專利名稱：用于變速器控制的駕駛員意圖檢測(cè)算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及用于控制車輛中的扭矩變換器離合器和/或變速器換擋的系統(tǒng) 和方法，更具體地說，涉及包括響應(yīng)于加速踏板位置的變化率的用于控制車輛中的扭矩變 換器離合器和/或變速器換擋的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
采用自動(dòng)變速器的內(nèi)燃機(jī)車輛通常包括位于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的扭矩 變換器。扭矩變換器是通常包括聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上的葉輪和聯(lián)接到變速器的輸入軸 上的渦輪的流體聯(lián)接裝置。扭矩變換器使用液壓流體將轉(zhuǎn)動(dòng)能從葉輪傳遞到渦輪。因此， 扭矩變換器在車輛怠速條件期間能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄軸與變速器輸入軸分離，以便使車輛能 夠停止和/或變換擋位。在扭矩變換器中葉輪相對(duì)于渦輪的旋轉(zhuǎn)速度通常是不同的，使得在它們之間存在 變換器滑差。由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和變速器輸入之間的大的滑差會(huì)顯著影響車輛的燃料經(jīng)濟(jì) 性，因此一些車輛采用扭矩變換器離合器(TCC)，來控制或降低發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的滑 差。TCC還能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的輸出處的葉輪機(jī)械地鎖定至變速器的輸入處的渦輪上，從而發(fā)動(dòng) 機(jī)和變速器以相同的速度旋轉(zhuǎn)。由于各種牽涉的狀況，將葉輪鎖定至渦輪上通常只用于有 限的情況中。因此，TCC通常具有三種模式。如剛剛描述的完全鎖定模式，完全釋放模式和受控 滑差模式。當(dāng)TCC完全釋放時(shí)，扭矩變換器的葉輪和渦輪之間的滑差僅由其間的液壓流體 控制。在滑差模式中，TCC受到扭矩變換器中的液壓流體的壓力的控制，使得扭矩變換器葉 輪和渦輪之間的滑差能夠被設(shè)定為不超過預(yù)定的滑差。傳統(tǒng)的自動(dòng)變速器換擋策略是以換擋圖的形式實(shí)現(xiàn)的。換擋圖是基于車輛速度和 節(jié)氣門開度來確定換擋點(diǎn)的一組表查詢函數(shù)。因此，使用傳統(tǒng)的換擋策略確定的各換擋點(diǎn) 是車輛速度和節(jié)氣門開度的函數(shù)，并且沒有補(bǔ)償變化的車輛狀況，諸如變化的車輛負(fù)載，或 者道路狀況，諸如道路坡度和曲率。然而，希望使用補(bǔ)償了變化的車輛和道路狀況的輸入的 組合來動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生換擋點(diǎn)，以獲得最佳的燃料經(jīng)濟(jì)性、性能和駕駛性能。通常，扭矩變換器離合器的作用和釋放以及變速器換擋的策略由加速踏板位置和 自動(dòng)變速器中的車輛速度確定。當(dāng)車輛駕駛員使加速踏板增加到更大角度，變速器通常通 過斷開TCC來響應(yīng)并可能降擋。然而，有時(shí)，車輛駕駛員穩(wěn)定地向下按壓加速踏板以補(bǔ)償?shù)?路負(fù)載、道路梯度等，以提供恒定的車輛速度。還有時(shí)，車輛駕駛員想要通過提供踏板位置 的快速增加來超過另一車輛。變速器控制有時(shí)不直接跟隨駕駛員的意圖，從而，在這樣的一 些情況中，提供不需要的TCC釋放和/或降擋或升擋。例如，在爬坡中當(dāng)車輛駕駛員穩(wěn)定地 增大加速踏板位置以維持恒定的車輛速度時(shí)，可能不希望提供由于踏板位置而可能會(huì)發(fā)生 的變速器降擋。另外，當(dāng)車輛駕駛員超過另一車輛并且快速向下改變加速踏板時(shí)，可能希望 更快地提供變速器降擋，在其它情況下這是由踏板位置和車輛速度提供的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了一種用于通過考慮加速踏板或節(jié)氣門位置的變化率來 提供TCC控制和/或變速器換擋控制的系統(tǒng)和方法。該方法確定節(jié)氣門位置的變化率是否 超過預(yù)定的正變化率或預(yù)定的負(fù)變化率，如果是，則釋放TCC以提供TCC控制。備選地，或 附加地，該方法能夠取決于節(jié)氣門位置向哪個(gè)方向變化而提供變速器降擋或升擋。一旦TCC 和/或換擋控制被啟動(dòng)，該方法可啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，并且當(dāng)計(jì)時(shí)器到時(shí)之后返回至正常的TCC和 /或換擋控制。如果節(jié)氣門位置的變化率指示節(jié)氣門正返回其之前的位置，則TCC和/或換 擋控制也可以返回至正常狀態(tài)。本發(fā)明的其他特征將從以下結(jié)合附圖的說明書和所附權(quán)利要求變得清楚。


圖1是車輛動(dòng)力系的示意性框圖。圖2是顯示了車輛的變速器換擋策略的圖。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的，提供響應(yīng)于加速踏板位置的變化率的TCC控 制的過程的流程圖；和圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的，提供響應(yīng)于加速踏板位置的變化率的變速器 換擋控制的過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例的以下論述涉及通過考慮加速踏板位置的變化率來控制TCC和/ 或車輛中的變速器換擋的系統(tǒng)和方法，其實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，且不以任何方式限定本 發(fā)明或其應(yīng)用或用途。圖1是車輛10的各種動(dòng)力系構(gòu)件的框圖。動(dòng)力系構(gòu)件包括發(fā)動(dòng)機(jī)12和變速器 14。發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出軸，由線16表示，聯(lián)接到扭矩變換器18的一端；變速器14的輸入軸， 由線20表示，聯(lián)接到扭矩變換器18的相對(duì)端。如上所述，扭矩變換器18利用液壓流體將 轉(zhuǎn)動(dòng)能從發(fā)動(dòng)機(jī)12傳遞到變速器14，使得在必要時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)12能夠與變速器14分離。如以 上所述，TCC22設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)12和變速器14之間的扭矩變換器18中的扭矩變換器滑差。在 該圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率用以轉(zhuǎn)/分鐘為單位的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度Ne和以牛頓/米為單位的 發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩Te來描述。類似地，變速器14的輸入處的速度用變速器輸入速度N1和變速器 扭矩T1來表示。扭矩變換器18中的扭矩滑差定義為隊(duì)-隊(duì)。變速器14的輸出軸，以線28 表示，聯(lián)接到車輛10的傳動(dòng)系30，傳動(dòng)系30以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方式將發(fā)動(dòng)機(jī)功率分 配到車輛車輪(未示出)上。變速器14的輸出軸的速度表示為K，并且變速器14的輸出 軸的扭矩表示為Tt^車輛10還包括動(dòng)力系控制器36?？刂破?6從車輛節(jié)氣門38接收節(jié)氣門位置信 號(hào)，并將一信號(hào)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)12以提供必要的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，并將一信號(hào)提供給變速器14以 提供必要的擋位來滿足節(jié)氣門需求。另外，取決于所選的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和變速器擋位，控制器 36將線40上的信號(hào)提供給TCC22，以便設(shè)定所需的扭矩變換器滑差。傳感器42測(cè)量變速器 14的輸出軸28的旋轉(zhuǎn)速度，并將速度信號(hào)發(fā)送給控制器36，這在這些類型的車輛中是典型 的。車輛10還包括濾波器44，其由于從以下論述將變得清楚的原因而響應(yīng)于節(jié)氣門38的位置來提供節(jié)氣門位置的變化率。在一個(gè)非限定性實(shí)施例中，濾波器44是卡爾曼濾波器。圖2是車輛速度在水平軸線上而節(jié)氣門位置在豎直軸線上的圖。各圖線顯示了響 應(yīng)于車輛速度和節(jié)氣門位置的組合而發(fā)生變速器換擋的位置。如果車輛速度和節(jié)氣門位置 在任何時(shí)間點(diǎn)改變，在該點(diǎn)該改變?cè)斐蓤D線被交叉，則取決于該線代表的是哪個(gè)擋位變換 而發(fā)生變速器換擋。本發(fā)明提出一種在確定是否作用或釋放TCC22或提供變速器升擋或降擋時(shí)考慮 加速踏板和/或節(jié)氣門位置變化率的算法。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，利用卡爾曼濾波器 從節(jié)氣門/踏板位置確定變化率。如果變化率增大，并且改變超過了預(yù)定閾值，則算法能夠 斷開TCC22和/或提供換擋。一旦TCC斷開以及換擋被觸發(fā)，算法可以啟動(dòng)一個(gè)計(jì)時(shí)器并 監(jiān)視以確定是否存在相對(duì)應(yīng)的后續(xù)的降低的變化率。一旦計(jì)時(shí)器時(shí)間屆滿或者降低的變化 率滿足條件，則TCC控制和/或換擋策略可以回歸正常。因而，本發(fā)明可在車輛速度和節(jié)氣 門位置造成變速器策略啟動(dòng)換擋或TCC控制之前響應(yīng)于節(jié)氣門變化而提供TCC釋放和/或 變速器換擋，從而更精確地提供駕駛員意圖。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的，提供響應(yīng)于節(jié)氣門位置的變化率的TCC控制 的過程的流程圖50。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到的，通過使用該過程，TCC控制可在正常 TCC控制之前發(fā)生，使得控制更易于對(duì)駕駛員意圖作出響應(yīng)。在框體52中，算法確定節(jié)氣門位置的變化率。變化率是從濾波器44到控制器36 的輸入。接著，在判決菱形框54中，算法確定節(jié)氣門位置的變化率是否超過預(yù)定的正變化 率。在過程的這一步驟，算法確定節(jié)氣門38是否正被足夠快地向下壓以啟動(dòng)本發(fā)明的控制 序列。在判決菱形框54中，如果變化率沒有超過預(yù)定的正變化率，則在判決菱形框56中， 算法確定節(jié)氣門位置的變化率是否超過預(yù)定的負(fù)變化率。在過程的這一步驟，算法確定車 輛操作員是否快速地放松節(jié)氣門38，在該情況下，節(jié)氣門位置的變化率是負(fù)的。在判決菱形 框56中，如果變化率沒有超過預(yù)定的負(fù)變化率，則算法返回框體52監(jiān)測(cè)節(jié)氣門位置的變化 率。如果在判決菱形框54和56中任意一個(gè)閾值被超過，則意味著節(jié)氣門38的位置的 變化率升高或降低超過了預(yù)定閾值，則在框體58中，算法啟動(dòng)TCC釋放。通過在變速器控 制中在這一點(diǎn)釋放TCC，而不是使用正常的TCC釋放策略，能夠提供從發(fā)動(dòng)機(jī)12至變速器 14的更為平順的功率交換。如果在判決菱形框54或56中算法確定變化率超過了正的或負(fù)的變化率閾值，則 算法能夠啟動(dòng)滯后控制，其中，算法不消除變化率指示，直到變化率降到預(yù)定的下限值以 下。因而，一旦變化率超過預(yù)定的變化率，則即使變化率降至稍微低于預(yù)定的變化率也維持 該狀況。一旦算法提供TCC釋放，算法在框體62中啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，然后在判決菱形框64中確 定計(jì)時(shí)器是否已經(jīng)到時(shí)。如果在判決菱形框64中計(jì)時(shí)器已經(jīng)到時(shí)，則算法在框體66中返 回正常的TCC控制策略。如果在判決菱形框64中計(jì)時(shí)器還沒有到時(shí)，則算法在判決菱形框68中確定節(jié)氣 門位置變化率是否已經(jīng)升高或降低超過預(yù)定閾值。在控制過程的這一步驟，取決于節(jié)氣門 位置是正還是負(fù)，算法將確定是否存在踏板位置的相應(yīng)的返回。具體地，如果車輛操作員快 速地壓下節(jié)氣門38，則算法將確定是否有節(jié)氣門38的隨后釋放；如果車輛操作員釋放了節(jié)
6氣門38，則算法將確定車輛操作員是否再次壓下節(jié)氣門38。如果在判決菱形框68條件不 滿足，則算法返回判決菱形框64，以確定計(jì)時(shí)器是否已經(jīng)到時(shí)。如果在判決菱形框68中這 一條件滿足，則算法在框體66中返回正常的TCC控制。如果在判決菱形框64中計(jì)時(shí)器沒有到時(shí)，則算法也可在判決菱形框60中確定TCC 滑差是否已經(jīng)開始降低。如果在判決菱形框60中該條件不滿足，則算法返回判決菱形框64 以確定計(jì)時(shí)器是否已經(jīng)到時(shí)。如果在判決菱形框60中條件已被滿足，則在框體66中，算法 返回至正常TCC控制。圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的，提供響應(yīng)于節(jié)氣門位置的變化率的變速器換 擋控制的過程的流程圖70，其中，與流程圖50相同的步驟以相同的標(biāo)號(hào)來標(biāo)記。如本領(lǐng)域 技術(shù)人員將意識(shí)到的，通過利用該過程，變速器換擋可發(fā)生在諸如由圖2中的換擋策略所 確定的正常的變速器換擋之前，使得控制更易于對(duì)駕駛員的意圖作出響應(yīng)。在框體72中，算法能夠提供變速器降擋或升擋控制。在判決菱形框54中，如果節(jié) 氣門位置變化率超過預(yù)定的正變化率，則控制器36可能希望提供變速器降擋，以獲得較低 擋位位置，以提供額外的車輛速度?；蛘?，在判決菱形框56中，如果節(jié)氣門位置變化率超過 預(yù)定的負(fù)變化率，如果車輛處于較高的車輛速度，則控制器36可能希望提供變速器升擋， 以獲得較高的擋位位置。如果在判決菱形框64中計(jì)時(shí)器已經(jīng)到時(shí)，或者如果判決菱形框68的條件已經(jīng)滿 足，則在框體74中，算法返回至正常換擋策略。前述論述公開和描述了本發(fā)明的僅示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)從該論述和 附圖以及權(quán)利要求中容易地認(rèn)識(shí)到，在不偏離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情 況下，可以做出各種改變、變型和變化。
權(quán)利要求
一種用于控制車輛中的變速器的方法，所述方法包括確定所述車輛的節(jié)氣門位置的變化率；確定所述節(jié)氣門位置的變化率是否超過預(yù)定的正變化率；和如果所述節(jié)氣門位置的變化率超過所述預(yù)定的正變化率，則釋放扭矩變換器離合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括如果所述節(jié)氣門位置的變化率超 過所述預(yù)定的正變化率，則提供變速器降擋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定所述節(jié)氣門位置的變化率是 否超過預(yù)定的負(fù)變化率，以及如果所述節(jié)氣門位置的變化率超過所述預(yù)定的負(fù)變化率，則 釋放所述扭矩變換器離合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括如果所述節(jié)氣門位置的變化率超 過所述預(yù)定的負(fù)變化率，則提供變速器升擋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括如果所述節(jié)氣門位置的變化率超 過所述預(yù)定的正變化率，則啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，以及當(dāng)所述計(jì)時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，返回至正常的扭矩 變換器離合器控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括如果所述變化率超過所述預(yù)定的 正變化率，則確定所述節(jié)氣門位置的變化率是否已經(jīng)降低超過預(yù)定的返回閾值，并且如果 是，則返回至正常的扭矩變換器離合器控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括如果所述變化率超過所述預(yù)定的 正變化率或所述預(yù)定的負(fù)變化率，則確定扭矩變換器離合器滑差是否已經(jīng)開始降低，并且 如果是，則返回至正常的扭矩變換器離合器控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定節(jié)氣門位置的變化率包括使用卡爾 曼濾波器來提供所述變化率。
9.一種用于控制車輛中的變速器的方法，所述方法包括確定所述車輛的節(jié)氣門位置的變化率；確定所述節(jié)氣門位置的變化率是否超過預(yù)定的正變化率；和如果所述節(jié)氣門位置的變化率超過所述預(yù)定的正變化率，則提供變速器降擋，以獲得 較低擋位位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括確定所述節(jié)氣門位置的變化率是 否超過預(yù)定的負(fù)變化率，并且如果所述節(jié)氣門位置的變化率超過所述預(yù)定的負(fù)變化率，則 提供變速器升擋，以獲得較高的擋位位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如果所述節(jié)氣門位置的變化率超 過所述預(yù)定的正變化率，則啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，并且當(dāng)所述計(jì)時(shí)器到時(shí)的時(shí)候，返回至正常的變速 器換擋策略。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括如果所述變化率超過所述預(yù)定的 正變化率，則確定所述節(jié)氣門位置的變化率是否已經(jīng)降低到超過預(yù)定的返回閾值，并且如 果是，則返回至正常的變速器換擋策略。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，確定節(jié)氣門位置的變化率包括使用卡爾 曼濾波器提供所述變化率。
14.一種用于控制車輛中的變速器的方法，所述方法包括確定所述車輛的節(jié)氣門位置的變化率； 確定所述節(jié)氣門位置的變化率是否超過預(yù)定的正變化率；如果所述節(jié)氣門位置的變化率超過所述預(yù)定的正變化率，則釋放扭矩變換器離合器； 如果所述節(jié)氣門位置的變化率超過所述預(yù)定的正變化率，則提供變速器降擋，以獲得 較低的擋位位置；確定所述節(jié)氣門位置的變化率是否超過預(yù)定的負(fù)變化率；如果所述節(jié)氣門位置的變化率超過所述預(yù)定的負(fù)變化率，則釋放所述扭矩變換器離合器；如果所述節(jié)氣門位置的變化率超過所述預(yù)定的負(fù)變化率，則提供變速器升擋，以獲得 較高的擋位位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括如果所述節(jié)氣門位置的變化率 超過所述預(yù)定的正變化率或所述預(yù)定的負(fù)變化率，則啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，以及當(dāng)所述計(jì)時(shí)器到時(shí) 的時(shí)候，返回至正常的扭矩變換器離合器控制和變速器換擋策略。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括如果所述變化率超過所述預(yù)定 的正變化率或所述預(yù)定的負(fù)變化率，則確定所述節(jié)氣門位置的變化率是否已經(jīng)降低到超過 預(yù)定的返回閾值，并且如果是，則返回至正常的扭矩變換器離合器控制和變速器換擋策略。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括如果所述變化率超過所述預(yù)定 的正變化率或所述預(yù)定的負(fù)變化率，則確定扭矩變換器離合器滑差是否已經(jīng)開始降低，并 且如果是，則返回至正常的扭矩變換器離合器控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，確定節(jié)氣門位置的變化率包括使用卡 爾曼濾波器來提供所述變化率。
全文摘要
提供一種通過考慮加速踏板或節(jié)氣門位置的變化率而提供TCC控制和/或變速器換擋控制的系統(tǒng)和方法。該方法確定節(jié)氣門位置的變化率是否超過預(yù)定的正變化率或預(yù)定的負(fù)變化率，如果是，則釋放TCC以提供TCC控制。備選地，或附加地，該方法能夠取決于節(jié)氣門位置向哪個(gè)方向變化而提供變速器降擋或升擋。一旦TCC和/或換擋控制被啟動(dòng)，該方法可啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，并且當(dāng)計(jì)時(shí)器到時(shí)之后返回至正常的TCC和/或換擋控制。如果節(jié)氣門位置的變化率指示節(jié)氣門正返回其之前的位置，則TCC和/或換擋控制也可以返回至正常狀態(tài)。
文檔編號(hào)F16H59/24GK101932858SQ200980103771
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者C·J·李, D·金, K·V·赫貝爾, P·G·奧塔內(nèi)茲 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司