CN1138146A - 汽车分级换挡自动变速箱中换挡自动控制的配置 - Google Patents

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Abstract

汽车分级换挡自动变速箱换挡自动控制的配置中，在转速适配阶段，一变速箱输入转速的调了叠加于一摩擦连接的传输力矩控制上，所具有的特性是一所需的减速值是作为一由摩擦连接引起的减速力矩的函数。

Description

汽车分级换挡自动变速箱中换挡自动控制的配置
本发明是一种关于按专利权利要求1的前序部分所述的配置。
刚开始就提到的一种配置已在P4432850.8-12号专利申请中提出，该专利并不是最早的出版物。在所提出的配置中，其目的是要控制换挡情况-也就是指两种稳态和两种暂态(或瞬态)换挡情况，这些换挡情况是指相对于仅有一个由电子控制单元驱动的电磁控制阀作用下的两离合器内的工作压力，在换挡时所发生的情况。
在转速变化适配阶段(以下简称适配)，变速箱的输入转速要从原来的传速比转换到新的传速比，这对分级换挡自动变速箱有决定性的重要意义。从一方面看，应通过相应的延长离合器打滑从而得到好的无振动换挡舒适性，另一方面，摩擦接合面(离合器或制动器)应保证不过热，这样就出现了困难，特别是由于相对于工作压力的控制变速箱输入转速的实际变化要经过一定滞后才能得到调节，延迟是来源于电液控制和机械系统的动作滞后。此外由电子控制系统记录变速箱的输入转速也有延迟，因此即使不存在偏差情况下电子控制系统仍会识别出偏差而实施校正动作，这样就会导致工作压力超调，最终也会导致车辆的加速度在换挡开始和结束时发生超调现象。
为改善在有较大的原始延迟情况下控制系统的控制质量，我们知道(如Dubbel“Taschenbuch fur den Maschinenbau”17thEdition，springer-Verlag Berlin(柏林)，Heidelberg(海德堡)，Newyork(纽约)，London(伦敦)，Paris(巴黎)，Tokyo(东京)，Hong Kong(香港)，Barcelona(巴塞罗那)，1990，Pagex13的有关介绍)，附加机构可使控制系统作用信号的传输路径缩短。从一方面来看，倘若一附加的辅助参数能使可分解为若干子系统的系统内避免出现与总延迟成比例的延迟，从这意义上受控的变化即可在系统内受到影响。另一方面，倘若一辅助的受控变化能(若需要)借助于一辅助参考变量附加地影响操纵量(或控制量)，扰动效应在系统内已明确地被辨识出。在此同样具有避免出现与总延迟成比例的延迟的优点。最后，从控制的意义上说若由测量技术记录下的扰动变量可明显地作用于受控的变量时，扰动变量的作用能直接并附加地影响操纵量。
然而，这些人们所知的附加机构应用于按通常概念的配置中时，在换挡控制的转速变化阶段中的工作压力，到头来均导致超调现象出现(如上述)。
本发明所基于的目的本质上是在于使变速箱输入转速与系统的延迟相适配，以便从换挡的舒适性及避免超调的要求看可对换挡时间有较好的控制。
最有利的实现上述目的的方法是通过按本发明权利要求1的特征所达到的。
附属权利要求的主要内容是按本发明配置的最佳实施例。
按本发明配置由于计入存在的动作和记录上的延迟，转速变化阶段中工作压力的控制性能有实质上的改进。为此目的，变速箱输入转速所需的变化量取决于适当的延迟量，所需的变化量是取决于现时需要的减速力矩M-J，该力矩是由摩擦连接的传输力矩M-Kzu和M-Kab，发动机扭矩(或发动机力矩)M-Mot和变扭比μ所确定。在进入换挡工作和“解脱(退出)换挡”两者之间有明显差别，在进入换挡时发动机由于摩擦连接的接入(啮合)而减速(例如有牵引力作用下的转入换挡)，而在“解脱换挡”时由于脱开摩擦连接而引起发动机转速变化。在进入换挡情况下，减速力矩M-J由式子M-J＝M-Kzu-M-Mot*μ计算得到，在解脱换挡情况下，减速力矩可由式子M-J＝M-Mot*μ-M-Kab+M-Kzu算得。所要求的转速变化的延迟可通过信号滤波产生，滤波器可以是一种相对较简单的设计。单一的停滞(或死)周期或出现一阶延迟成分就足够了，滤波可在各控制点引入，需要的变化量可在起始时被确定并随后由一滤波器实施延迟，此外减速力矩(信号)也经滤波，并采用滤波后的信号形成所需的变化，最后，压力变化和发动机扭矩也可经滤波，离合器力矩由滤波后的压力信号来确定“从上述这些量以及滤波后的发动机扭矩信号形成了减速力矩和所需的变化量。
以下将通过以图解形式表明的两个实施例对本发明作更详尽的叙述。在图中：
图1示出按先有技术在一进入换挡作过程中的两个简图；
(a)＝工作压力随时间t的变化
(b)＝变速箱输入转速n-T随时间t的变化
图2示出按先有技术在一解脱换挡过程中的两个简图；
(a)＝工作压力随时间t的变化
(b)＝变速箱输入转速n-T随时间t的变化
图3示出在一进入换挡工作过程中，在按常规调节的控制线中具有延迟时的两个简图；
(a)＝工作压力随时间t的变化
(b)＝变速箱输入转速n-T随时间t的变化
图4示出按本发明在一进入换挡工作过程中的两个简图；
(a)＝工作压力随时间t的变化
(b)＝变速箱输入转速n-T随时间t的变化
图5示出按本发明配置的第一实施例的一方块图，它用于换挡转速变化阶段中对工作压力的开环及闭环控制；和
图6示出按本发明配置的第二实施例的一方块图，它用于换挡转速变化阶段中对工作压力的开环及闭环控制。
现参阅图1，在进入换挡工作情况下，当时间为t0时出现一换挡(或变速)信号，与原挡配合工作的摩擦连接Kab(因此必须松开啮齿)的工作压力P Kab从一较大的安全值降至传输变速箱输入轴现时力矩M_Mot*μ时所需值13与新挡配合工作的摩擦连接Kzu(因此必须进入啮合)的工作压力P_kzu被设定至一啮合值(filling value)*20，当时间为t1时摩擦连接Kzu的离合致动器已吃上负荷，摩擦连接Kzu在达到接触压力值10时开始传输力矩，随后是达到通常的交叉阶段21，在此阶段工作压力P_Kzu和P_kab受控并各自沿斜坡形变化而相交，此时摩擦连接Kzu和Kab传输力矩M_Kzu和M_Kab的总和至少应与变速箱输入轴上的现时力矩M_Mot*μ的值相等。在时间为t2时，摩擦连接Kzu单独传输变速箱输入轴的力矩M_Mot*μ，所以通常紧接着转速适配(或变化)阶段9(在我们所讨论的该阶段工作压力P_Kab已降至0)工作压力P _zu被调节至一恒定适配值，于是变速箱输入轴的转速n_T从相应于原挡的转速值7变化到相应于新挡的转速值8(见图1b)，即由曲线22所代表的变速箱输入转速n_T的该要求值n_T_soll(即n_T理论值)必须在时间为t5时达到，然而，如图1中的曲线图(b)所示，按测得的变速箱输入转速n_T的实际值n_Tist(即n_T实际值)是按滞后的变化曲线23变化的，所以换挡时间T的实际持续时间是不确定的。
按图2所示的解脱换挡情况下，在时间为t_0出现换挡信号时，与原挡配合工作的摩擦连接Kab随后必须松开的工作压力Pkab下降至足以传输变速箱输入轴的现时力矩M_Mot*μ的压力值14，与新挡配合工作的摩擦连接Kzu的工作压力P_Kzu调节到一加负荷压力值24。在时间t-1，工作压力P_Kab经一过渡阶段按斜线调节至一适配值12，在时间t-1工作压力开始下降时变速箱输入转速n-T也开始从相应于原挡的转速值8沿着相应于新挡的转速值7的方向变化，从而在时间t-4达到转速值7而终结的转速适配阶段9也在时间t-1开始，因此，从开环或闭环压力控制开始至转速适配阶段9结束达到转速值7为止的换挡期间为卫，与通常情况一样存在一工作压力P_Kab和P_Kzu的意义控制段25，25一直延续至t-5，即：此时新挡的摩擦连接能单独传输变速箱输入轴上的力矩M_Mot*μ。
图3表示按图1所示进入换挡工作曲线，然而变速箱输入轴实际转速n_T_ist的变化有滞后(见图1(b))，该滞后按常规方法进行调节，于是在转速适配阶段9期间内工作压力P_Kzu和变速箱输入轴的实际转速n_T_ist分别产生超调26，27和28，29(由图中的虚线所指出)。
从图4可看出，按本发明的变速箱输入转速n_T的所需变化30能与按先有技术相对于需要的变化22所发生的延迟完全适应。
图5和图6所示按本发明的配置，发动机扭矩M_Mot，发动机转速n_Mot，变速箱输入转速n_T和减速力矩M-J都处理成信号形式以作为输入参数。变扭器的变扭比μ根据特性曲线从转速n-Mot和n-T计算出，变速箱输入轴力矩M_Mot*μ可从力矩变换器增量比μ和发动机扭矩M_Mot确定。在转速适配阶段9必须设定的传输力矩M-K-soll(即传输力矩理论值)(对应于图l(a)中的适配值11和图2(a)中的适配值(2)在进入换挡工作情况下从M-Mot*μ和M-J的总和而得到。必需的工作压力P-K-soll(即P-K理论值)和必需的阀的工作电流I-RV-soll(即I-RV理论值)可从所需要的M-K-soll值确定，转速变化的实际值n_T_ist由机械系统和液压系统来设定。
所需要的转速变化n_T_soll Ver2可按与此类似的方法确定，它基本上通过确定现时阶段的转速变化和借助于减速力矩M-J来产生，M-J的终值被反映在一特性曲线图上作为变速箱输出转速n-Getr-aus(即n-传动-输出)和发动机扭矩M-Mot的函数。转速变化量通过-积分元件15把这些变化累加起来而提供出来，这些配置的基本特征可从一个或更多的延迟元件17至19(滤波器)的使用看出。这样的配置能保证实际的机械、液压和转速记录系统得到足够精确的模拟。转速适配阶段9内的实时调节以及，若需要，适应随后的换挡可通过比较器31对需要的(即理论的)和实际的转速进行比较叠加控制。
按图5的配置，延迟借助于滤波器17使所形成的未延迟的所需理论转速n-T-soll经滤波而实现，或借助于滤波器(虚线所示的17)对形成所需的转速n-T-soll以前的减速力矩M-J进行滤波而实现。
在图6所示配置中使用了滤波器18和19，其中一个滤波器18是考虑了目标工作压力P-K-soll，另一个滤波器19是考虑了现时的发动机扭矩M-Mot，这种配置的优点不仅在于：使由滤波器18所模拟的现时减速力矩M-J改变从而确定出所需的转速变化n-T-soll-Vor2，而且还考虑了由于发动机扭矩的变化而使工作压力所发生的改变，并且也计入了发动机扭矩信号与发动机的实际扭矩之间的延迟。

Claims (2)

1.汽车分级换挡自动变速箱换挡自动控制的配置包括有：配置在有关联的变速箱部件之间与原挡匹配的可啮合和可松脱的摩擦连接，一与新挡匹配的可啮合和可松脱的摩擦连接，也包括有对参与换挡的两摩擦连接产生作用的工作压力进行控制的措施，其中包括在换挡期间内设置一转速适配阶段，该阶段是从引起开始控制工作压力的一换挡信号出现时起至达到相应于新挡的变速箱输入转速的转速值止，在该转速适配阶段内，一个摩擦连接的传输力矩下降至零或受控在一稍大于零的低恒定接触值，另一个决定变速箱输入转速变化的摩擦连接的传输力矩被控制在一适配值。在转速适配阶段的起始，确定变速箱输入转速变化的传输力矩被控制在变速箱输入轴力矩的现时值，以及变速箱输入转速值是相应于原挡的转速，转速适配阶段终止于变速箱输入转速已达到与新挡相适应的转速值的时刻，其特征在于：在转速适配阶段(9)内，一延迟调节被叠加在确定变速箱输入转速(n-T)变化的传输力矩(M-Kzu或M-Kab)的控制上，方法是用于控制传输力矩(M-Kzu或M-Kab)的所需值(P-K-soll)是由一从变速箱输入转速(n-T)的实际值(n-T-ist)与变速箱输入转速(n-I)的所需减速值(n-T)的所需减速值(n-T-soll-Verz)之间的偏差而形成的-校正值(KW)所确定，特征还在于：传输力矩(M-Kzu或M-Kzb)的所需值(P-K-soll)是由一减速力矩(M-J)、变速箱输入力矩(M-Mot*μ)和传输力矩(M-Kzu或M-Kab)在下述的条件下形成的：
(1)用于进入换挡工作
P-K-soll*C-Kzu＝M-Kzu
(2)用于解脱换挡
P-K-soll*C-Kab＝M-Kab
(3)确定变速箱输入转速(n-T)变化的传输力矩，用于进入换挡工作为
M-Kzu＝M-Mot*μ+M-J和
用于解脱换挡为
(4)变扭器增扭比(或变扭比)，0是从转扭器特性曲线及参数n-Mot和n-T得出的，和
(5)减速力矩M-J的确定是，该力矩是诸如发动机扭矩(或发动机力矩)M-Mot、变速箱输出转速n-Getr-aus等参数的函数和所需的减速值(n-T-soll-Verz)是由变速箱输入转速(n-T)的一所需值(n-T-soll)、减速力矩M-J、旋转质量的质量惯性矩I并计入至少一次延迟时间按以下条件而形成的，即(6)
(7)减速力矩M-J是由作为诸如变速箱输出转速n-Getraus和发动机扭矩M-Mot等参数的函数确定的，和
(8)一延迟元件(17)，既设置在一积分元件(15)的前方，也设置在积分元件(15)的后方以形成所需的转速理论值(n-T-soll)，或可这样来配置的取代条件(7)和(8)，即
(9)减速力矩M-J是由借助于一校正值(KW)来确定的所需(理论)值(P-K-soll)和变速箱输入轴的力矩(M-Mot*μ)确定的，此处
(10)为传输力矩(M-K)的所需值(M-K-soll-Verz)在进入换挡工作下可由下式得到M-K-soll-Verz＝P-K-soll*C-Kzu，和
(11)在解脱换挡下M-K-soll-Verz由下式得到
M-K-soll-Verz＝P-K-Soll*C-Kab，和
(12)M-J＝M-K-Soll-Verz-M-Mot*μ，和
(13)按条件(10)和(11)中之一，用来形成传输力矩(M-K)的延迟的所需值(M-K-soll-Verz)的一比例元件(16)被设置于一延迟元件(18)之前或之后。
2.按权利要求1的配置，其特征在于：对条件(12)而言，实际情况是对变速箱输入轴的力矩(M-Mot*μ)也可引入一迟迟(滤波装19)。
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