專利名稱：采用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩請求信號控制離心式離合器接合的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛傳動系統(tǒng)中的離心式離合器以及用于控制離合器接合的方法。
背景技術(shù)：
在具有內(nèi)燃機(jī)和多重傳動比變速箱的自動化的重型車輛的傳動系統(tǒng)的設(shè)計中，公知的手段是包括用于將發(fā)動機(jī)與變速箱的轉(zhuǎn)矩輸入側(cè)相連的離心操縱的離合器。該離心操縱的離合器作為在車輛運(yùn)行過程中可接合的主摩擦離合器。該接合是油門位置和其它系統(tǒng)參數(shù)例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、變速箱輸入軸轉(zhuǎn)速、變速箱輸出軸轉(zhuǎn)速以及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的函數(shù)。變速箱通常是多重傳動比的變速箱，其中傳動比的改變采用電子微處理控制器控制。但變速箱也可由操作者手動控制。發(fā)動機(jī)可包括采用微處理控制器基于閉環(huán)控制技術(shù)對發(fā)動機(jī)供油進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制器，由此該控制器提供發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。在發(fā)動機(jī)是火花點(diǎn)火的情況下，采用火花定時器來獲得在傳動比改變的過程中瞬時轉(zhuǎn)矩傳遞的中斷。在發(fā)動機(jī)是柴油壓縮點(diǎn)火的情況下，采用發(fā)動機(jī)供油調(diào)節(jié)來獲得在傳動比改變的過程中瞬時轉(zhuǎn)矩的中斷。
這種類型的傳動系統(tǒng)中的離心操縱的離合器在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的。它們通常包括可與連接到發(fā)動機(jī)上的主動元件一起旋轉(zhuǎn)的離心致動的平衡塊。這些平衡塊在離心力的作用下自由向外移動以使主動元件摩擦地與被動的動力輸出元件接合。這種類型的離心操縱的離合器的實(shí)例可參見美國專利No.6,502,476、5,441,137、5,730,269以及4,610,343。
在重型車輛的傳動系統(tǒng)中，采用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)的閉環(huán)控制來獲得滿意的車輛運(yùn)行性能。當(dāng)控制器允許動態(tài)換檔時離合器保持接合。離合器在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于開始降檔時的最高期望轉(zhuǎn)速時保持接合。離合器在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于升檔后的最小期望轉(zhuǎn)速時也保持接合。這可以通過在運(yùn)行過程中控制發(fā)動機(jī)的供油來同時實(shí)現(xiàn)，由此使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩等于或不超過目標(biāo)值。目標(biāo)值被確定為是檢測到的輸入信號的函數(shù)，所述輸入信號可以是油門位置、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩、變速箱輸入轉(zhuǎn)速、變速箱輸出轉(zhuǎn)速、傳動比以及離合器滑轉(zhuǎn)率。
如果發(fā)動機(jī)被標(biāo)定為接受來自車輛控制器的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速限制請求，則對這種類型的重型車輛傳動系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)動機(jī)的控制是成功的。在前段論述的控制函數(shù)不適合對已知設(shè)計中的重型車輛傳動系統(tǒng)的控制，該已知設(shè)計中的重型車輛的傳動系統(tǒng)不包括被標(biāo)定為響應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速限制請求的發(fā)動機(jī)。即使發(fā)動機(jī)被設(shè)計成接受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速限制請求，它也不能被標(biāo)定成對所有的可采用具有離心致動離合器的變速箱的車輛應(yīng)用都適用。需要一種響應(yīng)轉(zhuǎn)速限制請求的控制方法來獲得平穩(wěn)的運(yùn)行。如果這種類型的發(fā)動機(jī)被用在具有離心致動離合器的變速箱上，而該離心致動離合器不響應(yīng)采用轉(zhuǎn)速限制請求的離合器控制策略，則在離心式離合器的摩擦表面接合時離合器性能變差，且其運(yùn)行特征是存在不合乎要求的慣性轉(zhuǎn)矩擾動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括一種用于響應(yīng)轉(zhuǎn)矩請求信號控制重型車輛傳動系統(tǒng)中離心致動的主離合器的方法。所有用于重型車輛傳動系統(tǒng)、能夠如上所述響應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速限制請求的電控發(fā)動機(jī)也能夠響應(yīng)轉(zhuǎn)矩請求，無論發(fā)動機(jī)制造商是否已經(jīng)將發(fā)動機(jī)標(biāo)定到準(zhǔn)確響應(yīng)轉(zhuǎn)速限制請求的程度。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種普遍接受的用于控制重型車輛傳動系統(tǒng)的離心式離合器控制器。這一目的通過采用公知離合器控制器的轉(zhuǎn)速限制輸出并將其作為對本發(fā)明的控制器的輸入以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩請求來實(shí)現(xiàn)，所述轉(zhuǎn)矩請求被傳送到離合器控制器，從而在運(yùn)行過程中無需轉(zhuǎn)速限制輸入就可獲得高質(zhì)量的離合器接合。本發(fā)明的控制器包括狀態(tài)過濾器，其提供目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)加速度以得出加速度前饋值。該值與發(fā)動機(jī)慣性標(biāo)定值一起產(chǎn)生實(shí)際的前饋轉(zhuǎn)矩。而后，慣性前饋轉(zhuǎn)矩與標(biāo)定的發(fā)動機(jī)摩擦前饋轉(zhuǎn)矩結(jié)合以產(chǎn)生前饋轉(zhuǎn)矩。
所述過濾器還被用于產(chǎn)生要請求的轉(zhuǎn)速和加速度以得到平穩(wěn)快速的加速度形成時間。加速度信號在乘以發(fā)動機(jī)慣性項后作為轉(zhuǎn)矩值被前饋。這使得控制器對運(yùn)行過程中所需使發(fā)動機(jī)加速或減速的附如轉(zhuǎn)矩發(fā)出請求。
控制器還產(chǎn)生經(jīng)過計算的加速度，該加速度乘以發(fā)動機(jī)摩擦轉(zhuǎn)矩的估計值以得到摩擦前饋轉(zhuǎn)矩。該加速度項被積分以得到與發(fā)動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速相比較的發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。而后在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上的偏差被傳送到產(chǎn)生反饋轉(zhuǎn)矩值的中斷抑制系統(tǒng)。在轉(zhuǎn)矩請求計算中該偏差在與前饋轉(zhuǎn)矩結(jié)合之前還乘以積分得到的增益系數(shù)。


圖1是用于重型車輛的傳動系統(tǒng)中的離心式離合器的整體控制系統(tǒng)的示意性系統(tǒng)框圖；圖1a是可用于圖1所示的控制系統(tǒng)內(nèi)的微處理控制器的總體示意性簡圖；圖2是用于產(chǎn)生用在圖1所示的系統(tǒng)內(nèi)的轉(zhuǎn)矩請求的控制模塊的示意性簡圖；圖3是表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和離心式離合器夾緊力關(guān)系的線圖；圖4是表示作為油門開度百分?jǐn)?shù)的函數(shù)的發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的線圖；圖5a是離心式離合器的局部示意圖，其中離心操縱部件處于離合器的脫開位置；圖5b是圖5a所示的離心式離合器的局部示意圖，其中離心操縱部件處于離合器的接合位置；圖6表示從與離合器軸線平行的切斷平面的有利位置處觀察到的離心式離合器的摩擦片和摩擦盤的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖5a，5b和6表示作為重型車輛傳動系統(tǒng)內(nèi)主離合器的離心式離合器，其用于將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩從發(fā)動機(jī)曲軸傳遞到具有多重傳動比的重型車輛變速箱的動力輸入元件。離合器結(jié)構(gòu)包括在圖5a和5b中用10表示的離合器殼體。殼體10固定在發(fā)動機(jī)飛輪上并與發(fā)動機(jī)曲軸一起旋轉(zhuǎn)。4個飛輪12在14處用樞軸連接到殼體10上。每個飛輪12具有一個或多個位于飛輪中間部分和殼體10之間的回位彈簧16?；匚粡椈?6繞樞軸14沿徑向向內(nèi)偏壓飛輪12。飛輪通常由彈簧16壓靠著與由殼體10支承的止塊18接合。止塊18可包括可伸縮的緩沖器或套筒以緩沖每個飛輪與止塊18的接合。
每個飛輪12帶有一個或多個滾子20。每個滾子支承旋轉(zhuǎn)在飛輪主動端上的凹槽22內(nèi)。滾子繞與由14表示的樞軸相交的軸線樞轉(zhuǎn)。
當(dāng)離心式離合器靜止時，飛輪12在圖5a所示的位置。每個飛輪與緩沖器凹槽24上的止塊18接合。
圖6表示離心式離合器的摩擦元件相對于離心式離合器的旋轉(zhuǎn)軸線的關(guān)系，后者在圖6中用27表示。摩擦片26和28分別帶有用30和32表示的摩擦墊。摩擦片用花鍵連接到變速器轉(zhuǎn)矩輸入軸上。離合器盤34，36，38和40與用42示意性表示的發(fā)動機(jī)飛輪相連并與其一起旋轉(zhuǎn)。離合器可包括用于對磨損的摩擦元件拉緊的調(diào)整機(jī)構(gòu)44。機(jī)構(gòu)44可構(gòu)成作用盤34的一部分。
滾子20位于作用盤34和離合器盤36之間。在離合器盤36上形成斜面46，因此作用盤34與離合器盤36的間距是可變的。當(dāng)滾子20在箭頭48方向上移動時，它們與斜面46接合，由此在靠左方向的離合器盤36上施加離合器接合力。該力由用50表示的隔片彈簧傳遞到摩擦盤上。對彈簧50預(yù)加載，使得夾緊力隨著滾子20沿徑向向外移動而提高。夾緊力由彈簧50上標(biāo)定的預(yù)加載荷限定。
在圖3中繪出了由圖5a，5b和6中的離心式離合器形成的夾緊力。在圖3中用52表示夾緊力的限值。在通常的實(shí)施例中，隨著在摩擦盤上的夾緊力如圖3中的54所示大體線性的提高，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速從大約每分鐘800轉(zhuǎn)提高到大約每分鐘1400轉(zhuǎn)。在超過彈簧50上的預(yù)加載荷后，夾緊力變?yōu)橛?2表示的限值。當(dāng)回位彈簧16形成的力一直保持與飛輪的離心力相反時，由離心飛輪形成、將滾子移動到離合器盤36的斜面部分46所需的力比將滾子保持在離合器盤36的平面部分所需的力更大。因此，在用56表示的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速值和用58表示的離合器脫開夾緊力后的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速值之間存在差值。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到其在離合器接合之前的初值時，隨著離合器的脫開，夾緊力快速下降，如60所示。
可參考美國專利5,901,823，其中描述了一種最大力作用在摩擦元件上的離合器，該離合器采用彈簧限制所述最大力。
圖4表示作為油門位置的函數(shù)的運(yùn)行中發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的線圖。對于任何給定的離心式離合器的設(shè)計，都存在一個特定的發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和油門位置的關(guān)系，對于所述關(guān)系離合器在運(yùn)行過程中將具有最大的平穩(wěn)性。可以對發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和油門位置之間的關(guān)系作出標(biāo)定，使得在轉(zhuǎn)速略高于標(biāo)定設(shè)置時離合器開始產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。圖4中輕的油門線的斜度和重的油門轉(zhuǎn)速限制線68的斜度被設(shè)置成在較寬油門位置的范圍內(nèi)獲得的良好起動性能的范圍較寬。
圖4所示的線圖是通過實(shí)驗確定的。它們被繪制成使重的油門線的高速點(diǎn)70設(shè)定在產(chǎn)生離合器額定最大轉(zhuǎn)矩的大約25-30％的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處。輕的油門線相應(yīng)的高速點(diǎn)也可通過實(shí)驗確定。
圖4所示的標(biāo)定特性對產(chǎn)生所謂的“接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)速(touch point speed)非常重要，所述接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)速是離合器在運(yùn)行過程中形成初始轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速。當(dāng)車輛停止時在試圖使齒輪嚙合的過程中的所謂的接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)速對于不同的油門位置設(shè)置是不同的，而且當(dāng)車輛停止時在試圖使齒輪嚙合的過程中產(chǎn)生的所謂的接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)速不同于在開始運(yùn)行后試圖對齒輪嚙合起作用時產(chǎn)生的接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)速。在美國專利6,539,820中描述離合器的這種特性，參考該專利對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。
在圖1所示的系統(tǒng)框圖中，發(fā)動機(jī)用80表示。其包括將轉(zhuǎn)矩向在前描述的離心式離合器上分配的曲軸82。在圖1中離合器總體上用84表示。來自離合器動力輸出側(cè)的動力被分配在變速箱86的動力輸入側(cè)。變速箱依次將用88表示的動力向車輛差速器和車軸組件傳遞，以驅(qū)動車輛的驅(qū)動輪(未示出)。變速器86可包括具有多重傳動比的齒輪裝置以及不同步的爪式離合器，這樣建立和解除了從離合器到動力輸出部件88的多重轉(zhuǎn)矩傳遞路線。離合器通過離合器致動器例如電動機(jī)機(jī)構(gòu)致動和脫開。在通常的重型車輛變速箱中，在變速箱電子控制單元90的控制下傳動比改變受檔位執(zhí)行器89的影響。整個系統(tǒng)的電子控制單元92與變速箱電子控制單元90相聯(lián)系，由雙向信號通道94表示。在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利6,561,948、5,370,013、5,509,867、6,149,545和5,620,392中披露了重型車輛變速器的實(shí)例。但是，在實(shí)施本發(fā)明時也可以采用其它類型的變速器例如具有壓力操縱的摩擦式離合器和制動器的行星齒輪變速箱。
發(fā)動機(jī)包括發(fā)動機(jī)控制器96，其通過信號通道98從變速箱電子控制單元90接收發(fā)動機(jī)指令。發(fā)動機(jī)控制器96也從發(fā)動機(jī)微處理單元100接收所需產(chǎn)生適當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)指令，發(fā)動機(jī)微處理單元100通過信號通道102向發(fā)動機(jī)控制器傳輸指令信號。
圖1示出在車輛操作者控制下的加速踏板104。在車輛運(yùn)行過程中，加速踏板被壓下。加速踏板106的動作由傳感器106接收，傳感器106產(chǎn)生用108表示的踏板位置信號，該信號由油門控制模塊110接收。踏板位置信號也被傳送到用112表示的發(fā)動機(jī)控制器，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)油門的適當(dāng)動作。
模塊110包括存儲在存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示踏板位置和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。以用114表示的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)形式傳輸?shù)奶ぐ逦恢眯畔⒈粋魉偷侥K116，其通過計算確定所需的離心速度，以在數(shù)據(jù)傳輸線或信號通道118處建立轉(zhuǎn)速請求。這將參照圖2進(jìn)行描述。
用118表示的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求由控制模塊120接收，從而在數(shù)據(jù)傳輸線或信號通道122處建立轉(zhuǎn)矩請求。這也將參照圖2進(jìn)行描述。
用122表示的轉(zhuǎn)矩請求被傳送到系統(tǒng)電子控制單元92，系統(tǒng)電子控制單元92執(zhí)行幾種控制功能包括確定用于變速箱的離合器和制動器壓力。用122表示的轉(zhuǎn)矩請求還被傳送到發(fā)動機(jī)微處理單元100。由微處理單元100接收的信息產(chǎn)生所需的用于提供適當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動機(jī)指令，如上所述，該發(fā)動機(jī)指令通過數(shù)據(jù)傳輸線或信號通道102被傳送到發(fā)動機(jī)控制器。
在圖1a中以總體示意形式表示的發(fā)動機(jī)微處理單元100包括存儲器，其中存儲著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)燃料消耗率之間的三維關(guān)系。通過標(biāo)定建立這一關(guān)系。用122表示的轉(zhuǎn)矩請求被用在由發(fā)動機(jī)微處理單元標(biāo)定的三維關(guān)系中以產(chǎn)生用102表示的發(fā)動機(jī)指令。
如上所述，發(fā)動機(jī)控制器和發(fā)動機(jī)微處理單元響應(yīng)轉(zhuǎn)矩請求而不是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求。因此，可采用圖1所示的系統(tǒng)產(chǎn)生用于傳動系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)指令，該傳動系統(tǒng)不包括被標(biāo)定接收發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求的發(fā)動機(jī)。
在圖1所示的系統(tǒng)中，操作者可以公知的方式選擇所需的傳動比以及傳動比的范圍。每個范圍可包含多個傳動比。盡管在每個范圍內(nèi)的傳動比差值可以是相同的，但在公知形式中一個范圍內(nèi)的傳動比是階躍的。選擇的傳動比和范圍通過信號通道124被傳送到用92表示的系統(tǒng)電子控制單元，而且該傳動比和范圍與通過信號通道128傳送到變速箱電子控制單元的變速箱輸出轉(zhuǎn)速信息以及通過信號通道129接收的變速箱輸入轉(zhuǎn)速信息一起被變速箱電子控制單元92采用。用126示意性表示傳動比和范圍選擇器。在圖1中用125表示用于傳動比選擇的信號通道。
圖1a是用于產(chǎn)生發(fā)動機(jī)80的發(fā)動機(jī)指令的公知的處理單元的總體示意圖。其包括隨機(jī)存取存儲器127(RAM)，只讀存儲器130(ROM)以及中央處理單元132(CPU)。包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩請求、操作者傳動比和范圍選擇的輸入信號在134被調(diào)節(jié)后，CPU接收那些輸入數(shù)據(jù)。只讀存儲器130含有以上參照圖1描述的類型的信息，包括在84處的離心式離合器數(shù)據(jù)、在100處的發(fā)動機(jī)控制數(shù)據(jù)和在110處的油門控制數(shù)據(jù)，以及將參照模塊116和120進(jìn)行描述的控制算法，該控制算法用于計算發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩請求。
在對輸入信號進(jìn)行調(diào)節(jié)后，CPU接收RAM 127中的參數(shù)并利用RAM中的參數(shù)執(zhí)行只讀存儲器130中存儲的算法，從而在輸出端口136產(chǎn)生必要的輸出。
在圖1中所需離心速度計算模塊116包括大體在圖1a中所示類型的微處理單元。由模塊116接收的信息包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。輸出端口可傳送用118表示的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求信號。采用如下所示的存儲在存儲器(ROM)中的算法對向模塊116輸出的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求進(jìn)行計算輸出(K)＝[輸入(K)-輸出(K-1)]和極限值中較小的一個再加上輸出(K-1)其中K為采樣時間輸出(K)為新輸出的轉(zhuǎn)速請求輸出(K-1)為微處理單元前一個控制循環(huán)中的最后一個輸出輸入(K)為當(dāng)前轉(zhuǎn)速值在模塊116輸出端的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求信號是一個在給定的微處理單元的控制循環(huán)中的定時轉(zhuǎn)速樣本。其值等于由當(dāng)前采樣時間常數(shù)K所代表的當(dāng)前轉(zhuǎn)速減去在微處理單元前一個控制循環(huán)中相應(yīng)時間的轉(zhuǎn)速采樣。對在前或上一個控制樣本的采樣時間由標(biāo)定常數(shù)K-1表示。當(dāng)前輸入轉(zhuǎn)速和上一個輸出轉(zhuǎn)速之間的差值與對轉(zhuǎn)速信號的變化率形成限制的標(biāo)定參量進(jìn)行比較。新的輸出轉(zhuǎn)速等于限制值與當(dāng)前控制循環(huán)中的輸出轉(zhuǎn)速和在前或上一個控制循環(huán)中的輸出轉(zhuǎn)速之間的差值二者中較小的一個。而后該較小值與在前或上一個控制循環(huán)的輸出轉(zhuǎn)速相加。結(jié)果就是當(dāng)前采樣時間下新的輸出轉(zhuǎn)速。這種計算方式防止了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求信號出現(xiàn)不符合要求的快速變化，而且避免了離合器生硬的接合例如在離合器突然動作時形成的接合。
如上所述，在116處產(chǎn)生的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求118被傳送到控制模塊120。在圖2中以圖解形式表示控制模塊120。模塊142包含正值加速度限制144以及用146表示的負(fù)值限制。模塊142對用144表示的正值加速度形成限制閾或飽和級。起過濾作用的模塊142用較小的超調(diào)提供平穩(wěn)快速的加速度上升時間。在車輛運(yùn)行過程中，模塊142在148處形成目標(biāo)加速度，用150表示對該目標(biāo)加速度進(jìn)行積分，從而在152處產(chǎn)生發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。在圖1中可見的從發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器154接收到的發(fā)動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速通過數(shù)據(jù)傳輸線或信號通道156被傳送到控制模塊。
用154表示的發(fā)動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速信號在比較器158與發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較以在160處確定出偏差。
在152處的發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速沿信號通道162反饋并在164處與所需發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較。118和162處的轉(zhuǎn)速差值在138處乘以加速度增益系數(shù)140，得到一個被傳送到過濾模塊142的加速度值。
目標(biāo)加速度是用166表示的前饋項，乘以標(biāo)定的發(fā)動機(jī)慣性項168在170處得到慣性前饋轉(zhuǎn)矩。前饋特性使控制器定時請求得到所需使發(fā)動機(jī)加速的附加發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩。
在160處的偏差項乘以比例項172以得到反饋轉(zhuǎn)矩值174。偏差也乘以積分項176，并且所得值由離散型子模塊178進(jìn)行積分以得到轉(zhuǎn)矩項180。在174處的轉(zhuǎn)矩項加上在180處計算出的轉(zhuǎn)矩項以在182處得到前饋轉(zhuǎn)矩。
184處的發(fā)動機(jī)摩擦系數(shù)乘以152處的發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，以在186處得到前饋摩擦轉(zhuǎn)矩項。在170、182和186處的轉(zhuǎn)矩值相加得到用188表示的輸出的轉(zhuǎn)矩請求。在186處的前饋項消除了在請求轉(zhuǎn)速上產(chǎn)生的發(fā)動機(jī)粘滯摩擦效應(yīng)。
在182處的反饋轉(zhuǎn)矩是所需在發(fā)動機(jī)指令下獲得適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速分量的轉(zhuǎn)矩，所述發(fā)動機(jī)指令通過圖1所示的數(shù)據(jù)傳輸線或信號通道102傳送到控制器。
盡管描述的是獨(dú)立的電子控制器，但很明顯也可以利用用于發(fā)動機(jī)、系統(tǒng)和離合器的單個電子控制器或微處理單元組成在圖1a中以總體形式示意性表示的微處理單元的結(jié)構(gòu)體系。
盡管已經(jīng)表示并描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但并不意味著這些實(shí)施例表示和描述了本發(fā)明的所有可能的形式。相反，在說明書中采用的話語是描述性的而不是限制性的話語。應(yīng)該認(rèn)識到，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于控制車輛傳動系統(tǒng)中的離心式主離合器(84)接合的方法，所述車輛傳動系統(tǒng)具有油門可控的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(80)、多重傳動比的變速箱(86)以及用于在運(yùn)行過程中控制離合器接合并在來自所述發(fā)動機(jī)(80)的轉(zhuǎn)矩被傳遞到所述變速箱(86)的轉(zhuǎn)矩輸入元件時控制加速度的主離合器控制器，還具有響應(yīng)在連續(xù)的控制循環(huán)中確定的運(yùn)行參量的發(fā)動機(jī)控制器(96)，所述發(fā)動機(jī)具有駕駛員操作的車輛加速踏板(104)，所述方法包括計算發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求(118)；將所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求轉(zhuǎn)換為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩請求(122)；以及產(chǎn)生響應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩請求(122)變化的發(fā)動機(jī)控制指令(102)，因此所述車輛的運(yùn)行特征在于，可控并定時的離合器接合對接合平穩(wěn)性起作用。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求(118)的步驟包括通過確定在所述主離合器控制器當(dāng)前控制循環(huán)中的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與所述主離合器控制器前一個控制循環(huán)中的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的差值來確定所述主離合器控制器的每個控制循環(huán)中定時采樣的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(114)；將所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上的差值與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化率參量進(jìn)行比較；以及將所述變化率限值參量與所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上的差值中較小一個加上所述前一個控制循環(huán)中的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求轉(zhuǎn)換為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩請求的步驟包括通過采用預(yù)先計算的加速度增益系數(shù)轉(zhuǎn)換所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求來產(chǎn)生目標(biāo)加速度的前饋值(166)；將所述目標(biāo)加速度前饋值積分以得到發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速(152)；將發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速(152)與發(fā)動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速(156)進(jìn)行比較以確定轉(zhuǎn)速偏差(160)；將轉(zhuǎn)速偏差轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速偏差反饋轉(zhuǎn)矩(174)；將所述目標(biāo)加速度值(166)轉(zhuǎn)換為慣性前饋轉(zhuǎn)矩(170)；以及將轉(zhuǎn)速偏差反饋轉(zhuǎn)矩(174)、慣性前饋轉(zhuǎn)矩(170)以及發(fā)動機(jī)摩擦前饋轉(zhuǎn)矩(186)結(jié)合以實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)矩請求(188)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述摩擦前饋轉(zhuǎn)矩(186)通過將發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速(162)乘以發(fā)動機(jī)摩擦系數(shù)(184)來確定。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述慣性前饋轉(zhuǎn)矩(170)通過將目標(biāo)前饋加速度乘以表示發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)部件質(zhì)量的標(biāo)定的發(fā)動機(jī)慣性參量來確定。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生目標(biāo)加速度前饋值(166)的步驟包括采用預(yù)先標(biāo)定的增益系數(shù)(140)并包括將所需發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與所述加速度增益系數(shù)的乘積過濾以產(chǎn)生用于所述目標(biāo)加速度的加速度飽和極限的步驟。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生目標(biāo)加速度前饋值(166)的步驟包括采用預(yù)先標(biāo)定的增益系數(shù)(140)并包括將所需發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與所述加速度增益系數(shù)的乘積過濾以產(chǎn)生用于所述目標(biāo)加速度的加速度飽和極限的步驟。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述產(chǎn)生目標(biāo)加速度前饋值(166)的步驟包括采用預(yù)先標(biāo)定的增益系數(shù)(140)并包括將所需發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與所述加速度增益系數(shù)的乘積過濾以產(chǎn)生用于所述目標(biāo)加速度的加速度飽和極限的步驟。
全文摘要
一種用于控制重型車輛傳動系統(tǒng)中的離心式離合器的方法采用用于控制器的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩請求，其中所述控制器包括車輛發(fā)動機(jī)控制器。離合器控制器基于駕駛員輸入產(chǎn)生發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速請求被轉(zhuǎn)換為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩請求以實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行過程中離合器的平穩(wěn)接合。
文檔編號F16H59/36GK1821605SQ20051004839
公開日2006年8月23日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者C·S·賈科布斯 申請人:易通公司