變速器輸入扭矩管理的制作方法
【專利摘要】公開了一種變速器輸入扭矩管理。一種操作車輛的方法包括測(cè)量變速器輸出扭矩、測(cè)量泵輪和渦輪的速度、估計(jì)變速器組件扭矩以及調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩以避免諸如齒輪的變速器組件超載。該方法并不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的準(zhǔn)確估計(jì)。此外，該方法并不依賴于每個(gè)齒輪比下的固定變速器扭矩等級(jí)。
【專利說明】
變速器輸入扭矩管理
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開設(shè)及車輛控制領(lǐng)域。更具體地，本公開設(shè)及一種基于組件扭矩估計(jì)來減輕 變速器組件損壞的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -些車輛在寬車速范圍內(nèi)使用，包括向前運(yùn)動(dòng)和倒車運(yùn)動(dòng)。然而，某些類型的發(fā)動(dòng) 機(jī)僅能在窄的車速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，經(jīng)常采用能夠在多個(gè)傳動(dòng)比下有效傳遞動(dòng)力的變速 器。變速器傳動(dòng)比是輸入軸速度與輸出軸速度的比。當(dāng)車輛處于低速時(shí)，變速器通常在高傳 動(dòng)比下操作從而能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩倍增W提高加速度。在高車速下，變速器在低傳動(dòng)比下 操作允許發(fā)動(dòng)機(jī)速度與安靜、燃料效率巡航相關(guān)聯(lián)。
[0003] 常規(guī)類型的自動(dòng)變速器包括齒輪箱，該齒輪箱能夠交替建立固定數(shù)量的動(dòng)力流動(dòng) 路徑，每個(gè)動(dòng)力流動(dòng)路徑均與固定的傳動(dòng)比關(guān)聯(lián)。齒輪箱包括諸如離合器和制動(dòng)器的多個(gè) 換擋元件。特定的動(dòng)力流動(dòng)路徑通過接合換擋元件的特定子集而建立。為了從一個(gè)動(dòng)力流 動(dòng)路徑切換到具有不同的傳動(dòng)比的另一個(gè)動(dòng)力流動(dòng)路徑，必須釋放一個(gè)或更多個(gè)換擋元件 同時(shí)必須接合一個(gè)或更多個(gè)其他換擋元件。一些換擋元件是被動(dòng)裝置，例如單向離合器，而 其他換擋元件響應(yīng)于控制器的命令而接合或分離。例如，在一些自動(dòng)變速器中，換擋裝置是 液壓控制式摩擦離合器或制動(dòng)器?？刂破魍ㄟ^調(diào)節(jié)螺線管（solenoid)的電流(運(yùn)可調(diào)節(jié)閥 上的力，進(jìn)而調(diào)節(jié)液壓回路中的壓力)來調(diào)節(jié)換擋元件的扭矩容量。
[0004] 大部分變速器裝配有起動(dòng)裝置。當(dāng)車輛靜止或行駛地非常慢時(shí)，齒輪箱輸入速度 小于發(fā)動(dòng)機(jī)的最小運(yùn)轉(zhuǎn)速度。起動(dòng)裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞至齒輪箱輸入端同時(shí)允許發(fā)動(dòng) 機(jī)W可接受的速度旋轉(zhuǎn)。常規(guī)的起動(dòng)裝置是變矩器，該變矩器包括由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的累輪和 驅(qū)動(dòng)齒輪箱輸入端的滿輪。扭矩從累輪液動(dòng)地傳遞到滿輪。一些變矩器還包括液壓控制式 鎖止離合器，該鎖止離合器結(jié)合累輪和滿輪，繞過液動(dòng)動(dòng)力傳遞路徑W提高較高車速下的 效率。其他變速器使用主動(dòng)控制式起動(dòng)離合器作為起動(dòng)裝置。
[0005] 現(xiàn)代的自動(dòng)變速器由每個(gè)一定時(shí)間調(diào)節(jié)每個(gè)換擋元件(包括任何鎖止離合器）的 扭矩容量的微處理器控制。在每個(gè)時(shí)間間隔下，控制器收集指示駕駛員意圖的信息（例如， 換擋器(PRNDL)、加速踏板和制動(dòng)踏板的位置）?？刂破鬟€收集與車輛的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（例 如，車速)和發(fā)動(dòng)機(jī)的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的信息。漸增地，還可從諸如防抱死制動(dòng)控制器和 GPS系統(tǒng)的其他源獲得信息。利用運(yùn)樣的信息，控制器確定是否保持當(dāng)前建立的動(dòng)力流動(dòng)路 徑或者換擋至不同的動(dòng)力流動(dòng)路徑。如果控制器決定換擋至不同的動(dòng)力流動(dòng)路徑，則控制 器W相協(xié)調(diào)的方式調(diào)節(jié)即將分離的換擋元件和即將接合的換擋元件的扭矩容量，W進(jìn)行盡 可能平穩(wěn)的切換。
[0006] 控制器還通過命令節(jié)氣口位置、點(diǎn)火正時(shí)、燃料流量等來調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩。 在一些車輛中，單個(gè)微處理器可控制發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器兩者。在其他車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器 可通過經(jīng)由控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)而相互通信的單獨(dú)的微處理器控制。當(dāng)利用單獨(dú)的控制 器時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器通?；诩铀偬ぐ逦恢谩l(fā)動(dòng)機(jī)速度和車速來確定期望的扭矩水平。然 而，變速器控制器在某些環(huán)境下可要求發(fā)動(dòng)機(jī)控制器命令不同的扭矩水平。例如，在換擋的 慣性階段期間，變速器控制器可要求發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] -種在駕駛循環(huán)期間操作變速器的方法包括:重復(fù)地測(cè)量變速器輸出扭矩和變速 器輸入速度；重復(fù)地估計(jì)變速器組件扭矩；響應(yīng)于所估計(jì)的組件扭矩接近預(yù)定極限值而調(diào) 節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。組件扭矩還可基于滿輪速度的測(cè)量值和變速器輸入速度的導(dǎo)數(shù)W及滿輪速 度的導(dǎo)數(shù)。該方法還可被編程到變速器控制器中。當(dāng)在變矩器開啟的情況下W給定的發(fā)動(dòng) 機(jī)速度和給定的齒輪比運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該方法調(diào)節(jié)節(jié)氣口位置W將組件扭矩保持在極限值處。不 同的環(huán)境條件，例如不同的溫度，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩估計(jì)不同而組件扭矩保持不變。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，一種變速器控制器包括：用于接收輸出扭矩信號(hào)和變速器輸入速度 信號(hào)并用于發(fā)送限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的請(qǐng)求的通信信道;控制邏輯，被配置為基于輸出扭矩信 號(hào)和輸入速度信號(hào)估計(jì)變速器組件上的扭矩W及響應(yīng)于所估計(jì)的組件扭矩達(dá)到預(yù)定極限 值而請(qǐng)求降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩W避免變速器組件超載。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，變速器組件上的扭矩還基于變速器輸入速度的導(dǎo)數(shù)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通信信道還接收滿輪速度信號(hào)，其中，控制邏輯還被配 置為利用滿輪速度來估計(jì)變速器組件上的扭矩。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，變速器組件是齒輪。
【附圖說明】
[0012] 圖1是變速器的示意圖。
[0013] 圖2是在變速器W固定的齒輪比操作時(shí)估計(jì)組件扭矩的流程圖。
[0014] 圖3是在變速器換擋時(shí)估計(jì)組件扭矩的流程圖。
[0015] 圖4是基于估計(jì)的組件扭矩值來設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩W避免變速器組件超載的流程 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 在此描述本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所公開的實(shí)施例僅是本發(fā)明的示例， 其他實(shí)施例可采用各種和可選的形式。附圖不一定按比例繪制；一些特征可被夸大或最小 化W顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅 作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員W各種方式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解 的，參照任一附圖描述和示出的各個(gè)特征可與一個(gè)或更多個(gè)其他附圖中示出的特征結(jié)合W 產(chǎn)生未被明確示出或描述的實(shí)施例。所示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施 例。特征的各種組合和變型都與本公開的教導(dǎo)一致，然而，運(yùn)些組合和變型也可期望用于特 定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0017] 控制液壓致動(dòng)式自動(dòng)變速器需要操縱多個(gè)壓力命令來實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。期望的結(jié) 果可W是（例如)在作為時(shí)間函數(shù)的特定的扭矩和速度特征下進(jìn)行升擋或降擋。例如，對(duì)于 升擋，期望的結(jié)果可W是在占用了特定的時(shí)間量的扭矩傳遞階段之后，在慣性階段期間有 特定的傳動(dòng)比隨時(shí)間變化的曲線圖。在開環(huán)控制中，控制器利用變速器模型來計(jì)算什么樣 的壓力命令將產(chǎn)生期望的結(jié)果，然后命令運(yùn)樣的壓力值。模型可W是基于測(cè)試代表性變速 器的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停蛘呖赏ㄟ^物理定律和標(biāo)稱(nominal)變速器特征(例如，尺寸)得出。然而， 因?yàn)槎喾N原因，變速器的實(shí)際行為會(huì)與模型不同。第一，相同設(shè)計(jì)的變速器之間存在部件與 部件間的變化。第二，由于逐漸磨損或異常的事件使得特定的變速器隨時(shí)間變化。第=，變 速器響應(yīng)諸如溫度、氣壓等的多種環(huán)境因素。
[0018] 為了在存在運(yùn)些變化(稱為噪聲因素）的情況下改善控制，控制器可利用閉環(huán)控 審IJ。閉環(huán)控制在諸如換擋的特定事件期間改善結(jié)果。在閉環(huán)控制中，控制器測(cè)量限定期望的 行為(例如，傳動(dòng)比）的特性。測(cè)量值與目標(biāo)值之間的差稱為誤差。命令的壓力被設(shè)定成開環(huán) 項(xiàng)加一個(gè)或更多個(gè)閉環(huán)項(xiàng)。比例項(xiàng)(P項(xiàng))與誤差成比例，微分項(xiàng)(d項(xiàng))與誤差的微分成比例， 積分項(xiàng)（i項(xiàng)）與誤差的積分成比例。每個(gè)閉環(huán)項(xiàng)均具有比例系數(shù)。運(yùn)些系數(shù)在校準(zhǔn)期間設(shè) 定，使得不論是否存在噪聲因素，結(jié)果都朝向具有最小振蕩的期望行為快速收斂。
[0019] 自適應(yīng)控制改善了多個(gè)事件的結(jié)果。在一個(gè)事件之后，控制利用在該事件期間進(jìn) 行的測(cè)量來修正模型。（有時(shí)運(yùn)可隱含地完成而非明確地完成，例如通過修改開環(huán)項(xiàng)完成。） 隨著模型變得更好地表示特定的變速器和當(dāng)前的條件，未來事件的開環(huán)控制變得更好。運(yùn) 使閉環(huán)項(xiàng)需要容許的誤差最小。
[0020] 閉環(huán)控制和自適應(yīng)控制兩者都需要測(cè)量或估計(jì)限定期望的行為的特性。理想情況 下，運(yùn)可通過針對(duì)每個(gè)特性都配有單獨(dú)的傳感器來完成。不幸的是，傳感器使設(shè)計(jì)增加了成 本和重量并會(huì)引入故障模式。此外，因?yàn)閭鞲衅骺赡苄枰裨谧兯倨鞯牟灰捉咏奈恢茫?W難W測(cè)量一些參數(shù)。因此，在實(shí)踐中，限制傳感器的數(shù)量和類型。當(dāng)沒有針對(duì)限定期望的 行為的特性的傳感器時(shí)，可利用模型基于可用的測(cè)量到的特性來估計(jì)值。在利用運(yùn)些模型 計(jì)算開環(huán)項(xiàng)時(shí)，模型會(huì)經(jīng)受同一類型的噪聲因素。此外，模型可包括假設(shè)，即，使其僅在某些 操作條件下有效，例如當(dāng)處于2擋時(shí)。為了在所有相關(guān)的操作條件下估計(jì)特性，控制器可能 會(huì)需要利用多個(gè)模型。在一些操作條件下，一個(gè)W上的模型會(huì)是有效的，運(yùn)導(dǎo)致可能相矛盾 的估計(jì)。在運(yùn)樣的情況下，控制器必須確定信任哪個(gè)估計(jì)。控制器可利用信任的模型修正其 他模型，W在信任的模型不可用的操作條件下改善估計(jì)。
[0021] 將參照特定的變速器布置描述多個(gè)模型。參照可用的傳感器讀數(shù)的特定集合描述 利用運(yùn)些模型來估計(jì)未測(cè)量的參數(shù)的方法。最后討論修正模型的方法。雖然描述是參照特 定的變速器布置和傳感器陣列的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可將所描述的方法應(yīng)用到不同的變 速器布置和傳感器陣列。
[0022] 圖1示出了代表性的前輪驅(qū)動(dòng)式自動(dòng)變速器。變速器被包含在固定到車架的殼體 10中。輸入軸12由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。輸入軸可經(jīng)由將變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩脈動(dòng)隔離的阻尼 器連接到發(fā)動(dòng)機(jī)。輸出元件14驅(qū)動(dòng)車輪。輸出元件14可經(jīng)由主減速器和差速器而可驅(qū)動(dòng)地 連接到車輪。主減速器將動(dòng)力傳遞到平行軸并使使扭矩倍增至固定的主減速比（final drive ratio)倍。主減速器可包括副軸齒輪、鏈和鏈輪和/或行星齒輪傳動(dòng)。差速器在左前 輪和右前輪之間分配動(dòng)力，同時(shí)在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)允許輕微的速度差異。一些車輛可包括將動(dòng) 力傳遞到后輪的取力（power take-off)單元。
[0023] 變矩器16具有固定到輸入軸12的累輪18和固定到滿輪軸22的滿輪20。變矩器16將 扭矩從輸入軸12傳遞到滿輪軸22同時(shí)允許滿輪軸22比輸入軸12旋轉(zhuǎn)地慢。當(dāng)滿輪軸22大體 上比輸入軸12旋轉(zhuǎn)地慢時(shí)，變矩器導(dǎo)輪24通過單向離合器26保持不旋轉(zhuǎn)，使得施加到滿輪 軸22的扭矩是在輸入軸12處供應(yīng)的扭矩的倍數(shù)。當(dāng)滿輪軸22的速度接近輸入軸12的速度 時(shí)，單向離合器26超越(overrun)。變矩器16還包括選擇性地將輸入軸12連接到滿輪軸22的 鎖止離合器28。
[0024] 齒輪箱30在滿輪軸22和輸出元件14之間建立多個(gè)傳動(dòng)比。具體地，齒輪箱30具有 =個(gè)行星齒輪組和五個(gè)換擋元件，建立六個(gè)前進(jìn)傳動(dòng)比和一個(gè)倒車傳動(dòng)比。簡(jiǎn)單行星齒輪 組40、50和60均具有繞公共軸線旋轉(zhuǎn)的中屯、齒輪42、52、62、行星架44、54、64和環(huán)形齒輪46、 56、66。每個(gè)行星齒輪組還包括相對(duì)于行星架旋轉(zhuǎn)并與中屯、齒輪和環(huán)形齒輪兩者曬合的多 個(gè)行星齒輪48、58、68。行星架44固定地連接到環(huán)形齒輪66和輸出元件14，行星架54固定地 連接到環(huán)形齒輪46,環(huán)形齒輪56固定地連接到行星架64,中屯、齒輪52固定地連接到滿輪軸 22。
[0025] 通過接合換擋元件的多個(gè)組合而建立多個(gè)傳動(dòng)比。選擇性地保持齒輪元件不旋轉(zhuǎn) 的換擋元件可稱為制動(dòng)器，而選擇性地將兩個(gè)旋轉(zhuǎn)元件彼此連接的換擋元件可稱為離合 器。離合器72和74分別選擇性地將滿輪軸22連接到行星架64和中屯、齒輪62。制動(dòng)器76和78 分別選擇性地保持中屯、齒輪62和中屯、齒輪42不旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)器80擇性地保持行星架64不旋 轉(zhuǎn)。最后，單向離合器82被動(dòng)地保持行星架64沿一個(gè)方向不旋轉(zhuǎn)同時(shí)允許沿相反方向旋轉(zhuǎn)。 表1示出了接合哪些換擋元件來建立每個(gè)傳動(dòng)比。
[0026] 表 1
[0027]
[002引
[0029] 換擋元件72至80可W是液壓致動(dòng)的多片濕式摩擦離合器或制動(dòng)器?？刂破?4控制 流向每個(gè)換擋元件的變速器流體的壓力。該控制器可調(diào)節(jié)供至一個(gè)或更多個(gè)可變力螺線管 的電流W控制供應(yīng)至每個(gè)離合器的壓力。當(dāng)增壓流體首先被供應(yīng)到換擋元件時(shí)，會(huì)使活塞 運(yùn)動(dòng)至沖程位置。然后，活塞迫使摩擦片擠壓在一起而使換擋元件傳遞扭矩。扭矩容量是可 忽略的直到活塞達(dá)到?jīng)_程位置。一旦活塞達(dá)到?jīng)_程位置，扭矩容量隨著流體壓力幾乎線性 增大。當(dāng)壓力釋放時(shí)，復(fù)位彈黃使活塞運(yùn)動(dòng)到釋放位置(非沖程位置）。控制器從滿輪速度傳 感器(Spd) 86、輸出速度傳感器(Spd) 88和輸出扭矩傳感器(Tq) 90接收信號(hào)。
[0030] 為了相對(duì)于傳感器86、88和90測(cè)量的值估計(jì)特定元件的速度和特定元件上的扭 矩，需要模型。運(yùn)樣的模型可基于不考慮任何寄生動(dòng)力損失的每個(gè)組件的速度和扭矩的關(guān) 系而得到。如果相互固定的一組組件被建模為剛性元件，則在運(yùn)組組件(稱為軸)上施加的 扭矩和與軸的旋轉(zhuǎn)加速度成比例。比例系數(shù)稱為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J，其可基于尺寸和材料密度而估 計(jì)得到或者可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量到。
[0031] Xx = Ja
[0032] 圖1的齒輪箱30具有六個(gè)運(yùn)樣的軸：滿輪軸22和中屯、齒輪52;中屯、齒輪42;輸出元 件14、行星架44和環(huán)形齒輪66;行星架54和環(huán)形齒輪46;行星架64和環(huán)形齒輪56; W及中屯、 齒輪62。
[0033] 不考慮寄生損失時(shí)，行星齒輪組的元件的速度及其相關(guān)的扭矩與中屯、齒輪上的齒 數(shù)腫《^|&和環(huán)形齒輪上的齒數(shù)腳概艙相關(guān)。具體地，對(duì)于簡(jiǎn)單地行星齒輪組而言：
[0034]
[0035]
[0036]
[0037]
[00；3 引
[0039]
[0040] _____ - ______
[0041] 摩擦離合器選擇性地連接兩個(gè)元件，稱為穀化Ub)和殼(shell)。在此處的示例中， 雖然選擇是任意的，但是圖1中的離合器符號(hào)的上邊緣將被視為殼，而符號(hào)的下邊緣將被視 為穀。施加到每個(gè)元件的扭矩是離合器扭矩容量Tsap和元件的相對(duì)速度的函數(shù)。具體地，
[0042]
[0043]
[0044] 不考慮寄生損失時(shí)，釋放的離合器的扭矩容量為零。
[0045] 對(duì)于圖1的齒輪箱30，=個(gè)行星齒輪中的每個(gè)均提供與六個(gè)軸的速度相關(guān)的一個(gè) 方程。當(dāng)齒輪箱在特定齒輪比下接合(未換擋)時(shí)，兩個(gè)接合的離合器均提供與軸的速度相 關(guān)的一個(gè)方程。利用六個(gè)軸和五個(gè)方程，我們必須具有測(cè)量到的一個(gè)速度，W能夠計(jì)算出所 有的速度。運(yùn)個(gè)額外的速度可由滿輪速度傳感器86或者由輸出速度傳感器88提供。例如，當(dāng) 3擋接合(離合器74和制動(dòng)器78接合)時(shí)，可通過同時(shí)解六個(gè)方程來確定六個(gè)軸的速度。
[0046]
[0047]
[004引 [0049]
[(K)加]
[0化1 ]
[0052] 第二速度傳感器可用于確認(rèn)3擋實(shí)際上是接合的。每個(gè)速度均與測(cè)量到的速度成 比例?？商崆敖夥匠蘔獲得針對(duì)每個(gè)齒輪比的每個(gè)軸的比例系數(shù)。
[0053] 對(duì)于齒輪箱30，要計(jì)算21個(gè)元件扭矩，其中針對(duì)每個(gè)行星齒輪組計(jì)算3個(gè)元件扭 矩，針對(duì)每個(gè)換擋元件計(jì)算2個(gè)元件扭矩，再加上輸入扭矩和輸出扭矩。=個(gè)行星齒輪組中 的每個(gè)提供兩個(gè)扭矩方程。五個(gè)換擋元件中的每個(gè)均提供一個(gè)扭矩方程。六個(gè)軸中的每個(gè) 均提供一個(gè)扭矩方程。（傳統(tǒng)地，輸出扭矩被定義為齒輪箱施加在輸出上的扭矩，而其它扭 矩被定義為組件施加在軸上的扭矩。因此，輸出扭矩相對(duì)于組件扭矩位于軸扭矩方程的相 對(duì)側(cè)。）每個(gè)軸方程均需要通過對(duì)軸速度進(jìn)行數(shù)值微分而確定的軸加速度。運(yùn)總共提供17個(gè) 扭矩方程。當(dāng)齒輪箱在特定齒輪比下接合時(shí)，=個(gè)分離的離合器均提供額外的扭矩方程。因 此，需要一個(gè)感測(cè)的扭矩，其由扭矩傳感器90提供。例如，當(dāng)接合3擋時(shí)，可通過同時(shí)解21個(gè) 方程來確定扭矩。
[0化4]
[0化5]
[0化6]
[0化7]
[0化引 [0化9]
[0060]
[0061]
[0062]
[0063]
[0064]
[00 化]
[0066]
[0067]
[006引
[0069]
[0070]
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[0073]
[0074]
[0075] 可對(duì)運(yùn)些方程進(jìn)行處理(manipulate)使得每個(gè)扭矩被表示為兩項(xiàng)(其中一項(xiàng)與測(cè) 量到的扭矩成比例，另一項(xiàng)與測(cè)量到的加速度成比例)之和。對(duì)于每個(gè)齒輪比，可提前確定 比例系數(shù)。所應(yīng)用的換擋元件(在本示例中為74和78)的穀和殼的扭矩指示各個(gè)換擋元件扭 矩容量的下限。然而，實(shí)際的扭矩容量可不利用運(yùn)個(gè)模型確定。
[0076] 上述模型不考慮寄生損失。然而，可修正模型W考慮一些類型的寄生損失。例如， 分離的換擋元件不必使扭矩容量為零?？赏ㄟ^根據(jù)穀和殼的速度或者根據(jù)速度差來計(jì)算分 離的離合器的扭矩容量，而在模型中考慮運(yùn)種類型的寄生阻力?？赏ㄟ^在每個(gè)軸扭矩方程 中增加風(fēng)阻項(xiàng)，來考慮風(fēng)阻損失，其中風(fēng)阻項(xiàng)是軸速度的函數(shù)?？赏ㄟ^在將中屯、齒輪扭矩和 環(huán)形齒輪扭矩相關(guān)的方程中稍微增加或減少齒數(shù)，來考慮曬合效率。齒數(shù)是增加還是減少 取決于相對(duì)速度和扭矩的方向。當(dāng)損失按照運(yùn)種方式建模時(shí)，雖然不能預(yù)先簡(jiǎn)化方程，但仍 然可基于單個(gè)測(cè)量到的速度和單個(gè)測(cè)量到的扭矩來計(jì)算各個(gè)組件扭矩。
[0077] 對(duì)寄生損失建模的可選的方法是進(jìn)行齒輪箱的總計(jì)損失建模?？筛鶕?jù)測(cè)量到的速 度和測(cè)量到的扭矩和諸如流體溫度的其他可能的因素，將齒輪箱的總計(jì)動(dòng)力損失制成表。 可使用功率計(jì)，使用具體的組件模型，或者兩者的一些組合來對(duì)該表進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)填充。使用總 計(jì)損失模型的一個(gè)缺點(diǎn)是不能像組件損失模型計(jì)算具體的組件那樣來可靠地計(jì)算各個(gè)組 件扭矩。
[0078] 在傳動(dòng)比之間換擋期間，必須修正組件扭矩的計(jì)算。典型的升擋包括=個(gè)階段:準(zhǔn) 備階段，扭矩傳遞(transfer)階段和慣性階段。在準(zhǔn)備階段期間，壓力被命令到即將接合的 換擋元件W使活塞沖程從而使即將接合的換擋元件準(zhǔn)備接合。此外，即將分離的換擋元件 的扭矩容量可從大大超過所傳遞的扭矩的保持容量降低至接近實(shí)際傳遞的扭矩的值。在扭 矩傳遞階段期間，即將分離的換擋元件的扭矩容量逐漸降低而即將接合的換擋元件的扭矩 容量逐漸增大。在該階段期間，在即將分離的換擋元件上幾乎不存在或不存在打滑，而在即 將接合的換擋元件上有可相當(dāng)大的打滑。當(dāng)即將分離的換擋元件的扭矩容量達(dá)到零時(shí)，與 升擋后的擋位相關(guān)聯(lián)的動(dòng)力流動(dòng)路徑建立。因此，扭矩比等于升擋后的扭矩比。然而，傳動(dòng) 比仍等于或幾乎等于原傳動(dòng)比。當(dāng)即將分離的換擋元件完全釋放時(shí)，扭矩傳遞階段結(jié)束，慣 性階段開始。在慣性階段期間，控制即將接合的換擋元件的扭矩容量，妒消除即將接合的換 擋元件的打滑，并使傳動(dòng)比W受控的方式變成升擋后的傳動(dòng)比。
[0079] 降擋也包括慣性階段和扭矩傳遞階段，但是它們W相反的順序發(fā)生。在慣性階段， 控制即將分離的換擋元件的扭矩容量，W使傳動(dòng)比W受控的方式變成降擋后的傳動(dòng)比，運(yùn) 包含即將分離的換擋元件的打滑逐漸增大?？赏ㄟ^命令壓力W使活塞具有沖程，使即將接 合的換擋元件準(zhǔn)備接合。在慣性階段期間，即將接合的換擋元件的扭矩容量逐漸增大同時(shí) 即將分離的換擋元件的扭矩容量降低至零。
[0080] 在換擋期間，可既不假設(shè)即將接合的換擋元件的打滑為零也不假設(shè)即將分離的換 擋元件的打滑為零。雖然在升擋的扭矩階段期間可預(yù)期即將分離的換擋元件的打滑為零， 并且在降擋的扭矩階段期間可預(yù)期即將接合的換擋元件的打滑為零，但是控制器不能假設(shè) 運(yùn)就是事實(shí)。因此，組件速度方程中的在變速器處于固定擋位時(shí)使用的一個(gè)組件速度方程 在換擋期間不可用。因此，速度傳感器86和88兩者協(xié)助構(gòu)建速度方程。在一些換擋中，一個(gè) W上的離合器釋放且一個(gè)W上的離合器接合。在運(yùn)樣的換擋中，必須利用傳感器來確定兩 個(gè)W上的軸速度。
[0081] 類似地，在換擋期間，可既不假設(shè)即將接合的換擋元件的扭矩容量為零也不假設(shè) 即將分離的換擋元件的扭矩容量為零。雖然在升擋的準(zhǔn)備階段期間W及降擋的慣性階段期 間可預(yù)期即將接合的換擋元件的扭矩容量為零，但是控制器不能假設(shè)運(yùn)就是事實(shí)。有時(shí)，僅 僅意在使活塞具有沖程的壓力實(shí)際上會(huì)使扭矩容量增大。因此，組件扭矩方程中的在變速 器處于固定擋位時(shí)使用的一個(gè)組件扭矩方程在換擋期間并不可用。如果變速器未裝配有第 二扭矩傳感器，那么可使用模型來估計(jì)輸入扭矩W提供額外的組件扭矩方程。
[0082] Tm=巧齡+T1S28
[0083] 當(dāng)變矩器鎖止離合器28分離時(shí)，鎖止離合器28的穀處的扭矩為零。因此，變矩器的 模型可提供在換擋期間所需要的額外的扭矩估計(jì)。對(duì)于特定的變矩器幾何結(jié)構(gòu)(直徑、葉片 角等），在變矩器的元件上施加的液動(dòng)扭矩是滿輪速度和累輪速度的函數(shù)。諸如流體溫度的 環(huán)境因素也會(huì)在一定程度上影響該關(guān)系。在第2013/0345022號(hào)的美國(guó)專利公開中描述了適 當(dāng)?shù)淖兙仄髂Ｐ?，在此通過引用將其包含于其中。具體地，
[0084]
[0085]
[0086]
[0087]函數(shù)n和f2可通過經(jīng)驗(yàn)確定并可被控制器存儲(chǔ)為表格。滿輪速度直接利用傳感器 86測(cè)量。累輪速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸速度，并可使用第=速度傳感器或者通過與發(fā)動(dòng)機(jī)控制 器通信而獲得。
[0088] 另一方面，當(dāng)鎖止離合器28接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的模型可提供在換擋期間所需要 的額外的扭矩估計(jì)。變速器控制器可從保持發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩模型的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器要求獲得當(dāng)前 的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩估計(jì)。
[0089]
[0090] 當(dāng)鎖止離合器28被完全接合時(shí)，累輪扭矩為零。當(dāng)鎖止離合器打滑時(shí)，上述的液動(dòng) 模型可W被用來估計(jì)累輪扭矩。
[0091] 在換擋期間，扭矩容量的精確控制是重要的W實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)換擋。例如，在扭矩傳遞階 段期間，即將接合的換擋元件的扭矩容量的增大必須與即將分離的換擋元件的扭矩容量的 減小仔細(xì)協(xié)調(diào)。如果相對(duì)于輸入扭矩和即將分離的換擋元件的扭矩容量的減小速率而言即 將接合的換擋元件的扭矩容量斜坡上升得太慢，則發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)(flare)。另一方面，如 果即將接合的換擋元件的扭矩斜坡上升過快，則發(fā)生綁定條件(tie-up condition)。兩種 情況均導(dǎo)致輸出扭矩的過度下降。
[0092] 換擋的開環(huán)控制通過具有針對(duì)每個(gè)換擋元件的模型進(jìn)行輔助。每個(gè)離合器的扭矩 容量通過調(diào)節(jié)供到閥體中的螺線管的電流而調(diào)節(jié)。閥體中的閥通過調(diào)節(jié)流體回路中與由螺 線管產(chǎn)生的力成比例的壓力而作出響應(yīng)。流體被引導(dǎo)到離合器應(yīng)用室，在離合器應(yīng)用室，流 體推動(dòng)活塞來壓迫帶有交錯(cuò)摩擦片和分隔片的離合器片組。當(dāng)壓力被釋放時(shí)，復(fù)位彈黃迫 使活塞返回。在液壓致動(dòng)式摩擦離合器或制動(dòng)器的示例性穩(wěn)態(tài)模型中，扭矩容量是所供給 的電流的函數(shù)。運(yùn)個(gè)函數(shù)通常具有兩部分。在第一部分中，從零電流到克服復(fù)位彈黃的力所 需的電流，扭矩容量為零。超過克服復(fù)位彈黃所需的電流，扭矩容量相對(duì)于電流線性增加。 在替代模型中，流體壓力是電流的函數(shù)，扭矩容量是流體壓力的函數(shù)。如果壓力傳感器可用 于提供壓力反饋信號(hào)，則替代模型可能是有用的。在一些模型中，可W考慮諸如溫度的其它 因素。液壓致動(dòng)的換擋元件的動(dòng)力學(xué)模型可W考慮活塞從釋放位置移動(dòng)到?jīng)_程位置的時(shí)間 延遲。
[0093] 在每個(gè)時(shí)間步驟中，控制器確定每個(gè)換擋元件的期望的扭矩容量，然后使用換擋 元件模型確定命令多大的電流到相應(yīng)的螺線管。但是，運(yùn)種開環(huán)控制的方法受制于由各種 噪聲因素導(dǎo)致的不準(zhǔn)確度。當(dāng)基于測(cè)量的扭矩容量估計(jì)是可用的時(shí)，可使用閉環(huán)項(xiàng)降低不 準(zhǔn)確度。當(dāng)離合器打滑時(shí)，諸如處在升擋的扭矩階段的即將接合的換擋元件或處在降擋的 扭矩階段的即將分離的元件，上述的齒輪箱模型提供運(yùn)樣的估計(jì)。此外，估計(jì)的扭矩容量可 用于適應(yīng)性地修正換擋元件模型。因此，即使是當(dāng)換擋元件不打滑時(shí)，諸如處在升擋期間的 即將分離的元件或處在降擋期間的即將接合的元件，控制也被改善。
[0094] 當(dāng)變速器處于固定齒輪比時(shí)，存在預(yù)測(cè)齒輪箱輸入扭矩的多個(gè)模型。運(yùn)可提供適 應(yīng)性地改進(jìn)一個(gè)或兩個(gè)模型的機(jī)會(huì)。通過齒輪箱模型與扭矩傳感器讀數(shù)和速度傳感器讀數(shù) 組合而產(chǎn)生一個(gè)估計(jì)。運(yùn)種模型可包括組件寄生損失模型或總計(jì)寄生損失模型。當(dāng)鎖止離 合器28完全接合時(shí)，第二齒輪箱輸入扭矩估計(jì)是基于發(fā)動(dòng)機(jī)模型的。發(fā)動(dòng)機(jī)模型可基于諸 如節(jié)氣口設(shè)置、點(diǎn)火正時(shí)和發(fā)動(dòng)機(jī)速度等的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)模型趨向于易受噪聲 因素（例如，未被考慮的環(huán)境條件、磨損W及部件與部件間的變化性）的影響。類似地，當(dāng)鎖 止離合器28分離時(shí)，第二齒輪箱輸入扭矩估計(jì)是基于變矩器模型的。如果估計(jì)有所不同，貝U 變矩器模型、總計(jì)齒輪箱損失模型或者兩者可被修改W使估計(jì)更加接近。
[00M]上述若干模型可W在控制器84中表示為一個(gè)或更多個(gè)查找表。查找表存儲(chǔ)針對(duì)一 個(gè)或更多個(gè)模型輸入變量的值的各種組合的模型輸出變量的預(yù)測(cè)值。當(dāng)只有一個(gè)輸入變量 時(shí)，查找表被稱為一維的。例如，一維查找表可用于通過存儲(chǔ)各種命令壓力下的離合器扭矩 容量的值來表示離合器傳遞函數(shù)模型。當(dāng)輸出變量取決于多個(gè)輸入變量時(shí)，使用較高維的 查找表。例如，用于=擋的總計(jì)齒輪箱損失模型可被表示為基于齒輪箱輸入扭矩、齒輪箱輸 入速度和溫度的=維查找表。如果模型包括多個(gè)輸出變量，它可W由多個(gè)查找表來表示。例 如，變矩器模型可W具有用于累輪扭矩的一個(gè)查找表和用于滿輪扭矩的另一個(gè)查找表。
[0096] 為了找到基于模型輸入變量的特定值的模型輸出變量的值，控制器找到與特定值 最接近的存儲(chǔ)的點(diǎn)，然后進(jìn)行內(nèi)插。例如，為了找到1200rpm輸入速度和75Nm輸入扭矩下的 預(yù)測(cè)的齒輪箱損失，控制器可 W在（1000rpm，70Nm)、（1500rpm，70Nm)、（1000rpm，80Nm)和 (15(K)rpm，80Nm)處的所存儲(chǔ)的損失值之間插值。為了找到對(duì)應(yīng)于期望的輸出變量的輸入變 量，使用反向插值。例如，為了找到用于95Nm的期望的離合器扭矩容量的開環(huán)壓力命令，控 審IJ器可在產(chǎn)生92Nm的存儲(chǔ)點(diǎn)和產(chǎn)生96Nm的存儲(chǔ)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插。運(yùn)種反向插值只有當(dāng)?shù)讓?函數(shù)是單調(diào)的時(shí)產(chǎn)生唯一解?；蛘?，模型可W被重新用公式表示使得扭矩容量是輸入變量 而命令壓力是輸出變量。
[0097] 已知若干種方法適應(yīng)性地更新被表示為查找函數(shù)的模型。運(yùn)些方法包括隨機(jī)修正 (stochastic adaptation)方法和周期修正（periodic adaptation)方法。隨機(jī)修正方法響 應(yīng)于各個(gè)觀察到的結(jié)果更新查找表中的值。在第EP1712767A1號(hào)的歐洲專利申請(qǐng)中描述了 一種運(yùn)樣的方法，其通過引用包含于此。當(dāng)所觀察的結(jié)果與查找表估計(jì)的值不同時(shí)，用于模 型輸入變量附近值的存儲(chǔ)值被修改，使得對(duì)于相同的模型輸入值的新的預(yù)測(cè)更接近所觀察 的結(jié)果。在上面的示例中，在（1000rpm，70Nm)、（1500wm，70Nm)、（1000rpm，80NmWP (150化pm，80Nm)處的存儲(chǔ)的齒輪箱損失估計(jì)被用來預(yù)測(cè)在1200巧m輸入速度和75Nm輸入扭 矩處的齒輪箱損失。如果插值產(chǎn)生1.5Nm的損失估計(jì)，而所觀察的損失為2.5Nm，則那四個(gè)存 儲(chǔ)值可W各自增加〇.2Nm，使得在相同的操作點(diǎn)處的新估計(jì)是1.7Nm。為了穩(wěn)定，修正不允許 一次對(duì)存儲(chǔ)值更改得太多。修正可被W各種方式加W限制。例如，僅當(dāng)操作點(diǎn)足夠接近存儲(chǔ) 值中的一個(gè)時(shí)可W允許修正。在本示例中，對(duì)于在1200rpm和75Nm處的觀察，可不執(zhí)行修正， 但相對(duì)于其中一個(gè)存儲(chǔ)值2Nm、IOOrpm內(nèi)的操作點(diǎn)，可允許修正。此外，可存在預(yù)定義的邊 界，超過該邊界不執(zhí)行修正。例如，在齒輪箱損失模型中，存儲(chǔ)值可能不允許成為負(fù)值，因?yàn)?實(shí)際的損失永遠(yuǎn)不會(huì)是負(fù)值。在周期修正方法中，存儲(chǔ)多個(gè)觀察值，然后執(zhí)行曲線擬合過程 來計(jì)算用于模型參數(shù)的新值。正如隨機(jī)修正方法，對(duì)修正率可能存有限制，并可能有邊界， 超過該邊界不允許修正。
[0098] 在變速器操作期間，存在若干操作條件，在所述條件中一個(gè)W上的模型可用于預(yù) 測(cè)特定參數(shù)。在運(yùn)樣的情況下，控制器可W選擇估計(jì)中的一個(gè)作為信任值。運(yùn)個(gè)選擇可基于 關(guān)于哪個(gè)模型傾向于更準(zhǔn)確的先驗(yàn)信息。該選擇也可W基于其它標(biāo)準(zhǔn)，例如，當(dāng)輸入到一個(gè) 模型的輸入相對(duì)恒定，而輸入到其它模型的輸入迅速改變，使得前者模型更值得信賴時(shí)?？?制器可W利用信任值來修正低信任模型，使得低信任模型在其它情況下更值得信賴?；蛘撸?控制器可選擇多個(gè)估計(jì)的加權(quán)平均值，具有基于每個(gè)模型的信任度的加權(quán)因子。在運(yùn)種情 況下，運(yùn)兩種模型可能會(huì)受到修正，使得估計(jì)更接近于選擇的值。如果每個(gè)模型在其它情況 下還基于獨(dú)立模型被修正，運(yùn)種方法是最有用的。如果一個(gè)模型是正確的，而另一個(gè)模型是 不準(zhǔn)確的，則在那些其它情況下正確的模型將朝著其原始預(yù)測(cè)重新修正。
[0099] 圖2示出了當(dāng)變矩器鎖止離合器被完全分離并且變速器保持處于當(dāng)前齒輪比時(shí)用 于操作變速器(諸如圖1的變速器)的過程。該過程每隔一定時(shí)間重復(fù)，同時(shí)變速器保持在運(yùn) 種狀態(tài)下。在102處，使用例如扭矩傳感器90測(cè)量齒輪箱輸出扭矩。在104處，使用例如速度 傳感器86測(cè)量滿輪速度。滿輪的加速率可通過對(duì)滿輪速度信號(hào)進(jìn)行數(shù)值微分來確定，或者 可W由單獨(dú)的傳感器來測(cè)量。在130處，測(cè)量累輪速度和加速度。由于累輪速度和發(fā)動(dòng)機(jī)速 度是相等的，所W可W使用發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器來代替累輪速度傳感器。在106處，利用具體 的齒輪箱模型估計(jì)每個(gè)感興趣的變速器組件(諸如齒輪和換擋元件）的扭矩。運(yùn)些扭矩可與 102處測(cè)量的齒輪箱輸出扭矩成比例，為了獲得基于104處測(cè)量到的速度的寄生損失和基于 104處測(cè)量到的加速度的慣性作用，齒輪箱輸出扭矩被校正。在110處利用總計(jì)齒輪箱損失 模型基于測(cè)量到的齒輪箱輸出扭矩、滿輪速度和滿輪加速度來產(chǎn)生滿輪扭矩估計(jì)。在132 處，利用變矩器模型使用測(cè)量到的累輪速度和測(cè)量到滿輪速度來估計(jì)滿輪扭矩。因?yàn)橛袃?個(gè)滿輪扭矩估計(jì)，所W在138處執(zhí)行裁決，W選擇一個(gè)值。在140和116處可分別使用所選擇 的值來修正變矩器模型和總計(jì)齒輪箱損失模型。
[0100] 圖3示出了在變矩器鎖止離合器完全分離時(shí)換擋期間操作變速器的過程。該過程 在換擋期間每隔一定時(shí)間重復(fù)。與圖2中相同的步驟使用相同的標(biāo)號(hào)。在118處，利用具體的 齒輪箱模型估計(jì)每個(gè)感興趣的變速器組件(諸如齒輪和換擋元件）的扭矩。在換擋期間，具 體的齒輪箱模型需要兩個(gè)輸入扭矩值，所W利用102處測(cè)量的扭矩和132處估計(jì)的滿輪扭 矩。在120處計(jì)算產(chǎn)生期望的換擋平順性所需要的期望的離合器扭矩容量。在122處，利用針 對(duì)每個(gè)離合器的離合器模型計(jì)算產(chǎn)生期望的扭矩所需要的壓力，運(yùn)是用作離合器壓力控制 的開環(huán)項(xiàng)。在124處，使用期望的離合器扭矩容量和來自118的相應(yīng)估計(jì)之間的差來計(jì)算閉 環(huán)項(xiàng)。在126處，所述控制命令等于開環(huán)項(xiàng)W及閉環(huán)項(xiàng)之和的壓力。在128處，可使用126處的 命令壓力和118處的所估計(jì)的換擋元件扭矩來修正離合器模型，使得未來的換擋由于減少 了對(duì)閉環(huán)反饋的依賴而被改善。
[0101] 傳遞扭矩的變速器組件(諸如軸、齒輪、離合器等）均具有它們所能夠傳遞的最大 扭矩量。在摩擦離合器的情況下，嘗試傳遞比最大扭矩大的扭矩會(huì)導(dǎo)致離合器打滑。在齒 輪、軸和單向離合器的情況下，使組件經(jīng)受比最大扭矩大的扭矩會(huì)導(dǎo)致中間組件破壞或加 速退化和最終破壞。理想情況下，變速器組件可設(shè)計(jì)成在所有操作條件下傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)能夠 產(chǎn)生的最大扭矩。然而，運(yùn)通常是不可行的。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩和組件扭矩之間的關(guān)系在各齒輪比 之間明顯不同。例如，在倒擋，特定齒輪所傳遞的扭矩可W是滿輪扭矩的=倍，而滿輪扭矩 自身可W是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的兩倍。為了容許運(yùn)種狀況，該齒輪可能需要被設(shè)計(jì)成傳遞最大發(fā) 動(dòng)機(jī)扭矩的六倍。然而，車輪通常會(huì)在運(yùn)種水平的扭矩下失去牽引，所W除非在非常罕見的 情況下(例如當(dāng)車輪陷在泥中）否則運(yùn)實(shí)際上不可能發(fā)生。將齒輪設(shè)計(jì)成承受那樣大的扭矩 在其他操作條件下會(huì)增加成本和重量并降低效率。作為另一示例，首先可將變速器設(shè)計(jì)成 與發(fā)動(dòng)機(jī)一起產(chǎn)生200Nm的最大扭矩。稍后，可改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)W產(chǎn)生250Nm的扭矩。修改齒輪可 能是不切實(shí)際的。車輛制造商可利用該變速器與改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樽兯倨骺稍诖蟛糠謼l 件下傳遞250Nm的扭矩，下一個(gè)更大尺寸的變速器實(shí)際上更昂貴、效率更低，或者并不能裝 配在車輛中。作為第=示例，車主可在購(gòu)車之后修改發(fā)動(dòng)機(jī)W產(chǎn)生額外的動(dòng)力。
[0102] 因此，變速器制造商可在每個(gè)操作條件下確定哪個(gè)組件是最弱的一環(huán)并針對(duì)不同 的操作條件提供不同的輸入扭矩等級(jí)。然后車輛制造商限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩W避免超過當(dāng)前操 作條件下的額定容量。具體地，每當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)模型預(yù)定的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩接近該操作條件下的額 定極限，控制器都限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩或換擋至不同的操作條件，例如不同的齒輪比或變矩器 鎖止?fàn)顟B(tài)。為了避免損壞，變速器制造商必須設(shè)定額定扭矩容量，W保護(hù)每個(gè)組件免受會(huì)將 組件扭矩增大到穩(wěn)態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的倍數(shù)之上的情況影響。例如，在換擋的慣性階段期間， 組件扭矩會(huì)受到輸入慣性的影響。因此，在許多情況下，組件可能實(shí)際上能夠傳遞比額定輸 入扭矩大的扭矩。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)模型受制于會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩估計(jì)與實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩不同 的多個(gè)噪聲因素。為保守起見，控制器可將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩降低至比額定扭矩容量小的極限。例 如，如果當(dāng)前操作條件下的額定扭矩容量是200Nm且發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩模型精準(zhǔn)至IONm內(nèi)，則控制 器可限制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩使得估計(jì)不超過190Nm。有時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在那種情況下可能實(shí)際上僅產(chǎn)生 180Nm。
[0103] 圖2和圖3的過程提供了基于輸出扭矩傳感器、累輪速度傳感器和滿輪速度傳感器 W及多個(gè)模型來計(jì)算齒輪箱內(nèi)的齒輪和換擋元件的扭矩估計(jì)的能力。該過程還提供了修正 模型的能力使得它們準(zhǔn)確地表示系統(tǒng)的當(dāng)前行為而不論部件與部件之間的變化和組件隨 時(shí)間的變化。圖4示出了利用準(zhǔn)確的組件扭矩估計(jì)來避免變速器組件超載的過程。圖4的過 程在利用具體的齒輪箱模型計(jì)算齒輪和換擋元件扭矩之后啟動(dòng)，其可根據(jù)齒輪箱是處于固 定擋位還是正在換擋而在106或118處發(fā)起。在180處，控制器通過從針對(duì)每個(gè)感興趣的組件 的預(yù)定極限扭矩減去估計(jì)的組件扭矩來計(jì)算運(yùn)個(gè)組件的余量。選擇極限扭矩W提供相對(duì)于 組件損壞而言安全的一些余量。在182處，對(duì)于每個(gè)組件，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，其可將組件扭矩 保持在預(yù)定極限附近。使用基于余量計(jì)算(與基于測(cè)量到誤差進(jìn)行計(jì)算相反)的閉環(huán)項(xiàng)來計(jì) 算運(yùn)些扭矩。閉環(huán)項(xiàng)可包括比例項(xiàng)、微分項(xiàng)和積分項(xiàng)。在184處，控制器通過采用在182處計(jì) 算的針對(duì)所有感興趣的組件的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩中的最小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來計(jì)算極限扭矩。在186處， 控制器基于駕駛員需求扭矩和當(dāng)前齒輪比來計(jì)算標(biāo)稱發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。該標(biāo)稱扭矩是通常被命 令的扭矩。在188處，控制器命令發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞標(biāo)稱扭矩和極限扭矩中較小者。
[0104] 雖然W上描述了示例性實(shí)施例，但并不意味著運(yùn)些實(shí)施例描述了由權(quán)利要求包含 的所有可能的形式。說明書中使用的詞語是描述性詞語而不是限制性詞語，并且可W理解， 在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可W進(jìn)行各種改變。如前所述，各個(gè)實(shí)施例的特征 可W組合W形成可能未被明確地描述或示出的本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施例。雖然各個(gè)實(shí)施例可 能已被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或在一個(gè)或更多個(gè)預(yù)期特性方面比其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施 方式更為優(yōu)選，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，可W折衷一個(gè)或更多個(gè)特征或特性W 實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)的屬性，運(yùn)依賴于特定應(yīng)用和實(shí)施方式。因此，被描述為在一個(gè)或更多 個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式合意的實(shí)施例并非在本公開的范圍之 夕h并且可W期望用于特定應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在駕駛循環(huán)期間操作車輛的方法，包括： 重復(fù)地測(cè)量變速器輸出扭矩； 重復(fù)地測(cè)量變速器輸入速度； 基于輸出扭矩測(cè)量值和輸入速度測(cè)量值，重復(fù)地估計(jì)變速器組件上的扭矩； 響應(yīng)于所估計(jì)的組件扭矩接近預(yù)定極限值而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，以避免變速器組件超 載。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，估計(jì)變速器組件上的扭矩還是基于變速器輸入速 度的導(dǎo)數(shù)的。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括重復(fù)地測(cè)量渦輪速度，其中，估計(jì)變速器組件上 的扭矩還是基于渦輪速度測(cè)量值的。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，變速器組件是齒輪。5. -種操作車輛的方法，包括： 在變矩器開啟的情況下以給定的齒輪比和給定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度在第一溫度下操作時(shí)，調(diào) 節(jié)節(jié)氣門位置以保持齒輪或離合器傳遞的扭矩在扭矩極限處，同時(shí)基于節(jié)氣門位置的發(fā)動(dòng) 機(jī)扭矩估計(jì)處在第一水平； 在變矩器開啟的情況下以所述給定的齒輪比和所述給定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度在第二溫度下 操作時(shí)，調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置以保持齒輪或離合器傳遞的扭矩在所述扭矩極限處，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī) 扭矩估計(jì)處在與第一水平不同的第二水平。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括： 測(cè)量輸出扭矩； 測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)速度； 測(cè)量渦輪速度； 基于所測(cè)量的輸出扭矩、所測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和所測(cè)量的渦輪速度，估計(jì)齒輪或離合 器傳遞的扭矩。
【文檔編號(hào)】F16H59/38GK106015557SQ201610179208
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】羅希特·禧帕爾高恩卡爾, 約瑟夫·F·庫哈爾斯基, 藤井雄二, 格雷戈里·邁克爾·皮爾準(zhǔn)恩, 杰森·梅爾, 埃里克·鴻泰·曾
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司