干式雙離合變速器的升檔控制的制作方法
【專利摘要】一種車輛，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、干式雙離合變速器（dDCT）和變速器控制模塊（TCM），所述干式雙離合變速器具有一對(duì)輸入離合器和齒輪箱，所述齒輪箱包括奇數(shù)和偶數(shù)編號(hào)的齒輪組。其中一個(gè)輸入離合器的應(yīng)用將發(fā)動(dòng)機(jī)連接到奇數(shù)或偶數(shù)編號(hào)的齒輪組中的相應(yīng)一個(gè)。TCM包括基于PID的前饋控制邏輯，以及用于每一個(gè)輸入離合器的扭矩-位置（TTP）圖表。在動(dòng)力接通的升檔期間，TCM使用基于PID的前饋控制邏輯來(lái)命令被指定的輸入離合器的位置，并選擇性地根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性和加速值調(diào)節(jié)TTP圖表。TCM還可以在升檔的扭矩階段期間，將非對(duì)稱的切換曲線應(yīng)用到被命令的即將接通和即將斷開的離合器扭矩。TCM還可以根據(jù)輸入離合器的使用頻率調(diào)節(jié)TTP圖表。
【專利說(shuō)明】干式雙離合變速器的升檔控制
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及干式雙離合變速器的升檔控制。
【背景技術(shù)】
[0002]干式雙離合變速器結(jié)合了手動(dòng)和自動(dòng)變速器的某些特征。在干式雙離合變速器中，第一輸入離合器被應(yīng)用以接合齒輪箱的任何奇數(shù)編號(hào)的齒輪組，而第二輸入離合器被應(yīng)用以接合偶數(shù)編號(hào)的齒輪組。車載變速器控制模塊使用可獲得的控制輸入(比如發(fā)動(dòng)機(jī)加速和制動(dòng)桿)預(yù)測(cè)要被選擇的下一個(gè)齒輪，并隨后在即將進(jìn)行的換擋之前命令所述下一個(gè)齒輪的接合。相對(duì)于傳統(tǒng)自動(dòng)變速器中進(jìn)行的換擋，雙離合變速器的使用可提高換擋的速度，通常通過(guò)改進(jìn)的換擋控制和增大的功率。
[0003]雙離合變速器可以是干式或濕式。濕式雙離合變速器的齒輪箱和兩個(gè)輸入離合器通過(guò)流體冷卻和潤(rùn)滑，所述流體經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵和/或輔助流體泵而循環(huán)。在干式雙離合變速器或dDCT中，齒輪箱保持被潤(rùn)滑，而兩個(gè)輸入離合器保持干燥。因此，相對(duì)于濕式DCT設(shè)計(jì)，dDCT往往經(jīng)受更大的性能變化。這樣的性能變化主要是由于總體溫度(bulktemperature )以及不被潤(rùn)滑的輸入離合器的表面溫度二者的變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]這里公開的車輛具有發(fā)動(dòng)機(jī)、干式雙離合變速器(dDCT)和變速器控制模塊(TCM)0 TCM控制動(dòng)力接通的升檔，其方式為可補(bǔ)償上述的基本性能變化。這轉(zhuǎn)而提高了動(dòng)力接通升檔的總體質(zhì)量。為此，TCM對(duì)dDCT的兩個(gè)輸入離合器的指定一個(gè)(即完成被命令的動(dòng)力接通的升檔所需要的特定輸入離合器)的位置采用基于比例積分微分(PID)的前饋控制邏輯。
[0005]另外，在動(dòng)力接通的升檔期間，TCM可應(yīng)用扭矩補(bǔ)償(torque offset)來(lái)降低被命令的離合器扭矩，其方式補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性和加速度。在被請(qǐng)求的動(dòng)力接通的升檔的扭矩階段期間，即將斷開和即將接通離合器的扭矩可以以非對(duì)稱的方式傾斜變化，以提供用來(lái)執(zhí)行換擋的即將斷開和即將接通離合器之間的非對(duì)稱的扭矩交換或“切換(handoff)”。這可能需要即將斷開或即將接通離合器比傳統(tǒng)的對(duì)稱扭矩交換更晚或更早地斜坡變化(ramping)?？梢圆捎闷渌目刂苿?dòng)作來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化動(dòng)力接通的升檔的總體感受，包括將可選的離合器使用密度補(bǔ)償應(yīng)用到記錄的扭矩-位置圖表。
[0006]在特定實(shí)施例中，車輛包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、dDCT、和變速器控制模塊(TCM)或其他合適的控制器。發(fā)動(dòng)機(jī)具有慣性值和加速值。dDCT包括一對(duì)輸入離合器和齒輪箱，其中所述齒輪箱包括奇數(shù)和偶數(shù)編號(hào)的齒輪組。所述對(duì)輸入離合器中被選定的一個(gè)的接合將發(fā)動(dòng)機(jī)連接到奇數(shù)或偶數(shù)編號(hào)的齒輪組中的相應(yīng)一個(gè)的構(gòu)件。TCM和dDCT形成這里所述的系統(tǒng)。
[0007]TCM，其與輸入離合器連通，包括扭矩-位置(TTP)圖表和比例積分微分(PID)的前饋控制邏輯。TCM接收dDCT的被請(qǐng)求的動(dòng)力接通的升檔。響應(yīng)于該請(qǐng)求，TCM經(jīng)由前饋PID控制邏輯實(shí)行所述對(duì)輸入離合器中被選擇的一個(gè)的位置。TCM隨后在被請(qǐng)求的升檔的執(zhí)行期間，選擇性地調(diào)節(jié)TTP圖表，例如通過(guò)向上或向下調(diào)整其值，或者改變TTP圖表的曲線形狀。
[0008]TCM還可以在扭矩階段期間應(yīng)用非對(duì)稱的離合器扭矩交換曲線。TCM可在經(jīng)校準(zhǔn)的時(shí)間間隔上，確定所述對(duì)輸入離合器中每一個(gè)的使用頻率，以及之后根據(jù)使用頻率調(diào)節(jié)TTP圖表。
[0009]這里還公開了一種系統(tǒng)，其包括上述的dDCT和TCM。
[0010]另外，公開了一種方法，其包括確定具有dDCT的車輛中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性值和加速值。該方法還包括在TCM的有形非瞬時(shí)性存儲(chǔ)器中記錄經(jīng)校準(zhǔn)的TTP圖表和基于PID的前饋控制邏輯。另外，該方法包括:經(jīng)由TCM確定dDCT的被請(qǐng)求的動(dòng)力接通升檔；經(jīng)由前饋PID控制邏輯命令指定輸入離合器的位置；和在被請(qǐng)求的動(dòng)力接通升檔執(zhí)行期間，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性和加速度值選擇性地調(diào)節(jié)TTP圖表。
[0011]本發(fā)明的上述特征和優(yōu)勢(shì)及其他特征和優(yōu)勢(shì)將從用于實(shí)施如所附的權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的一些最佳模式和其它實(shí)施例的以下詳細(xì)描述連同附圖時(shí)顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是車輛的示意圖，所述車輛具有干式雙離合變速器(dDCT)和變速器控制模塊(TCM)，其根據(jù)這里所述的基于PID的前饋離合器位置控制方法而控制dDCT的動(dòng)力接通的升檔。
[0013]圖2是圖1中所示TCM可使用的示例性前饋、基于PID的離合器位置控制邏輯的示意性邏輯流程圖。
[0014]圖3是在圖1中所示dDCT的動(dòng)力接通升檔期間，即將接通離合器的被命令的離合器位置和變化的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的時(shí)序圖，其中幅值繪制在縱軸上，時(shí)間繪制在水平軸上。
[0015]圖4是在圖1中所示dDCT的控制期間可被調(diào)節(jié)和使用的扭矩-位置(TTP)圖表的示意圖，其中位置繪制在縱軸上，扭矩繪制在水平軸上。
[0016]圖5是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、被命令的離合器扭矩以及慣性補(bǔ)償?shù)碾x合器扭矩的變化的幅值的示意性時(shí)序圖，其中幅值繪制在縱軸上，時(shí)間繪制在水平軸上。
[0017]圖6是在圖1中所示的示例dDCT的升檔期間可用的標(biāo)準(zhǔn)化、非對(duì)稱扭矩切換曲線，其中幅值繪制在縱軸上，標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間繪制在水平軸上。
[0018]圖7是描述了使用可選離合器使用密度函數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)被記錄的用于圖1的dDCT的TTP圖表的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參考附圖，相似的附圖標(biāo)記在若干幅視圖中表示相似的部件，圖1示意性地顯示了例性車輛10。車輛10包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)12和干式雙離合變速器14，為了簡(jiǎn)化，其在下文中稱為dDCT14。發(fā)動(dòng)機(jī)12對(duì)接收到的油門請(qǐng)求(箭頭Th%)做出響應(yīng)，例如對(duì)相應(yīng)的加速踏板11或其他適當(dāng)?shù)挠烷T輸入裝置的作用力或相應(yīng)的加速踏板11或其他適當(dāng)?shù)挠烷T輸入裝置的行程百分比，其中油門請(qǐng)求(箭頭Th%)請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的相對(duì)水平。加速踏板11的力/行程可經(jīng)由力或位置傳感器(未示出)以傳統(tǒng)方式進(jìn)行檢測(cè)。響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 30對(duì)油門請(qǐng)求(箭頭Th%)的接收，發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，其作為輸入扭矩(箭頭TI)經(jīng)由可旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件15而傳遞到dDCT14。
[0020]如本領(lǐng)域所理解的，dDCT，比如如圖1中示出的示例dDCT14，是自動(dòng)化的類似手動(dòng)變速器，其具有齒輪箱13和兩個(gè)獨(dú)立操作的不被潤(rùn)滑的輸入離合器，即相應(yīng)的第一和第二輸入離合器Cl和C2。盡管為了示意清晰而從圖1略去，每個(gè)輸入離合器Cl和C2可包括中心片，其包括任意數(shù)量的間隔開的摩擦盤、摩擦片、或其他適當(dāng)?shù)哪Σ敛牧?。輸入離合器Cl和C2經(jīng)由流體促動(dòng)的離合器活塞或其他適當(dāng)?shù)碾x合器促動(dòng)器(一個(gè)或多個(gè))而選擇性地被壓縮在一起，其中這些活塞具有軸向位置，所述軸向位置被用在輸入離合器Cl和C2的總體控制中。流體(箭頭F)可經(jīng)由流體泵31循環(huán)到齒輪箱13。相關(guān)的電子或液力離合器控制裝置(未示出)響應(yīng)于來(lái)自各車載控制器的指令或命令而最終控制dDCT14的換擋操作，如下文詳述。
[0021]在圖1的示例dDCT14中，第一輸入離合器Cl可用來(lái)將發(fā)動(dòng)機(jī)12連接到dDCT14的任何奇數(shù)編號(hào)的齒輪組24 (GS0),例如，以在不例的7速變速器中建立第一、第三、第五和第七檔位，而第二輸入離合器C2將發(fā)動(dòng)機(jī)12連接到倒車或任何偶數(shù)編號(hào)的齒輪組124(GSE)，例如，以在同一示例7速變速器中建立第二、第四和第六檔位。使用這種類型的齒輪布置，dDCT14可在其可獲得的檔位范圍內(nèi)快速地?fù)Q擋，而不完全中斷來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的功率。
[0022]如圖1中所示的車輛10的控制器包括至少變速器控制模塊(TCM)20和ECM30。如下文參考圖2-4詳述的，TCM20與ECM30協(xié)作，以提供對(duì)輸入離合器Cl和C2的基于PID的前饋位置控制，即對(duì)應(yīng)用活塞或其他促動(dòng)器的線性位置的控制。用于該功能的示例邏輯流程在圖2中示出。通常，圖1的輸入離合器Cl將被用作用于向奇數(shù)編號(hào)的檔位的升檔的即將接通離合器，而輸入離合器C2將用作用于向偶數(shù)編號(hào)的檔位的任何升檔的、指定輸入離合器，由此為即將接通的離合器。例如，在dDCT14的示例的1-2動(dòng)力接通升檔中，輸入離合器Cl將用作即將斷開離合器，而輸入離合器C2將用作即將接通連接器。其他的動(dòng)力接通升檔可使用這里所述的方法類似地控制，而不脫離本發(fā)明的范圍，例如2-3動(dòng)力接通升檔，其中輸入離合器Cl和C2分別用作即將接通和即將斷開的離合器。
[0023]本換擋控制方法目的在于解決上述基于溫度的dDCT基本變化，以提高動(dòng)力接通升檔的總體換擋質(zhì)量。這樣的變化可由于輸入離合器的摩擦界面處缺乏冷卻流體而發(fā)生。前饋PID控制在這里被用來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)先記錄在TCM20的存儲(chǔ)器23中的扭矩-位置(TTP)圖表28。該調(diào)節(jié)將在下文參考圖4更詳細(xì)地進(jìn)行解釋。
[0024]另外，本控制方法目的在于在動(dòng)力接通升檔期間，幫助補(bǔ)償正在加速的發(fā)動(dòng)機(jī)12以及動(dòng)力傳動(dòng)系其他部件的慣性，這在下文參考圖5進(jìn)行描述。圖1的TCM20還可在同一動(dòng)力接通升檔期間，在dDCT14的即將接通和即將斷開離合器之間，通過(guò)下文參考圖6描述的控制方法的這特定方面，實(shí)行經(jīng)校準(zhǔn)的、非對(duì)稱形狀的“扭矩切換”。最后，如圖7所示，TCM20還可應(yīng)用可選的“離合器使用密度”功能，來(lái)隨時(shí)間可選擇地調(diào)節(jié)或修改TTP28，來(lái)以另一種方式計(jì)入上述的基本dDCT變化。
[0025]在圖1的示例車輛10中，dDCT14包括輸出軸21，其連接到一組驅(qū)動(dòng)輪(未示出)。輸出軸21最終將來(lái)自dDCT14的輸出扭矩(箭頭T0)傳遞到驅(qū)動(dòng)輪，以便驅(qū)動(dòng)車輛10。dDCT 14可包括第一軸25,其連接到第一輸入離合器Cl ;第二軸27,其連接到第二輸入離合器C2 ；相應(yīng)的奇數(shù)和偶數(shù)編號(hào)的齒輪組24、124，二者都容納在齒輪箱13中。包含在齒輪箱13中的元件可經(jīng)由流體(箭頭F)冷卻和潤(rùn)滑，所述流體通過(guò)泵31 (例如經(jīng)由泵軸37的旋轉(zhuǎn))、或替代地經(jīng)由電池電力(未示出)而從液池35循環(huán)。
[0026]在圖1的dDCT14內(nèi)，第一軸25被連接到僅奇數(shù)編號(hào)的齒輪組24。類似地，第二軸27被連接到僅偶數(shù)編號(hào)的齒輪組124，在該實(shí)施例中包括倒車齒輪組。dDCT14進(jìn)一步包括上主軸和下主軸17和19，其可分別連接到最終驅(qū)動(dòng)(F/D)齒輪組34、134。連接到輸出軸21的最終驅(qū)動(dòng)齒輪組34和134提供任何需要的最終齒輪減速。
[0027]TCM20和ECM30可被具體化為基于微處理器的計(jì)算裝置，其具有各自的處理器22、32、有形非瞬時(shí)性存儲(chǔ)器23、33，其包括但不限于只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M)、閃存等，以及任何所需的電路。所述電路可包括高速時(shí)鐘(未示出)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)電路、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換(D/A)電路、數(shù)字信號(hào)處理器或DSP，收發(fā)器26、36，其配置為在dDCT14的總體控制期間發(fā)送和接收任何所需的信號(hào)，以及必要的輸入/輸出(I/O)裝置和其他信號(hào)控制和/或緩沖電路。TCM20還可包括一對(duì)計(jì)數(shù)器81和82，其功能在下文參考圖7所示的示例方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028]TCM20和ECM30被編程為執(zhí)行這里所公開的動(dòng)力接通升檔控制邏輯所需的步驟，其中TCM20特別地在這樣的升檔期間對(duì)指定輸入離合器Cl和C2進(jìn)行必須的基于PID的前饋位置控制。作為本控制方法的一部分，ECM30可產(chǎn)生各種控制值，包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)速度的發(fā)動(dòng)機(jī)速度請(qǐng)求(箭頭NER)、和發(fā)動(dòng)機(jī)加速度值(箭頭α)，發(fā)動(dòng)機(jī)加速度值被傳遞到TCM20，用于計(jì)算慣性補(bǔ)償?shù)碾x合器扭矩，如下文參考圖5所述。[0029]最后，TCM20輸出位置控制信號(hào)(箭頭PX)到指定的輸入離合器Cl或C2，以由此以下文所述方式設(shè)定指定輸入離合器Cl或C2的位置，并最后實(shí)現(xiàn)慣性補(bǔ)償?shù)碾x合器扭矩。如這里使用，術(shù)語(yǔ)“位置控制”表示離合器應(yīng)用活塞的或其他促動(dòng)裝置的軸向或線性位置的控制，所述其他促動(dòng)裝置對(duì)于用來(lái)應(yīng)用輸入離合器Cl或C2(其在動(dòng)力接通升檔期間用作即將接通離合器)，或用來(lái)釋放另一個(gè)/即將斷開離合器來(lái)說(shuō)是必須的。
[0030]參考圖2，用于圖1的TCM20的一組示例控制邏輯40是一可行實(shí)施例，其用來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入離合器Cl或C2的前饋比例-積分-微分(PID)位置控制。通過(guò)圖1的TCM20的處理器22執(zhí)行實(shí)施控制邏輯40的記錄代碼，這可幫助克服上述類型的任何溫度相關(guān)的性能變化。這里使用的前饋方法通過(guò)實(shí)時(shí)減小這樣的變化而發(fā)揮作用，這部分地通過(guò)使用前饋開環(huán)輸入項(xiàng)(其改變命令輸入離合器Cl或C2的指定的一個(gè)所要求的流動(dòng)和壓力)，由此使得輸入離合器Cl或C2運(yùn)動(dòng)到希望的位置。
[0031]圖1的TCM20最終在剛剛進(jìn)行的升檔中將離合器位置控制信號(hào)(箭頭Px)傳遞到同一視圖中所示的dDCT14的指定輸入離合器。求和節(jié)點(diǎn)69和前饋邏輯塊55接收位置控制信號(hào)(箭頭Px)，其中圖2的所有“節(jié)點(diǎn)”和“塊”具體化為必須的TCM20的軟件和硬件。
[0032]前饋邏輯塊55轉(zhuǎn)而產(chǎn)生前饋流控制項(xiàng)(Qff)如下:
[0033]Qff =Kff*Ap *Δx/Δt
[0034]其中項(xiàng)Kff是經(jīng)校準(zhǔn)的前饋增益，Ap是已知的用來(lái)促動(dòng)指定離合器的離合器活塞
的表面積，即存儲(chǔ)在圖1的TCM20的存儲(chǔ)器23中的經(jīng)校準(zhǔn)的值，且Δx/Δt是指定的輸入離合器
Cl或C2經(jīng)計(jì)算的隨時(shí)間的位置變化，或者是離合器應(yīng)用活塞或用來(lái)壓縮輸入離合器Cl或C2的其他促動(dòng)器的線性或軸向位置。前饋邏輯塊55，即前饋流控制項(xiàng)(Qff)饋入到另一求和節(jié)點(diǎn)58。
[0035]求和節(jié)點(diǎn)58還接收來(lái)自相應(yīng)的比例(P)、積分(I)和微分(D)控制邏輯塊57、54、56的比例流控制項(xiàng)(QP)、積分流控制項(xiàng)(Q1X和微分流控制項(xiàng)(Qd)。比例流控制邏輯塊55可產(chǎn)生比例流控制項(xiàng)(Qp)如下:
[0036]QP=KP*Er
[0037]其中Kp是經(jīng)校準(zhǔn)的比例增益，且Er是經(jīng)計(jì)算的瞬時(shí)位置誤差，是求和節(jié)點(diǎn)69處產(chǎn)生的值，并記錄在誤差塊51中，例如臨時(shí)的存儲(chǔ)位置。
[0038]類似地，微分流控制邏輯塊56可產(chǎn)生微分流控制項(xiàng)如下:
[0039]Qd=Kd^Ee
[0040]其中項(xiàng)Kd是經(jīng)校準(zhǔn)的微分增益，且Ek是誤差率，是經(jīng)由誤差率計(jì)算塊53計(jì)算的
值，其中。
[0041]參考積分流控制塊54，該塊可類似地產(chǎn)生積分流控制項(xiàng)，如下:
[0042]Q1=K1* Σ Er
[0043]其中K1是經(jīng)校準(zhǔn)的積分增益，且ΣΕ是累積的位置誤差，其可隨時(shí)間經(jīng)由累積誤差塊52使用瞬時(shí)位置誤差值(Er)而計(jì)算，所述Er由誤差塊51提供，并臨時(shí)記錄在存儲(chǔ)器中。
[0044]三個(gè)PID流控制項(xiàng)，即QP、Q1和Qd以及前饋流控制項(xiàng)Qff隨后在求和節(jié)點(diǎn)58處被相加在一起，以由此計(jì)算被命令的流，即Qc。該經(jīng)計(jì)算的項(xiàng)隨后與實(shí)際的流率Qa在對(duì)比塊60處進(jìn)行對(duì)比，其中根據(jù)需要對(duì)被命令的流進(jìn)行任何調(diào)節(jié)。
[0045]離合器位置信號(hào)(CPS)確定塊62隨后產(chǎn)生新的離合器位置信號(hào)(箭頭Px,n)。該信號(hào)可可選地被過(guò)濾，以減小噪音，例如經(jīng)由陷波濾波器(Fn) 64和/或滯后濾波器(FL)66。經(jīng)過(guò)濾的離合器位置信號(hào)(箭頭Px,f)隨后被饋入求和節(jié)點(diǎn)69，且該過(guò)程重復(fù)，其中新的位置信號(hào)用于接下來(lái)的動(dòng)力接通升檔事件。
[0046]使用圖2的示例控制邏輯40，圖1所示的TCM20可自動(dòng)地使用前饋?lái)?xiàng)(Qff)以及前饋PID流控制項(xiàng)QpQpQd修改離合器位置信號(hào)(Px)，其用于隨后的動(dòng)力接通升檔。前饋?lái)?xiàng)(Qff)預(yù)測(cè)被要求的離合器流，而不等誤差發(fā)展，而PID控制邏輯塊54、56、57使用基于溫度的增益，即KP、K1和Kd來(lái)優(yōu)化誤差修正調(diào)節(jié)。以該方式應(yīng)用的前饋控制允許向指定輸入離合器Cl或C2的流動(dòng)控制的快速應(yīng)用，其中PID邏輯修正任何可能存在于前饋流動(dòng)控制項(xiàng)(Qff)中的誤差。
[0047]作為使用圖2的示例控制邏輯40的可行方式，可以選擇最大的比例增益(ΚΡ)，其提供位置信號(hào)(Px)中大步進(jìn)變化上的最小量的過(guò)沖，隨后增加微分增益(KD)，直到所述過(guò)沖被消除。積分增益(K1)可用來(lái)修正穩(wěn)態(tài)誤差。隨后,可通過(guò)增加前饋增益(Kff)而使用前饋控制，直到響應(yīng)時(shí)間改進(jìn)而沒(méi)有位置信號(hào)的多余過(guò)沖。
[0048]參考圖3，顯示了一組示例車輛性能線條70，其中幅值(A)繪制在縱軸上，時(shí)間(t)繪制在水平軸上。圖3描述了貫穿不同離合器階段的典型的動(dòng)力接通的升檔事件。在h之前，圖1的TCM20在準(zhǔn)備階段(Pph)運(yùn)行，其中即將接通離合器的位置命令(線條Pon)自動(dòng)地步進(jìn)增加到經(jīng)校準(zhǔn)的水平。圖1的車輛10的駕駛員可能命令大開的油門，例如通過(guò)用力踩加速踏板，這轉(zhuǎn)而引起TCM20決定執(zhí)行動(dòng)力接通升檔。
[0049]動(dòng)力接通升檔的扭矩階段(Tph)開始于h，直到t2。如本領(lǐng)域已知的，在換擋的扭矩階段，被傳遞的離合器扭矩變化，而離合器旋轉(zhuǎn)速度沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的大變化。在扭矩階段期間，圖1的TCM20可令即將接通離合器位置命令(線條Pon)以經(jīng)校準(zhǔn)的比率斜坡變化達(dá)到預(yù)定水平，其在圖3中在大約h處達(dá)到，并隨后保持在該水平處或附近，直到扭矩階段(Tph)完成，之后通過(guò)TCM20進(jìn)行慣性補(bǔ)償?shù)奈恢每刂啤？尚械膽T性補(bǔ)償?shù)氖纠龑⒃谙挛膮⒖紙D5更詳細(xì)地說(shuō)明。圖1的dDCT14中的適當(dāng)?shù)募磳嚅_和即將接通扭矩階段控制要求即將斷開離合器(例如輸入離合器Cl)的平滑的釋放，同時(shí)即將接通離合器(例如輸入離合器C2)達(dá)到容量。即將接通離合器位置(線條Pon)可如圖所示在多個(gè)階段中斜坡變化，而在同一扭矩階段(Tph)期間，相同的或更多的斜坡變化可應(yīng)用到即將斷開離合器(未示出)。這樣的過(guò)程可允許離合器扭矩-位置關(guān)系的變化。
[0050]在升檔的慣性階段(Iph)開始處，其開始于圖3中的12處，該慣性階段即其中到輸入離合器Cl或C2的輸入旋轉(zhuǎn)速度主要由于沿驅(qū)動(dòng)系的慣性變化而改變的階段，TCM20可檢測(cè)被命令的發(fā)動(dòng)機(jī)速度曲線(線條Ne, c)和實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)速度曲線(線條Ne, a)之間的誤差。BP, TCM20可計(jì)算該速度差(ΛΝ)，并在被命令的升檔期間在即將接通連接器的總體控制中應(yīng)用該速度差。
[0051]參考圖4，在如圖3所述的被命令的動(dòng)力接通升檔的執(zhí)行期間，圖1的TCM20可自動(dòng)地更新TTP圖表28，例如如圖所示的三位置TTP模型。在示例實(shí)施例中，TTP圖表28每一次升檔可以以小的校準(zhǔn)量被修正一次，例如對(duì)于離合器扭矩(T)的相同的量為離合器位置(P)的l-2mm。圖4示出了這種調(diào)節(jié)，其中原始TTP圖表28 (TTPq)自動(dòng)被向上調(diào)節(jié)，以形成新的、經(jīng)調(diào)節(jié)的TTP圖表(TTPA)。經(jīng)調(diào)節(jié)的TTP圖表隨后記錄在TCM20的存儲(chǔ)器23中，用于在下一次動(dòng)力接通換擋期間控制即將接通離合器Cl或C2的位置。
[0052]參考圖5的線條80，作為本方法的一部分，圖1的TCM20可通過(guò)補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)12或其他可能的驅(qū)動(dòng)系部件的已知慣性而自動(dòng)地修正即將斷開離合器的扭矩。圖1的dDCT14，以及任何dDCT，將通常經(jīng)歷相對(duì)大的來(lái)自正在加速的發(fā)動(dòng)機(jī)12的慣性飛輪效應(yīng)，從而，如果ECM30指示來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12的可獲得的輸入扭矩例如為200Nm，則正在加速的發(fā)動(dòng)機(jī)12可能實(shí)際上僅傳遞IOONm到dDCT14。其余發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩被要求來(lái)克服大量的發(fā)動(dòng)機(jī)慣性。由此，TCM20可使用已知的積分(I)和發(fā)動(dòng)機(jī)12的加速值(α )來(lái)計(jì)算積分補(bǔ)償?shù)碾x合器扭矩(曲線Ται)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩(Te)與慣性補(bǔ)償?shù)碾x合器扭矩(線條Tai)之間的差作為積分I和加速值(α )的函數(shù)，即f (I，α )，而被確定。
[0053]該慣性補(bǔ)償?shù)呐ぞ匦∮诎l(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出扭矩(線條ΤΕ)。不使用慣性補(bǔ)償?shù)呐ぞ兀瑒t被命令的離合器扭矩(線條Τ。)將如圖所示地接近發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，這會(huì)導(dǎo)致相對(duì)生硬的升檔。作為該方法的一部分，圖1的TCM20可應(yīng)用經(jīng)校準(zhǔn)的常數(shù)或滯后濾波器系數(shù)，從而不應(yīng)用慣性補(bǔ)償?shù)呐ぞ氐?00%，例如在一個(gè)實(shí)施例中為該值的85-90%。由此，上述的“功能”可包括應(yīng)用過(guò)濾器、常數(shù)、比例因數(shù)或其他增益值，其可針對(duì)特定車輛10和所使用的dDCT 14離線確定。
[0054]參考圖6，閉環(huán)控制通常建立在向TTP圖表的輸入上，從而循環(huán)依賴可產(chǎn)生，其可因檔位而改變閉環(huán)控制的效果。為了解決該問(wèn)題，本方法中，即將接通與即將斷開離合器之間的扭矩的切換是以線性且不成比例的方式進(jìn)行的，而不是以“理想”扭矩切換的相等且相對(duì)/對(duì)稱的方式。如本領(lǐng)域所知，理想或?qū)ΨQ的扭矩切換中，即將斷開離合器扭矩在升檔的扭矩期間向下斜坡變動(dòng)，其速率與即將接通連接器扭矩增大的速率相同，從而在小的控制裕量?jī)?nèi)，即將斷開容量達(dá)到零時(shí)的時(shí)刻與即將接通容量達(dá)到其目標(biāo)值的時(shí)刻重合。例如，目標(biāo)值可以是來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入扭矩減去慣性組分加上任何經(jīng)校準(zhǔn)的修正因子。由于在dDCT中每個(gè)輸入離合器的潛在位置沒(méi)有最優(yōu)地被控制，本文意識(shí)到，使用傳統(tǒng)的理想切換曲線可引起扭矩突張(flare)。
[0055]因此，本發(fā)明可以另一種方法克服圖1中所示dDCT14中的基本變化:通過(guò)確保即將接通離合器具有足夠的扭矩容量。即，TCM20確保即將接通離合器具有比即將斷開離合器更大的容量，由此消除發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃。圖1的TCM20可以在扭矩階段的開始處將即將斷開扭矩的降低推遲一時(shí)間間隔或時(shí)間段(d)。相對(duì)于理想扭矩切換提供的“相等且相對(duì)”的同步正時(shí)，TCM20還可相對(duì)早地增大即將接通離合器并相對(duì)晚地降低即將斷開離合器的扭矩容量。這經(jīng)由圖6的線條90的組示意性地示出。
[0056]在圖6的例子中，即將斷開離合器扭矩由線條T.表示，即將接通離合器由線條Twe表示。標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)間(t)，即標(biāo)稱間隔O到I繪制在水平軸上。扭矩切換的特定形狀可以根據(jù)特定dDCT14定制，并由此可以是經(jīng)校準(zhǔn)的值。繪制在縱軸上的值Tmax對(duì)應(yīng)于完全加載的輸入離合器Cl或C2。值Ttl對(duì)應(yīng)于完全釋放的輸入離合器。在t=l處切換完成。圖6中的所有值都被標(biāo)準(zhǔn)化，且由此，實(shí)際的潛在值將根據(jù)圖1的dDCT14的設(shè)計(jì)而改變，例如t=l表示完成換擋的最大時(shí)間。
[0057]圖6中，(0.5，0.9)的示例曲線被用于即將接通離合器，從而線條Tom在換擋的一半處，即在t=0.5時(shí)達(dá)到其目標(biāo)離合器扭矩的90%，或1\。在延遲d之后，即將斷開離合器被快速釋放，例如使用曲線(0.8，0.2)，其中離合器扭矩的80%在換擋進(jìn)程的僅20%中被釋放。剩余的換擋可以看到，即將斷開離合器扭矩的其余20%以線性比率斜坡變化到零，當(dāng)切換完成時(shí)在t=l處達(dá)到零。其他曲線可被用于即將斷開和即將接通離合器，而不脫離本發(fā)明的范圍。
[0058]如上所述，dDCT，盡管提供了多種性能優(yōu)勢(shì)，仍潛在地傾向于產(chǎn)生大的性能變化，其主要是由于寬的溫度變化(總體溫度以及表面溫度)。本方法，其將參考圖7進(jìn)行詳細(xì)描述，試圖補(bǔ)償該趨勢(shì)，方法是通過(guò)計(jì)算離合器的使用，并隨后基于離合器已經(jīng)被“使用”的次數(shù)的量來(lái)補(bǔ)償該離合器的位置。
[0059]用于該目的的示例方法100開始于圖7的步驟102，其中預(yù)定的激活條件通過(guò)圖1的TCM20評(píng)估，以確定是否允許方法100的進(jìn)一步執(zhí)行。激活條件可包括，舉例來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)接通狀態(tài)、dDCT 14的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)等。當(dāng)滿足這些條件時(shí)，方法100進(jìn)行至步驟104。
[0060]在步驟104，TCM20接下來(lái)確定在圖1所示的dDCT14的最近完成的動(dòng)力接通升檔中，特定輸入離合器Cl或C2是否已經(jīng)被使用，即被完全接合。如果是，則方法100行進(jìn)至步驟106。方法100否則行進(jìn)至步驟107。
[0061]在步驟106，TCM20增加圖1所示的計(jì)數(shù)器81。在該情況中，計(jì)數(shù)器81用作“離合器使用”計(jì)數(shù)器，并由此，對(duì)于輸入離合器Cl或C2中給定的一個(gè)的給定每次連續(xù)接合或應(yīng)用，向上計(jì)數(shù)或增加I的值。在TCM20中，計(jì)數(shù)器81可選擇地實(shí)施為兩個(gè)分開的計(jì)數(shù)器，其中一個(gè)跟蹤輸入離合器Cl的使用，另一個(gè)跟蹤輸入離合器C2的使用。一旦計(jì)數(shù)器81已經(jīng)被增加，則方法100行進(jìn)至步驟108。[0062]在步驟107，如果給定輸入離合器Cl或C2還沒(méi)有在之前的升檔中被使用過(guò)，則圖1的TCM20可增加同一視圖中所示的計(jì)數(shù)器82，即“離合器不活躍”計(jì)時(shí)器。方法100隨后行進(jìn)至步驟109。
[0063]在步驟108，TCM20接下來(lái)對(duì)圖1和4的TTP圖表28進(jìn)行補(bǔ)償，其為計(jì)數(shù)器81的當(dāng)前值的函數(shù)。即，如果給定的輸入離合器Cl或C2在較短的校準(zhǔn)間隔時(shí)間上被相對(duì)頻繁地使用，則圖4的TTP圖表28可以經(jīng)由TCM20自動(dòng)被修改，以便補(bǔ)償可能已經(jīng)產(chǎn)生的體積和表面溫度的增大?？梢砸詧D4中所示的方式進(jìn)行TTP圖表28的修改，即，通過(guò)向上調(diào)節(jié)TTP圖表28—固定的量，或替代地，向下調(diào)節(jié)TTP圖表28，和/或通過(guò)與圖示不同地改變TTP圖表28的形狀，以合適地計(jì)入多余離合器使用的溫度效應(yīng)。方法100可隨后返回至步驟 102。
[0064]步驟109可包括將計(jì)數(shù)器81的計(jì)數(shù)值與經(jīng)校準(zhǔn)的閾值對(duì)比。如果計(jì)數(shù)器81的計(jì)數(shù)值超過(guò)該閾值，這意味著相應(yīng)輸入離合器Cl或C2已經(jīng)不活躍達(dá)到一段時(shí)間段，則方法100進(jìn)行至步驟111。否則，方法100直接行進(jìn)至步驟108。
[0065]步驟111可包括減少計(jì)數(shù)器81，即將其計(jì)數(shù)值減小I。一旦完成這一項(xiàng)，則方法100行進(jìn)至步驟108。
[0066]使用上述圖2-7中所述的方法，現(xiàn)有的dDCT中的閉環(huán)離合器位置控制可被改進(jìn)。這主要是由于本文公開方法具有提高的能力來(lái)接近地匹配到dDCT中輸入離合器的被命令的和實(shí)際的流率，這是閉環(huán)、基于反饋的傳統(tǒng)方法所缺少的能力。圖2中所示的前饋?lái)?xiàng)幫助預(yù)測(cè)給定實(shí)際流所需要的被命令的流，而不等誤差發(fā)展。圖2的控制邏輯40中使用的基于溫度的增益允許適當(dāng)?shù)恼`差修正調(diào)節(jié)，其中圖4中所示的TTP圖表28隨時(shí)間被調(diào)節(jié)，以優(yōu)KdDCTH中的換擋質(zhì)量。
[0067]詳細(xì)描述和附圖或視圖支持和描述本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求限定。盡管已詳細(xì)描述了用于執(zhí)行要求保護(hù)的發(fā)明的最佳模式(如果已知)和其他實(shí)施例，存在各種替換涉及和實(shí)施例，用于實(shí)踐限定在所附權(quán)利要求中的本發(fā)明。
[0068]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0069]本申請(qǐng)要求專利號(hào)為61/749，596、申請(qǐng)日為2013年I月7日的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用被合并在此。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛,包括: 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，具有慣性值和加速值； 干式雙離合變速器(dDCT)，具有一對(duì)不被潤(rùn)滑的輸入離合器和被潤(rùn)滑齒輪箱，所述齒輪箱包括分開的偶數(shù)和奇數(shù)編號(hào)的齒輪組，其中一個(gè)指定的輸入離合器的應(yīng)用將發(fā)動(dòng)機(jī)連接到奇數(shù)或偶數(shù)編號(hào)的齒輪組中的相應(yīng)一個(gè)；和 變速器控制模塊(TCM)，與所述對(duì)輸入離合器連通，其中變速器控制模塊包括處理器和有形、非瞬時(shí)性存儲(chǔ)器，在該存儲(chǔ)器上記錄有經(jīng)校準(zhǔn)的扭矩-位置(TTP)圖表和基于比例積分微分(PID)的前饋控制邏輯，其中變速器控制模塊配置為: 檢測(cè)dDCT的被請(qǐng)求的動(dòng)力接通的升檔； 經(jīng)由基于PID的前饋控制邏輯，命令指定輸入離合器的位置； 執(zhí)行被請(qǐng)求的動(dòng)力 接通的升檔；和 在被請(qǐng)求的動(dòng)力接通升檔期間，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性值和加速值，選擇性地調(diào)整經(jīng)校準(zhǔn)的TTP圖表。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中被檢測(cè)的動(dòng)力接通升檔具有扭矩階段，且其中變速器控制模塊配置為，在扭矩階段開始時(shí)，在應(yīng)用非對(duì)稱離合器扭矩交換曲線之前，推遲所述對(duì)輸入離合器中另一個(gè)的即將斷開扭矩容量向指定輸入離合器的降低。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛，其中變速器控制模塊進(jìn)一步配置為，在經(jīng)校準(zhǔn)的時(shí)間間隔上，確定所述對(duì)輸入離合器中每一個(gè)的使用頻率，以及之后根據(jù)使用頻率調(diào)節(jié)TTP圖表。
4.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中每一個(gè)輸入離合器經(jīng)由相應(yīng)的離合器活塞而被應(yīng)用，所述離合器活塞具有軸向位置，且其中基于PID的前饋控制邏輯針對(duì)指定的輸入離合器提供相應(yīng)的離合器活塞軸向位置的開環(huán)和閉環(huán)控制。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛，其中基于PID的前饋控制邏輯引入前饋流動(dòng)控制項(xiàng)，所述前饋流動(dòng)控制項(xiàng)包括用于指定的輸入離合器的離合器活塞的表面面積。
6.一種系統(tǒng),包括: 干式雙離合變速器(dDCT )，其可連接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，且其包括: 一對(duì)不被潤(rùn)滑的輸入離合器； 被潤(rùn)滑的齒輪箱，其包括奇數(shù)和偶數(shù)編號(hào)的齒輪組；和 一對(duì)離合器活塞，其中所述對(duì)輸入離合器中指定的一個(gè)通過(guò)所述對(duì)離合器活塞中相應(yīng)一個(gè)的接合將發(fā)動(dòng)機(jī)連接到奇數(shù)或偶數(shù)編號(hào)的齒輪組中的指定一個(gè)；和 變速器控制模塊(TCM)，與所述對(duì)輸入離合器連通，其中變速器控制模塊包括處理器和有形、非瞬時(shí)性存儲(chǔ)器，在該存儲(chǔ)器上記錄有經(jīng)校準(zhǔn)的扭矩-位置(TTP)圖表和基于比例積分微分(PID)的前饋控制邏輯，其中變速器控制模塊配置為: 檢測(cè)dDCT的被請(qǐng)求的動(dòng)力接通的升檔； 經(jīng)由基于PID的前饋控制邏輯，命令指定輸入離合器的位置； 執(zhí)行請(qǐng)求的動(dòng)力接通的升檔；和 在被請(qǐng)求的動(dòng)力接通升檔期間，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性值和加速值，選擇性地調(diào)整經(jīng)校準(zhǔn)的TTP圖表。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中被檢測(cè)的動(dòng)力接通升檔具有扭矩階段，且其中變速器控制模塊配置為，在扭矩階段開始時(shí)，在應(yīng)用非對(duì)稱離合器扭矩交換曲線之前，推遲所述對(duì)輸入離合器中另一個(gè)的即將斷開扭矩容量向指定輸入離合器的降低。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中變速器控制模塊進(jìn)一步配置為，在經(jīng)校準(zhǔn)的時(shí)間間隔上，確定所述對(duì)輸入離合器中每一個(gè)的使用頻率，以及之后根據(jù)使用頻率調(diào)節(jié)TTP圖表。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中每一個(gè)離合器活塞具有軸向位置，且其中基于PID的前饋控制邏輯針對(duì)指定的輸入離合器提供相應(yīng)活塞的軸向位置的開環(huán)和閉環(huán)控制。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中基于PID的前饋控制邏輯引入前饋流動(dòng)控制項(xiàng)，所述控制項(xiàng)包括用于指 定輸入離合器的離合器活塞的表面面積。
【文檔編號(hào)】F16H59/74GK103912674SQ201410006673
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月7日
【發(fā)明者】B.M.波托, M.D.惠頓, S.P.穆爾曼, C.J.霍金斯, R.迪亞茲 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司