CN109307023B - 用于临界离合器特性的统计自适应离合器学习的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于临界离合器特性的自适应离合器学习的方法包括减小供应到离合器的压力直到发生离合器滑移以获得多个离合器滑移适应点，每个离合器滑移适应点包括离合器滑移压力值和对应的离合器滑移转矩值。如果所获得的多个离合器滑移适应点中的最大值被确定为大于最大适应点极限，则除去多个离合器滑移适应点中的最大值和最小值。该方法结束于当获得预定数量的离合器滑移适应点时基于多个离合器滑移适应点确定最佳拟合线。

Description

用于临界离合器特性的统计自适应离合器学习的方法

技术领域

本公开涉及车辆变速器，并且更具体地涉及一种用于临界离合器特性的统计自适应离合器学习的方法。

引言

无级变速器（CVT）是能够在最小（低速传动）比与最大（超速传动）比之间的范围内连续地改变输出/输入速比的一类车辆变速器，因此允许响应于输出转矩请求而无限可变地选择发动机操作，其可实现燃料消耗和发动机性能的优选平衡。与使用一个或多个行星齿轮组以及多个旋转和制动摩擦离合器以建立离散挡位状态的常规齿轮变速器不同，CVT使用可变直径的滑轮***来实现传动比的无级可变选择。

通常称为变速机组件的滑轮***可以在校准的速比范围内的任何地方转变。典型的带式或链式变速机组件包括两个变速机滑轮，它们经由诸如驱动链条或皮带等环形可旋转驱动元件而互连。环形可旋转驱动元件在由锥形滑轮面限定的可变宽度间隙内滑动。变速机滑轮中的一个滑轮经由曲轴、变矩器和输入齿轮组接收发动机转矩，并且因此用作驱动/主/第一滑轮。另一个滑轮经由附加的齿轮组连接到CVT的输出轴，并且因此用作从动/副滑轮。一个或多个行星齿轮组可以用在变速机组件的输入侧或输出侧上。例如，取决于配置，行星齿轮组可以在输入侧上与正向和反向离合器结合使用来改变方向。

为了改变CVT速比并将转矩传递到传动系，可以经由一个或多个滑轮致动器将夹紧力（通过液压压力施加）施加到一个或两个变速机滑轮。夹紧力有效地将滑轮半部挤压在一起以改变滑轮面之间的间隙的宽度。间隙尺寸（即，节圆半径）的变化导致可旋转驱动元件在该间隙内滑动升高或降低。这进而会改变变速机滑轮的有效直径，并且因此改变CVT的速比。还可以施加夹紧力以通过连续构件将期望量的转矩从一个滑轮传递到另一个滑轮，其中所施加的夹紧力的量旨在防止连续构件在滑轮上滑移。

输出转矩的尖峰或干扰可能会导致环形可旋转构件在滑轮内滑移，潜在地损坏滑轮并导致性能较差。因此，当检测到转矩尖峰时，CVT控制***可以将最大夹紧压力施加到CVT皮带轮，以防止连续构件滑移。然而，这种最大夹紧压力对燃料经济性有负面影响。

目前生成的许多变速器是自适应的或可编程的。在这些变速器上，元件（离合器组件和离合器带）的释放和施加的定时由变速器控制模块（微处理器）控制。随着变速器换挡，一个元件被释放而另一个被施加。如果一个元件的释放与下一个元件的施加之间发生时间过长，则在换挡期间将发生发动机的“加快转速”。如果一个元件的释放与下一个元件的施加之间发生时间过少，则将发生发动机的“结合”。

处理器在车辆被驱动时调整定时值，试图实现理想的换挡参数。这种时间值的调整（称为“学***滑换挡是非常重要的。

发明内容

一个或多个示例性实施例通过提供汽车变速器***来解决上述问题，并且更具体地涉及一种用于临界离合器特性的统计自适应离合器学习的方法。

根据示例性实施例的各方面，一种用于临界离合器特性的自适应离合器学习的方法包括：减小供应到离合器的压力直到发生离合器滑移以获得多个离合器滑移适应点，每个离合器滑移适应点包括离合器滑移压力值和对应的离合器滑移转矩值。示例性实施例的另一个方面包括确定多个离合器滑移适应点中的最大值是否大于最大适应点极限。另一个方面包括当最大值大于最大适应点极限时，除去多个离合器滑移适应点中的最大值和最小值。再一方面包括当获得预定数量的离合器滑移适应点时基于多个离合器滑移适应点确定最佳拟合线。又再一方面包括基于最佳拟合线更新临界离合器特性适应数据。

示例性实施例的另一个方面包括确定离合器滑移适应点是否发生在供应给离合器的减小的压力的初始减压偏移之上。另一个方面包括当离合器滑移适应点发生在减小的压力的初始减压偏移以上时使减压学习计数器递增。并且另一个方面包括确定减压学习计数器是否大于预定减压学习阈值。并且再一方面包括当减压学习计数器大于预定减压学习阈值时清除临界离合器特性适应数据。又一方面包括当减压学习计数器大于预定减压学习阈值时，将学习的减压偏移增加学习的减压偏移的预定因子。

示例性实施例的其它方面包括当获得预定数量的离合器滑移适应点时基于多个离合器滑移适应点对最佳拟合线进行限速，并且确定最佳拟合线的斜率的增益变化是否小于最大速率极限并且大于最小速率极限。另一个方面包括当增益置信因子计数器减少时降低最小速率极限。并且另一个方面包括当增益置信因子计数器增加时增加最大速率极限。又一方面包括将多个离合器滑移适应点存储在至少一个范围受限方箱中。并且再一方面包括确定多个离合器滑移适应点的数量是否等于至少一个范围受限方格内允许的离合器滑移适应点的预定最大数量。虽然其它方面包括当至少一个范围受限方格充满时用最新离合器滑移适应点替换范围受限方格中的最早或最大离合器滑移适应点。

并且示例性实施例的再一方面包括将多个离合器滑移适应点存储在离合器滑移适应表中的至少一个范围受限方格中。并且另一个方面包括确定存储在离合器适应表中的多个离合器滑移适应点是否大于预定适应点阈值，或者每个方格的多个适应点是否大于每个方格阈值的预定适应点。并且又一方面其中确定最佳拟合线进一步包括当存储在离合器适应表中的多个离合器滑移适应点大于预定适应点阈值时或者当每个方格的多个适应点大于每个方格阈值的多个预定适应点时确定最佳拟合线。

根据本文提供的描述将明白进一步方面、优点和应用领域。应当理解的是，该描述和具体示例仅旨在用于说明目的并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文所述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据示例性实施例的方面的机动车辆推进***的示意图，该机动车辆推进***包括可旋转地联接到无级变速器（CVT）组件的内燃机；

图2是根据示例性实施例的方面的图1中所示的机动车辆推进***的示意图，该机动车辆推进***包括用于控制机动车辆推进***的方面的控制***；

图3是根据示例性实施例的方面的用于临界离合器特性的自适应离合器学习的方法的算法的图示；

图4A是根据示例性实施例的方面的具有包含离合器适应数据点的四个方格的八位表格的图示；

图4B是根据示例性实施例的方面的表示具有包含图4A的离合器适应数据点的四个方格的八位表格的曲线图的图示；

图5A是根据示例性实施例的方面的具有包含具有另外的数据点的图4A的离合器适应数据点的四个方格的八位表格的图示；并且

图5B是根据示例性实施例的方面的具有包含具有另外的数据点的图4A的离合器适应数据点的四个方格的八位表格的曲线图的图示。

具体实施方式

现在将详细参考在附图中说明的本公开的几个示例。附图和说明书中尽可能使用相同或类似的元件符号来指代相同或相似部分或步骤。附图是以简化形式呈现并且没有按精确比例绘制。仅为了方便和清楚起见，可以对附图使用诸如顶部、底部、左侧、右侧、向上、上方、上面、下面、下方、后面和前面等方向术语。这些和类似方向术语不应被解释为以任何方式限制本公开的范围。

现在参考附图，其中相同的附图标记在所有附图中对应于相同或类似的部件，图1和图2示意地说明了机动车辆推进***10的元件，这些元件包括发动机12（诸如内燃机），其经由变矩器16和前进后退切换机构18可旋转地联接到汽车变速器，在这种情况下是无级变速器（CVT）。机动车辆推进***10经由传动系20联接到一组机动车辆车轮22，以在车辆上采用时提供牵引力。变速箱（未示出）也可以包括在CVT 14的上线或下线以用于另外的齿轮装置选择。响应于驾驶员命令和其它车辆操作因素，机动车辆推进***10的操作可以由控制***60（参见图2）监控和控制。机动车辆推进***10可以是装置的一部分，该装置可以是车辆、机器人、农具、运动相关设备或任何其它运输装置。

发动机12可以是能够响应于源自控制***60的命令而将碳氢化合物燃料转变成机械动力以产生转矩的任何合适的发动机，诸如内燃机。发动机12还可以或者替代地包括电动机（未示出）。变矩器16可以是在其输入和输出构件之间提供流体联接以传递转矩的装置。在替代示例中，变矩器16可以被省略，并且离合器变成起动装置。

变矩器16的输出构件24可旋转地联接到前进后退切换机构18并且用作CVT 14的输入。前进后退切换机构18的提供是因为发动机12在预定单一方向上操作。在图1的具体示例中，前进后退切换机构18包括简单行星齿轮组26，该简单行星齿轮组包括太阳齿轮28、围绕太阳齿轮28同轴设置的环形齿轮30以及承载多个小齿轮34的行星架32，这些小齿轮与太阳齿轮28和环形齿轮30啮合。在其它变型中，可以使用双小齿轮行星齿轮组，其中一组小齿轮与第二组小齿轮啮合，第一组小齿轮与太阳齿轮28啮合并且第二组小齿轮啮合与环形齿轮30啮合。在该示例中，变矩器16的输出构件24连续地连接到环形齿轮30。在该示例中，CVT14的输入构件36连续地连接到太阳齿轮构件28。

前进后退切换机构18进一步包括前进离合器38和后退制动器40。前进离合器38可选择性地接合以将太阳齿轮28和CVT输入构件36接合到环形齿轮30和变矩器输出构件24，使得这些元件作为单个单元一起旋转。因此，发动机12然后可操作以沿前进方向驱动CVT14。后退制动器40可选择性地接合以将行星架构件32与诸如变速器壳体42的静止构件连接，使得输入旋转的方向随后将被反转，如施加到CVT输入构件36。然而，应当理解的是，变矩器输出构件24和CVT输入构件36以及后退制动器40和前进离合器38可以不同方式互连并且仍然实现前进倒退切换，而不会超出本公开的精神和范围。例如，可以使用在前进和倒退之间交替的其它动力流，诸如使用两个或三个离合器和一个、两个或更多个齿轮组的替代配置。前进离合器38和后退制动器40可以各自由向离合器38或制动器40供应流体压力的致动器（诸如液压控制的致动器）控制。

在该示例中，CVT 14是可以有利地由控制***60控制的带式或链式CVT。CVT 14包括变速机组件44，其在CVT输入构件36与CVT输出构件46之间传递转矩。变速机组件44包括第一驱动或主滑轮48、第二从动轮或副滑轮50以及连续可旋转装置52，诸如皮带或链条或任何柔性连续旋转装置，该连续可旋转装置将第一滑轮48和第二滑轮50可旋转地联接以在其间传递转矩。第一滑轮48和输入构件36围绕第一轴线A旋转，而第二滑轮50和输出构件46围绕第二轴线B旋转。第一滑轮48和第二滑轮50中的一个可以用作比例滑轮以建立速比，而第一滑轮48和第二滑轮50中的另一个可以用作夹紧滑轮以产生足够的夹紧力以在其间传递转矩。如本文所使用，术语‘速比’是指变速机速比，其是CVT输出速度与CVT输入速度的比率。因此，可以改变第一滑轮半部48a、48b之间的距离（通过沿着轴线A移动滑轮半部48a、48b中的一个或多个）以使连续可旋转装置52在两个滑轮半部48a、48b之间限定的凹槽内上下移动。同样地，第二滑轮半部50a，50b也可以沿着轴线B相对于彼此移动以改变CVT 14的比率或转矩承载能力。每个滑轮48、50的一个或两个滑轮半部48a、48b、50a、50b可以与诸如液压控制致动器等致动器一起移动，该致动器改变供应到滑轮48、50的流体压力。

机动车辆推进***10优选地包括用于监控各种装置的转速的一个或多个传感器或感测装置，诸如霍尔效应传感器，其包括例如变矩器涡轮速度传感器56、CVT变速机输入速度传感器58、发动机转速传感器（未示出）、CVT变速机输出速度传感器（未示出）以及一个或多个轮速传感器（未示出）。每个传感器都与控制***60进行通信。

参考图2，控制***60优选地包括至少一个控制器62并且可以包括用户界面64。为了便于说明，示出单个控制器62。控制器62可以包括多个控制器装置，其中每个控制器62都可以与监控和控制单个***相关联。这可以包括用于控制发动机12的发动机控制模块（ECM）和用于控制CVT 14以及用于监控和控制单个子***（例如，变矩器离合器和/或前进后退切换机构18）的变速器控制器（TCM）。

控制器62优选地包括至少一个处理器和至少一个存储器装置66（或任何非暂时性有形计算机可读存储介质），其上记录有用于执行用于控制CVT 14和/或前进离合器38和存储器高速缓冲存储器68的指令集的指令。存储器66可以存储控制器可执行指令集，并且处理器可以执行存储在存储器66中的控制器可执行指令集。

用户界面64与操作者输入装置（诸如，例如加速器踏板70和制动器踏板72）进行通信并监控操作者输入装置。用户界面64基于前述的操作者输入来确定操作者转矩请求。控制器62还从各种传感器接收输入，该各种传感器包括变矩器涡轮速度传感器56和固定到主滑轮48的CVT变速机输入速度传感器58。

术语控制器、控制模块、模块、控制、控制单元、处理器和类似术语是指专用集成电路（ASIC）、电子电路、中央处理单元（例如，微处理器）以及呈存储器和存储装置（只读、可编程只读、随机存取、硬盘等）的形式的相关非暂时性存储器部件的任何一个或各种组合。非暂时性存储器部件能够存储呈一个或多个软件或固件程序或例程的形式的机器可读指令，是组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、信号调节和缓冲电路，以及可由提供所描述功能性的一个或多个处理器存取的其它部件。

输入/输出电路和装置包括模拟/数字转换器以及监控来自传感器的输入的相关装置，其中此类输入以预设采样频率或响应于触发事件而监控。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语意味着包括刻度和查找表的任何控制器可执行指令集。每个控制器执行控制例程以提供期望功能，该功能包括监控来自感测装置和其它联网控制器的输入以及执行控制和诊断指令以控制致动器的操作。例程可以规则的间隔而执行，例如正进行的操作期间每100微秒执行一次。替代地，例程可以响应于触发事件的发生而执行。

控制器之间的通信和控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以使用直接有线点对点链路、联网通信总线链路、无线链路或任何另一种合适的通信链路而实现。通信包括以任何合适形式交换数据信号，包括（例如）经由导电介质交换电信号、经由空气交换电磁信号、经由光学波导交换光学信号等。

数据信号可包括表示来自传感器的输入的信号、表示致动器命令的信号，以及控制器之间的通信信号。术语'模型'是指基于处理器或处理器可执行代码以及模拟装置或物理过程的物理存在的相关校准。如本文所使用，术语'动态的'和'动态地'描述了实时执行并且以监测或以其它方式确定参数的状态和在例程的执行期间或例程执行的迭代之间规则地或定期地更新参数的状态为特征的步骤或程序。

图2的控制***60可以被编程为执行如图3中定义的并且如下文参考图4到5更详细讨论的方法100的步骤。现在参考图3，示出了存储在指令集上并且可由控制***60的控制器62执行的方法100的一个变型的流程图。例如，方法100用于临界离合器特性的统计自适应离合器学习，以消除可能不利地影响可驾驶性的离群数据点。

在框110处，该方法开始于滑移测试：减小供应到离合器的压力直到发生离合器滑移以获得多个离合器滑移适应点，其中每个离合器滑移适应点包括离合器滑移压力值和对应的离合器滑移转矩值。接下来在框112处，根据示例性实施例，离合器滑移适应点（发生滑移的转矩和压力值）被存储在控制器存储器中。

参考图4A和4B，每当方法100运行滑移测试时，就会将离合器滑移点处的压力和转矩存储在基于转矩的表格中。作为示例，就离合器转矩和离合器压力而言，使用具有至少一个范围受限方格（在这种情况下为四个方格）的8位表格（200a）来提供适应点聚集和存储的操作。如下学习适应点。在方格1中以25 Nm的转矩和150 kPa的压力学习点1（从左到右）。在方格2中以57 Nm的转矩和220 kPa的压力学习点2。在方格2中以95 Nm的转矩和310 kPa的压力学习点3。对于方格3，以110 Nm的转矩和339 kPa的压力学习点4，并且在方格4中以转矩155 Nm和425 kPa的压力学习点5。此时，方格1（0 Nm到50 Nm）具有一个点，方格2（50 Nm到100 Nm）充满2个点，方格3（100 Nm到150 Nm）具由一个点，而方格4（150 Nm到200 Nm）具有一个点。相应地，该方法将继续学习多个离合器滑移适应点并且将适应点存储在至少一个范围受限方格中或适应表中，直到超过预定的方格阈值或者适应表填满。

在框114处，该方法包括继续确定离合器滑移适应点是否发生在供应给离合器的减小的压力的初始减压偏移之上。减压偏移是初始快速压力降到保持离合器接合所需的计算的临界容量以上的预定减压阈值。如果检测到离合器滑移超过该偏移，则滑移适应点方法必须学习显著低于离合器的实际临界容量的临界容量。

因而，当适应点学习发生在初始降压偏移点上方时，在框116处，减压学习计数器将递增以跟踪这些事件。在框118处，如果该缩小学习计数器变得大于预定减压学习计数器阈值，则在框128处，整个滑移适应点学习表将被清除所有适应数据点，并且先前学习的减压偏移将增加其原始值的预定因子，例如1.5倍。这将快速增加离合器上的压力并且允许离合器压力稍高以防止驾驶性问题，同时适应重新填充适应点学习表并且计算表示临界离合器特性数据的新的最佳拟合线。

如果确定减压学习计数器没有超过预定减压学习计数器阈值，则在框120处，方法继续确定所学习的多个离合器滑移适应点中的最大值是否大于最大适应点极限。在图4B中，虚线（202a和204A）表示适应点的最大残留极限。这些残留极限（202a和204A）将取决于适应表中的点数和适应点学习数据的线性度而缩小。因而，该方法将继续确定多个离合器滑移适应点的数量是否等于至少一个范围受限方格和/或适应表内允许的离合器滑移适应点的预定最大数量。

如果在已经学习了预定的最大数量的适应点之前一个适应点方格充满，则该方法将继续当至少一个范围受限方格已充满时用最新的或最近的离合器滑移适应点来替换在该特定范围受限方格中的最早的或最大的离合器滑移适应点。在将多个离合器滑移适应点存储在至少一个范围受限方格和/或离合器滑移适应表中之后，该方法包括确定存储在离合器适应表中的多个离合器滑移适应点是否大于预定适应点阈值时或者每个方格的多个适应点是否大于每个方格阈值的预定适应点。如果存储在离合器适应表中的多个离合器滑移适应点不大于预定适应点阈值，或者如果每个方格的多个适应点不大于每个方格阈值的预定适应点，则该方法继续学习适应点直到超过预定适应点阈值。

继续参考图5A和5B，当在方格3中（以125 Nm的转矩和410 kPa的压力）学习到另一个适应点时，更新最佳拟合线206b，并且由于所示的附加点，再次缩小残留极限。在新的极限（202b和204B）下，125 Nm的转矩点位于极限之外。在这种情况下，将更新最佳拟合线206b，但是下一次适应学习方法学习一个点并且在用该点填充该表格之前（在图3中，框122），该方法继续当最大值大于最大适应点极限时除去多个离合器滑移适应点中的最大值（125 Nm）和最小值（25 Nm）。以此方式，该方法有助于防止离群数据点偏移最佳拟合线太远。

现在转到框124，如果学习了足够的适应日期点，则当存储在离合器适应表中的多个离合器滑移适应点大于预定适应点阈值时或者当每个方格的多个适应点大于每个方格阈值的预定适应点时，该方法继续确定最佳拟合线以便表示用于良好驾驶性和效率的离合器的转矩对压力特性。

接下来，在框126处，该方法继续当在方格和/或表格中获得预定数量的离合器滑移适应点时基于多个离合器滑移适应点对最佳拟合线进行限速。限速的第一部分包括确定最佳拟合线的斜率的增益变化是否小于最大速率极限并且大于最小速率极限，或者确定最佳拟合线是否位于斜率“死区”内。在这种情况下，最佳拟合线的增益必须改变超过此死区极限才能完全改变适应线增益。

增益置信因子（GCF）是计数器，其对增益在某个方向上被限速多少次进行计数。这也包括当GCF计数器减小时降低最小速率极限，并且当GCF计数器增加时增加最大速率极限，使得在任一方向上更高的GCF超过死区。最佳拟合线斜率极限将分别向着该方向增加。例如，当GCF倒数时，斜率下降极限将会增加以使适应限速斜率更快地向下移动到最佳拟合斜率。随着GCF计数，限值增加以允许更快地向上移动，但是如果GCF缓慢上移并保持为低，则极限移动非常小以防止斜率随着一个离群点过快地向上改变。该策略允许适应稳定性，而不会牺牲适应随着离合器增益的实际变化而更新的能力。

在框130处，该方法继续基于来自至少一个方格和/或适应表的临界离合器特性适应数据来更新最佳拟合线。此后，在框132和134处，该方法继续确定学习延迟计时器是否在开始随后的减压/学习适应测试之前已经过期。在计时器过期之后，在框136处，如果满足多个输入条件（包括点火开启、车速、传动系转矩等）或直到从点火开启到达预定最大点数之前，则方法重复。

具体实施方式和附图或图式是对本公开的支持和描述，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于执行所要求保护的公开的一些示例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的公开内容的各种替代设计和示例。另外，附图中所示的示例或本说明书中提及的各种示例的特性不一定被理解为彼此独立的示例。实情是，在示例的一个示例中描述的每个特征都可能与来自其它示例的一个或多个其它期望特性组合，导致其它示例没有在文字中或通过参考附图来描述。因此，这样的其它示例落入所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于临界离合器特性的自适应离合器学习的方法，所述方法包括：

减小供应到离合器的压力直到发生离合器滑移以获得多个离合器滑移适应点，每个离合器滑移适应点包括离合器滑移压力值和对应的离合器滑移转矩值；

确定所述多个离合器滑移适应点中的最大值是否大于最大适应点极限；

当所述最大值大于所述最大适应点极限时，除去所述多个离合器滑移适应点中的所述最大值和最小值；

当获得预定数量的离合器滑移适应点时，基于所述多个离合器滑移适应点确定最佳拟合线；以及

基于所述最佳拟合线更新临界离合器特性适应数据。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括确定离合器滑移适应点是否发生在供应给所述离合器的减小压力的初始减压偏移以上。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括当离合器滑移适应点发生在预定初始减压偏移以上时，使减压学习计数器递增。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括确定所述减压学习计数器是否大于预定减压学习阈值。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括当所述减压学习计数器大于所述预定减压学习阈值时清除所述临界离合器特性适应数据。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括当所述减压学习计数器大于所述预定减压学习阈值时，将学习的减压偏移增加学习的减压偏移的预定因子。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括当获得预定数量的离合器滑移适应点时，基于所述多个离合器滑移适应点对所述最佳拟合线进行限速。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括确定所述最佳拟合线的斜率的增益变化是否小于最大速率极限并且大于最小速率极限。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括当增益置信因子计数器减少时降低最大速率极限。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括当所述增益置信因子计数器增加时增加所述最大速率极限。

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