專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與變速單元相連的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種能夠在減檔期間減少換檔震動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置。
背景技術(shù)：
減少換檔震動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置的示例是在日本公開(kāi)的專利公報(bào)第2001-328461號(hào)中公開(kāi)的那種。利用該裝置，在換檔期間，節(jié)氣門固定在一特定開(kāi)度上，同時(shí)離合器脫離，使得可以很快地獲得用于使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與離合器輸出速度同步的同步速度。此后，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和同步速度之間的差落入特定范圍內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)上，節(jié)氣門開(kāi)度逐漸從該特定開(kāi)度恢復(fù)到與同步速度相對(duì)應(yīng)的開(kāi)度。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的方向出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的時(shí)間點(diǎn)，離合器結(jié)合。
鑒于上述情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員從這個(gè)公開(kāi)內(nèi)容中將清楚地認(rèn)識(shí)到需要一種改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的這種需求以及其他需求，本領(lǐng)域技術(shù)人員將從這個(gè)公開(kāi)內(nèi)容中理解到。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用上述傳統(tǒng)裝置，由于在換檔期間，節(jié)氣門開(kāi)度固定同時(shí)離合器脫離，因此不能執(zhí)行適合于所有發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件的控制，存在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將升得太高的風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于存在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)于節(jié)氣門開(kāi)度指令值的響應(yīng)滯后，升高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能很快降低，結(jié)果，達(dá)到同步速度所要花費(fèi)的時(shí)間，即換檔時(shí)間更長(zhǎng)，這負(fù)面地影響了換檔響應(yīng)。
鑒于過(guò)去遇到的問(wèn)題構(gòu)想出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，該裝置減小了換檔震動(dòng)，同時(shí)通過(guò)縮短換檔時(shí)間來(lái)改善換檔響應(yīng)。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，該裝置包括換檔控制部分和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分。該換檔控制部分被設(shè)定成有選擇地操縱在減檔期間脫離的離合器，以實(shí)現(xiàn)變速單元的空檔狀態(tài)。該發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分被設(shè)定成對(duì)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩進(jìn)行反饋控制，使得在減檔后實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)速度，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)被同步后，離合器接合以進(jìn)行換檔。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分進(jìn)一步被設(shè)定成至少利用比例控制和微分控制來(lái)執(zhí)行反饋控制，在目標(biāo)速度和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間差等于或小于一特定值之前，暫停微分控制。
本發(fā)明的這些和其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將從下面的詳細(xì)描述中為本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解到，該詳細(xì)描述結(jié)合附圖公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


參考構(gòu)成本說(shuō)明書一部分的附圖。
圖1是配備有根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置或系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的示意圖；圖2是示出在換檔期間使用根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制的簡(jiǎn)化框圖；圖3是在由同步扭矩計(jì)算部分進(jìn)行的同步扭矩的計(jì)算中所涉及到的細(xì)節(jié)的框圖；圖4是由根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置所使用的微分增加速度差設(shè)定圖(differential added speed difference setting map)的示例；圖5是一個(gè)時(shí)序圖，顯示了在減檔期間所出現(xiàn)的所選擇車輛參數(shù)的控制特性。
具體實(shí)施例方式
下文將參照附圖解釋本發(fā)明的選出的實(shí)施例，從這個(gè)公開(kāi)內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解到下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述僅為了說(shuō)明而提供，并不出于限制如權(quán)利要求書及其等價(jià)物限定的本發(fā)明的目的。
首先參考圖1，圖1示意性顯示了配備有根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置或系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)1。在圖1中，發(fā)動(dòng)機(jī)1通過(guò)進(jìn)氣通道2接收進(jìn)氣，使得進(jìn)氣被供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)1的每個(gè)氣缸中。通過(guò)對(duì)操縱節(jié)氣門4的節(jié)氣門馬達(dá)3進(jìn)行控制，對(duì)穿過(guò)進(jìn)氣通道2到達(dá)每個(gè)氣缸的進(jìn)氣進(jìn)行調(diào)整。由節(jié)氣門馬達(dá)3操縱節(jié)氣門4可以用傳統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)。由于節(jié)氣門馬達(dá)3操縱節(jié)氣門4可以用傳統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)，因此這些結(jié)構(gòu)在此將不再詳細(xì)討論或說(shuō)明。
自動(dòng)變速器5以傳統(tǒng)方式與發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸1a相連。這個(gè)自動(dòng)變速器5具有自動(dòng)換檔模式以及允許駕駛員手動(dòng)換檔的手動(dòng)換檔模式。自動(dòng)變速器5基本上包括變矩器6、變速機(jī)構(gòu)(齒輪機(jī)構(gòu))7和液壓控制機(jī)構(gòu)8。變矩器6與發(fā)動(dòng)機(jī)1的輸出軸1a相連，變速機(jī)構(gòu)7與這個(gè)變矩器6的輸出側(cè)相連。液壓控制機(jī)構(gòu)8被設(shè)定并布置成接合和脫離變速機(jī)構(gòu)7中的各種變速部件9(離合器等)通過(guò)各種電磁閥對(duì)液壓控制機(jī)構(gòu)8的工作液壓進(jìn)行控制。所述各種電磁閥是本領(lǐng)域公知的傳統(tǒng)部件。由于電磁閥是本領(lǐng)域公知的，這些結(jié)構(gòu)將不再進(jìn)行詳細(xì)討論或說(shuō)明。而是，為了簡(jiǎn)單扼要的緣故，僅顯示了四個(gè)換檔螺線管10和一個(gè)閉鎖螺線管11。換檔螺線管10被設(shè)定并布置成執(zhí)行自動(dòng)換檔操作。閉鎖螺線管11被設(shè)定并布置成執(zhí)行變矩器6閉鎖，用于將扭矩直接從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到自動(dòng)變速器5。
發(fā)動(dòng)機(jī)1由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(EGCU)12控制，自動(dòng)變速器5由自動(dòng)變速器控制單元(ATCU)13控制。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12和自動(dòng)變速器控制單元13由通信線14相連，允許包括檢測(cè)信號(hào)在內(nèi)的特定信息在兩者之間來(lái)回傳送。因而，換檔螺線管10和閉鎖螺線管11可操縱地與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12和自動(dòng)變速器控制單元13相連，從而如下文所述有選擇地控制換檔螺線管10和閉鎖螺線管11的接合和脫離。
發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12優(yōu)選地包括帶有控制發(fā)動(dòng)機(jī)1操作的發(fā)動(dòng)機(jī)控制程序的微型計(jì)算機(jī)。同樣，自動(dòng)變速器控制單元13優(yōu)選地包括帶有控制自動(dòng)變速器5操作的自動(dòng)變速控制程序和控制換檔螺線管10和閉鎖螺線管11以及電磁閥來(lái)執(zhí)行升檔和減檔操作的自動(dòng)換檔控制程序的微型計(jì)算機(jī)。控制單元12和13也優(yōu)選地包括諸如輸入接口電路、輸出接口電路和存儲(chǔ)裝置的其它傳統(tǒng)部件，所述存儲(chǔ)裝置例如可以是ROM(只讀存儲(chǔ)器)裝置和RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)裝置。從這個(gè)公開(kāi)內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解到用于控制單元12和13的精確結(jié)構(gòu)和算法可以是任何執(zhí)行本發(fā)明功能的硬件和軟件的結(jié)合。換句話說(shuō)，說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的“裝置和功能”條款應(yīng)該包括能夠執(zhí)行“裝置和功能”條款功能的任何結(jié)構(gòu)或硬件和/或算法或軟件。此外，控制單元12和13可以集成在帶一個(gè)或多個(gè)處理器的單個(gè)電子控制單元ECU中，如圖所示。換句話說(shuō)，控制單元12和13可以具有分開(kāi)的部件或可以共享部件。
各種信號(hào)從各種傳感器傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12，所述傳感器包括但是不局限于節(jié)氣門傳感器21、加速器操作傳感器22、水或冷卻液溫度傳感器23、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器24和車速傳感器25等。根據(jù)需要和/或希望，這些信號(hào)由通信線14傳送到自動(dòng)變速器控制單元13。節(jié)氣門傳感器21被設(shè)定并布置成檢測(cè)節(jié)氣門打開(kāi)量或節(jié)氣門4的開(kāi)度，并將表示節(jié)氣門4開(kāi)度的信號(hào)傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12。加速器操作傳感器22被設(shè)定并布置成檢測(cè)加速器踏板下壓量APS，并將表示加速器踏板下壓量APS的信號(hào)傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12。水或冷卻液溫度傳感器23被設(shè)定并布置成檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水或冷卻液的溫度Tw，并將表示發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度Tw的信號(hào)傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器24被設(shè)定并布置成檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne，并將表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne的信號(hào)傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12。車速傳感器25被設(shè)定并布置成檢測(cè)車速VSP，并將表示車速VSP的信號(hào)傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12。
各種信號(hào)從各種傳感器傳送到自動(dòng)變速器控制單元13，這些傳感器包括但是不局限于檔位傳感器26、換檔模式開(kāi)關(guān)27和換檔位置傳感器28。根據(jù)需要和/或希望，這些信號(hào)由通信線14傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12。檔位傳感器26被設(shè)定并布置成檢測(cè)自動(dòng)變速器5的齒輪機(jī)構(gòu)的檔位Gp，并將表示檔位Gp信號(hào)傳送到自動(dòng)變速器控制單元13。換檔模式開(kāi)關(guān)27被設(shè)定并布置成設(shè)定自動(dòng)變速器5的換檔模式(自動(dòng)換檔模式或手動(dòng)換檔模式)，并將表示目前換檔模式的信號(hào)傳送到自動(dòng)變速器控制單元13。換檔位置傳感器28被設(shè)定并布置成檢測(cè)換檔桿位置SP，并將表示換檔桿位置SP的信號(hào)傳送到自動(dòng)變速器控制單元13。
基于來(lái)自上述各種傳感器的信號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12執(zhí)行諸如燃料噴射控制和點(diǎn)火正時(shí)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)控制，計(jì)算目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，并驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門馬達(dá)3對(duì)節(jié)氣門4的開(kāi)度進(jìn)行控制，從而獲得所述目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩(執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制)。
在自動(dòng)換檔模式下，其間，基于加速器操作量APS和車速VSP，通過(guò)參考預(yù)先設(shè)定的圖表等，自動(dòng)變速器控制單元13設(shè)定最佳傳動(dòng)比，并對(duì)換檔螺線管10進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)最佳傳動(dòng)比。在手動(dòng)換檔模式下，根據(jù)駕駛員是否已經(jīng)使用換檔桿進(jìn)行升檔或減檔，自動(dòng)變速器控制單元13將傳動(dòng)比設(shè)定為一個(gè)比當(dāng)前傳動(dòng)比更高或更低的傳動(dòng)比，并對(duì)換檔螺線管10進(jìn)行控制，從而獲得所選擇的傳動(dòng)比。
此外在手動(dòng)換檔模式下，當(dāng)檢測(cè)到減檔操作時(shí)(也就是當(dāng)需要減檔時(shí))，由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12和自動(dòng)變速器控制單元13的協(xié)同控制導(dǎo)致為當(dāng)前(換檔前)傳動(dòng)比而結(jié)合的離合器脫離，從而獲得空檔狀態(tài)，并且對(duì)換檔后目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(此時(shí)稱作目標(biāo)同步速度)進(jìn)行計(jì)算，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，使得實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe變成目標(biāo)同步速度tNe，此后，用于換檔后傳動(dòng)比的離合器接合，從而在減檔期間減小了換檔震動(dòng)。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D2對(duì)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制進(jìn)行描述。圖2是在減檔期間由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12所執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出控制的簡(jiǎn)化框圖。如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元12的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出控制功能包括駕駛員所需扭矩計(jì)算部分201、目標(biāo)同步速度計(jì)算單元202、同步扭矩計(jì)算部分203、自動(dòng)變速器需求反映器204和扭矩/節(jié)氣門開(kāi)度轉(zhuǎn)換器205，利用本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)，如下文所述，暫停微分控制并執(zhí)行包含比例控制的反饋控制，直至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)速度為止，并直至獲得特定值(速度)為止。在已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)速度并且獲得特定值的時(shí)間點(diǎn)，增添微分控制，實(shí)施包含微分控制和比例控制的反饋控制。結(jié)果，直至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)速度之前，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加速率保持得很高，而在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速剛要達(dá)到目標(biāo)速度之前，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加速率降低，從而遏制過(guò)調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)減少換檔震動(dòng)和改進(jìn)換檔響應(yīng)。
在圖2中，駕駛員所需扭矩計(jì)算部分201被設(shè)定成基于加速器操作量APS，計(jì)算駕駛員所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩(所需發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩)TTEIF，然后將這個(gè)所需發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TTEIF輸出到自動(dòng)變速器需求反映器204。
目標(biāo)同步速度計(jì)算單元202被設(shè)定成根據(jù)車速VSP以及從自動(dòng)變速器控制單元13輸入的換檔后檔位(傳動(dòng)比)NEXTGP，計(jì)算目標(biāo)同步速度tNe。目標(biāo)同步速度計(jì)算單元202然后被設(shè)定成將這個(gè)目標(biāo)同步速度tNe輸出到同步扭矩計(jì)算部分203。
除了來(lái)自目標(biāo)同步速度計(jì)算單元202的目標(biāo)同步速度tNe，同步扭矩計(jì)算部分203接收來(lái)自自動(dòng)變速器控制單元13的同步控制要求(例如，同步控制指令)以及實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe。同步扭矩計(jì)算部分203被設(shè)定成計(jì)算用于使實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到目標(biāo)同步速度tNe的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩(在下文稱作同步扭矩)TQTMSTAC。同步扭矩計(jì)算部分203被設(shè)定成將這個(gè)同步扭矩TQTMSTAC輸出到自動(dòng)變速器需求反映器204。當(dāng)在手動(dòng)換檔模式下存在一個(gè)減檔需求時(shí)，從自動(dòng)變速器控制單元13輸出該同步控制指令。下文將討論該同步扭矩TQTMSTAC的計(jì)算(參考圖3)自動(dòng)變速器需求反映器204被設(shè)定成計(jì)算所輸入的駕駛員所需扭矩TTEIF和同步扭矩TQTMSTAC，并從兩者中選擇較大的一個(gè)，將所選擇的扭矩作為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TRQNTU輸出到扭矩/節(jié)氣門開(kāi)度轉(zhuǎn)換器205。通常當(dāng)在手動(dòng)換檔模式下存在一個(gè)減檔需求時(shí)，作為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TRQNTU輸出的是同步扭矩TQTMSTAC，當(dāng)在手動(dòng)換檔模式下沒(méi)有減檔需求時(shí)或當(dāng)處于自動(dòng)換檔模式下時(shí)，作為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TRQNTU輸出的是駕駛員所需扭矩TTEIF。
扭矩/節(jié)氣門開(kāi)度轉(zhuǎn)換器205被設(shè)定成設(shè)置目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度TTVO，以便獲得所輸入的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TRQNTU(也就是將目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩轉(zhuǎn)換為節(jié)氣門開(kāi)度)，并將這個(gè)目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度TTVO輸出到節(jié)氣門馬達(dá)3。結(jié)果，節(jié)氣門馬達(dá)3驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門4，實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)節(jié)氣門開(kāi)度TTVO。雖然圖中沒(méi)有顯示，但是例如可以設(shè)置一個(gè)安全控制器，從而如果因電路故障、噪聲等，目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TRQNTU顯示一不正常數(shù)值，該輸出值將被限制。
圖3是在由同步扭矩計(jì)算部分執(zhí)行的同步扭矩的計(jì)算中所涉及到的細(xì)節(jié)的框圖。
如圖3所示，同步扭矩計(jì)算部分203被設(shè)定成使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩經(jīng)歷使用比例控制和微分控制的反饋控制。因而，同步扭矩計(jì)算部分203包括比例控制器301(包括速度差計(jì)算部分311和比例扭矩計(jì)算部分312)、微分控制器302(包括微分扭矩計(jì)算部分321和輸出切換部分322)、控制扭矩計(jì)算部分303、比較器304和同步扭矩輸出部分305。
速度差計(jì)算部分311被設(shè)定成計(jì)算所輸入的目標(biāo)同步速度tNe和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe之間的速度差err(也就是err＝tNe-rNe)，速度差計(jì)算部分311然后將該速度差err輸出到比例扭矩計(jì)算部分312。
比例扭矩計(jì)算部分312被設(shè)定成由所輸入的速度差(tNe-rNe)和比例增益Gp計(jì)算比例扭矩TQTMSTACp(TQTMSTACp＝Gp×err)，比例扭矩計(jì)算部分312然后將這個(gè)比例扭矩TQTMSTACp輸出到控制扭矩計(jì)算部分303。在此執(zhí)行高增益比例控制，從而更快地使實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到目標(biāo)同步速度tNe。
同時(shí)，微分扭矩計(jì)算部分321被設(shè)定成從所輸入的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的微分值d(rNe)/dt和微分增益Gd來(lái)計(jì)算微分扭矩TQTMSTACd(也就是TQTMSTACd(＝Gd×d(rNe)/dt))，微分扭矩計(jì)算部分321然后將這個(gè)微分扭矩TQTMSTACd輸出到輸出切換部分322。
輸出切換部分322被設(shè)定成根據(jù)基于速度差err和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe的確定結(jié)果而選擇“0”或微分扭矩TQTMSTACd，輸出切換部分322然后將這個(gè)選擇輸出到控制扭矩計(jì)算部分303。更具體地說(shuō)，通過(guò)參考圖4所示的基于實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe的圖表(微分增加速度差設(shè)定圖表)，計(jì)算微分增加速度差err2。然后由輸出切換部分322將微分增加速度差err2與速度差err進(jìn)行比較。在速度差err等于或小于微分增加速度差err2之前(也就是在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到微分增加速度之前，該微分增加速度是通過(guò)從目標(biāo)同步速度tNe減去微分增加速度差err2而獲得的)，輸出切換部分322輸出“0”。僅當(dāng)速度差err等于或小于微分增加速度差err2時(shí)(當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到微分增加速度時(shí))，微分扭矩TQTMSTACd才被輸出。
例如，在圖4中，如果目標(biāo)同步速度tNe是6500rpm，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe是5000rpm，那么必須改變的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是1500rpm(也就是速度差err)。從而當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe是5000rpm時(shí)，微分增加速度差err2大致是100rpm。此時(shí)，由于速度差err大于100rpm(在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到5900rpm之前)，輸出切換部分322輸出“0”。當(dāng)速度差err等于或小于100rpm(當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到5900rpm時(shí))，輸出切換部分322將僅輸出微分扭矩TQTMSTACd。如果目標(biāo)同步速度tNe是3500rpm，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe是3000rpm，則速度差err是500rpm。因而，當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe是3000rpm時(shí)，微分增加速度差err2大致是330rpm。在這種情況下，如果速度差err大于330rpm(在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到3170rpm之前)，輸出切換部分322輸出“0”；而當(dāng)速度差err等于或小于330rpm(在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到3170rpm時(shí))，輸出切換部分322僅輸出微分扭矩TQTMSTACd。
另一方面，圖4所示微分增加速度差設(shè)定圖根據(jù)下述觀點(diǎn)創(chuàng)立，即，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速更容易由比例扭矩TQTMSTACp(速度差和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)升高、實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)遠(yuǎn)離目標(biāo)同步速度時(shí)，反映微分扭矩，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越不容易升高、實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)接近目標(biāo)同步速度時(shí)，反映微分扭矩。參考圖4對(duì)微分扭矩TQTMSTACd反映時(shí)刻(微分控制的加入)進(jìn)行適合地控制。
控制扭矩計(jì)算部分303被設(shè)定成將比例扭矩TQTMSTACp和同步偏差扭矩與目前同步扭矩TQTMSTAC相加，然后減去來(lái)自輸出切換部分322的輸出，從而對(duì)同步扭矩TQTMSTAC進(jìn)行更新。更新后的同步扭矩TQTMSTAC輸出到比較器304。在此，不使用積分控制(也就是不計(jì)算積分扭矩)，代替的是設(shè)置同步偏差扭矩，在該實(shí)施例中，同步偏差扭矩是“0”。
因而，當(dāng)速度差err大于微分增加速度差err2時(shí)，從控制扭矩計(jì)算部分303輸出等于TQTMSTAC(先前值)+Gp×err的同步扭矩TQTMSTAC。然而，當(dāng)速度差err小于或等于微分增加速度差err2時(shí)，從控制扭矩計(jì)算部分303輸出等于TQTMSTAC(先前值)+Gp×err-Gd×d(rNe)/dt的同步扭矩TQTMSTAC。
在該實(shí)施例中，將同步偏差扭矩設(shè)定為“0”。然而，同步偏差扭矩可以是0以外的數(shù)值，或可以設(shè)定為根據(jù)速度差err的變量，可以使用積分控制(除了上述比例控制和微分控制之外)。
比較器304被設(shè)定成將輸入的同步扭矩TQTMSTAC和最大可能的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩進(jìn)行比較，選擇兩者中較小的數(shù)值，然后將這個(gè)選擇扭矩輸出到同步扭矩輸出部分305。
同步扭矩輸出部分305被設(shè)定成根據(jù)是否存在來(lái)自自動(dòng)變速器控制單元13的同步控制要求(同步控制指令)而選擇“0”或所輸入的同步扭矩TQTMSTAC。然后同步扭矩輸出部分305將這個(gè)選擇輸出到自動(dòng)變速器需求反映器204(參考圖2)。
圖5是在存在減檔要求時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制的時(shí)序圖。
當(dāng)存在一個(gè)減檔要求(例如從三檔到二檔)(時(shí)刻t1)時(shí)，計(jì)算目標(biāo)同步速度tNe(換檔后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)，并且基于目標(biāo)同步速度tNe和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe的差(參考圖2和3)，將比例扭矩TQTMSTACp作為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TRQNTU輸出。在此，比例控制器301被設(shè)計(jì)為執(zhí)行上述高增益比例控制，節(jié)氣門4的開(kāi)度被控制得變大(在圖中，作為示例，節(jié)氣門顯示為完全打開(kāi))。結(jié)果，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe快速開(kāi)始向目標(biāo)同步速度tNe升高。而且，此時(shí)從自動(dòng)變速器控制單元13向自動(dòng)變速器5的換檔螺線管9和10輸出離合器脫離指令，三檔離合器脫離。
此后，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe增加，當(dāng)速度差err小于或等于微分增加速度差err2(當(dāng)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到微分增加速度差)時(shí)，反映微分扭矩TQTMSTACd的同步扭矩TQTMSTAC輸出到目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩TRQNTU(時(shí)刻t2)。也就是在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe達(dá)到微分增加速度差之前，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由比例扭矩TQTMSTACp快速增加，但是當(dāng)已經(jīng)達(dá)到微分增加速度差后，微分扭矩TQTMSTACd被進(jìn)一步反映(減去)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速緩慢增加，這有助于防止過(guò)調(diào)。
一旦實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe與目標(biāo)同步速度tNe匹配時(shí)，從自動(dòng)變速器控制單元13向自動(dòng)變速器5的換檔螺線管9和10輸出離合器接合指令，結(jié)束換檔(時(shí)刻t4)。
雖然沒(méi)有詳盡介紹，也可以使用點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分206(參考圖和5中的虛線)，其中，通過(guò)延遲點(diǎn)火正時(shí)使之與離合器脫離周期的后半段同時(shí)或稍微晚一些，諸如反映微分扭矩的時(shí)刻，減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。這樣做可以使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過(guò)點(diǎn)火正時(shí)的延遲而快速減小，與單獨(dú)使用節(jié)氣門控制相比，可以更快地使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與目標(biāo)同步速度匹配。
利用上述實(shí)施例，當(dāng)在手動(dòng)換檔模式下存在減檔需求時(shí)，如果實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe和目標(biāo)同步速度tNe之間的速度差err比微分增加速度差err2大，基于該速度差err，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩經(jīng)歷比例控制實(shí)施的反饋控制。在速度差err等于或小于微分增加速度差err2的時(shí)間點(diǎn)，加入了微分控制，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩經(jīng)歷比例控制和微分控制實(shí)施的反饋控制，這將過(guò)調(diào)遏制在最低限度，改進(jìn)了與目標(biāo)同步速度的匹配。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于在此情況下反饋控制并不包括積分控制，控制更簡(jiǎn)單，雖然當(dāng)然也可能執(zhí)行積分控制。
上述特定值設(shè)定在這樣的量，即在該處，將由比例控制實(shí)施的反饋控制轉(zhuǎn)換到由比例控制和微分控制而實(shí)施的反饋控制。然而該特定值不是一固定值，而是基于實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe和速度差err設(shè)定。因而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速更容易升高，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe相對(duì)遠(yuǎn)離目標(biāo)同步速度時(shí)，反映比例扭矩；而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不容易增加，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速rNe相對(duì)接近目標(biāo)同步速度時(shí)，反映微分扭矩。由于根據(jù)狀態(tài)，微分扭矩的反映(控制的切換)可以在適合時(shí)刻被執(zhí)行，所以可以在對(duì)目標(biāo)同步速度的匹配和換檔響應(yīng)方面得以改善。
而且，如果在速度差err下降或小于微分增加速度差err2的時(shí)間點(diǎn)或此后，除了反應(yīng)微分扭矩之外，還使用點(diǎn)火正時(shí)延遲控制，與僅有節(jié)氣門控制相比發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)將更好，因此能夠更好地避免過(guò)調(diào)。從而可以在對(duì)目標(biāo)同步速度的匹配和換檔響應(yīng)方面進(jìn)一步得以改進(jìn)。
如在此用來(lái)描述上述本發(fā)明的，在此所用的術(shù)語(yǔ)“檢測(cè)”描述由一種部件、一個(gè)部分、一種裝置等所執(zhí)行的操作或功能，上述部件、部分、裝置等包括不需要物理檢測(cè)的一種部件、一個(gè)部分、一種裝置等，但更包括確定、測(cè)量、模擬、預(yù)測(cè)或計(jì)算等以執(zhí)行所述操作或功能。這里所用的術(shù)語(yǔ)“被設(shè)定成”描述一種部件、部分或裝置的零件，包括被構(gòu)造和/或編程來(lái)執(zhí)行所需功能的硬件和/或軟件。此外，在權(quán)利要求中表達(dá)為“裝置加功能”的術(shù)語(yǔ)可以包括能夠用于執(zhí)行本發(fā)明所述部分功能的任何結(jié)構(gòu)。這里所用的程度術(shù)語(yǔ)如“基本”、“大約”和“近似”意味著被修飾術(shù)語(yǔ)的一個(gè)合理偏移量，使得最終結(jié)果不會(huì)顯著改變。例如，這些術(shù)語(yǔ)可以被解釋為包括被修飾術(shù)語(yǔ)的至少±5％的偏離，如果這個(gè)偏離沒(méi)有否定它所修飾的詞匯的意義。
雖然僅僅所選的實(shí)施例被選擇來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但是從這個(gè)公開(kāi)內(nèi)容中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解到在不脫離所附權(quán)利要求限定的發(fā)明范圍前提下，可以在其中進(jìn)行各種改變和修改。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的上述描述僅僅提供用來(lái)說(shuō)明，而不是用作限制由所附權(quán)利要求和它們的等價(jià)物限定的發(fā)明的目的。因此，本發(fā)明的范圍不限于公開(kāi)的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，包括換檔控制部分，該換檔控制部分被設(shè)定成在減檔期間有選擇地操縱離合器使其脫離，實(shí)現(xiàn)變速單元的空擋狀態(tài)；發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分，該發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分被設(shè)定成對(duì)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩執(zhí)行反饋控制，從而在減檔后，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)速度，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)被同步后，離合器接合以便實(shí)現(xiàn)換檔，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分進(jìn)一步被設(shè)定成至少利用比例控制和微分控制而執(zhí)行反饋控制，且在目標(biāo)速度和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間差等于或小于特定值之前，暫停微分控制。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，其中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分進(jìn)一步設(shè)定成如果所述差超過(guò)所述特定值，使用比例控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩執(zhí)行反饋控制，且在所述差變得等于或小于所述特定值后，由比例控制和微分控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩實(shí)施反饋控制。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，其中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分進(jìn)一步設(shè)定成如果所述差超過(guò)所述特定值，使用比例控制和積分控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩執(zhí)行反饋控制，且在所述差變得等于或小于所述特定值后，由比例控制、積分控制和微分控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩實(shí)施反饋控制。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，其中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分進(jìn)一步被設(shè)定成根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)速度之間的差來(lái)設(shè)定所述特定值。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，還包括點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分，該點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分被設(shè)定成在所述差變得等于或小于所述特定值之后，實(shí)施點(diǎn)火正時(shí)延遲控制。
6.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，其中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分進(jìn)一步被設(shè)定成根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)速度之間的差來(lái)設(shè)定所述特定值。
7.如權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，還包括點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分，該點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分被設(shè)定成在所述差變得等于或小于所述特定值之后，實(shí)施點(diǎn)火正時(shí)延遲控制。
8.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，其中發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩控制部分進(jìn)一步被設(shè)定成根據(jù)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)速度之間的差來(lái)設(shè)定所述特定值。
9.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，還包括點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分，該點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分被設(shè)定成在所述差變得等于或小于所述特定值之后，實(shí)施點(diǎn)火正時(shí)延遲控制。
10.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，還包括點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分，該點(diǎn)火正時(shí)延遲控制部分被設(shè)定成在所述差變得等于或小于所述特定值之后，實(shí)施點(diǎn)火正時(shí)延遲控制。
11.一種控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的方法，包括在減檔期間有選擇地操縱離合器以使其脫離，以實(shí)現(xiàn)變速單元的空檔狀態(tài)；對(duì)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩進(jìn)行反饋控制，從而在減檔后，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)速度，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)同步后，接合離合器以便實(shí)現(xiàn)換檔；執(zhí)行至少包括比例控制和微分控制的反饋控制，且在目標(biāo)速度和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間差等于或小于特定值之前，暫停微分控制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制被設(shè)定成在配備有換檔單元的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在縮短換檔時(shí)間的同時(shí)減少換檔震動(dòng)，并改進(jìn)換檔響應(yīng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制裝置中，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩經(jīng)歷反饋控制，從而在減檔后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將是目標(biāo)速度(同步速度)。所述反饋控制至少包括微分控制和比例控制。在同步速度和實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間差等于或小于特定值之前，暫停微分控制。微分控制僅在特定值或小于該特定值時(shí)執(zhí)行。
文檔編號(hào)F16H59/42GK1760520SQ20051010863
公開(kāi)日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者嶋田哲也, 入山正浩 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社