適配于基于相對轉速數據控制離合器扭矩的車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及自動變速器控制領域。更特別地，本發明涉及基于轉速信號估算變速器輸出扭矩。
【背景技術】
[0002]自動變速器通過選擇性地接合和分離多個換擋元件而建立具有不同傳動比的多個功率流(power flow)路徑。換擋元件包括摩擦離合器。基于來自變速器控制器的信號確定每個摩擦離合器的扭矩容量。例如，控制器可以發送調制的脈沖寬度信號至螺線管使得螺線管施加的電磁力與脈沖寬度成比例。電磁閥可以連接至閥體上的滑閥使得閥體的特定通道中的液壓壓力與電磁力成比例。來自通道的流體可以引導至離合器的活塞應用室使得活塞施加相對于流體壓力的力。該活塞力可以擠壓分離盤之間的摩擦盤以建立離合器的扭矩容量。可替代地，該信號可以通過其它機構(比如使馬達旋轉的機構)影響扭矩容量，從而使活塞施加力至離合器包。由于信號和離合器扭矩容量之間的非直接因果鏈，多個不可預測的噪聲因素可能影響其關系。
[0003]當控制器確定需要改變傳動比時，控制器可以通過釋放稱為即將分離的元件的一個換擋元件并接合稱為即將接合的元件的另一個換擋元件而執行換擋。為了讓車輛乘客覺得換擋平順，彼此以及相對于發動機扭矩協調即將接合的元件的扭矩容量和即將分離的元件的扭矩容量很重要。例如，如果過早地釋放即將分離的離合器，那么驅動軸扭矩將過度地下降并且發動機轉速將上升。這種現象稱為發動機轉速驟升(engine flare)。另一方面，如果過晚釋放即將分離的元件，那么兩個換擋元件將對抗并且輸出扭矩將過度地下降。這種現象稱為鎖死(tie-up)。
[0004]為了調節控制信號使得在存在未知噪聲因素時扭矩容量是適當的，控制器可以利用反饋信號。例如，控制器可以利用來自輸入轉速傳感器和輸出轉速傳感器的信號以計算變速器的當前傳動比。輸入轉速與輸出轉速的比例意外的或過度地較大增加可以指示發動機轉速驟升。響應于該信息，控制器可以增加即將接合的換擋元件的扭矩容量。然而，一些誤差(比如鎖死)不一定反映在傳動比中。此外，由于傳動比的變化，換擋元件扭矩容量的誤差需要時間來顯現。所以，希望通過變速器輸出扭矩的測量來補償該信息。
【發明內容】
[0005]一種車輛包括具有輸出軸、通過傳動比(gear rat1)可驅動地連接至輸出軸的左橋(axle)和右橋的動力傳動系統以及處理器。處理器接收指示輸出軸轉速的第一信號以及指示橋轉速的第二信號。第二信號可以指示左橋和右橋的平均轉速或者可以指示這兩個轉速。處理器發送第三信號以改變通過輸出軸傳輸的扭矩。例如，第三信號可以調節摩擦離合器的扭矩容量。處理器被配置為用于基于輸出軸轉速以及乘以傳動比的橋轉速之間的差異而調節第三信號。可以從引入一些延遲的通信總線接收第二信號。為了補償該延遲，處理器可以使用移位寄存器(shift register)將延遲引入第一信號。在一些實施例中，處理器可以對針對主減速比調節的相對轉速積分并且使用高通濾波器以從結果中過濾低頻內容。
[0006]變速器控制器包括移位寄存器和處理器。移位寄存器延遲指示變速器輸出的旋轉的第一信號以與指示橋的旋轉的延遲的第二信號暫時一致。變速器控制器可以改變延遲的持續時間。第二信號可以指示橋的轉速而不指示橋的位置。處理器被配置為用于基于延遲的第一信號以及傳動比和延遲的第二信號的乘積之間的差異調節離合器的扭矩容量。
[0007]一種控制變速器的方法包括基于指示變速器輸出軸轉速的第一信號以及傳動比與指示橋轉速的第二信號的乘積之間的差異而調節變速器離合器的扭矩容量。可以從通信總線接收第二信號。方法還可以包括在第一信號中引入時間延遲以補償經由通信總線接收第二信號的時間延遲。方法可以包括對以傳動比作為因子的轉速差異進行積分并且隨后過濾掉低頻內容。方法還可以包括組合產生的扭矩估算與提供低頻內容的獨立估算。
[0008]根據本發明的一個實施例，第二信號指示橋的轉速而不指示橋的旋轉位置。
[0009]根據本發明的一個實施例，進一步包含在第一信號中引入時間延遲以補償經由通信總線接收第二信號的時間延遲。
[0010]根據本發明的一個實施例，進一步包含基于用于第二信號的延遲的持續時間的變化而調節用于第一信號的時間延遲的持續時間。
[0011]根據本發明的一個實施例，進一步包含對第一信號以及傳動比和第二信號的乘積之間的差異積分。
[0012]根據本發明的一個實施例，進一步包含從第一信號以及傳動比和第二信號的乘積之間的差異的積分過濾低頻內容。
[0013]根據本發明的一個實施例，進一步包含從變速器輸出的獨立估算過濾高頻內容并對這兩個過濾的估算求和。
【附圖說明】
[0014]圖1是車輛的示意圖；
[0015]圖2是說明基于輸出扭矩的變化速率的估算而控制變速器離合器扭矩容量的方法的流程圖；
[0016]圖3是包括移位寄存器的控制器的示意圖；
[0017]圖4是說明組合圖2中估算的輸出扭矩的變化速率與獨立的輸出扭矩估算以產生更精確的輸出扭矩估算的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]本說明書描述了本發明的實施例。然而，應理解公開的實施例僅為示例，其可以多種替代形式實施。附圖無需按比例繪制；可放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細節。所以，此處所公開的具體結構和功能細節不應解釋為限定，而僅為教導本領域技術人員以多種形式實施本發明的代表性基礎。本領域內的技術人員應理解，參考任一【附圖說明】和描述的多個特征可以與一個或多個其它附圖中說明的特征組合以形成未明確說明或描述的實施例。說明的組合特征提供用于典型應用的代表實施例。然而，與本發明的教導一致的特征的多種組合和變型可以根據需要用于特定應用或實施。
[0019]圖1說明適配用于基于從多個轉速傳感器得出的扭矩估算而調節變速器離合器的扭矩容量的車輛。機械連接說明為實線而虛線代表傳遞信息的信號。通過內燃發動機10產生驅動車輛的動力。動力通過變速器12調整以滿足車輛需要并且傳輸至驅動軸14。特別地，當車輛處于低速時，變速器12減小該速度并相對于發動機提供的動力放大扭矩。當車輛處于高速時，變速器12使驅動軸14旋轉得比發動機曲軸快。差速器16在分別驅動左后輪和右后輪22和24的左橋和右橋18和20之間分配來自驅動軸14的動力。差速器16允許在車輛轉彎時兩個橋彼此以略微不同的轉速旋轉。差速器16還通過稱為主減速比(final drive rat1)的固定比例放大驅動軸扭矩并且使旋轉軸線改變90度。左前輪和右前輪26和28各自沒有被驅動。盡管圖1說明的是后驅車輛，本發明也可以應用到前驅配置。
[0020]變速器12通過選擇性地接合和分離多個換擋元件而建立具有不同傳動比的多個功率流路徑。控制器30在換擋事件期間調節每個摩擦離合器的扭矩容量。對于一些類型的變速器(比如雙離合器變速器)，控制器30還連續地調節一個或多個離合器的扭矩容量以從靜止位置啟動車輛。控制器30可以利用來自輸入轉速傳感器32和輸出轉速傳感器34的信號。
[0021]一種估算變速器輸出軸扭矩的方法是基于測量車輛加速度。車輛加速度與牽引力減去阻力(drag force)除以車輛質量成比例。可以使用模型根據車速估算阻力。牽引力與變速器輸出扭矩成比例。可以通過加速度計測量或者通過對速度測量值求微分來計算車輛加速度。但是，該方法不能精確地捕獲輸出扭矩的短期變化。緊隨變速器輸出扭矩的變化，多個傳動系部件的扭曲量增加。車輛加速度不會變化直到傳動系扭曲已經變化之后。此夕卜，車輛加速度受與變速器輸出扭矩不關聯的瞬時狀況(比如道路上的較小凸起)的影響。出于這些原因，該方法不足以作為在變速器換擋期間用于控制離合器的反饋信號。
[0022]可以通過多種方式估算變速器輸入扭矩。例如，可以使用模型以基于發動機轉速、節氣門設置、火花正時等估算發動機輸出扭矩。可替代地，當變速器配備有變矩器并且旁通離合器打開時，可以基于渦輪轉速和泵輪轉速估算渦輪扭矩。當傳動裝置的變速箱處于穩定狀態狀況時，這些變速器輸入扭矩的估算可以作為基礎通過乘以已知的扭矩比例(torque rat1)而估算變速器輸出扭矩。然而，在換擋期間不能精確地知道扭矩比例。
[0023]當軸傳輸扭矩時，軸扭曲或扭轉(wind up) ο S卩，軸一端的旋轉位置與軸其它端的旋轉位置相差的量與傳輸的扭矩成比例。測量該旋轉位置的差異提供了傳輸的扭矩的估算。如下文描述的，可以使用輸出軸轉速傳感器34和橋轉速傳感器36和38估算該差異。橋轉速傳感器36和38被防抱死制動(ABS)控制器40使用以感應車輪滑動并相應地調節制動力。ABS控制器40和變速器控制器30經由控制器局域網(CAN)42通信。
[0024]變速器輸出扭矩與傳感器34處的位置與針對主減速比修正的傳感器36和38的平均