变速器校准工具制造技术

本发明专利技术公开一种变速器校准工具。变速器校准工具基于用户输入变速器拓扑描述而自动产生具体的齿轮箱模型。在变速器校准期间，所述工具接收来自变速器转速传感器和扭矩传感器的输入并估计每个齿轮元件和每个换挡元件的组件扭矩。在换挡事件或其它变速器事件之后，所述校准工具绘制随时间变化的组件扭矩，允许校准工程师更好地理解在所述事件期间发生的事，并因此减少校准所需的时间。所述校准工具还修正若干变速器组件模型并输出修正的模型以提供对实际的变速器组件行为的洞察。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及车辆控制的领域。更具体地，本公开与用于辅助自动变速器的校准的工具有关。
技术介绍
许多车辆被在宽的车速范围内使用，包括前向运动和倒车运动。但是，一些类型的发动机只能够在窄的速度范围内有效地运行。因此，能够在多种传动比下有效传输功率的变速器被频繁使用。变速器传动比是输入轴转速与输出轴转速的比值。当车辆处于低速时，变速器通常在高传动比下运行使得其放大发动机扭矩用于提高加速。在高车速下，在低传动比下运行变速器允许与安静的、有燃料效率的巡航相关联的发动机转速。自动变速器的常见类型包括能够交替建立固定数量的功率流动路径的齿轮箱，每个流动路径与固定传动比相关联。齿轮箱包括多个换挡元件，诸如离合器和制动器。特定的功率流动路径通过接合换挡元件的特定子集建立。为了从一个功率流动路径转换到具有不同传动比的另一功率流动路径，一个或更多个换挡元件必须被释放，同时一个或更多个其它换挡元件必须被接合。一些换挡元件是被动装置，诸如单向离合器，而其它换挡元件响应于来自控制器的命令而接合或分离。例如，在许多自动变速器中，换挡装置是液压控制的摩擦离合器或制动器。控制器通过调节到螺线管的电流而调节换挡元件的扭矩容量，这调节阀门上的力，进而调节液压回路中的压力。大多数变速器配备有起动装置。当车辆静止或非常缓慢地行驶时，齿轮箱输入转速小于发动机的最小运行转速。起动装置将来自发动机的扭矩传输到齿轮箱输入，同时允许发动机在可接受的转速下旋转。常见的起动装置是变矩器，它包括由发动机驱动的泵轮和驱动齿轮箱输入的涡轮。扭矩被从泵轮液力地传递到涡轮。许多变矩器还包括液压控制的锁止离合器，锁止离合器将泵轮连接到涡轮，绕过液力功率传递路径以提高较高车速下的效率。其它变速器使用主动控制的起动离合器作为起动装置。现代自动变速器是由微处理器控制，微处理器在规则的间隔处调节每个换挡元件(包括任何锁止离合器)的扭矩容量。在每个间隔处，控制器收集指示驾驶员的意图的信息，诸如变速杆(PRNDL)、加速踏板和制动踏板的位置。控制器还收集关于车辆的当前运行状态(诸如速度)和发动机的当前运行状态的信息。渐增地，来自其他来源(诸如防抱死制动控制器和GPS系统)的信息也是可用的。使用此信息，控制器确定是保持当前建立的功率流动路径还是换挡到不同的功率流动路径。如果控制器决定换挡到不同的功率流动路径，则控制器以协调的方式调节即将分离的换挡元件和即将接合的换挡元件的扭矩容量以使过渡尽可能平稳。控制器使用称为控制策略的计算机代码作出这些确定。控制策略通常包括大量的校准参数。在新的车辆设计被大量生产用于出售给公众之前，工程师必须设置这些校准参数的值。用于设定这些值的最常见的过程包括使物理原型车辆行驶通过大量的情景、观察车辆是否以合意的方式执行每个情景，如果不是，调整有关的校准参数的值并重复该情景直到结果合意。情景包括例如从特定齿轮比换挡到具有特定环境条件的特定速度和加速踏板位置下的特定齿轮比。由于大量的情景和大量的校准参数，校准过程非常耗时且成本高。
技术实现思路
一种变速器校准工具包括用户界面、变速器界面、处理器和显示器。变速器界面接收齿轮箱拓扑的描述。例如，拓扑可以包括：i)一系列齿轮传动组件，诸如行星齿轮组；ⅱ)在齿轮传动组件、输入轴和输出轴之间的一系列固定连接；ⅲ)一系列换挡元件，选择性地连接齿轮传动组件、固定元件、输入轴和输出轴；ⅳ)一系列变速器状态，指示接合哪些换挡元件以建立每个变速器状态；v)一系列转速传感器；vi)一系列扭矩传感器。变速器界面接收来自转速传感器和扭矩传感器的信号。处理器被配置为基于拓扑描述和传感器信号估计组件扭矩并将组件扭矩绘制在显示器上。组件扭矩可以是例如通过换挡元件传输的扭矩或通过齿轮传动组件施加的扭矩。根据本专利技术的一个实施例，所述事件是换挡事件。根据本专利技术的一个实施例，变速器组件是齿轮。根据本专利技术的一个实施例，变速器组件是换挡元件。一种校准变速器的方法包括：接收齿轮箱拓扑的描述；基于使变速器组
件的扭矩与一个或更多个转速传感器读数和一个或更多个扭矩传感器读数相关的拓扑而开发模型；在换挡事件期间使用模型和传感器信号估计组件扭矩；在换挡事件之后显示所述扭矩。该方法还可以在换挡事件之间修正模型并输出修正后的模型。根据本专利技术的一个实施例，变速器拓扑描述包括：一系列齿轮传动组件；在齿轮传动组件、输入轴、涡轮轴和输出轴之间的一系列固定连接；一系列换挡元件；一系列变速器状态，指示接合哪些换挡元件以建立每个变速器状态；一系列转速传感器；一系列扭矩传感器。根据本专利技术的一个实施例，变速器组件扭矩包括由齿轮施加的扭矩。根据本专利技术的一个实施例，变速器组件扭矩包括由换挡元件传输的扭矩。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括基于齿轮箱输入扭矩的独立估计而在换挡事件之间修正模型。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括输出修正后的模型。附图说明图1是变速器的示意图。图2是用于基于拓扑描述而开发模型来预测齿轮箱元件的转速的流程图。图3是用于基于拓扑描述而开发模型来预测由齿轮箱元件所施加的扭矩的流程图。图4是用于在变矩器锁止离合器完全接合的情况下以固定齿数比运行变速器的流程图。图5是用于在变矩器锁止离合器完全接合的情况下变速器换挡的流程图。图6是用于在变矩器锁止离合器完全分离的情况下以固定齿轮比运行变速器的流程图。图7是用于在变矩器锁止离合器完全分离的情况下变速器换挡的流程图。图8是用于在变矩器锁止离合器部分接合的情况下以固定齿轮比运行变速器的流程图。图9是用于在变矩器锁止离合器部分接合的情况下变速器换挡的流程图。图10是用于利用校准工具辅助校准变速器设计的流程图。图11是用于基于累计齿轮箱损失模型而修正具体的齿轮箱模型的流程图。具体实施方式在此描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅为示例，其它实施例可以采取各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本专利技术的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照任一附图示出并描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征进行组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合与变型可被期望用于特定应用或实施方式。控制液压致动的自动变速器需要操纵多个压力命令来实现期望结果。期望结果可以是例如在随着时间变化的特定扭矩和速度特征下进行升挡或降挡。对于升挡，例如，期望结果可能是花费指定时间量的扭矩传递阶段之间，在惯性阶段期间的指定传动比随时间变化的曲线图。在开环控制中，控制器使用变速器模型计算什么样的压力命令会产生期望结果，然后命令这些压力值。该模型可以是基于测试代表性变速器的实验模型或者可以从物理定律和诸如尺寸的标称变速器特性得到。该模型不一定明确地表示在控制策略中。由于若干原因，变速器的实际行为可能与模型不同。第一，在相同设计的变速器之间有部件与部件间的变型。第二，特定的变速器由于逐渐磨损或不寻常的事件而随时间改变。第三，变速器响应大量的环境因素，诸如温度、大气压力等。当变速器与被用于校准控制策略参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变速器校准工具，包括：用户界面，被配置为接收变速器拓扑描述，所述描述包括一系列齿轮传动组件、在齿轮传动组件、输入轴、涡轮轴、输出轴之间的一系列固定连接、一系列换挡元件、一系列变速器状态、一系列转速传感器和一系列扭矩传感器，其中所述一系列变速器状态指示接合哪些换挡元件来建立每个变速器状态；变速器界面，被配置为从所述转速传感器和所述扭矩传感器接收输入信号；处理器，被配置为在换挡事件期间监测所述输入信号，并在换挡事件期间基于所述输入信号和所述拓扑描述而间隔地估计齿轮元件或换挡元件施加的扭矩；显示器，被配置为在换挡事件之后绘制所述扭矩。

【技术特征摘要】
2015.03.25 US 14/668,1901.一种变速器校准工具，包括：用户界面，被配置为接收变速器拓扑描述，所述描述包括一系列齿轮传动组件、在齿轮传动组件、输入轴、涡轮轴、输出轴之间的一系列固定连接、一系列换挡元件、一系列变速器状态、一系列转速传感器和一系列扭矩传感器，其中所述一系列变速器状态指示接合哪些换挡元件来建立每个变速器状态；变速器界面，被配置为从所述转速传感器和所述扭矩传感器接收输入信号；处理器，被配置为在换挡事件期间监测所述输入信号，并在换挡事件期间基于所述输入信号和所述拓扑描述而间隔地估计齿轮元件或换挡元件施加的扭矩；显示器，被配置为在换挡事件之后绘制所述扭矩。2.根据权利要求1所述的变速器校准工具，其中：所述用户界面被进一步配置为接收使涡轮扭矩与涡轮转速及泵轮转速相关的变矩器模型；所述输入信号包括泵轮转速信号和涡轮转速信号；所述处理器被进一步配置为基于泵轮转速信号和涡轮转速信号而估计涡轮扭矩并利用涡轮扭矩估计来估计由齿轮元件和换挡元件施加的扭矩。3.根据权利要求2所述的变速器校准工具，其中，所述处理器被进一步配置为在换挡事件之间基于涡轮扭矩的独立估计来修正变矩器模型。4.根据权利要求1所述的变速器校准工具，其中：所述用户界面被进一步配置为接收发动机模型以...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里·迈克尔·皮尔准恩，杰森·梅尔，藤井雄二，黛安娜·雅娜奇维夫，约瑟夫·F·库哈尔斯基，尼姆罗德·卡帕斯，
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