專利名稱：汽車主離合器的接觸點(diǎn)識別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及下列申請，其全部轉(zhuǎn)讓給易通公司即本申請的受讓人，其申請日與本申請都相同系列號No.09/＿＿[98-rTRN-399]、名稱為“汽車起動的自動式主離合器控制”系列號No.09/＿＿[98-rTRN-400]、名稱為“自動式汽車主離合器的怠速驅(qū)動扭矩控制”本發(fā)明涉及用于半自動或全自動機(jī)械傳動系統(tǒng)的汽車主離合器最好是濕式摩擦離合器的控制。更具體說，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用電子數(shù)據(jù)鏈路識別接觸點(diǎn)的方法/系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)中已知應(yīng)用摩擦主離合器的半自動和全自動汽車機(jī)械傳動系統(tǒng)，如可參見美國專利號4,361,060；4,595,986；4,850,236；4,648,290；5,389,053；5,487,004；5,487,005；5,509,867，其公開的內(nèi)容在此引作參考。
已知在汽車自動傳動系統(tǒng)中應(yīng)用的自動摩擦主離合器通常是干式摩擦離合器的控制，如可參見美國專利號4,081,065；4,646,891；4,860,861；5,275,267；5,293,316；5,314,050；5,337,868；5,337,874；5,383,823；5,393,274；5,411,124；5,404,301；5,630,773；5,624,350；5,738,609，其公開的內(nèi)容在此引作參考。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種對自動主摩擦離合器如濕式摩擦離合器的控制，其應(yīng)用在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)車輛數(shù)據(jù)鏈路上可獲得的信息如按照SAEJ1922，SAE J1939和/或ISO11898協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路，來提供比現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)的離合器控制和離合器功能特征。更具體說，通過利用連接于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)鏈路(見美國專利號5,509,867，其公開的內(nèi)容在此引作參考)的電控發(fā)動機(jī)感測和/或控制發(fā)動機(jī)速度和飛輪轉(zhuǎn)矩來確定離合器接觸點(diǎn)也即起始接合點(diǎn)。
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的離合器控制方法/系統(tǒng)，其利用在電子數(shù)據(jù)鏈路上可得到的控制和信息，確定與離合器接觸點(diǎn)相應(yīng)的離合器控制參數(shù)值。
通過閱讀下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述，可以清楚地得出本發(fā)明的這個和其他目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是有利地利用了本發(fā)明接觸點(diǎn)識別控制的汽車自動機(jī)械傳動系統(tǒng)的示意圖。
圖2是控制汽車主離合器的接合條件的壓力式液動控制機(jī)構(gòu)的示意圖。
圖3是用于圖1所示系統(tǒng)中的汽車濕式主摩擦離合器的部分剖視圖。
圖4A是接觸點(diǎn)識別控制系統(tǒng)的示意圖，其包括硬件和軟件(陰影框所示)。
圖4B是離合器扭矩傳遞能力和離合器控制參數(shù)(PWM)值之間的線性關(guān)系圖。
圖5是本發(fā)明接觸點(diǎn)識別控制邏輯的流程圖形式的示意圖。
圖1示意性示出了有利地利用了本發(fā)明的接觸點(diǎn)識別控制的汽車自動機(jī)械式傳動系統(tǒng)10。
系統(tǒng)10包括燃油控制發(fā)動機(jī)12，濕式主摩擦離合器14和多檔機(jī)械變速器16。發(fā)動機(jī)12典型地是柴油或汽油發(fā)動機(jī)，有一個輸出件或曲軸18驅(qū)動離合器14的摩擦盤14A，該摩擦盤14A與摩擦盤14B指狀結(jié)合，并旋轉(zhuǎn)固定于變速器16的輸入軸20。變速器16可以是單一式或組合式，如美國專利號5,370,561，其公開的內(nèi)容在此引作參考。變速器16有一輸出軸22，其驅(qū)動連接在車輛驅(qū)動橋機(jī)構(gòu)27的輸入26上的驅(qū)動軸24。
設(shè)有最好電控和微機(jī)控制的發(fā)動機(jī)控制器28，用于控制發(fā)動機(jī)的供油并將輸出信息提供給電子數(shù)據(jù)鏈路DL，最好是按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SAEJ1939或相容的協(xié)議。系統(tǒng)10還包括用于控制離合器14的操作的離合器促動器30和用于控制變速器16的操作的變速器促動器32。設(shè)有傳感器33用于感測節(jié)氣門位置和提供指示之的信號THL。節(jié)氣門位置信息還可從數(shù)據(jù)鏈路獲得。
由SAE J1939或類似的數(shù)據(jù)鏈路控制的電子發(fā)動機(jī)通常具有四種運(yùn)作方式(i)根據(jù)節(jié)氣門位置供油，(ii)根據(jù)要求的發(fā)動機(jī)速度供油，(iii)根據(jù)要求的發(fā)動機(jī)總扭矩供油，(iv)根據(jù)要求的發(fā)動機(jī)速度和發(fā)動機(jī)總扭矩供油。
設(shè)有基于微機(jī)的控制單元34，用于接收輸入信號36并按照控制邏輯處理該信號以產(chǎn)生命令輸出信號38給系統(tǒng)促動器。該ECU(電控裝置)可以與發(fā)動機(jī)控制器分離或與之一體。各種控制器，傳感器和/或促動器可以通過按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議如SAE J1939或類似協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路通信。
合適的傳感器如用于感測發(fā)動機(jī)速度ES、輸入軸速度IS和/或輸出軸速度OS的傳感器，以及促動器是本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的，例如但不限于可參見美國專利號4,361,060；4,873,881；4,974,468；5,135,218；5,279,172；5,305,240；5,323,669；5,408,898；5,441,137；5,445,126；5,448,483；5,481,170。
離合器14限定為“濕式離合器”，因為其摩擦元件，14A和14B，暴露于液體中如合成劑如右旋糖酐葡萄糖制劑(Dextron III)或類似物，用于熱傳遞和/或潤滑。在圖示實(shí)施例中，離合器部件裝在殼體14D內(nèi)，殼體14D連在進(jìn)氣管14E和排氣管14F上。盡管圖示中是增壓式冷卻液系統(tǒng)，但本發(fā)明也可用于相對靜力的機(jī)油箱或類似物中。盡管圖示優(yōu)選實(shí)施例利用了多片式濕式離合器14，本發(fā)明也可用于單片濕式離合器和/或干式離合器。
如所公知(見前述美國專利號5,509,867)，按照SAE J1939協(xié)議或相容協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路傳遞信息，通過該信息可以讀出或確定發(fā)動機(jī)輸出扭矩(也稱“飛輪扭矩”)。這些數(shù)據(jù)鏈路還給發(fā)動機(jī)一個命令，調(diào)整供油，以獲得特定的發(fā)動機(jī)速度和/或特定發(fā)動機(jī)扭矩。通過利用這種信息和發(fā)動機(jī)控制能力，可以控制主離合器14以提供增強(qiáng)的系統(tǒng)性能。
圖2中示意性示出了流體壓力操縱的離合器促動器組件30。離合器操縱活塞42被裝納在缸體44中并被彈簧46偏壓向分離方向。被引入腔48中的壓力流體如液力流或加壓空氣作用在活塞面50上使活塞42克服彈簧的偏壓向接合方向移動。設(shè)有一個兩位三通螺線管控制閥52有選擇的加壓和排空腔48。響應(yīng)于來自系統(tǒng)控制器34的控制信號的閥控制器54控制激勵閥52的螺線管52A，可取的是通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)。
盡管圖示了壓力流體形式的促動器組件30，但本發(fā)明也可用于使用其他形式離合器促動器的離合器控制，如球形進(jìn)氣道調(diào)節(jié)斜板促動器等(見美國專利號5,441,137和5,485,903，其公開內(nèi)容在此引作參考)。
離合器盤14A和14B的摩擦材料可以是標(biāo)準(zhǔn)材料或熱解碳，如美國專利號4,700,823所公開的等。
典型的濕式主摩擦離合器14的結(jié)構(gòu)可參照圖3。簡而言之，發(fā)動機(jī)輸出18，圖示為減震飛輪，通過可接合的和可分離的摩擦盤部件14C連接在變速器輸入軸20上。該離合器裝在殼體14D內(nèi)，該殼體盛裝潤滑油和冷卻液，如合成劑右旋糖酐葡萄糖制劑(Dextron III)等。環(huán)狀活塞42可滑動地并密封地裝在缸體44中，被彈簧46偏壓向分離方向。
系統(tǒng)10還包括一個慣性式制動器，也稱為輸入軸制動器或換高檔制動器60，用于減速或制動輸入軸20以便更快地?fù)Q入高檔。慣性式制動器已知，可參見美國專利號5,086,659和5,713,445。
現(xiàn)有技術(shù)中已知包括離合器接觸點(diǎn)(也稱起始接合點(diǎn))識別技術(shù)在內(nèi)的離合器控制，如可參見美國專利號4,646,891；5,337,868；5,393,274；5,411,124。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種利用電子數(shù)據(jù)鏈路識別相應(yīng)于離合器接觸點(diǎn)的控制參數(shù)(如給控制閥的脈沖寬度一個調(diào)制信號值)的方法。
圖4A示出了整個接觸點(diǎn)識別控制系統(tǒng)，其包括硬件和軟件(陰影框)。發(fā)動機(jī)控制循環(huán)的功能是保持(或控制)發(fā)動機(jī)速度(ES)在理想速度。慣性制動器60是用來降速或制動變速器輸入軸20的旋轉(zhuǎn)。為了接合離合器14，壓力控制器會發(fā)出一個PWM命令給螺線管促動的液力系統(tǒng)，該系統(tǒng)又加壓離合器活塞42以接合離合器。在一定值域范圍內(nèi)，接合的離合器扭矩能力與PWM命令成比例或基本成比例。
眾所周知，發(fā)動機(jī)輸出或飛輪扭矩(TFW)等于發(fā)動機(jī)總扭矩(TEG)減去發(fā)動機(jī)扭矩?fù)p失(TL)如發(fā)動機(jī)摩擦扭矩、附件扭矩等的總和。怠速時發(fā)動機(jī)扭矩?fù)p失總和的值可以通過確定在離合器完全分離(因而飛輪扭矩等于零)并且發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在怠速時(如果TFW＝0，TEG＝TL)發(fā)動機(jī)總扭矩值來確定。已知怠速時的扭矩?fù)p失值(TL)，則在穩(wěn)定怠速時輸出扭矩值將等于發(fā)動機(jī)總扭矩減去已知的扭矩?fù)p失值(TFW＝TEG-TL)。相應(yīng)地，在給定發(fā)動機(jī)速度下的具體發(fā)動機(jī)輸出扭矩(TFW)可以通過命令發(fā)動機(jī)總扭矩超過已知扭矩?fù)p失一個理想的輸出扭矩來實(shí)現(xiàn)。
為了校準(zhǔn)接觸點(diǎn)識別處理系統(tǒng)，通過SAE J1939通信鏈路DL給發(fā)動機(jī)發(fā)出適當(dāng)?shù)陌l(fā)動機(jī)扭矩要求，發(fā)動機(jī)控制器首先保持發(fā)動機(jī)速度在一個理想的怠速RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))(大約850到900RPM)，而離合器14完全接合。當(dāng)發(fā)動機(jī)控制循環(huán)達(dá)到平衡，扭矩要求量將等于發(fā)動機(jī)扭矩?fù)p失量(在理想的怠速RPM)。然后系統(tǒng)啟動慣性制動器60以鎖定輸入軸，這樣建立起(ground)離合器的驅(qū)動面14B。然后系統(tǒng)要求發(fā)動機(jī)扭矩等于發(fā)動機(jī)扭矩?fù)p失加上10磅-英尺，然后努力使離合器逐漸接合達(dá)到10磅-英尺的水平(即在發(fā)動機(jī)穩(wěn)定在怠速上時)。為此。系統(tǒng)利用扭矩要求和發(fā)動機(jī)速度作為反饋參考。隨著離合器逐漸接合，發(fā)動機(jī)的載荷增加，隨后發(fā)動機(jī)速度降低。當(dāng)扭矩要求在發(fā)動機(jī)扭矩?fù)p失之上10磅-英尺，在發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在怠速時，接合的離合器扭矩將等于10磅-英尺。系統(tǒng)記錄接合10磅-英尺離合器扭矩的PWM水平，然后重復(fù)該過程以接合離合器到另一水平即20磅-英尺。然后只要通過外推兩個離合器接合值(圖4B)可以獲得離合器接觸點(diǎn)。這是可能的，因為離合器14的扭矩能力相對加在螺線管52A的PWM控制信號基本成線性。
盡管在優(yōu)選實(shí)施例中發(fā)動機(jī)所產(chǎn)生的發(fā)動機(jī)總扭矩可在數(shù)據(jù)鏈路上獲得，但通過假定發(fā)動機(jī)總扭矩等于要求的發(fā)動機(jī)總扭矩可以獲得更多種響應(yīng)控制。
圖5是本發(fā)明接觸點(diǎn)識別控制邏輯流程圖。作為替代步驟，離合器可被用于控制參數(shù)的第一和第二值，發(fā)動機(jī)輸出扭矩增加直到發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在怠速，然后離合器扭矩能力在怠速時等于發(fā)動機(jī)輸出扭矩。
因此，可以看出提供了一種新穎的改進(jìn)的接觸點(diǎn)識別控制系統(tǒng)/方法。
盡管借助一定程度的具體細(xì)節(jié)描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，優(yōu)選實(shí)施例只是舉例說明性的，在不脫離后附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以做出多種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于確定相應(yīng)于車輛驅(qū)動系統(tǒng)中汽車主離合器起始接合點(diǎn)的離合器控制參數(shù)信號的方法，驅(qū)動系統(tǒng)包括具有一輸出件的電控內(nèi)燃機(jī)、一個通過所述主摩擦離合器將其輸入軸驅(qū)動連接于所述輸出件的多檔變速箱、響應(yīng)所述離合器控制參數(shù)信號將被選擇的扭矩傳遞能力從所述輸出件提供給所述輸入軸的離合器操縱器、用于控制所述發(fā)動機(jī)供油的發(fā)動機(jī)控制器，所述控制器有效地為所述發(fā)動機(jī)供油使發(fā)動機(jī)以一選擇速度旋轉(zhuǎn)并且產(chǎn)生一個選定的扭矩以及提供指示發(fā)動機(jī)速度和所產(chǎn)生的扭矩的信號，該驅(qū)動系統(tǒng)還包括一個輸入軸制動裝置和一個系統(tǒng)控制器，輸入軸制動裝置有效地減速所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)控制器用于接收輸入信號，包括指示下述內(nèi)容的信號(i)要求的或感測的在所述輸出件上的發(fā)動機(jī)扭矩以及(ii)發(fā)動機(jī)速度，系統(tǒng)控制器還用于根據(jù)邏輯規(guī)則處理這些輸入信號以輸出命令輸出信號給系統(tǒng)促動器，包括(i)所述發(fā)動機(jī)控制器，(ii)所述離合器操縱器以及(iii)所述輸入軸制動裝置，所述方法的特征在于(a)(i)使用所述輸入軸制動裝置阻止所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)，(ii)使所述發(fā)動機(jī)在所述輸出件上產(chǎn)生第一扭矩，(iii)運(yùn)用所述離合器直到發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在發(fā)動機(jī)怠速，(iv)當(dāng)發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在所述怠速時，感測所述參數(shù)的值作為所述控制參數(shù)的第一值；然后(b)(i)使用所述輸入軸制動裝置阻止所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)，(ii)使所述發(fā)動機(jī)在所述輸出件上產(chǎn)生不同于第一扭矩的第二扭矩，(iii)運(yùn)用所述離合器直到發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在發(fā)動機(jī)怠速，(iv)當(dāng)發(fā)動機(jī)速度穩(wěn)定在所述怠速時，感測所述控制的值作為所述控制參數(shù)的第一值；然后(c)利用所述控制參數(shù)的所述第一值和扭矩的所述第一值作為第一點(diǎn)，所述控制參數(shù)的所述第二值和扭矩的所述第二值作為第二點(diǎn)，限定所述控制參數(shù)值與離合器扭矩能力之間的線性關(guān)系。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述變速箱是利用主動爪式離合器的變速箱。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述離合器是液體冷卻濕式離合器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述離合器控制器包括一個螺線管控制閥和一個用于所述閥的螺線管的脈沖寬度調(diào)制電能源，所述離合器控制參數(shù)包括所述電能的脈沖寬度調(diào)制。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述第一和第二值被選擇來提供離合器扭矩能力，其小于所述離合器的額定最大能力的百分之十(10％)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述第一和第二值分別是約5到15磅-英尺和約15到30磅-英尺。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)控制器基于微機(jī)，所述發(fā)動機(jī)控制器按照協(xié)議SAE J1922，SAE J1939或ISO 11898中的一個與電子數(shù)據(jù)鏈路通信。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述離合器完全分離使所述已知的扭矩傳遞能力等于零。
9.一種用于確定相應(yīng)于車輛驅(qū)動系統(tǒng)中汽車主離合器起始接合點(diǎn)的離合器控制參數(shù)信號的方法，驅(qū)動系統(tǒng)包括具有一輸出件的電控內(nèi)燃機(jī)、一個通過所述主摩擦離合器將其輸入軸驅(qū)動連接于所述輸出件的多檔變速箱、響應(yīng)所述離合器控制參數(shù)信號將被選擇的扭矩傳遞能力從所述輸出件提供給所述輸入軸的離合器操縱器、用于控制所述發(fā)動機(jī)供油的發(fā)動機(jī)控制器，所述控制器有效地為所述發(fā)動機(jī)供油使發(fā)動機(jī)以一選擇速度旋轉(zhuǎn)并且產(chǎn)生一個選擇的扭矩以及提供指示發(fā)動機(jī)速度和所產(chǎn)生的扭矩的信號，該驅(qū)動系統(tǒng)還包括一個輸入軸制動裝置和一個系統(tǒng)控制器，輸入軸制動裝置有效地減速所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)控制器用于接收輸入信號，包括指示下述內(nèi)容的信號(i)要求的或感測的在所述輸出件上的發(fā)動機(jī)扭矩以及(ii)發(fā)動機(jī)速度，系統(tǒng)控制器還用于根據(jù)邏輯規(guī)則處理這些輸入信號以輸出命令輸出信號給系統(tǒng)促動器，包括(i)所述發(fā)動機(jī)控制器，(ii)所述離合器操縱器以及(iii)所述輸入軸制動裝置，所述方法的特征在于(a)(i)使用所述輸入軸制動裝置阻止所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)，(ii)運(yùn)用所述離合器，使所述離合器控制參數(shù)值設(shè)定第一已知值(iii)命令發(fā)動機(jī)以怠速旋轉(zhuǎn)，(iv)當(dāng)?shù)∷俜€(wěn)定時，感測發(fā)動機(jī)輸出件上的扭矩作為所述離合器扭矩能力的第一值；然后(b)(i)使用所述輸入軸制動裝置阻止所述輸入軸的旋轉(zhuǎn)，(ii)運(yùn)用所述離合器，使所述離合器控制參數(shù)值設(shè)定不同于所述第一值的第二已知值(iii)命令發(fā)動機(jī)以怠速旋轉(zhuǎn)，(iv)當(dāng)?shù)∷俜€(wěn)定時，感測發(fā)動機(jī)輸出件上的扭矩作為所述離合器扭矩能力的第二值；然后(c)利用所述控制參數(shù)的所述第一值和扭矩的所述第一值作為第一點(diǎn)，所述控制參數(shù)的所述第二值和扭矩的所述第二值作為第二點(diǎn)，限定所述控制參數(shù)值與離合器扭矩能力之間的線性關(guān)系。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于素數(shù)變速箱是利用主動爪式離合器的變速箱。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述離合器是液體冷卻濕式離合器。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述離合器控制器包括一個螺線管控制閥和一個用于所述閥的螺線管的脈沖寬度調(diào)制電能源，所述離合器控制參數(shù)包括所述電能的脈沖寬度調(diào)制。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述第一和第二值被選擇來提供離合器扭矩能力，其小于所述離合器的額定最大能力的百分之十(10％)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述第一和第二值分別是約5到15磅-英尺和約15到30磅-英尺。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)控制器基于微機(jī)，所述發(fā)動機(jī)控制器按照協(xié)議SAE J1922，SAE J1939或ISO 11898中的一個與電子數(shù)據(jù)鏈路通信。
全文摘要
一種用于驅(qū)動系統(tǒng)(10)的控制,該驅(qū)動系統(tǒng)包括自動離合器(14)該離合器利用電子數(shù)據(jù)鏈路(DL)識別響應(yīng)于離合器接觸點(diǎn)的離合器控制參數(shù)(PWM)。
文檔編號B60W30/18GK1256216SQ9912432
公開日2000年6月14日 申請日期1999年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月12日
發(fā)明者劉嘉祥 申請人:易通公司