專利名稱：用于控制變速器的動力降檔的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變速器控制系統(tǒng)，更具體地，涉及用于控制變速器的動力降檔的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
這里提供的背景技術(shù)描述用于總體上介紹本發(fā)明的背景。在本背景技術(shù)部分中所描述的程度上，當(dāng)前署名的發(fā)明人的作品和本描述中在申請時不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的各方面， 既非明示也非默示地被認(rèn)為是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)燃燒汽缸內(nèi)的空氣/燃料(A/F)混合物以驅(qū)動活塞，該活塞可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)動曲軸并產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。驅(qū)動扭矩可經(jīng)由變速器從曲軸傳遞到車輪的傳動系統(tǒng)(例如，車輪)。變速器可由流體聯(lián)接器(例如轉(zhuǎn)矩變換器)聯(lián)接到曲軸。變速器可包括多個齒輪比，其在曲軸處使驅(qū)動扭矩增加以在傳動系統(tǒng)增加驅(qū)動扭矩。變速器可通過切換到更高齒輪比(“升檔”)或切換到更低齒輪比(“降檔”)而在齒輪比之間過渡。切換可進(jìn)一步定義為“動力接通”(當(dāng)加速度踏板被踏下)或“動力關(guān)閉” (當(dāng)加速度踏板未被踏下)。替代地，動力接通切換可稱作“動力”切換。由于切換操作期間的駕駛員輸入(例如經(jīng)由加速度踏板)，動力切換可要求更精確的控制。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于控制變速器的動力降檔的系統(tǒng)包括突變生成模塊、突變控制模塊和換檔控制模塊。突變生成模塊通過減小施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來生成渦輪機(jī)速度突變。突變控制模塊通過增加施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來減小所述渦輪機(jī)速度突變。當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，換檔控制模塊增大施加到所述變速器的接班離合器上的壓力。一種用于控制變速器的動力降檔的方法包括通過減小施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來生成渦輪機(jī)速度突變；通過增加施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來減小所述渦輪機(jī)速度突變；以及當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，增大施加到所述變速器的接班離合器上的壓力。在其他特征中，通過由一個或多個處理器執(zhí)行的計算機(jī)程序?qū)嵤┥鲜鱿到y(tǒng)和方法。計算機(jī)程序能夠貯存在有形計算機(jī)可讀介質(zhì)上，例如但不限于存儲器、非易失性數(shù)據(jù)和 /或其他適合的有形存儲介質(zhì)。本發(fā)明進(jìn)一步的適用范圍將通過下文提供的詳細(xì)描述而變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，該詳細(xì)描述和具體示例僅用于說明目的，而并非旨在限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明還提供了以下方案
1. 一種用于控制變速器的動力降檔的系統(tǒng)，包括
突變生成模塊，其通過減小施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來生成渦輪機(jī)速度突變；突變控制模塊，其通過增加施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來減小所述渦輪機(jī)速度突變；以及
換檔控制模塊，當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，所述換檔控制模塊增大施加到所述變速器的接班離合器上的壓力。2.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在多個子時間段的每個期間，所述突變生成模塊使施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力減小預(yù)定量，其中所述時間段包括所述多個子時間段。3.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述突變生成模塊生成大于或等于預(yù)定渦輪機(jī)速度突變的渦輪機(jī)速度突變。4.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于所述期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，所述突變控制模塊停止增加所述渦輪機(jī)速度突變。5.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪機(jī)速度突變包括測量的渦輪機(jī)速度和期望渦輪機(jī)速度之間的差。6.如方案5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換檔控制模塊使用渦輪機(jī)速度傳感器監(jiān)控所述測量的渦輪機(jī)速度，所述渦輪機(jī)速度傳感器測量轉(zhuǎn)矩變換器中渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，其中所述轉(zhuǎn)矩變換器聯(lián)接到所述變速器。7.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)請求所述變速器的動力降檔時，所述突變生成模塊生成所述渦輪機(jī)速度突變。8.如方案7所述的系統(tǒng)，其特征在于，基于發(fā)動機(jī)速度、變速器輸出軸速度 (TOSS)和相對應(yīng)閾值中的至少一個請求所述變速器的動力降檔。9.如方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)速度包括發(fā)動機(jī)曲軸的旋轉(zhuǎn)速度并且使用發(fā)動機(jī)速度傳感器測量。10.如方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述TOSS包括所述變速器輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度并且使用TOSS傳感器測量。11. 一種用于控制變速器的動力降檔的方法，包括
通過減小施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來生成渦輪機(jī)速度突變； 通過增加施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來減小所述渦輪機(jī)速度突變；以及當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，增大施加到所述變速器的接班離合器上的壓力。12.如方案11所述的方法，其特征在于，生成所述渦輪機(jī)速度突變包括在多個子時間段的每個期間，使施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力減小預(yù)定量，其中所述時間段包括所述多個子時間段。13.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括生成大于或等于預(yù)定渦輪機(jī)速度突變的渦輪機(jī)速度突變。14.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于所述期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，停止增加所述渦輪機(jī)速度突變。15.如方案11所述的方法，其特征在于，所述渦輪機(jī)速度突變包括測量的渦輪機(jī)速度和期望渦輪機(jī)速度之間的差。16.如方案15所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括使用渦輪機(jī)速度傳感器監(jiān)控所述測量的渦輪機(jī)速度，所述渦輪機(jī)速度傳感器測量轉(zhuǎn)矩變換器中渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，其中所述轉(zhuǎn)矩變換器聯(lián)接到所述變速器。17.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)請求所述變速器的動力降檔時，生成所述渦輪機(jī)速度突變。18.如方案17所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括基于發(fā)動機(jī)速度、變速器輸出軸速度(TOSS)和相對應(yīng)閾值中的至少一個請求所述變速器的動力降檔。19.如方案18所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)速度包括發(fā)動機(jī)曲軸的旋轉(zhuǎn)速度并且使用發(fā)動機(jī)速度傳感器測量。20.如方案18所述的方法，其特征在于，所述TOSS包括所述變速器輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度并且使用TOSS傳感器測量。


通過詳細(xì)描述和附圖將會更全面地理解本發(fā)明，其中
圖1是示出了動力降檔操作期間的發(fā)動機(jī)扭矩，渦輪機(jī)速度，輸出加速度和接班離合器扭矩的曲線；
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能框圖； 圖2B是根據(jù)本發(fā)明的示例性變速器的示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性控制模塊的功能框圖4A是根據(jù)本發(fā)明用于控制變速器的動力降檔的示例性方法的流程圖；以及圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的動力降檔期間的發(fā)動機(jī)扭矩，渦輪機(jī)速度，輸出加速度和接班離合器扭矩的曲線。
具體實施例方式下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的并且決不是要限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識相似的元件。如這里所使用的，短語A、B和 C中的至少一個應(yīng)當(dāng)被解釋為是指使用非排他邏輯或的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的是， 在不改變本發(fā)明的原理的情況下，可以以不同的順序執(zhí)行方法內(nèi)的步驟。如這里所使用的，術(shù)語模塊指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件程序或固件程序的處理器(共用的、專用的、或成組的)和存儲器、組合邏輯電路和/或提供所描述功能的其它適合組件。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)在汽缸內(nèi)燃燒空氣/燃料(A/F)混合物以驅(qū)動活塞從而可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)動曲軸并產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。曲軸處產(chǎn)生的扭矩也可被稱為“發(fā)動機(jī)扭矩”(或“輸入扭矩”)。變速器將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞到車輛的傳動系統(tǒng)(例如車輪)。變速器的輸出軸處的扭矩可被稱為 “輸出扭矩”。在動力降檔期間輸出扭矩會迅速增大，導(dǎo)致對于車輛駕駛員的噪音，振動和/ 或不平順性(NVH)。因此，傳統(tǒng)的變速器控制系統(tǒng)在動力降檔期間可維持恒定發(fā)動機(jī)扭矩或減小發(fā)動機(jī)扭矩。然而，動力降檔期間維持恒定發(fā)動機(jī)扭矩或減小發(fā)動機(jī)扭矩減小輸出扭矩。此外， 發(fā)動機(jī)扭矩可在動力降檔期間進(jìn)一步減小從而允許接班離合器接合，其進(jìn)一步減小輸出扭矩。因此，傳統(tǒng)的變速器控制系統(tǒng)隨后在動力降檔結(jié)束時增大發(fā)動機(jī)扭矩以增大輸出扭矩。然而，在動力降檔結(jié)束時迅速增大(例如，突增)發(fā)動機(jī)扭矩可迅速增大加速度，導(dǎo)致駕駛員的NVH增大?，F(xiàn)在參照圖1，示出了在動力降檔操作期間的發(fā)動機(jī)扭矩，渦輪機(jī)速度，輸出加速度和接班離合扭矩。例如，接班離合器扭矩可指的是施加在接班離合器的壓力(如液壓流體壓力)。縱軸(“A”)表示扭矩或旋轉(zhuǎn)速度(由每個曲線決定)，橫軸(“B”)表示時間。此外，曲線“C”代表發(fā)動機(jī)扭矩，曲線“D”代表渦輪機(jī)速度，曲線“E”代表輸出加速度，曲線“F”代表接班離合器扭矩。如所示，發(fā)動機(jī)扭矩在動力降檔期間減小，其導(dǎo)致渦輪機(jī)速度和輸出加速度都增大(并因此增大NVH)。因此，系統(tǒng)和方法被提出來提高對變速器的動力降檔的控制。該系統(tǒng)和方法可在變速器動力降檔的自始至終通過控制脫開的離合器扭矩來增大加速度。例如，脫開的離合器扭矩在動力降檔的自始至終可被逐漸地(例如，按階段)控制。相反，系統(tǒng)和方法通過減小脫開的離合器扭矩產(chǎn)生“渦輪機(jī)速度突變(flare)”?！皽u輪機(jī)速度突變”指的是渦輪機(jī)速度和期望(即最終)渦輪機(jī)速度之間的差。系統(tǒng)和方法然后可控制渦輪機(jī)速度突變。特別地，該系統(tǒng)和方法可通過增加脫開的離合器轉(zhuǎn)矩向期望的渦輪機(jī)速度突變來減小渦輪機(jī)速度突變。當(dāng)渦輪機(jī)速度突變在預(yù)定的期望渦輪機(jī)速度突變量內(nèi)時，接班離合器扭矩可增大(即突增)至期望扭矩。因此，輸出扭矩以恒定速率增大，接班和脫開的離合器之間的阻礙被避免，從而提供較平滑的動力降檔并減小NVH?，F(xiàn)在參照圖1，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10包括發(fā)動機(jī)12。例如，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10可用于推進(jìn)車輛。發(fā)動機(jī)12可包括火花點火(Si)發(fā)動機(jī)，壓縮點火(Cl)發(fā)動機(jī)(例如，柴油發(fā)動機(jī))或均質(zhì)充量壓燃(HCCI)發(fā)動機(jī)。然而，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10還可包括不同種類的發(fā)動機(jī)和/或額外的部件(例如，電動機(jī)，電池系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)，等等。)，例如在混合動力電動車輛或電動車輛中。發(fā)動機(jī)12通過可由節(jié)流閥18管理的進(jìn)氣系統(tǒng)16將空氣吸入進(jìn)氣歧管14。例如， 節(jié)流閥18可被電控(例如，電子節(jié)流控制，或ETC)。質(zhì)量空氣流(MAF)傳感器20可測量進(jìn)入進(jìn)氣歧管14的氣流速度。例如，MAF可示出發(fā)動機(jī)的負(fù)載。進(jìn)氣歧管14中的空氣可被分給多個汽缸22。雖然示出的是6個汽缸，但是發(fā)動機(jī)12可包含其它數(shù)量的汽缸?？諝饪膳c來自多個燃料噴射器M的燃料結(jié)合從而產(chǎn)生空氣/燃料(A/F)混合物。 例如，燃料噴射器M可分別將燃料噴射入汽缸22的進(jìn)氣口，分別地(“噴嘴燃料噴射”)或直接噴射入汽缸22 (“燃料直噴”)。此外，燃料噴射器M可根據(jù)發(fā)動機(jī)種類在不同時刻噴射燃料。特別地，HCCI發(fā)動機(jī)(使用“火花協(xié)助”)和SI發(fā)動機(jī)利用活塞(未示出)壓縮A/F 混合物并利用來自火花塞26的火花點燃壓縮的A/F混合物。另一方面，CI發(fā)動機(jī)(例如柴油發(fā)動機(jī))將燃料噴入壓縮的空氣，由此導(dǎo)致壓縮的A/F混合物的燃燒。A/F混合物的燃燒驅(qū)動活塞(未示出)，其可旋轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)動曲軸觀以產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。 發(fā)動機(jī)速度傳感器30可測量曲軸觀的旋轉(zhuǎn)速度。例如，發(fā)動機(jī)速度傳感器30可以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)測量曲軸觀的旋轉(zhuǎn)速度。驅(qū)動扭矩可通過變速器35被傳遞到車輛10的傳動系統(tǒng)32。變速器35可通過轉(zhuǎn)矩變換器33聯(lián)接到曲軸觀。例如，轉(zhuǎn)矩變換器33可為液壓聯(lián)接器。渦輪機(jī)速度傳感器34測量轉(zhuǎn)矩變換器33的渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。TOSS (變速器輸出軸速度)傳感器36測量變換器35的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度。例如，TOSS傳感器36可以RPM 測量變換器35的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度。
變速器35可通過多個齒輪比之一在曲軸觀增加(multiply)驅(qū)動扭矩。因此，變速器35可包括多個可選擇性地接合或脫離以建立期望齒輪比的離合器。因此，當(dāng)在齒輪比之間切換時，離合器至離合器切換發(fā)生。更具體地，至少一個離合器脫離(脫開的離合器)， 而至少一個離合器同時接合(接班離合器)。例如，離合器至離合器切換的控制可基于發(fā)動機(jī)扭矩。燃燒產(chǎn)生的排氣可從汽缸22排出至排氣歧管38。排氣處理系統(tǒng)40可在排氣歧管中處理排氣以在排氣排放入大氣前減少排放物。例如，排氣處理系統(tǒng)40可包括一個或多個催化轉(zhuǎn)化器，氧化氮(NOx)吸收器/吸附器，選擇性催化還原(SCR)催化劑和微粒物質(zhì)(PM) 過濾器。發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10還可包括其它系統(tǒng)，其包括但不限定于渦輪增壓器，增壓器和/或排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)?？刂颇K50連通和/或控制發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10的各個部件。特別地，控制模塊50可接收來自節(jié)流閥18，MAF傳感器20，燃料噴射器M，火花塞沈，發(fā)動機(jī)速度傳感器30，轉(zhuǎn)矩變換器33，渦輪機(jī)速度傳感器34，變速器35，TOSS傳感器36和/或排氣處理系統(tǒng)40的信號?？刂颇K50還可控制節(jié)流閥18，燃料噴射器M，火花塞沈，轉(zhuǎn)矩變換器33，變速器35 和/或排氣處理系統(tǒng)40?？刂颇K50還可實施本公開的系統(tǒng)或方法?，F(xiàn)在參照圖2，變速器35被更詳細(xì)地示出。例如，變速器35可包括如圖2中所示的六速自動變速器。然而，變速器35可包括不同類型的變速器和/或其他數(shù)量的速度(即， 齒輪比)。例如，變速器35可包括雙離合變速器(DCT)。變速器35包括輸入軸60，輸出軸62和三個互相連接的行星齒輪組，分別為64A， 64B和64C。例如，輸入軸60可與轉(zhuǎn)矩變換器33的渦輪機(jī)連接，從而渦輪機(jī)速度傳感器34 可測量輸入軸60的旋轉(zhuǎn)速度。行星齒輪組64A，64B和64C包括相應(yīng)的太陽齒輪66A，66B 和66C，齒輪架68A，68B和68C，行星齒輪70A，70B和70C和環(huán)齒輪72A，72B和72C。變速器 34還包括離合器C1-C5，其選擇性地接合以建立變速器35的期望的齒輪比。更具體地說，輸入軸60連續(xù)地驅(qū)動齒輪組64A的太陽齒輪66A，通過離合器Cl選擇地驅(qū)動齒輪組64B，64C的太陽齒輪66B，66C，通過離合器C2選擇地驅(qū)動齒輪組64B的齒輪架68B。齒輪組64A，64B和64C的環(huán)齒輪71A，72B和72C分別通過離合器C3，C4和C5 選擇地接地。液壓(PHYD)選擇地被提供給各個離合器以控制離合器的接合。壓力開關(guān)80 與到每個離合器的壓力線相關(guān)聯(lián)并在開(ON)和關(guān)(OFF)狀態(tài)之間切換。更具體地，當(dāng)PHYD 低于閾值壓力(PTHR)時，開關(guān)處于OFF狀態(tài)。當(dāng)PHYD高于PTHR時，開關(guān)狀態(tài)為ON。如下表1所示，離合器C1-C5的狀態(tài)(S卩，接合或脫離)可被控制以提供6個前進(jìn)速度比(1，2，3，4，5，6)，倒檔速度比(R)，或空檔狀態(tài)(N)。表 權(quán)利要求
1.一種用于控制變速器的動力降檔的系統(tǒng)，包括突變生成模塊，其通過減小施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來生成渦輪機(jī)速度突變；突變控制模塊，其通過增加施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來減小所述渦輪機(jī)速度突變；以及換檔控制模塊，當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，所述換檔控制模塊增大施加到所述變速器的接班離合器上的壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在多個子時間段的每個期間，所述突變生成模塊使施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力減小預(yù)定量，其中所述時間段包括所述多個子時間段。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述突變生成模塊生成大于或等于預(yù)定渦輪機(jī)速度突變的渦輪機(jī)速度突變。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于所述期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，所述突變控制模塊停止增加所述渦輪機(jī)速度突變。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述渦輪機(jī)速度突變包括測量的渦輪機(jī)速度和期望渦輪機(jī)速度之間的差。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換檔控制模塊使用渦輪機(jī)速度傳感器監(jiān)控所述測量的渦輪機(jī)速度，所述渦輪機(jī)速度傳感器測量轉(zhuǎn)矩變換器中渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，其中所述轉(zhuǎn)矩變換器聯(lián)接到所述變速器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)請求所述變速器的動力降檔時，所述突變生成模塊生成所述渦輪機(jī)速度突變。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，基于發(fā)動機(jī)速度、變速器輸出軸速度(TOSS) 和相對應(yīng)閾值中的至少一個請求所述變速器的動力降檔。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)速度包括發(fā)動機(jī)曲軸的旋轉(zhuǎn)速度并且使用發(fā)動機(jī)速度傳感器測量。
10.一種用于控制變速器的動力降檔的方法，包括通過減小施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來生成渦輪機(jī)速度突變；通過增加施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來減小所述渦輪機(jī)速度突變；以及當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，增大施加到所述變速器的接班離合器上的壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制變速器的動力降檔的系統(tǒng)和方法。具體地，一種用于控制變速器的動力降檔的系統(tǒng)包括突變生成模塊、突變控制模塊和換檔控制模塊。突變生成模塊通過減小施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來生成渦輪機(jī)速度突變。突變控制模塊通過增加施加在所述變速器的脫開離合器上的壓力來減小所述渦輪機(jī)速度突變。當(dāng)所述渦輪機(jī)速度突變小于期望渦輪機(jī)速度突變的預(yù)定量時，換檔控制模塊增大施加到所述變速器的接班離合器上的壓力。
文檔編號F16H61/04GK102434659SQ20111026719
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者J. 索爾 T. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司