的比率范围部分的多个仓中的一个。
在本公开的另一方面，包括预定的报告通过值，当超过时，归零误差计数。
在本公开的另一方面，预定的报告通过值限定误差计数的负累积。
在本公开的另一方面，当误差计数的负累积超过预定的报告通过值时，开始下一误差计数曲线。
在本公开的另一方面，第二查询表提供传动比范围的比率仓转矩偏移值。
在本公开的另一方面，总体滑移乘数值当乘以先前由比率误差和温度确定的误差计数时限定调整误差计数。
在本公开的另一方面，实际比率由来自速度传感器的输出信号限定。
在本公开的另一方面，温度值限定传动流体温度。
根据若干方面，一种用于汽车的变速器控制诊断系统包括从指令比率减去传动实际比率算出的比率误差。第一查询表包括：通过使用传动流体温度值调整比率误差而限定的调整比率误差；以及与调整比率误差相比较以识别查询表输出的速率曲线。第二查询表基于传动比范围的比率仓转矩偏移值提供总体滑移乘数值。将总体滑移乘数值乘以先前误差计数以创建调整误差计数。
在本公开的另一方面，预定的报告通过值当超过时归零误差计数，该预定的报告通过值限定调整误差计数的负累积。
在本公开的另一方面，包括预定的报告故障值，当超过时，归零误差计数并且启动故障计数输入至仓集中。
在本公开的另一方面，仓集包括多个仓，每个对应于无级传动比率范围的一部分；其中，每次出现超过预定的报告故障值时，故障计数插入到对应于出现报告故障的比率范围部分的多个仓中的一个。
在本公开的另一方面，预定的报告故障值限定误差计数的正累积。
在本公开的另一方面，比率仓转矩偏移用于查找总体滑移乘数值以限定调整误差计数。
根据若干方面，一种用于诊断汽车传动比率误差的方法包括：从指令比率减去传动实际比率以计算比率误差；将比率误差和温度输入到第一查询表中；通过使用总体滑移乘数值调整比率误差来创建调整比率误差；以及比较误差计数与预定的报告故障值并且归零误差计数(若超过预定的报告故障值)。
在本公开的另一方面，方法包括比较误差计数与预定的报告通过值并且归零误差计数(若超过预定的报告通过值)，该预定的报告通过值限定误差计数的负累积。
在本公开的另一方面，方法包括，每次出现超过预定的报告故障值时，将故障计数插入到分别对应于出现报告故障的比率范围部分的多个仓中的一个，其中多个仓的各个仓对应于无级传动比率范围的一部分。
在本公开的另一方面，方法包括：在总体滑移事件之后，耗尽用于致动器控制的所有控制系统总体滑移权限，并且在识别超过预定的报告故障值之前，耗尽所有控制系统滑移校正权限；并且在报告超过预定的报告故障值之后继续监测误差计数。
从本文提供的描述中，其他应用领域将变得显而易见。应该理解，描述和具体示例仅用于说明的目的，并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明目的，并非旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据示例性实施例的车辆动力传输系统的功能框图；
图2是根据示例性实施例的变速器控制诊断系统的功能框图；
图3是图2的变速器控制诊断系统的示例性标准输出的曲线图；
图4是由图2修改的曲线图，示出在时间上连续循环增量上的负向趋势误差计数曲线达到预定的报告通过值；以及
图5是由图2修改的曲线图，示出连续循环增量上的正向趋势误差计数曲线达到预定的报告故障值，以及用于数据输入数据的仓。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本公开、应用或用途。
参考图1，根据本公开一个方面的车辆动力传输系统10包括如内燃机或电动机的动力源12。来自动力源12的输出经由输入轴14从动力源12且经由提供流体耦合的变矩器16传输到链条或皮带传动的无级变速器18以及减速齿轮装置20，之后分配到至少一个从动轮22。
无级变速器18包括输入侧可变滑轮24、输出侧可变滑轮26以及传动链条或皮带，下文称皮带28。设置在输入轴14上的输入侧可变滑轮24限定具有可变有效直径30的输入侧构件。设置在输出轴32上的输出侧可变滑轮26为具有可变直径34的输出侧构件。皮带28用作动力传输构件，该动力传输构件位于可变滑轮24和26周围并与其摩擦接触，使得动力经由皮带28与可变滑轮24和26之间的摩擦力传输。
输入侧可变滑轮24包括圆锥面固定滑轮半体36、圆锥面可移动滑轮半体38和输入液压室40。类似地，输出侧可变滑轮26包括圆锥面固定滑轮半体42、圆锥面可移动滑轮半体44和输出液压室46。固定滑轮半体36固定到输入轴14，并且固定滑轮半体42固定到输出轴32。可移动滑轮半体38在输入轴14上沿轴向可动以沿输入轴14的轴向方向移动，同时防止围绕输入轴14的轴线旋转。类似地，可移动滑轮半体44在输出轴32上沿轴向可动以沿输出轴32的轴向方向移动，同时防止围绕输出轴32的轴线旋转。
输入液压室40接收加压液压流体并且通过移置可移动滑轮半体38以产生轴向推力，以改变在固定滑轮半体36和可移动滑轮半体38之间形成的V形槽宽度。类似地，输出液压室46接收加压液压流体并且通过移置可移动滑轮半体44以产生相对于可移动滑轮半体38的反向轴向推力，以改变在固定滑轮半体42和可移动滑轮半体44之间形成的V形槽宽度。通过改变由可移动滑轮半体38和44中的每个限定的V形槽宽度，输入轴14与输出轴32的速度比可连续改变。通过控制输入侧可变滑轮24的输入液压室40中液压压力和输出侧可变滑轮26的输出液压室46中液压压力中的一个或两者，改变V形槽宽度使滑轮周围皮带28的卷绕直径或有效直径变化。传感器输入数据和致动器输出数据以及用于控制无级变速器18的指令提供给变速器控制单元(TCU)48并且由变速器控制单元(TCU)48提供。
参考图2再参考图1，限定变速器控制诊断系统50的算法可以用于诊断达到指令比率中的误差，并且提供该数据供控制系统用于经由变速器控制单元(TCU)48调整无级变速器18。诊断系统50包括CVT变速器输入数据，其包括期望或指令比率52以及测量或实际比率54。例如，可使用来自速度传感器55的输出信号提供实际比率54。在求和步骤56中，从指令比率52减去实际比率54计算初始比率误差58(比率误差58＝指令比率52-实际比率54)。比率误差58与温度值60一起用于输入第一查询表62。温度值60对应于传动流体温度。使用温度值60调整比率误差58，以考虑当例如使用温度传感器64测量的传动流体温度识别处于或接近流体温度操作范围上限或下限的温度时预期实际比率的差异。
指令比率未通过测量的实际比率实现的出现次数应用比率误差58以识别误差计数66。在第一查询表62中，误差计数66的值如下确定。使用温度值60调整比率误差58以限定调整比率误差68，其值可以为负值、零或正值。根据若干方面，调整比率误差68的范围在约-5至+5，但该范围可在本公开的范围内变化。给定调整比率误差68的具体值，速率曲线69可用于确定误差计数66。
在诊断程序的连续循环期间，当实际比率54不匹配指令比率52时误差计数器进行追踪。对于实际比率54等于或超过指令比率52时的循环，调整比率误差68将为零或负值。在此期间，如速率曲线69的负曲线部分70所限定，调整比率误差68的范围在约-1.5至0.0之间。延伸通过负曲线部分70的水平线与限定误差计数66的x轴的交点处找到对应的误差计数66。在本示例中，对于范围在约-1.5至+1.5之间的调整比率误差68，误差计数66的范围将在约-50和零之间。
在诊断程序的连续循环期间，当实际比率54明显超过指令比率52时，调整比率误差68将为负值，并且具有范围在约-1.5至-5.0之间的值。可以使用速率曲线69的下降曲线部分72来确定对应的误差计数66。延伸通过下降曲线部分72的水平线与限定误差计数66的轴线的交点处找到对应的误差计数66。由于调整比率误差68在约-1.5至-5.0之间变化，此示例中误差计数66的范围将在约0和300之间。
在诊断程序的连续循环期间，当指令比率52明显超过实际比率54时，调整比率误差68将为正值，并且具有范围在约1.5至5.0之间的值。可以使用速率曲线69的上升曲线部分74来确定对应的误差计数66。延伸通过上升曲线部分74的水平线与限定误差计数66的轴线的交点处找到对应的误差计数66。由于调整比率误差68在约1.5至5.0之间变化，此示例中误差计数66的范围将在约0和300之间。
在所提供的示例曲线中，若调整比率误差68限定为+3.0的值，则如图所示，对应的误差计数66约为150。确定后，该值从第一查询表62输出作为查询表输出76。应当注意，速率曲线69的负曲线部分70、速率曲线69的下降曲线部分72以及速率曲线69的上升曲线部分74的预定几何形状或节距可以各自不同于本公开范围内所示的那些，基于不同发动机和变速器设计之间不同的输入和传感器数据。还应当注意，误差计数66的值也可以从所示范围进行修改。速率曲线69的目的是当指令比率52与实际比率54之间的差值负增加或正增加时产生越来越高的误差计数。
诊断系统50还包括结合过去CVT滑移事件的累积影响以进一步调整查询表输出76的装置。过去CVT滑移事件可以用于改变CVT的各种比率范围，并保存于如图5所示和描述的比率仓集140中。诊断系统50针对CVT的给定比率范围识别比率仓集140中发现的比率仓转矩偏移78的值。比率仓转矩偏移78的值输入到第二查询表80中以确定总体滑移乘数值82。然后总体滑移乘数值82乘以查询表输出76的值以提供调整误差计数86。
调整误差计数86在x轴上提供入口点，该x轴限定曲线90的误差计数轴88。曲线90还包括限定时间轴92的y轴。时间可以以毫秒识别，例如限定诊断系统50的循环之间的时间。曲线90以输出形式呈现误差数据如何累积，并且呈现诊断系统50将应用以识别何时应启动误差的重新计数以及何时误差累积达到故障确定点的误差预定下限和上限。
参考图3再参考图1和2，在一个方面，曲线90呈现来自诊断系统50的示例性数据，其初始调整误差计数86具有零值。然后在识别为连续时间增量96的时间上连续循环增量上描绘负向趋势误差计数曲线94。若连续调整误差计数86未降至低于预定的报告通过值98，则诊断系统50继续计数误差，直到达到预定的报告通过值98或产生正误差计数。若曲线的值为负数且产生了正误差计数，则曲线的值将设置为当前的正误差计数，并且累积将继续如前。例如，根据曲线位置100处限定的低调整误差计数，下一连续控制回路输出值指示连续的正误差计数。在第一正误差计数处，误差计数曲线值设置为第一正误差计数，然后累积如同正向趋势误差计数曲线102正常进行。若连续调整误差计数未超过预定的报告故障值104，则诊断系统50将进一步继续确定误差计数。诊断系统50将继续以此方式追踪，直到超过预定的报告通过值98或预定的报告故障值104。
参考图4再参考图3，曲线90’从曲线90修改而来，并且呈现超过预定的报告通过值98时的状况。来自诊断系统50的示例性数据以具有零值的初始调整误差计数86呈现。然后在识别为连续时间增量96的时间上连续循环增量上描绘负向趋势误差计数曲线106。负向趋势误差计数曲线106正在累积，其在识别负误差的连续循环上持续增加调整误差计数86。当误差计数108的负累积超过曲线位置110处预定的报告通过值98时，如垂直线112处所示，诊断系统50归零调整误差计数86，并开始新的或下一误差计数曲线。
在本示例中，新的或下一误差计数曲线描绘为第二负向趋势误差计数曲线114。在负向趋势误差计数曲线106之后立即出现的时间上连续循环增量上描绘第二负向趋势误差计数曲线114。再者，若等于误差计数108负累积的误差计数的负累积超过曲线位置116处预定的报告通过值98，则如垂直线118处所示，诊断系统50归零调整误差计数86，并开始下一连续误差计数曲线。在本示例中，在第二负向趋势误差计数曲线114之后，呈现正向趋势误差计数曲线120。
参考图5再参考图3和4，曲线90”从曲线90修改而来，并且呈现超过预定的报告故障值104时的状况。来自诊断系统50的示例性数据以具有大于零的值的初始调整误差计数86呈现。然后在识别为连续时间增量96的时间上连续循环增量上描绘正向趋势误差计数曲线122。正向趋势误差计数曲线122正在累积，其在识别正误差的连续循环上持续增加调整误差计数86。若在时间124开始出现总体滑移事件，则如水平线126所示，诊断系统50暂时停止误差计数，在此期间，使用独立于诊断系统50的单独总体滑移协议出现总体滑移减轻，持续直到时间130。
在时间130，CVT控制系统已耗尽致动器控制方面其所有的总体滑移权限，并且也已耗尽其所有的滑移校正权限如控制权限，以进一步增加用于CVT的夹紧压力。CVT控制系统耗尽其控制总体滑移事件的权限之后，需要继续监测误差计数。因此，时间130之后，如示例性正向趋势误差计数曲线132所示，诊断系统50恢复其误差计数。若误差计数的正累积例如在曲线位置134处超过预定的报告故障值104，则如垂直线138所示，诊断系统50归零误差计数，并将开始新的或下一误差计数曲线。
进一步如图5所示，每次出现累积误差计数超过预定的报告故障值104时，作为数据输入的故障计数变成对应于出现报告故障的传动比的比率仓集140的多个仓142中的一个，误差计数归零并开始新的误差计数。这样可以记录比率带各部分出现报告故障的数量。比率仓集140的多个仓142提供与仓142中的每个相关联的比率带或比率范围的预定部分。根据若干方面，仓142的示例性数量可等于二十四(24)，仓144中的第一个指定为比率范围的低端，并且仓146中的最后一个指定为比率范围的高端。
仓142中的每个提供总比率范围的基本相等部分。例如，若仓142的数量为二十四，并且比率范围在0.2到2.2之间延伸，则仓142中的每个将以约0.083的增量连续覆盖比率范围的一部分。在该示例中，当报告故障事件出现在0.2和0.28之间的比率范围中时，每次出现报告故障将输入到仓144中作为故障计数。输入到仓142中的每个的数据此后可由诊断系统50访问以用于其他功能，如确定适当的补救措施。
诊断系统50提供限定为故障的误差检测以达到指令比率。诊断系统50检查变速器的总体滑移，并在指示故障之前等待滑移减轻控制以耗尽其权限。诊断系统50还检查夹紧CVT滑轮上的压力控制校正，并在指示故障之前等待闭合回路权限和适配权限两者耗尽。
本公开的诊断系统50具有若干优点。诊断系统50使用控制系统信息以计数误差，并因此确保存在控制系统的实际物理故障，而不仅仅是校准或软件故障。诊断系统50的操作识别比率范围的特定部分，其中出现报告故障事件而非维持所有故障事件的总报告，并且因此在指示报告故障后维持可用比率操作的更大或最大范围。诊断系统50通过识别最大化可用比率操作的范围，在比率范围中，指示故障以便故障之后默认动作可以包括避免特定比率范围或比率范围的方向，而非仅允许少数默认比率。
本公开的描述本质上仅仅是示例性的，并且未脱离本公开要点的变化旨在落入本公开的范围内。这样的变化不认为是脱离本公开的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的变速器控制诊断系统，包括：
从指令比率减去传动实际比率算出的比率误差；
第一查询表，包括：
通过使用温度值调整所述比率误差而限定的调整比率误差；以及
与所述调整比率误差相比较以识别误差计数的速率曲线；以及
预定的报告故障值，当超过时其归零所述误差计数并且将故障计数插入至仓集中；
其中，所述仓集包括多个仓，每个对应于无级变速传动的比率范围的一部分。
2.如权利要求1所述的用于机动车辆的变速器控制诊断系统，其中，每次出现超过所述预定的报告故障值时，所述故障计数插入到对应于出现所述报告故障的所述比率范围的所述部分的所述多个仓中的一个。
3.如权利要求1所述的用于机动车辆的变速器控制诊断系统，进一步包括预定的报告通过值，当超过时归零所述误差计数。
4.如权利要求3所述的用于机动车辆的变速器控制诊断系统，其中，所述预定的报告通过值限定误差计数的负累积。
5.如权利要求4所述的用于机动车辆的变速器控制诊断系统，进一步包括当误差计数的所述负累积超过预定的报告通过值时开始的下一误差计数曲线。
6.如权利要求1所述的用于机动车辆的变速器控制诊断系统，进一步包括第二查询表，所述第二查询表提供从传动比范围的比率仓转矩偏移值得出的总体滑移乘数值。
7.如权利要求6所述的用于机动车辆的变速器控制诊断系统，进一步包括将所述总体滑移乘数值乘以所述误差计数而限定的调整比率误差计数。
8.如权利要求1所述的用于机动车辆的变速器控制诊断系统，进一步包括多个速度传感器，其中，所述实际比率从所述速度传感器的输出得到。
9.如权利要求1所述的用于机动车辆的变速器控制诊断系统，其中，所述温度值限定传动流体温度。
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