CN1222705C - 控制连续可变的变速器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CVT控制方法，其步骤包括求出一个在一组对应于一组发动机工作模式预设的速度比的最大和最小值之间的CVT目标速度比，和根据目标速度比控制CVT，其中，基于节流阀开度变化率，节流阀工作频率，和车辆加速度求出一个驾驶模型指数，并且基于驾驶模型指数求出目标速度比。

Description

控制连续可变的变速器的方法
技术领域
本发明涉及控制一个连续可变的变速器(CVT)的方法，尤其是能够自动控制在经济和功率模式之间的一个速度比而无需手动模式选择。
背景技术
一个自动变速器是以可变的速度比传送发动机的扭矩到机动车辆的传动轴的设备，变速器通常分为手动，自动和连续可变的变速器(CVT)这几类。
不像手动和自动变速器采用一个步进可变的齿轮机构来提供固定的速度比，CVT能连续地改变速度比。
因此，发动机转速能被优化选择，使得发动机相对于例如最大的每加仑汽油行驱路程，最大功率输出，最小噪声，最小的有害气体排放等要求的状态中的一个工作于适当的每分钟转速(rpm)上。
典型地，CVT的速度比由发动机扭矩-rpm图确定，这些图按照例如最大每加仑汽油行驶路程(经济模式)和最大功率(功率模式)被预先调整好。
图4是一个表示发动机性能曲线的图形。曲线1表示多个等-制动耗油率曲线，且PO示出耗油率最低的点。曲线2示出多个等-功率曲线，它们等效于具有不同功率值的方程y＝功率/x的曲线，因为发动机功率通过发动机的rpm乘以发动机的扭矩求得。曲线3表示最大每加仑汽油行驶路程曲线，该曲线通过耗油最低点P0。曲线4表示最大功率控制曲线。
在CVT中，速度比能在一个适合的范围内随机变换，使得发动机rpm和发动机扭矩可随机设置而与车速无关。
作为结果，CVT以下述方法被控制：发动机以沿着最大每加仑汽油行驶路程曲线C3的一个指定的扭矩和rpm运行，提供机动车的最大每加仑汽油行驶路程，它以沿着最大功率控制曲线C4的另一个扭矩和rpm运行，以提供最大的功率传动。
因此，CVT的速度比基于节流阀开度和对应控制模式而在图中确定的车速值来确定，其根据例如最大每加仑汽油行驶路程或最大功率这样的要求驾驶状态来确定。
所以为了适应驾驶者的需要，传统的CVT要求驾驶者输入模式选择，并且模式选择过程会引起速度比突然变化，导致变速时的冲撞，振动和发动机颤动。
发明内容
本发明努力解决现有技术中的上述问题。
本发明目的在于提出一个CVT控制方法，它能确定在经济和功率模式速度比之间的一个最佳速度比而无需手动模式选择。
为实现上述任务，本发明的CVT控制方法由以下各步组成，在对应于一组发动机工作模式而预先设置的一组速度比的最大和最小值之间计算出一个目标速度比，并且按照目标速度比控制CVT。
计算目标速度比这一步包含以下各步：基于节流阀开口变化率，节流阀工作频率和车的加速度计算出一个驾驶模型指数，并且基于驾驶模型指数求出目标速度比。
目标速度比可用例如公式Tm＝(Tp-Te)X+Te求出，这里X是驾驶模型指数，Te是经济模式速度比，Tp是功率模式速度比，Tm是在Te和Tp之间的目标速度比。
驾驶模型指数X可用下式求出：
X＝(α×a/A0+β×b/B0+γ×c/C0)/3
其中α，β和γ是计权的权重；
a，b和c分别为学习的节流阀开度变化率，学习的节流阀工作频率和学习的车加速度；并且
A0，B0和C0分别为预设的节流阀开度变化率，预设的节流阀工作频率和预设的车加速度。
此外，本发明的CVT控制方法可进一步包括确定一个学习条件是否被满足，并且当学习条件被满足时学习驾驶模型指数这些步骤。
学习条件可定义为节流阀开度的当前变化率不同于直到该点的节流阀开度平均变化率，其差大于预定的差值，或者当前节流阀工作频率不同于直到该点的平均节流阀工作频率，其差大于预定的频率，或者当前的加速度不同于直到该点的平均加速度，其差大于预定的加速度。
而且本发明的CVT控制方法可进一步包括确定车辆是否恒速运行这一步骤，在这一步中如果车辆不是以恒速运行，则完成计算驾驶模型指数这一步。
若车辆以恒速运行，目标速度比被确定是缺省发动机工作模式的目标速度比，此缺省工作模式最好取经济模式。
附图说明
说明书的附图构成说明书的一部分，它们示出本发明的一个实施例，与说明书一起用于说明本发明的原理。
图1是说明本发明CVT控制系统的方框图；
图2是说明推荐的本发明实施例中CVT控制方法的流图；
图3是说明图2的模糊计算的各步的流图；以及
图4是示出发动机性能曲线例的图线。
具体实施方式
下面借助附图详细说明本发明的一个优选实施例。
图1是说明本发明CVT控制系统的方框图。
如图1所示，CVT控制系统包含一个传感节流阀开度的节流阀传感器110，一个传感车速的速度传感器120，一个从发动机(图中未示出)传送扭矩到输出轴的CVT130和一个电连接于节流阀传感器110，速度传感器120和CVT130的变速器控制单元(TCU)，TCU对CVT130的控制基于从节流阀和速度传感器110和120来的参量。
上述结构的CVT控制系统的CVT控制方法将参照附图说明。
图2中，在步骤S210上TCU基于从速度传器120来的参量确定车辆是恒速运动还是非恒速运动。
如果在步骤S210确定车辆恒速运动，在步骤S230上按照缺省控制模式求出CVT目标速度比并且在步骤S260上根据求得的目标速度比控制CVT。在此情况下，使得CVT控制工作在预设的缺省控制模式下不需要模式转换。推荐设置经济模式为缺省的模式。
如果在步骤S210确定车辆不是恒速行驶，在步骤S220上TCU140为获得目标速度比起始一个模糊计算。此模糊计算用一个学习过程确定一个在预设的功率模式速度比和一个预设的经济模式速度比之间的目标速度比。
在步骤S220上获得目标速度比的模糊计算方法将在下面借助图3详细说明。
图3中TCU140首先在步骤S310上接收由节流阀开度传感器110和车速传感器120检测到的节流阀开度和车速参量。在步骤S210获得的车速比也可来代替在步骤S310上的再次传感。
接着，在步骤S320上TCU140求出节流阀开度变化率，节流阀工作频率和车辆加速度。
节流阀开度变化率是指加速踏板被压下的快慢，即节流阀开度变化有多快。
节流阀工作频率是指在规定周期内加速踏板以什么频率被操作。
基于以上关于节流阀开度变化率，节流阀工作频率和车的加速度的参量，在步骤S330上用公式1求出驾驶模型指数(X)。
公式1
X＝(α×a/A0+β×b/B0+γ×c/C0)/3
公式1中参量a，b和c分别表示学习的节流阀开度变化率，学习的节流阀工作频率，和学习的车辆加速度。
学习的节流阀开度变化率“a”通过加节流阀开度变化率系数(Fa)到前面求出的节流阀开度变化率上而得到。如果它小于0，结果值映射为0；如果它大于A0，映射为A0。推荐节流阀开度变化率系数(Fa)初始时设置为0，此系数像累计驾车历史那样被学习。
学习的节流阀工作频率“b”基于节流阀工作系数(Fb)和B0求出，学习的车辆加速度″c″基于车辆加速度系数(Fc)和C0求出，计算方法同学习的节流阀开度变化率″a″。
参量A0，B0，和C0分别表示预设的节流阀开度变化率，预设的节流阀工作频率，和预设的车辆加速度。预设的节流阀开度变化率，预设的节流阀工作频率和预设的车辆加速度A0，B0，和C0分别通过驾驶者的手工操作设置为最大的节流阀开度变化率，最大的节流阀工作频率，和能产生的最大的车辆加速度。
相应地，模型指数能按照节流阀开度变化率，节流阀工作频率，和车辆加速度表示为a/A0，b/B0，和c/C0，其每个值都大于0且小于1。
常数α，β，和γ是对相应参量计权的权重。这些常数设置为满足“α+β+γ＝1”这一条件的正数。
所以由公式1求出的驾驶模型指数(X)有大于0且小于1的值。
在求出驾驶模型指数(X)之后，在步骤S340上TCU140计算目标速度比(Tm)。
目标速度比在经济模式速度比(Te)和功率模式速度比(Tp)之间基于驾驶模型指数(X)用公式2求出。
公式2
Tm＝(Tp-Te)X+Te
公式2中驾驶模型指数(X)有0和1之间的值，因而目标速度比(Tm)有在经济模式速度比(Te)和功率模式速度比(Tp)之间的值。
返回参照图2，在步骤S220上求出目标速度比之后，在步骤240上TCU140判断一个预定的学习条件是否被满足。预定的学习条件可像下述例子那样审慎地被设置：节流阀的当前开度变化率不同于直到该点的节流阀平均变化率，其差大于预定差值，或者当前的节流阀工作频率不同于直到该点的平均节流阀工作频率，其差大于预定频率，或者当前的加速度不同于直到该点的平均加速度，其差大于预定的加速度量。
如果学习条件被满足，在步骤S250上TCU140启动学习由节流阀开度，节流阀工作频率和车辆加速度等系数表示的当前驾驶模型指数，并且然后根据目标速度比控制CVT。
驾驶模型的学习可以用一个以下述方法处理驾驶模型指数的函数来完成：该函数根据节流阀开度变化率是大于还是小于平均的节流阀开度变化率来增加/减小节流阀开度变化率系数，根据节流阀工作频率是大于还是小于平均的节流阀工作频率来增加/减小节流阀工作频率系数，以及根据车的加速度是大于还是小于车的平均加速度来增加/减小车辆加速度系数。
最后，在步骤S260上TCU140根据求出的目标速度比控制CVT。如果在步骤S240上学习条件不被满足，TCU140根据步骤S220上求出的目标速度比控制CVT130而不学习驾驶模型。
如上所述，本发明的CVT控制方法基于驾驶模型指数以经济模式和功率模式之间的一个连续可变的速度比控制CVT，从而很好地反映了驾驶者的驾驶模型，并且车辆均速运行时以经济模式控制CVT，从而获得最大的每加仑汽油行驶路程。这消除了人工手动模式选择的不便。
此外，驾驶模型指数是不断修正的，并且被学习以反映最近的驾驶模型，因而在驾驶者突然改变驾驶模型时避免了不连续的驾驶模型指数变化，实现以稳定的速度比进行控制。
虽然本发明与当前被认为是最实际和被推荐的实施例一起被说明，但是本发明不局限于所揭示的实施例，相反，本发明涵盖各种变化的和行效的设计方案，它们被包含在权利要求的精髓和领域内。

Claims (8)

1.一种CVT控制方法，包括步骤：
求出一个在一组对应于一组发动机工作模式预设的速度比的最大和最小值之间的CVT目标速度比：并且
根据目标速度比控制CVT，
其中基于节流阀开度变化率，节流阀工作频率，和车辆加速度求出一个驾驶模型指数；并且
基于驾驶模型指数求出目标速度比。
2.如权利要求1所述的CVT控制方法，其特征在于目标速度比用下列公式求出：
Tm＝(Tp-Te)X+Te
其中X是驾驶模型指数；Te是经济模式速度比；Tp是功率模式速度比；而Tm是在Te和Tp之间的目标速度比。
3.如权利要求1所述的CVT控制方法，其特征在于，用下列公式求出驾驶模型指数：
X＝(α×a/A0+β×b/B0+γ×c/C0)/3
其中α，β和γ是计权权重；a，b和c分别是学习的节流阀开度变化率，学习的节流阀工作频率，和学习的车辆加速度；以及A0，B0，和C0分别是预设的节流阀开度变化率，预设的节流阀工作频率，和预设的车辆加速度。
4.如权利要求1所述的CVT控制方法，其特征在于进一步包含以下步骤：
判定一个学习条件是否被满足；以及
当学习条件被满足时学习驾驶模型指数。
5.如权利要求4所述的CVT控制方法，其特征在于，学习条件被定义为：节流阀开度的当前变化率不同于直到该点的节流阀开度平均变化率，其差大于预定差值，或者当前的节流阀工作频率不同于直到该点的节流阀平均工作频率，其差大于预定频率，或者当前的加速度不同于直到该点的平均加速度，其差大于预定的加速度量。
6.如权利要求1所述的CVT控制方法，其特征在于，进一步包含了判定车辆是否以恒定速度行驶的步骤，其中如果车辆不以恒定速度行驶，则执行计算驾驶模型指数这一步骤。
7.如权利要求6所述的CVT控制方法，其特征在于，当车辆以恒定速度行驶时按照缺省的发动机工作模式确定目标速度比。
8.如权利要求7所述的CVT控制方法，其特征在于，缺省的模式是经济模式。
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