[发明专利]基于模型的空档怠速离合器控制的系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及具有液压空档或空档怠速（neutral idle）状态的汽车变速器的换挡控制。

背景技术

车辆变速器将机械发动机扭矩传输至一组车轮，以在一输出速度范围中推动车辆。在自动变速器中，液压动态扭矩转换器自动且可变地联接发动机输出轴至变速器输入轴，而同时在低速上放大发动机扭矩。随着车辆速度的降低，在发动机的涡轮和叶轮或泵之间产生增加量的打滑，其中在零车速时达到最大的打滑水平。

该可变的打滑能力允许发动机在车辆在特定的变速器状态或模式中怠速时继续旋转，例如在停车、怠速、或在前进或倒车驾驶状态中。在一些运行于和驾驶制动位置中的空档类似的状态中的变速器设计中，例如当车辆达到零输出速度时、当朝向零速度滑行减速时、在从泊车档或空档至行驶档的移库中、或在停止/怠速时，变速器可自动换档进入液压空档状态。在这样的情形中，电动-液压控制器相对于发动机速度控制涡轮速度，以降低燃料消耗且使得噪声、振动、和不适性最小化。该液压空档状态指的是空档怠速。

发明内容

车辆包括变速器，该变速器具有指定的空档怠速（NI）离合器和配置为在预定的换挡事件中将该指定的NI离合器促动出NI状态且进入行驶状态的控制器。控制器可包括主机，其具有有形、非瞬时性存储器，其上存储有用于执行此处阐明的基于模型的换挡方法的指令。指令可由主机执行，以在离开NI状态时控制且重新接合指定的NI离合器。该基于模型的方法可用于通过根据模拟的希望的打滑分布及其时间导数而不是经由复杂且高度取决于计算的查找表控制跨指定的NI离合器的打滑量而改进离开NI状态时的换挡平滑性/感受。

特别地，该打滑模型产生作为可微分（differentiable）时间函数的希望的打滑分布。打滑分布以一速率逼近零值，该速率即其导数，其同时逼近零值。以非限制性示例的方式可导时间函数可为三阶/立方等式、高阶等式、sine或cosine函数、或任何其他足以微分的时间函数。

经校准的惯量值可使用扭矩转换器涡轮、变速器输入轴以及任何连接或以其他方式向前反映于涡轮的可旋转元件的已知惯量先验地确定。加速扭矩值可从惯量值以及模拟出的希望的打滑分布/打滑导数分布计算出，其中加速扭矩值代表一扭矩，该扭矩是用于产生实现希望的分布所需的离合器打滑的变动速率所需要的扭矩。

由扭矩转换器提供的涡轮扭矩和加速扭矩值被结合以确定用于指定的NI离合器的促动的离合器扭矩指令。该离合器扭矩指令可转换至希望的压力指令，并使用高频振荡块（dithering block）以及前置滤波数据处理块中的一个或两者进一步优化，如此处进一步说明的。经优化的离合器压力指令被最终传输至指定的NI离合器，且换挡事件被根据该经优化的压力指令完成。

当结合附图时，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势从下文中用于实施本发明的最佳模式的详尽描述中是轻易地明显的。

附图说明

图1是具有自动变速器和控制器的示例性车辆的示意图，该自动变速器和控制器配置为根据此处阐明的换挡控制方法退出空档怠速（NI）/液压空档状态。

图2是图1中示出的示例性车辆的一组表现值的时间图。

图3是描述可用于图1中示出的示例性车辆的示例性后轮驱动、8速自动变速器的杆图。

图4是描述可用于图1中示出的示例性车辆的示例性后轮驱动、6速自动变速器的杆图。

图5是描述可用于图1中示出的示例性车辆的示例性前轮驱动、6速自动变速器的杆图。

图6是使用示例性三阶/立方函数的模拟打滑分布及其微分打滑分布时距图。

图7是可用于图1中示出的示例性车辆的控制器的示意性逻辑块图。

图8是描述用于执行该换挡控制方法的示例性方法的图形化流程图。

具体实施方式

参见附图，其中相同的附图标记在若干幅附图中对应着相同或相似的构件，且以图1开始，车辆10包括内燃机12、自动变速器14和换挡控制器26。控制器26被配置为执行液压空档/空档怠速（NI）换挡控制方法100，以允许变速器14平滑地离开NI状态且其后进入前进或倒车行驶状态。

如下文中将详述地，控制器26使用经校准的离合器打滑模型23以使用例如至少三阶/立方等式产生作为可微分时间函数的希望的离合器打滑分布，并最终使用该可微分打滑分布和计算出的该打滑分布的导数来产生离合器压力指令（箭头27）。离合器压力指令（箭头27）继而被传输至变速器14的指定NI离合器。可能的指定NI离合器被参照图3、4和5在下文中讨论。