专利名称：用于自动变速器换挡控制的系统和方法
技术领域：
本公开涉及用于自动变速器换挡控制的系统和方法，更具体而言，涉及控制供给到用于在变速器的传动比之间切换的液压致动的离合器的流体压力的系统和方法。
背景技术：
此处提供的背景技术的描述的目的是总体地给出本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在该背景技术部分所描述的程度，以及在提交时可能不构成现有技术的本发明的方面并非明示或暗示地接受为本公开的现有技术。车辆可包括动力设备以及将驱动扭矩以不同的传动比或范围传递到传动系的自动变速器。动力系可以通过扭矩变换器联接到变速器。变速器可包括将扭矩变换器传递的驱动扭矩以不同的传动比或范围进行传递的齿轮系。变速器还可以包括摩擦元件，诸如离合器，用于在换挡操作中实现传动比的改变。离合器可以是液压致动的，并且可以由液压控制系统控制。一个或多个传动比之间的换挡操作可以是升挡和降挡之一。换挡操作还可以限定为功率增加换挡或功率减小换挡。功率增加换挡可以指加速踏板被压下时的换挡操作，而功率减小换挡可以指加速踏板不被压下时的换挡操作。已经开发了变速器控制系统来控制在换挡操作过程中由液压控制系统供给到离合器的流体压力。然而，控制系统可能降低由动力设备输出的驱动扭矩来改善换挡感受。驱动扭矩的降低能够在换挡操作中带来延迟，并且能够导致由驾驶员感知到的驱动扭矩的不期望的下降。
发明内容
在一个方面，本公开提供一种用于自动变速器的控制系统，所述自动变速器通过扭矩变换器联接到发动机。控制系统包括扭矩模块和第一离合器控制模块。所述扭矩模块基于所述发动机的输出扭矩来确定所述变速器的输入扭矩。所述第一离合器控制模块基于输入扭矩调整在变速器降挡期间扭矩变换器的涡轮的加速度。第一离合器控制模块通过基于输入扭矩调整供给到变速器的待分离的离合器的流体的第一压力而调整涡轮的加速度。在一个特征中，所述第一离合器控制模块通过增加第一压力而使涡轮减速。在另一特征中，第一离合器控制模块基于数学模型来调整第一压力，所述数学模型与待分离的离合器的扭矩容量、输入扭矩和加速度有关。在相关特征中，数学模型实现为公式和存储在存储器模块中的查询表中的一种。在另一种特征中，输入扭矩可以是基于发动机速度、涡轮速度和所述扭矩变换器的扭矩比中的至少一个而补偿的输入扭矩。在又一个特征中，控制系统还可包括阶段模块，其开始第一控制阶段和第二控制阶段。阶段模块响应于对所述降挡的请求而开始第一控制阶段。当检测到所述待分离的离合器滑差和所述第一控制阶段的经过的时间大于预先确定的第一时间段中的一个发生时， 所述阶段模块结束所述第一控制阶段。阶段模块在所述第一控制阶段的结束处开始第二控制阶段。在相关特征中，第一离合器控制模块可通过降低第一压力而在第一控制阶段期间使待分离的离合器产生滑差。第一离合器控制模块还基于输入扭矩而在第二控制阶段期间调整第一压力。在另一相关特征中，第一离合器控制模块可在第一控制阶段期间限制第一压力的变化率。在又一特征中，当第一离合器控制模块调整加速度时检测到涡轮速度失速，第一离合器控制模块使第一压力阶梯下降预先确定的压力。在相关特征中，第一离合器控制模块在使第一压力阶梯下降之后使第一压力以预先确定的压力变化率降低。在另一相关特征中，在使所述第一压力以所述预先确定的压力变化率降低之后，所述第一离合器控制模块可使所述第一压力阶梯上升至检测到所述涡轮速度失速时测量到的流体压力。在又一特征中，控制系统还可包括第二离合器模块，所述第二离合器模块在降挡期间使供给到待接合的离合器的流体的第二压力上升的变化率增加。在相关特征中，第二离合器控制模块使变化率从预先确定的第一变化率增加到预先确定的第二变化率，该预先确定的第二变化率大于预先确定的第一变化率。预先确定的第一变化率基于输入扭矩。在另一相关特征中，当检测到涡轮突变时，第二离合器控制模块可使变化率调整预先确定的量。在另一个方面，本公开提供一种用于自动变速器的方法，所述自动变速器通过扭矩变换器联接到发动机。所述方法包括基于所述发动机的输出扭矩来确定所述变速器的输入扭矩。所述方法还包括通过基于所述输入扭矩来调整供给至所述变速器的待分离的离合器的流体的第一压力而在所述变速器的降挡期间调整所述扭矩变换器的涡轮的加速度。在一个特征中，调整加速度包括通过增加第一压力而使涡轮减速。在另一特征中， 调整加速度包括基于数学模型调整第一压力。数学模型与待分离的离合器的扭矩容量、输入扭矩和加速度有关。在相关特征中，数学模型实现为公式和存储在存储器模块中的查询表中的一种。在另一种特征中，输入扭矩可以是基于发动机速度、涡轮速度和所述扭矩变换器的扭矩比中的至少一个而补偿的输入扭矩。在又一特征中，方法还包括响应于对降挡的请求而开始第一控制阶段，以及通过降低第一压力而在第一控制阶段期间使待分离的离合器产生滑差。方法还包括当检测到所述待分离的离合器滑差和所述第一控制阶段的经过的时间大于预先确定的第一时间段中的一个发生时，结束所述第一控制阶段。方法还包括在所述第一控制阶段的结束处开始第二控制阶段。在相关特征中，调整加速度在第二控制阶段期间执行。在另一相关特征中，使待分离的离合器产生滑差可包括限制第一压力的变化率。在又一特征中，调整加速度可包括当检测到涡轮速度失速时，使第一压力阶梯下降预先确定的压力，并且在使第一压力阶梯下降之后使第一压力以预先确定的压力变化率降低。在相关特征中，调整加速度还可包括在使第一压力降低之后，使所述第一压力阶梯上升至检测到所述涡轮速度失速时测量的流体的压力。在又一特征中，方法还可包括在降挡期间使供给至待接合的离合器的流体的第二压力增加。在相关特征中，增加第二压力包括使第二压力上升的变化率从预先确定的第一变化率增加到预先确定的第二变化率，该预先确定的第二变化率大于预先确定的第一变化率。预先确定的第一变化率基于输入扭矩。在另一相关特征中，增加第二压力还可包括当检测到涡轮突变时，使变化率调整预先确定的量。在其它特征中，上述描述的系统和方法通过由一个或者多个处理器执行的计算机程序来实施。该计算机程序可以驻留在有形的计算机可读介质上，例如但是不限于存储器、 非易失性数据存储器和/或其它合适的有形存储介质。本发明还涉及以下技术方案。1. 一种用于自动变速器的控制系统，所述自动变速器通过扭矩变换器联接到发动机，所述控制系统包括
基于所述发动机的输出扭矩来确定所述变速器的输入扭矩的扭矩模块；以及第一离合器控制模块，通过基于所述输入扭矩来调整供给至所述变速器的待分离的离合器的流体的第一压力而在所述变速器的降挡期间调整所述扭矩变换器的涡轮的加速度。2.技术方案1所述的控制系统，其特征在于，所述第一离合器控制模块通过增加所述第一压力而使所述涡轮减速。3.如技术方案1所述的控制系统，其特征在于，所述第一离合器控制模块基于数学模型来调整所述第一压力，所述数学模型与所述待分离的离合器的扭矩容量、所述输入扭矩和所述加速度相关，所述数学模型实现为公式或存储在存储器模块中的查询表中的一个。4.如技术方案1所述的控制系统，其特征在于，所述输入扭矩是基于发动机速度、 涡轮速度和所述扭矩变换器的扭矩比中的至少一个而补偿的输入扭矩。5.如技术方案1所述的控制系统，其特征在于，还包括
阶段模块，所述阶段模块响应于对所述降挡的请求而开始第一控制阶段，并且当检测到待分离的离合器滑差和所述第一控制阶段的经过的时间大于预先确定的第一时间段中的一个发生时，所述第一控制阶段结束，并且在所述第一控制阶段的结束处开始第二控制阶段，
其中，所述第一离合器控制模块在所述第一控制阶段期间通过降低所述第一压力而使所述待分离的离合器产生滑差，并且在所述第二控制阶段期间基于所述输入扭矩调整所述第一压力。6.如技术方案5所述的控制系统，其特征在于，所述第一离合器控制模块在所述第一控制阶段期间限制所述第一压力的变化率。7.如技术方案1所述的控制系统，其特征在于，当所述第一离合器控制模块调整所述加速度时检测到涡轮速度失速，则所述第一离合器控制模块首先使所述第一压力阶梯下降预先确定的压力，接下来使所述第一压力以预先确定的压力变化率下降。8.如技术方案7所述的控制系统，其特征在于，在使所述第一压力以所述预先确定的压力变化率降低之后，所述第一离合器控制模块使所述第一压力阶梯上升至检测到所述涡轮速度失速时测量到的所述流体的压力。
9.如技术方案1所述的控制系统，其特征在于，还包括第二离合器控制模块，所述第二离合器控制模块使得在所述降挡期间供给至所述变速器的待接合的离合器的流体的第二压力上升的变化率从预先确定的第一变化率增加到预先确定的第二变化率，所述预先确定的第二变化率大于所述预先确定的第一变化率，其中，所述预先确定的第一变化率基于所述输入扭矩。10.如技术方案9所述的控制系统，其特征在于，当检测到涡轮突变时，所述第二离合器控制模块使所述变化率调整预先确定的量。11. 一种用于自动变速器的方法，所述自动变速器通过扭矩变换器联接到发动机， 所述方法包括
基于所述发动机的输出扭矩来确定所述变速器的输入扭矩；以及通过基于所述输入扭矩来调整供给至所述变速器的待分离的离合器的流体的第一压力而在所述变速器的降挡期间调整所述扭矩变换器的涡轮的加速度。12.如技术方案11所述的方法，其特征在于，所述调整所述加速度包括通过增加所述第一压力而使所述涡轮减速。13.如技术方案11所述的方法，其特征在于，所述调整所述加速度包括基于数学模型来调整所述第一压力，所述数学模型与所述待分离的离合器的扭矩容量、所述输入扭矩和所述加速度相关，所述数学模型实现为公式或存储在存储器模块中的查询表中的一个。14.如技术方案11所述的方法，其特征在于，所述输入扭矩是基于发动机速度、涡轮速度和所述扭矩变换器的扭矩比中的至少一个而补偿的输入扭矩。15.如技术方案11所述的方法，其特征在于，还包括 响应于对所述降挡的请求而开始第一控制阶段；
在所述第一控制阶段期间通过降低所述第一压力而使待分离的离合器产生滑差； 当检测到所述待分离的离合器滑差和所述第一控制阶段的经过的时间大于预先确定的第一时间段中的一个发生时，结束所述第一控制阶段；以及在所述第一控制阶段的结束处开始第二控制阶段， 其中，所述调整所述加速度在所述第二控制阶段期间执行。16.如技术方案15所述的方法，其特征在于，所述使所述待分离的离合器产生滑差包括限制所述第一压力的变化率。17.如技术方案11所述的方法，其特征在于，所述调整所述加速度包括 当检测到涡轮速度失速时，使所述第一压力阶梯下降预先确定的压力；以及在使所述第一压力阶梯下降之后，使所述第一压力以预先确定的压力变化率降低。18.如技术方案17所述的方法，其特征在于，所述调整所述加速度还包括在使所述第一压力降低之后，使所述第一压力阶梯上升至检测到所述涡轮速度失速时测量到的所述流体的压力。19.如技术方案11所述的方法，其特征在于，还包括使得在所述降挡期间供给至所述变速器的待接合的离合器的流体的第二压力上升，其中，所述使所述第二压力上升包括使所述第二压力上升的变化率从预先确定的第一变化率增加到预先确定的第二变化率， 所述预先确定的第二变化率大于所述预先确定的第一变化率，其中，所述预先确定的第一变化率基于所述输入扭矩。20.如技术方案19所述的方法，其特征在于，所述增加所述第二压力还包括当检测到涡轮突变时，使所述变化率调整预先确定的量。本公开的可应用的其它领域将从以下提供的详细说明变得清楚。应该理解，详细说明和具体实例仅是用于说明的目的，并且不限定本公开的范围。
从详细说明及附图，本公开将被更完全地理解，附图中 图1是根据本公开的示例性车辆系统的功能框图2是图1所示变速器的一部分的示意图3-11是压力与时间关系的图，示出了根据本公开的在换挡操作过程中待分离的离合器的控制和待接合的离合器的控制；
图12是根据本公开的示例性变速器控制系统中的换挡控制模块的一个示例性实施方式的功能框图；以及
图13-16是流程图，示出了根据本公开的在换挡操作过程中用于控制待分离的离合器和待接合的离合器的控制压力的示例性方法。
具体实施例方式以下描述在本质上仅仅是示例性的，并且绝不意图限制本公开，其应用或用途。为了清楚，在附图中使用相同的标号来表示相似的元件。如本文所用，短语A，B和C中的至少一个应被理解为表示逻辑(A或B或C)，使用的是非排他的逻辑或。应该懂得，方法中的步骤可以以不同的顺序执行，而不改变本公开的原理。如本文所用，术语模块可以指一部分为或包括专用集成电路(ASIC)；电路；组合逻辑电路；场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共享的、专用的或成组的)；提供所需功能的其它合适的构件；或者以上所述的一些的组合，诸如片上系统。术语模块可包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享的、专用的或成组的)。术语代码，如以上所用，可包括软件、固件和/或微代码，并且可以指程序、例程、 函数、类和/或对象。术语共享的，如上所用，指的是来自多个模块的一些或所有代码可以利用单个(共享的)处理器来执行。另外，来自多个模块的一些或所有代码可以由单个(共享的)存储器来存储。术语成组的，如上所用，指的是来自单个模块的一些或所有代码可以利用一组处理器来执行。另外，来自单个模块的一些或所有代码可以利用一组存储器来存储。本文所述的设备和方法可以由一个或多个处理器所执行的一个或多个计算机程序来实施。计算机程序包括存储在非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。 计算机程序还可以包括存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储装置和光学存储装置。具体参考图1，示出了根据本公开的车辆的示例性车辆系统10。车辆系统10包括控制模块14控制的动力系12。车辆系统10还包括各种传感器，如以下所述，其测量各种操作条件，这些操作条件由控制模块14所用来控制操作。动力系12包括具有发动机20的动力设备、扭矩变换器(TC)22、变速器M、传动系沈以及一个或多个从动轮观。动力设备产
7生驱动扭矩，该驱动扭矩通过TC22传递到变速器24。变速器M以各种传动比将驱动扭矩传递到传动系26，以驱动车轮28。发动机20包括具有节气门32的进气系统30、一个或多个气缸34、排气系统36和曲轴38。空气通过进气系统30被吸入气缸34，并且以空气-燃料(A/F)混合物燃烧。A/F 混合物的燃烧驱动活塞(未示出)，其驱动曲轴38的旋转，从而产生驱动扭矩。曲轴38联接到TC22，并驱动TC22的旋转。在燃烧过程中产生的排气通过排气系统36排出。TC22包括泵40、涡轮42和定子(未示出)。泵40驱动地联接至曲轴38。涡轮42 与泵40流体联接，并联接到变速器M，并驱动变速器M的旋转。定子设置在泵40和涡轮 42之间，并可用于改变通过TC22传递的扭矩，这可称为TC扭矩比。变速器M包括输入轴50、输出轴52、齿轮系M、摩擦元件56和液压控制系统58。 输入轴50将涡轮42与齿轮系M驱动地联接。输出轴52将齿轮系M和传动系沈驱动地联接。齿轮系M以一个或多个传动比将由TC22传递的扭矩传递到输出轴52。参考图2， 齿轮系M的示例性实施方式包括三个互连的行星齿轮组60、62、64。行星齿轮组60、62、64 包括相应的太阳齿轮70、72、74，行星齿轮架80、82、84，行星齿轮90、92、94以及环齿轮100、 102、104。在本示例中，摩擦元件56包括离合器Cl、C2、C3、C4、C5，这些离合器可以有选择地被接合，以建立变速器M的期望的传动比。清楚起见，摩擦元件56在以下和附图中将称为离合器56，应懂得，它们是可互换使用的。在本示例中，输入轴50连续地驱动行星齿轮组60的太阳齿轮70。输入轴50选择性地通过离合器Cl驱动行星齿轮组62、64的太阳齿轮72、74，并且选择性地通过离合器C2 驱动行星齿轮组62的行星齿轮架82。环齿轮100、102、104分别通过离合器C3、C4、C5而选择性地固接。离合器C1、C2、C3、C4、C5被选择性地接合，以提供六个前向传动比(1，2，3， 4，5，6)，倒挡传动比(R)和空挡(N)。下表概括了各个离合器C1-C5用于建立各传动比和空挡的接合状态。
权利要求
1.一种用于自动变速器的控制系统，所述自动变速器通过扭矩变换器联接到发动机， 所述控制系统包括基于所述发动机的输出扭矩来确定所述变速器的输入扭矩的扭矩模块；以及第一离合器控制模块，通过基于所述输入扭矩来调整供给至所述变速器的待分离的离合器的流体的第一压力而在所述变速器的降挡期间调整所述扭矩变换器的涡轮的加速度。
2.权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一离合器控制模块通过增加所述第一压力而使所述涡轮减速。
3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一离合器控制模块基于数学模型来调整所述第一压力，所述数学模型与所述待分离的离合器的扭矩容量、所述输入扭矩和所述加速度相关，所述数学模型实现为公式或存储在存储器模块中的查询表中的一个。
4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述输入扭矩是基于发动机速度、涡轮速度和所述扭矩变换器的扭矩比中的至少一个而补偿的输入扭矩。
5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括阶段模块，所述阶段模块响应于对所述降挡的请求而开始第一控制阶段，并且当检测到待分离的离合器滑差和所述第一控制阶段的经过的时间大于预先确定的第一时间段中的一个发生时，所述第一控制阶段结束，并且在所述第一控制阶段的结束处开始第二控制阶段，其中，所述第一离合器控制模块在所述第一控制阶段期间通过降低所述第一压力而使所述待分离的离合器产生滑差，并且在所述第二控制阶段期间基于所述输入扭矩调整所述第一压力。
6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述第一离合器控制模块在所述第一控制阶段期间限制所述第一压力的变化率。
7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，当所述第一离合器控制模块调整所述加速度时检测到涡轮速度失速，则所述第一离合器控制模块首先使所述第一压力阶梯下降预先确定的压力，接下来使所述第一压力以预先确定的压力变化率下降。
8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，在使所述第一压力以所述预先确定的压力变化率降低之后，所述第一离合器控制模块使所述第一压力阶梯上升至检测到所述涡轮速度失速时测量到的所述流体的压力。
9.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括第二离合器控制模块，所述第二离合器控制模块使得在所述降挡期间供给至所述变速器的待接合的离合器的流体的第二压力上升的变化率从预先确定的第一变化率增加到预先确定的第二变化率，所述预先确定的第二变化率大于所述预先确定的第一变化率，其中，所述预先确定的第一变化率基于所述输入扭矩。
10.一种用于自动变速器的方法，所述自动变速器通过扭矩变换器联接到发动机，所述方法包括基于所述发动机的输出扭矩来确定所述变速器的输入扭矩；以及通过基于所述输入扭矩来调整供给至所述变速器的待分离的离合器的流体的第一压力而在所述变速器的降挡期间调整所述扭矩变换器的涡轮的加速度。
全文摘要
一种用于自动变速器的控制系统，所述自动变速器通过扭矩变换器联接到发动机，所述控制系统包括扭矩模块和第一离合器控制模块。所述扭矩模块基于所述发动机的输出扭矩来确定所述变速器的输入扭矩。所述第一离合器控制模块基于输入扭矩调整在变速器的降挡期间扭矩变换器的涡轮的加速度。第一离合器控制模块通过基于输入扭矩调整供给到变速器的待分离的离合器的流体的第一压力而调整涡轮的加速度。第一离合器控制模块基于数学模型来调整第一压力，所述数学模型与待分离的离合器的扭矩容量、输入扭矩和加速度有关。还提供了方法。
文档编号F16H59/14GK102213310SQ20111008643
公开日2011年10月12日 申请日期2011年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者A. 商 M., D. 惠顿 M. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司