專利名稱：使用軟件/電子設(shè)備校準(zhǔn)自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)的概念的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來講涉及用于電動(dòng)液壓變速器控制系統(tǒng)的軟件校準(zhǔn)策略，并且更具體來講，涉及一種用于校準(zhǔn)被用于控制車輛的自動(dòng)變速器的電磁線圈、電磁線圈控制的閥體或者具有集成式控制裝置的電磁線圈控制的閥體的軟件校準(zhǔn)策略。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)要求與2003年4月11日提交的、標(biāo)題為“Concept forusing Software/Electronics to Calibrate the Control Systemfor an Automatic Transmission”的美國臨時(shí)申請(qǐng)系列第60/462,225號(hào)、以及于2004年2月27日提交的、標(biāo)題為“Concept for usingSoftware/Electronics to Calibrate the Control System for anAutomatic Transmission”的美國非臨時(shí)申請(qǐng)系列第10/789,540號(hào)的提交日期的權(quán)益。
自動(dòng)車輛變速器(transmission)采用多個(gè)齒輪、同步裝置、制動(dòng)帶以及被電子控制來自動(dòng)地切換車輛的齒輪的離合器。通常，在變速器內(nèi)采用電磁線圈(solenoid)控制閥來提供液壓以便控制其中的各種組件和系統(tǒng)-例如離合器、制動(dòng)帶、潤滑劑流、液壓等等的運(yùn)行。所述閥一般來講是比例閥，因?yàn)槭┘佑陂y的電磁線圈的電流量決定閥的控制輸出處的液壓。
電磁線圈控制的閥包括繞電樞(armature)卷繞的線圈和閥體。所述電磁線圈和閥體能夠被附著在一起或者相互分開。閥體與液壓輸入線、液壓排出線和液壓控制輸出線相耦合。液壓供應(yīng)壓強(qiáng)被施加于所述輸入線。施加于所述閥的供應(yīng)壓強(qiáng)是穩(wěn)定的，并且閥的輸出線上的控制壓強(qiáng)按照所述電樞的位置設(shè)定。當(dāng)沒有電流施加于線圈上的時(shí)候，控制輸出線直接與排出線耦合，以致沒有任何輸出壓強(qiáng)施加于控制線上。當(dāng)電流被施加于電磁線圈的時(shí)候，所述電樞移動(dòng)以致液壓供應(yīng)壓強(qiáng)被引導(dǎo)到控制線。施加于繞制線圈的電流量設(shè)置電樞上的力，并且從而設(shè)置它用于維持受它調(diào)節(jié)的輸出壓強(qiáng)的能力。閥受到調(diào)節(jié)，因?yàn)槿绻刂凭€上的負(fù)荷改變，則電樞響應(yīng)于此來移動(dòng)，以便為該電流提供相同的輸出壓強(qiáng)。
比例電磁線圈控制閥需要被校準(zhǔn)，以便它們相對(duì)于輸入電流提供所希望的控制壓強(qiáng)。如果變速器中的控制閥沒有被正確地校準(zhǔn)，則變速器的性能就因各種因素-例如較低燃料經(jīng)濟(jì)性、硬變速等等而被降低。通常，當(dāng)制造閥的時(shí)候，由機(jī)械裝置來校準(zhǔn)閥。一個(gè)已知的機(jī)械裝置是增加或者減少施加于電樞的彈力的螺紋式(threaded)機(jī)構(gòu)。第二種用于校準(zhǔn)電磁線圈或者電磁線圈導(dǎo)閥的機(jī)械技術(shù)是有選擇地調(diào)節(jié)電樞和電磁線圈的極片之間的工作空氣間隙，這樣就調(diào)節(jié)了設(shè)備的磁力級(jí)。
已知的、校準(zhǔn)電磁線圈閥的機(jī)械技術(shù)通常費(fèi)用大，因?yàn)樾?zhǔn)組件制造起來很昂貴，并且校準(zhǔn)過程很費(fèi)時(shí)。進(jìn)一步來講，被要求執(zhí)行校準(zhǔn)的設(shè)備是昂貴的并且具有固有精度限制。另外，電磁線圈或者電磁線圈導(dǎo)閥沒有依據(jù)其他系統(tǒng)部件進(jìn)行校準(zhǔn)，例如電子設(shè)備，其他閥，泄漏電阻等等，當(dāng)在系統(tǒng)中采用了所述閥的時(shí)候可能影響所述閥的性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，公開了一種軟件校準(zhǔn)策略，其具有特定應(yīng)用，用于校準(zhǔn)在自動(dòng)變速器中采用的電磁線圈控制閥和電動(dòng)液壓控制系統(tǒng)。該校準(zhǔn)策略包括確定對(duì)于特定種類的閥或者閥系統(tǒng)唯一的特性方程式，并且確定施加于電磁線圈的電流與在閥或者閥系統(tǒng)的輸出處的壓強(qiáng)、或者其他力例如流體流動(dòng)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。所述特性方程式將包括幾個(gè)對(duì)于該類中的每一獨(dú)立閥或者閥系統(tǒng)來講是唯一的系數(shù)。
閥或者閥系統(tǒng)與模擬變速器中的閥或者閥系統(tǒng)的工作的測試臺(tái)相耦合?？刂齐娏餍盘?hào)被施加于所述閥或者閥系統(tǒng)中的電磁線圈，并且測定所述閥或者閥系統(tǒng)的輸出壓強(qiáng)(或者流量)。一旦對(duì)于幾個(gè)點(diǎn)來講已經(jīng)知道了電流和相應(yīng)壓強(qiáng)，則能夠通過在該特性方程式上使用曲線擬合技術(shù)、例如最小二乘回歸來確定特定閥或者閥系統(tǒng)的系數(shù)。一旦確定了系數(shù)，它們被存儲(chǔ)在變速器控制器(TCU)中的閃速存儲(chǔ)器中，所述變速器控制器通常被集成在變速器控制模塊中。然后，該系數(shù)被用于與作為存儲(chǔ)在TCU存儲(chǔ)器中的車輛軟件的一部分的所述特性方程式結(jié)合使用，來創(chuàng)建閥或者閥系統(tǒng)工作特性的唯一的、高精度的、連續(xù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)和特征將根據(jù)下列的說明和所附權(quán)利要求書、并結(jié)合附圖，而變得明白。


圖1是示出依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、校準(zhǔn)閥和/或閥系統(tǒng)的過程的流程圖；圖2是示出對(duì)于大量的定量壓強(qiáng)控制裝置來講、在實(shí)際的測得壓強(qiáng)和所指令的或者要求的壓強(qiáng)之間的前/后校準(zhǔn)關(guān)系的圖表，其中橫軸為指令壓強(qiáng)、而縱軸為實(shí)際壓強(qiáng)；以及圖3是示出對(duì)于一個(gè)自動(dòng)變速器中的離合器壓強(qiáng)控制閥來講、在電流和液壓之間的關(guān)系的圖表，其中縱軸為電流、而橫軸為壓強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式
下列針對(duì)軟件校準(zhǔn)策略的、本發(fā)明的實(shí)施例的討論本質(zhì)上講僅僅是示例性的，并且決不打算限制本發(fā)明或者它的應(yīng)用或者使用。
圖1是示出依據(jù)本發(fā)明的、用于校準(zhǔn)自動(dòng)變速器中的閥系統(tǒng)和閥的過程的方框圖70。本發(fā)明的校準(zhǔn)策略采用一個(gè)模擬變速器的工作的測試臺(tái)。采用了一種算法，來模擬變速器的工作，以便確定某些工作條件下的實(shí)際壓強(qiáng)或者流量。
每一類閥和/或閥系統(tǒng)能夠由一個(gè)特性方程式表示，其復(fù)雜性是擬合函數(shù)的所希望的準(zhǔn)確性和實(shí)際性能特性的非線性度以及拐點(diǎn)數(shù)目的函數(shù)。該方程式的通式是required input(所需的輸入)＝function(desired output(期望輸出))，其中期望輸出是壓強(qiáng)、流量等等，而所需的輸入是電磁線圈電流。
用于每一閥或者閥系統(tǒng)的特性方程式是駐留在TCU存儲(chǔ)器中的變速器控制軟件代碼的一部分。這一方程式從一部分到另一部分不會(huì)發(fā)生變化。用于比例控制電磁線圈的典型特性方程式是以方程式(1)的形式提供的。在(1)中的特性方程式中被標(biāo)識(shí)為C1、C2、C3、C4和C5的、用于該特性方程式的唯一系數(shù)，是在使用在閥和/或閥系統(tǒng)的最后測試期間獲取的實(shí)際測量數(shù)據(jù)作為擬合算法的輸入的情況下，使用例如最小二乘回歸法的曲線擬合技術(shù)創(chuàng)建的。
i(P)=C1+C21+P+C3·P+C4·P2+C5P3+0.0001---(1)]]>該系數(shù)在最終生產(chǎn)測試過程的最后被閃存到TCU存儲(chǔ)器中，結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)描述閥和/或閥系統(tǒng)的性能特性的唯一的方程式。重要的是要注意到，因?yàn)樾?zhǔn)是對(duì)完整系統(tǒng)執(zhí)行的，而不是對(duì)獨(dú)立部件執(zhí)行的，所以整個(gè)系統(tǒng)由于下游/上游的閥幾何形狀、彈簧負(fù)荷、漏泄量、電磁線圈、電子儀器等等引起的變化顯著地減少。
圖2示出從已知的壓強(qiáng)控制系統(tǒng)中的大量比例壓強(qiáng)控制設(shè)備處獲得的前校準(zhǔn)結(jié)果和后校準(zhǔn)結(jié)果?；?/-5西格馬正態(tài)分布，針對(duì)全域示出上及下邊界。圖形線80和82表示校準(zhǔn)之前的+/-5西格馬分布，而圖形線84和86表示校準(zhǔn)之后的+/-5西格馬分布。
方框72處的過程的第一步驟包括為特定閥或者閥系統(tǒng)確定該特性方程式，其成為變速器控制軟件的一部分，并駐留在TCU存儲(chǔ)器中。方框74處的該過程的下一步驟包括為施加于上述討論到的電磁線圈的一系列輸入電流測量閥或者閥系統(tǒng)的輸出壓強(qiáng)或者流量。所需要的測試電流的數(shù)目取決于特性方程式中的變量的數(shù)目，以及該特性方程式中的非線性的度數(shù)和拐點(diǎn)數(shù)目，以及該擬合的期望準(zhǔn)確性。在一個(gè)典型的實(shí)施例中，測試電流的數(shù)目可以在5-8個(gè)測試電流范圍內(nèi)。
如方框76所示，該過程的下一步驟包括確定系數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，系數(shù)是通過回歸技術(shù)、例如最小二乘法確定的，其為特性方程式計(jì)算系數(shù)，結(jié)果產(chǎn)生與在方框74處的前一步驟中獲取的測量數(shù)據(jù)的最佳擬合。結(jié)果是一個(gè)施加于電磁線圈的電流與電動(dòng)液壓系統(tǒng)的輸出處的壓強(qiáng)(或者流量、位置等等)之間的唯一的、連續(xù)的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
以下的方程式(2)示出一個(gè)典型的用于比例壓強(qiáng)控制系統(tǒng)的特性方程式，其具有計(jì)算后的系數(shù)。一旦該系數(shù)被最小二乘法擬合函數(shù)確定或者相反，則該系數(shù)被存儲(chǔ)在電動(dòng)液壓系統(tǒng)中的閃速存儲(chǔ)器中，如方框78所示。該特性方程式駐留在TCU存儲(chǔ)器中，并且被嵌入到變速器控制軟件中。注意，該特性方程式不必在這次被閃存，因?yàn)樗鼘?duì)于給定類中的每一部分不是唯一的。僅僅系數(shù)是唯一的。
i(P)=0.376-.2421+P+0.059·P+1.681·10-5·P2-7.328·10-9P3+0.0001---(2)]]>圖3是示出對(duì)于特性方程式(1)而言的、一般的電流-壓強(qiáng)關(guān)系的圖表，其中縱軸為電流、而橫軸為壓強(qiáng)。
上述討論僅僅公開和說明了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將根據(jù)這種討論并且根據(jù)附圖和權(quán)利要求書容易地意識(shí)到，能夠?qū)ζ渥鞒龈鞣N改變、修改和變型，而不會(huì)背離在下列權(quán)利要求書中所定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種校準(zhǔn)電動(dòng)液壓控制系統(tǒng)的方法(70)，所述電動(dòng)液壓控制系統(tǒng)響應(yīng)于輸入電流而提供輸出響應(yīng)，所述方法包括確定電動(dòng)液壓系統(tǒng)的特性方程式(72)，所述特性方程式包括多個(gè)系數(shù)；將所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)與測試臺(tái)相耦合；對(duì)所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)施加多個(gè)電流；針對(duì)所述多個(gè)電流中的每一個(gè)電流測量電動(dòng)液壓系統(tǒng)的輸出響應(yīng)(74)；并且根據(jù)輸出響應(yīng)測量確定所述特性方程式中的系數(shù)(76)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法(70)，其中，根據(jù)輸出響應(yīng)測量確定特性方程式中的系數(shù)(72)包括采用曲線擬合函數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法(70)，其中，根據(jù)輸出響應(yīng)測量確定特性方程式中的系數(shù)(72)包括采用最小二乘法擬合函數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法(70)，其中，進(jìn)一步包括在存儲(chǔ)器中閃存所述系數(shù)(78)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法(70)，其中，進(jìn)一步包括將所述特性方程式硬編碼到控制軟件里(78)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法(70)，其中，所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)包括比例電磁線圈和液壓閥，其中對(duì)所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)施加多個(gè)電流包括對(duì)所述比例電磁線圈施加多個(gè)電流。
7.如權(quán)利要求1所述的方法(70)，其中，所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)被用在自動(dòng)變速器中。
8.如權(quán)利要求1所述的方法(70)，其中，所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)包括集成的變速器控制器(TCU)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法(70)，其中，所述輸出響應(yīng)是從包括壓強(qiáng)和流體流動(dòng)組中選擇出來的。
10.如權(quán)利要求1所述的方法(70)，其中，對(duì)所述電動(dòng)液壓系統(tǒng)施加多個(gè)電流包括施加多個(gè)不同的電流。
全文摘要
一種用于校準(zhǔn)自動(dòng)變速器中的電磁線圈控制閥和閥系統(tǒng)的軟件校準(zhǔn)策略。所述策略包括確定用于閥或者閥系統(tǒng)的特性方程式，它是施加于電磁線圈的電流和閥或者閥系統(tǒng)輸出處的壓強(qiáng)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。閥或者閥系統(tǒng)與描述變速器中的閥或者閥系統(tǒng)的工作的測試臺(tái)相耦合。把電流信號(hào)施加于所述閥或者閥系統(tǒng)，并且對(duì)輸出壓強(qiáng)進(jìn)行測量，以便使用曲線擬合函數(shù)來確定該方程式中的系數(shù)。然后，把所述系數(shù)存儲(chǔ)在控制單元中。
文檔編號(hào)G05B13/02GK1570406SQ20041004511
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
發(fā)明者E·桑德斯特倫 申請(qǐng)人:博格華納公司