在升档期间提供扭矩连续输出的离合器扭矩轨迹校正制造技术

一种用于控制动力系中的多档自动变速器的控制系统和方法，该控制系统和方法用于具有多个压力激活式摩擦扭矩元件以实现升档的自动变速器。随着来自扭矩源的扭矩增加，多个摩擦扭矩元件在升档事件的扭矩阶段期间同步地接合和分离，同时允许即将分离的摩擦元件滑移，接着是对来自扭矩源的扭矩进行调节的惯性阶段。避免了在升档期间可感知的变速器输出扭矩的减小。在升档的扭矩阶段期间使用测量的扭矩值，以校正估计的即将接合的摩擦元件的目标扭矩，从而避免了即将接合的离合器处的瞬时扭矩扰动，并减小了输出轴处的扭矩瞬变。

【技术实现步骤摘要】
在升档期间提供扭矩连续输出的离合器扭矩轨迹校正本申请是申请日为2012年06月08日、申请号为201210189651.0、专利技术名称为“在升档期间提供扭矩连续输出的离合器扭矩轨迹校正”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种自动车辆的动力系中的多档变速器机构以及一种在升档期间实现摩擦扭矩建立元件的平稳接合和分离的策略。
技术介绍
有级自动变速器利用多个摩擦元件实现自动换档。当一个摩擦元件接合并且另一个摩擦元件分离时，在同步离合器至离合器升档过程中出现从低档到高档的档位变化。所述一个摩擦元件可被称为即将分离的离合器(OGC)。在另一个摩擦元件(可被称为即将接合的离合器(OCC))接合以实现升档时，所述一个摩擦元件分离。升档事件被分为准备阶段、扭矩阶段和惯性阶段。在准备阶段期间，OCC致动器被激活，从而为OCC的接合做准备，同时OGC保持的扭矩容量减小，从而为OGC的分离做准备。在扭矩阶段期间，OCC扭矩以受控的方式被增加，而OGC仍被接合，或者允许OGC以受控的滑移率滑移。在传统的变速器升档过程中OCC的接合与OGC的分离同时进行，这会导致经过传动装置的两条扭矩流路径被瞬间激活。在扭矩阶段期间，从输入到输出保持较低档位的速比。然而，当OCC获得扭矩容量而OGC丧失扭矩容量时，较大一部分输入扭矩转到较高档位的路径，直到OGC不再具有任何容量，全部扭矩均转到较高档位的路径(具有较低的变矩比)为止。因此，在扭矩传递的短时间间隔内，在后续的变速惯性使输出扭矩再次升高之前，输出扭矩的放大倍数从较大的值变为较小的值。输出扭矩的这种瞬间降低和后续升高被称为“扭矩洞(torquehole)”。这导致车辆乘员感觉到不舒适的换档冲击。当OGC分离或者OGC的扭矩容量相当小时，惯性阶段开始。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：在升档事件期间消除或减小扭矩洞的影响，同时减少瞬时扭矩扰动。就具有压力操作式致动器的变速器控制系统而言，变速器控制器可利用摩擦元件致动器的压力来提供估计的摩擦元件扭矩目标值。控制器在不知道即将接合的摩擦元件和即将分离的摩擦元件的实际扭矩轮廓的情况下执行软件控制策略中的控制算法。在实现本专利技术的控制系统中，动力系传感器提供操作变量(诸如，输出扭矩)的直接读数。这些操作变量与变速器和传动系组件的物理性质和函数、控制这些函数和适当的传递函数的算法一起用于提供关于即将接合的离合器和即将分离的离合器的准确的扭矩值。在计算致动器压力的过程中，所述传感器提供扭矩反馈信号，从而以闭环的方式校正摩擦元件扭矩的估计值。本专利技术包括一种控制策略，该控制策略用于协调致动器，以使输出轴处的扭矩扰动最小。如果在没有传感器提供的实际扭矩反馈的情况下使用该算法，则该算法无法实时准确地估计升档期间的离合器扭矩。所述算法确定期望的离合器扭矩，并基于离合器模型假设该扭矩将利用离合器压力命令和离合器扭矩之间的校准传递函数进行传递。然而，离合器致动器是非线性的，并且它们对控制压力的响应受诸如变速器油温的变量以及其他环境因素的影响。这会导致OCC扭矩瞬变或扰动。本专利技术利用使用一个或多个传感器(例如，扭矩传感器)的反馈控制来产生实际、实时的传感器反馈(例如，扭矩反馈)，以计算即将接合的摩擦元件扭矩从而确保即将接合的摩擦元件扭矩追踪目标扭矩，并获得期望的即将分离的摩擦元件扭矩从而获得即将分离的摩擦元件的受控滑移。用于计算即将接合的摩擦元件和即将分离的摩擦元件的当前校正的扭矩值的扭矩传感器信号是直接的扭矩测量值。例如，扭矩传感器可位于变速器扭矩输入轴上或者位于变速器扭矩输出轴上，或者位于变速器扭矩输入轴和变速器扭矩输出轴两者上。可利用传感器的直接读数来计算其他位置处的扭矩。当变速器输入扭矩和变速器输出扭矩已知时，可利用于2010年8月23日提交的第12/861,387号美国申请(已经转让给本专利技术的受让人)中公开的技术来计算换档期间的摩擦元件扭矩。也可参考于2009年4月9日提交的第2010/0262344号美国专利公布(同样已经转让给本专利技术的受让人)。这些参考文献解释了(例如)如何在仅测量输出轴扭矩的情况下估计输入轴扭矩，以及如何在仅测量输入轴扭矩的情况下估计输出轴扭矩。通过获知摩擦元件扭矩，可提高算法的性能和可预测性，这是因为可确定实际上是否已经达到了摩擦元件扭矩，并可提供对OCC致动器压力的准确调节，从而当OGC具有受控滑移时，OCC处的扭矩瞬变被最小化。利用控制等式确定OCC扭矩容量的目标级，以实现输出轴扭矩从升档扭矩阶段到惯性阶段的无缝过渡。已经转让给本专利技术的受让人的同时待决的部分继续姊妹专利申请公开了一种控制策略，该控制策略在没有传感器反馈的情况下在多档变速器中实现平稳升档。所述同时待决的专利申请是于2010年8月18日提交的第12/858,468号申请。本申请具有与所述同时待决的申请共有的一些特征。附图说明图1是处于第一档或低档操作模式的中间轴式变速器的示意图，其包括选择性地且交替地接合和分离的串联式扭矩输入离合器。图1a是图1的齿轮装置的示意图，其中，齿轮元件被调节为处于高档或第二档操作模式。图2是能够实现本专利技术的行星式变速器的示意图，其中，行星齿轮元件被调节为处于低档或第一档操作模式。图2a是对应于图2的示意图，其中，元件被调节为处于第二档或高档操作模式。图2b是能够实现本专利技术的另一行星式变速器的示意图。图3是同步离合器至离合器升档控制的时间曲线图，所述升档控制的特点是在输出轴处具有所谓的扭矩洞。图4是对应于图3的本专利技术的同步升档控制的时间曲线图，其中，消除了扭矩洞。图5是示出当即将分离的离合器正在滑移时，本专利技术的同步升档控制的控制策略的功能流程图。图6是示出当即将分离的离合器正在滑移时，用于非同步升档的可选控制策略的功能流程图。图7是示出当即将分离的离合器正在滑移时，用于非同步升档的另一可选控制策略的功能流程图。图8是在扭矩阶段期间，离合器致动器的位置和输入轴扭矩与时间的关系的曲线图。图9是用于离合器的传递函数的曲线图，该传递函数用于计算给定的离合器致动器位置下的离合器扭矩。具体实施方式根据需要，在此公开本专利技术的详细实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是本专利技术的示例，本专利技术可以以各种及可选的形式实施。附图未必按比例绘制；一些特征可能会被夸大或缩小，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而仅仅被解释为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本专利技术的代表性基准。图1以示意性的形式示出了能够实现本专利技术的中间轴式变速器，以及涉及档位变化的变速器组件的示意图。标号10表示可驱动地连接到扭矩源12的动力输入轴。输入轴10驱动离合器外壳14，离合器外壳14承载扭矩输入主动盘16，扭矩输入主动盘16与从动盘18和20呈交叉指型关系。具有任何公知设计的流体压力致动器或机电致动器被用于将从动盘18和20与主动盘16选择性地接合。从动盘20连接到中心扭矩输入轴22，从动盘18连接到扭矩输入套轴24。尽管在图1和图1a的示意图中仅示出了一个从动盘18和一个从动盘20，但在摩擦盘总成中可使用多个从动盘18和多个从动盘20。主动齿轮元件26和28被可驱动地连接到套轴24。齿轮元件26的节径小于齿轮元件28的节径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力系，包括：多档变速器，具有用于实现升档的即将接合的离合器和即将分离的离合器；扭矩传感器，用于测量即将接合的离合器和即将分离的离合器中的一个的实际测量的扭矩值；换档控制器，被配置为：在扭矩阶段期间响应于实际测量的扭矩值来调节估计的即将接合的离合器的扭矩；如果测量的即将分离的离合器的扭矩小于阈值，则使即将分离的离合器分离。

【技术特征摘要】
2011.06.08 US 13/155,8671.一种动力系，包括：多档变速器，具有用于实现升档的即将接合的离合器和即将分离的离合器；扭矩传感器，用于测量即将接合的离合器和即将分离的离合器中的一个的实际测量的扭矩值；换档控制器，被配置为：在扭矩阶段期间响应于实际测量的扭矩值来调节估计的即将接合的离合器的扭矩；如果测量的即将分离的离合器的扭矩小于阈值，则使即将分离的离合器分离。2.如权利要求1所述的动力系，其中，在升档的扭矩阶段期间，所述换档控制器还被配置为：在升档的扭矩阶段期间以受控的速率增加扭矩输入；在升档的扭矩阶段期间估计即将接合的离合器的扭矩；控制扭矩输入，以实现即将分离的离合器的期望的量的滑移。3.如权利要求1所述的动力系，其中，在升档的扭矩阶段期间，所述换档控制器还被配置为：控制扭矩输入和即将分离的离合器的压力，以实现即将分离的离合器的期望的量的滑移。4.如权利要求1所述的动力系，其中，所述控制器还被配置为：如果即将分离的离合器的扭矩不小于阈值，则重复调节即将接合的离合器的扭矩。5.如权利要求1所述的动力系，还包括用于测量即将接合的离合器和即将分离的离合器的摩擦扭矩值的至少两个扭矩传感器，一个扭矩传感器适于测量实际的输入扭矩，另一扭矩传感器适于测量即将接合的离合器和即将分离的离合器中的一个离合器的离合器扭矩。6.如权利要求5所述的动力系，其中，所述控制器具有存储寄存器，该存储寄存器存储有用于每个离合器的传递函数；所述传递函数利用传感器致动器位移和离合器扭矩之间的函数关系被预先校准；所述一个扭矩传感器适于测量每个离合器的扭矩输入之和；所述另一扭矩传感器适于测量即将接合的离合器和即将分离的离合器中的一个离合器的扭矩输出，由此另一离合器的扭矩输出等于由所述一个扭矩传感器测量的扭矩和由所述另一扭矩传感器测量的扭矩之差。7.如权利要求1所述的动力系，其中，在升档的扭矩阶段期间，所述换档控制器还被配置为：增加变速器的输入扭矩；选择期望的输出轴扭矩和期望的即将分离的离合器的扭矩；控制输入扭矩，以实现期望的即将分离的离合器的滑移；测量即将接合的离合器的扭矩和即将分离的离合器的扭矩；计算前馈即将接合的离合器的扭矩，接着是升档的惯性阶段，其中，所述前馈即将接合的离合器的扭矩为期望的输出轴扭矩和测量的即将分离的离合器的扭矩的函数。8.如权利要求1所述的动力系，其中，在升档的扭矩阶段期间，所述换档控制器还被配置为：控制发动机，以实现增加的扭矩输入和即将分离的离合器的受控滑移。9.如权利要求1所述的动力系，其中，在升档的扭矩阶段期间，所述换档控制器还被配置为：选择期望的输出轴扭矩和期望的输入轴滑移扭矩；基于期望的输出轴扭矩和期望的输入轴滑移扭矩计算在升档的扭矩阶段期间的目标输入扭矩；计算即将接合的离合器的扭矩目标值，并使即将接合的离合器的扭矩续增到该扭矩目标值，所述即将接合的离合器的扭矩目标值为即将分离的离合器的扭矩在所述扭矩阶段期间的变化和输入轴扭矩的变化的函数；测量在所述扭矩阶段...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯多佛·约翰·泰斯拉克，格雷戈里·迈克尔·皮尔准恩，鸿泰·埃里克·曾，藤井雄二，迈克尔·格伦·福德，黛安娜·雅娜奇维夫，李承勋，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US