CN101954905A - 用于自动变速器的滑行控制***和方法 - Google Patents

用于自动变速器的滑行控制***和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于自动变速器的滑行控制***和方法。具体地，提供了一种用于车辆的滑行控制***，其包括滑行监控模块和滑动模式启用模块。滑行监控模块确定车辆是否处于滑行状态。滑动模式启用模块基于车辆处于滑行状态这一确定结论使变速器在自由轮传动状态下工作。

Description

用于自动变速器的滑行控制***和方法
技术领域
本发明涉及自动变速器***，更具体地，涉及提高燃料经济性的滑行控制***和方法。
背景技术
本文提供的背景技术描述是为了从总体上介绍本发明的背景。当前提及的发明人的工作--以在此背景技术部分中所描述的为限--以及在提交时否则可能不构成现有技术的该描述的各方面，既不明示地也不默示地被承认为是针对本发明的现有技术。
当检测到发动机负载和节气门位置下降时可发生车辆滑行。有时在变速器接合在档位中的情况下使用减速燃料切断(DFCO)策略来切断给发动机的燃料流，以提高燃料经济性。然而，DFCO策略会不期望地降低车辆速度。而且，当恢复燃料供应时，DFCO策略会对催化转化器的性能造成负面影响。
发明内容
一种用于车辆的滑行控制***，包括滑行监控模块和滑动模式启用模块。滑行监控模块确定车辆是否处于滑行状态。滑动模式启用模块基于车辆处于滑行状态这一确定结论使变速器在自由轮传动状态(freewheeling state)下工作。
一种让车辆滑行的方法，包括：确定所述车辆是否处于滑行状态；以及基于所述车辆处于滑行状态这一确定结论使变速器在自由轮传动状态下工作。
从以下提供的详细描述中，本发明的其它应用领域将变得显而易见。应该理解，该详细描述和具体示例，虽然表示本发明的优选实施例，但仅用于说明之目的，并不意图限制本发明的范围。
本发明还提供了以下方案：
1.一种用于车辆的滑行控制***，包括：
滑行监控模块，其确定所述车辆是否处于滑行状态；以及
滑动模式启用模块，其基于所述车辆处于滑行状态这一确定结论使变速器在自由轮传动状态下工作。
2.如方案1所述的滑行控制***，其中，所述滑动模式启用模块命令所述变速器的齿轮组接合自由轮以实现自由轮传动状态。
3.如方案2所述的滑行控制***，其中，所述滑动模式启用模块命令旋转齿轮接合所述自由轮以实现自由轮传动状态。
4.如方案1所述的滑行控制***，其中，所述滑行监控模块基于发动机速度、节气门位置、以及发动机冷却剂温度来确定所述车辆是否处于滑行状态。
5.如方案1所述的滑行控制***，其中，当发动机冷却剂温度在阈值温度以上时，当发动机速度在阈值速度以上时，并且当节气门位置处于阈值百分比以下时，所述滑行监控模块确定所述车辆处于滑行状态。
6.如方案1所述的滑行控制***，其中，当所述滑行监控模块确定所述车辆处于滑行状态时，所述滑动模式启用模块命令减档。
7.如方案6所述的滑行控制***，其中，所述滑动模式启用模块命令从第四档减档至第二或第三档。
8.如方案1所述的滑行控制***，还包括滑动模式退出模块，当检测到滑动模式退出条件时，所述滑动模式退出模块停用滑动模式。
9.如方案8所述的滑行控制***，其中，当检测到所述退出条件时，所述滑动模式退出模块命令加档。
10.如方案8所述的滑行控制***，其中，当节气门位置超过第二阈值百分比时，当按下了制动器时，当移动了变速杆时，当车辆速度在第二阈值速度以下时，或者当车辆以比阈值速率更快的速率减速时，检测到滑动模式退出条件。
11.如方案8所述的滑行控制***，其中，所述滑动模式退出模块控制节气门以便独立于加速踏板的下压程度而增大发动机速度。
12.如方案11所述的滑行控制***，其中，所述滑动模式退出模块控制节气门以便独立于加速踏板的下压程度而增大发动机速度，直至发动机速度变得与所命令的档位同步。
13.一种让车辆滑行的方法，包括：
确定所述车辆是否处于滑行状态；以及
基于所述车辆处于滑行状态这一确定结论使变速器在自由轮传动状态下工作。
14.如方案13所述的方法，还包括：基于发动机速度、节气门位置、以及发动机冷却剂温度来确定所述车辆是否处于滑行状态。
15.如方案13所述的方法，其中，当发动机冷却剂温度在阈值温度以上时，当发动机速度在阈值速度以上时，并且当节气门位置处于阈值百分比以下时，所述车辆处于滑行状态。
16.如方案13所述的方法，还包括：在使所述变速器在自由轮传动状态下工作之前，使所述变速器减档。
17.如方案13所述的方法，还包括：基于所述车辆处于滑行状态这一确定结论使所述变速器从第四档减档至第二档。
18.如方案13所述的方法，还包括：确定所述车辆是否处于滑动模式退出条件下。
19.如方案18所述的方法，还包括：基于所述车辆处于滑动模式退出条件下这一确定结论使所述变速器从自由轮传动状态加档。
20.如方案19所述的方法，其中，当节气门位置超过第二阈值百分比时，当按下了制动器时，当移动了变速杆时，当车辆速度在第二阈值速度以下时，或者当车辆以比阈值速率更快的速率减速时，存在滑动模式退出条件。
附图说明
从详细描述和附图将更充分地理解本发明，在附图中：
图1是包括了根据本发明教导的滑行控制模块的车辆的功能框图；
图2是根据本发明教导的滑行控制模块的功能框图；
图3是根据本发明教导的示例性变速器结构的动力系的功率流图解，其中该变速器处于第四档；
图4是根据本发明教导的示例性变速器结构的动力系的功率流图解，其中该变速器处于第二档；以及
图5是根据本发明教导的让车辆滑行的方法的流程图。
具体实施方式
下面的描述实质上仅为示例性的，绝不意图限制本发明及其应用或使用。为清楚起见，在附图中将使用相同的附图标记来表示相似的元件。在本文中使用时，术语“模块”指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或其它的提供所述功能的合适构件。
当检测到滑行条件时，根据本发明的滑行控制***将自动变速器转换成在滑动模式下工作。滑动模式被设计用于自动消除发动机制动，从而提升改善的滑行性能。在滑动模式下，自动变速器处于自由轮传动状态。当变速器处于自由轮传动状态时，与减速燃料切断(DFCO)模式相比，发动机速度更快地降低至怠速并且减速率被大大地降低。因此，燃料经济性得以提高。
现在参照图1，车辆10包括发动机12，发动机12通过变矩器16驱动变速器14。空气通过节气门18被吸入到发动机12中。空气在发动机12的气缸(未示出)内与燃料混合并燃烧以产生发动机转矩。变矩器16通过输入轴20将发动机转矩传递给变速器14。变速器14可以是基于发动机转矩驱动输出轴22的离合器到离合器式多速自动变速器。如可以认识到的，变速器14可以是任何类型的自动变速器，包括但不限于自由轮变速器(freewheel transmission)和连续可变变速器(CVT)。变速器14可包括齿轮组24、离合器26和自由轮28。
输出轴22驱动车辆10的传动系30。变速杆32使操作者能够将变速器设置在期望的工作范围下，所述工作范围包括但不限于停车、倒档、空挡、以及一个或多个前进传动位置。通过将齿轮组24液压接合到离合器26中的合适离合器上来控制发动机12与传动系30之间的速度和转矩关系。从调整的液压压力源34向离合器26提供加压流体。液压回路36包括螺线管和控制阀(未示出)，所述螺线管和控制阀通过向离合器26和自由轮28供应流体或从离合器26和自由轮28排出流体来调整施加至离合器26和自由轮28的压力。在怠速状况下，制动器38工作以向传动系24施加压力，从而停止车辆10的动量。离合器26选择性地接合以提供空挡传动比、多个前进传动比、以及一个倒档传动比。
发动机速度传感器39感测发动机速度并生成发动机速度信号。涡轮速度传感器40感测变矩器16中涡轮的旋转速度并生成涡轮速度信号。输出速度传感器42感测输出轴22的旋转速度并生成输出速度信号。温度传感器44感测变速器流体的温度并生成变速器温度信号。发动机冷却剂温度传感器45感测发动机冷却剂的温度并生成指示发动机冷却剂温度的信号。节气门位置传感器46感测节气门18的位置并生成节气门位置信号。制动器传感器48感测制动器38的状态并生成制动器状态信号。控制模块50接收上述信号并相应地控制变速器14。
控制模块50包括在滑行期间控制变速器14的滑行控制模块52。当检测到滑行条件时，滑行控制模块52将自动变速器转换成在自由轮传动状态下工作，以提高燃料经济性。
参照图2，滑行控制模块52包括滑行监控模块54、滑动模式启用模块56、退出条件监控模块58、滑动模式退出模块60、和阀控制模块62。滑行监控模块54与发动机速度传感器39、发动机冷却剂温度传感器45、巡航控制模块64、以及节气门位置传感器38通信。
滑行监控模块54基于来自传感器38、39、45以及巡航控制模块64的信号确定是否存在滑行条件。例如，当发动机冷却剂温度在阈值温度以上时，当发动机速度在阈值速度以上时，当节气门位置在阈值百分比以下时，以及当巡航控制模块64关闭时，可能存在滑行条件。当这些条件中的每一个都存在时，滑行监控模块54向滑动模式启用模块56发送信号。
滑动模式启用模块56还接收来自换档状态确定模块66和滑动模式退出模块60的信号。换档状态确定模块66确定变速器14的换档状态。例如，滑动模式退出模块60可包括记录退出上一滑动模式之后逝去时间的计数器。
滑动模式启用可取决于滑行条件、变速器的换档状态、以及上一滑动模式之后的逝去时间。当检测到滑行条件，变速器14处于预定档位(仅作为示例，第四档)，并且从上一滑动模式起逝去的时间超过阈值时间时，滑动模式启用模块56启用滑动模式。滑动模式启用模块56命令变速器14转换成在滑动模式下工作。在滑动模式下，变速器14处于自由轮传动(即，超越)状态。
根据变速器构造，为了将变速器14转换成滑动模式，滑动模式启用模块56命令从第四档减档至第二或第三档。滑动模式启用模块56例如基于所达到的齿轮比和/或变速器构造来确定期望的自由轮。所达到的齿轮比是在检测到滑行条件时变速器的齿轮比。从第四档减档至第二或第三档会使变速器14的输入单向离合器(input sprag)能够自由轮传动或滑行。可以理解和认识到，取决于变速器的构造，滑动模式启用模块56可以从第四档以外的档位命令执行滑动模式。
响应于来自滑动模式启用模块56的命令，阀控制模块62控制液压回路36中的螺线管和控制阀(未示出)以向期望的自由轮施加液压压力。这样，齿轮组24接合到期望的自由轮28并进入自由轮传动状态。在滑动模式下，发动机12保持联接到变矩器16，变矩器16的泵和涡轮保持联接，并且由于自由轮28，齿轮组24与变矩器16脱离接合。齿轮组24与发动机12脱离联接并处于空档下。因此，发动机12可降低与变速器14无关的发动机速度。
参照图3，当示例性变速器结构处于第四档时，旋转离合器C34和带B24是接合的。旋转离合器C123是接合的，但没有转矩经由该旋转离合器C123传递。旋转离合器C123连接于自由轮F123。发动机转矩经由旋转离合器C123和旋转离合器C34传递给齿轮组24。齿轮组24包括恒星齿轮24-1、环形齿轮24-2、以及行星齿轮24-3。
参照图4，为了在示例性变速器结构中实现自由轮传动状态，变速器14被减档至第二档以接合旋转离合器C123和带B24。当旋转离合器C123和带B24被接合时，若旋转离合器C123的速度大于恒星齿轮24-2的速度，则发动机转矩可经由旋转离合器C123和自由轮F123传递给齿轮组24。自由轮F123是单向离合器，允许沿一个方向(即，从发动机12到齿轮组24)传递转矩。此外，为了将转矩从发动机12经由自由轮F123传递给齿轮组24，旋转离合器C123的速度必须等于或大于恒星齿轮24-1的速度。当发动机速度在滑行期间降低时，发动机转矩不经由自由轮F123传递给齿轮组24。因此，变速器14的输出速度可以逐渐降低，而不受发动机速度的影响。发动机速度可以更快地降低，而不受齿轮组24的速度的约束。
可以理解和认识到，如图3和图4所示的变速器结构仅仅是为了说明的目的。在不偏离本发明范围的情况下，根据本发明的滑动模式可以在任何类型的变速器结构中实施。例如，当变速器输入与变速器输出脱离连接并且可以独立于变速器输出速度而控制发动机速度时，可将变速器转换成滑动模式。可能需要或可能不需要减档以将变速器转换成滑动模式。
与正常滑行模式(例如，减速燃料切断模式)相比，当发动机12在滑行期间在滑动模式下运行时，燃料经济性得到了提高。在正常滑行模式中，发动机12联接到变速器14并且发动机速度与车辆速度成正比地减小。与正常滑行模式相比，根据本发明，因为发动机12与变速器14脱离了联接，所以发动机速度可以更快地降低并且可以在显著更短的时间内减小到怠速。当发动机速度更快地降低时，节省了更多燃料。
此外，滑动模式下的车辆速度比在正常滑行模式下以更低的速率减小。例如，在滑动模式下，变速器14与发动机12脱离了联接。因此，与变速器14联接到发动机12的正常滑行模式相反的是，变速器14的自由轮传动提供了更好的“滑动”。因此，通过启用滑动模式而增加了滑行时间。增加的滑行时间致使不那么频繁地应用加速踏板来加速车辆，从而提高了燃料经济性。
退出条件监控模块58监控发动机和车辆的工作状况以确定是否不再期望滑动模式。当节气门位置在第二阈值百分比以上时，当移动了变速杆时，当按下了制动踏板时，当车辆速度在阈值速度以下时，和/或当减速率超过阈值时，存在滑动模式退出条件。当上述条件中的一个或多个存在时，滑动模式退出模块60命令从第二或第三档增档至第四档。响应于来自滑动模式退出模块60的命令，阀控制模块62操作液压回路36中的螺线管和控制阀以便从自由轮28释放压力并向期望的离合器供应压力。当齿轮组24接合到期望的离合器时，发动机转矩通过变矩器16、该期望的离合器26从发动机12传递给齿轮组24。此时，变速器14在第四档下工作。
在滑动模式退出期间，发动机速度可返回到与所命令的档位同步的速度。可以若干方式中的一种来实现向同步速度的平稳返回。例如，滑动模式退出模块60可采用节气门管理策略来增大发动机速度，直至发动机速度变得与所命令的档位同步。可根据节气门管理策略来确定发动机速度。节气门管理策略涉及通过控制节气门开度而独立于加速踏板的下压程度直接控制发动机速度。可调节节气门打开率直至节气门达到期望值或被释放。当压力等于或超过与当前动力系状况相关联的正常压力时，节气门位置的增加得以完成。当发动机速度与变速器速度同步时，可恢复通过加速踏板对节气门的正常控制。
可替代地，可由驾驶员手动触发滑动模式。仅作为示例，滑动模式启用模块56可与警示模块68通信。警示模块68可与滑行监控模块54、换档状态模块66和滑动模式退出模块60通信。当检测到滑行条件并且变速器14的状态适合滑动模式时，启用警示模块68。警示模块68可包括可视指示器和ECO按钮。仅作为示例，可视指示器可包括发光二极管(LED)或控制面板图标。当启用了警示模块68时，可视指示器可指示：适合执行滑动模式。通过按下ECO按钮，驾驶员可启用滑动模式启用模块56以将变速器转换成在滑动模式下工作。
参照图5，让车辆滑行的方法80开始于步骤82。在步骤84中，滑行监控模块48监控发动机状况以确定是否存在滑行条件。当存在滑行条件时，滑行控制模块52在步骤86中确定ECO按钮是否处于开启状态。在步骤88中，换档状态确定模块66确定变速器是否处于预定档位。在步骤90中，滑动模式退出模块60确定从上一滑动模式起的逝去时间是否超过了阈值时间。当ECO按钮处于开启状态时，当变速器14处于第四档时，并且当从上一滑动模式起的逝去时间超过了阈值时间时，滑动模式启用模块56在步骤92中启用滑动模式。在步骤94中，滑动模式启用模块56确定期望的自由轮并且命令减档。然后在步骤96中，阀控制模块62控制液压回路36中的螺线管和控制阀以将齿轮组24接合到期望的自由轮。
在步骤98中，退出条件监控模块58监控发动机和车辆的状况以确定是否存在滑动模式退出条件。当存在退出条件时，滑动模式退出模块60在步骤100中命令加档。在步骤102中，阀控制模块62控制液压回路36中的螺线管和控制阀以将齿轮组24接合到期望的离合器26，从而将变速器14转换成第四档。
当在步骤86中ECO按钮处于关闭状态时，当在步骤88中变速器不处于第四档时，或者当在步骤90中从上一滑动模式起的逝去时间没有超过阈值时间时，滑动模式启用模块56不启用滑动模式，方法80行进到步骤104。方法80结束于步骤104。
从以上描述中，本领域技术人员现在可以认识到，本发明的广泛教导可通过多种形式实施。因此，虽然本发明包括特定示例，但本发明的真实范围不应该局限于此，因为在研读了附图、说明书和所附权利要求之后，本领域技术人员将清楚其它的修改方式。

Claims (10)

1.一种用于车辆的滑行控制***，包括：
滑行监控模块，其确定所述车辆是否处于滑行状态；以及
滑动模式启用模块，其基于所述车辆处于滑行状态这一确定结论使变速器在自由轮传动状态下工作。
2.如权利要求1所述的滑行控制***，其中，所述滑动模式启用模块命令所述变速器的齿轮组接合自由轮以实现自由轮传动状态。
3.如权利要求2所述的滑行控制***，其中，所述滑动模式启用模块命令旋转齿轮接合所述自由轮以实现自由轮传动状态。
4.如权利要求1所述的滑行控制***，其中，所述滑行监控模块基于发动机速度、节气门位置、以及发动机冷却剂温度来确定所述车辆是否处于滑行状态。
5.如权利要求1所述的滑行控制***，其中，当发动机冷却剂温度在阈值温度以上时，当发动机速度在阈值速度以上时，并且当节气门位置处于阈值百分比以下时，所述滑行监控模块确定所述车辆处于滑行状态。
6.如权利要求1所述的滑行控制***，其中，当所述滑行监控模块确定所述车辆处于滑行状态时，所述滑动模式启用模块命令减档。
7.如权利要求6所述的滑行控制***，其中，所述滑动模式启用模块命令从第四档减档至第二或第三档。
8.如权利要求1所述的滑行控制***，还包括滑动模式退出模块，当检测到滑动模式退出条件时，所述滑动模式退出模块停用滑动模式。
9.如权利要求8所述的滑行控制***，其中，当检测到所述退出条件时，所述滑动模式退出模块命令加档。
10.一种让车辆滑行的方法，包括：
确定所述车辆是否处于滑行状态；以及
基于所述车辆处于滑行状态这一确定结论使变速器在自由轮传动状态下工作。
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