CN101321965A - 用于控制在设有摩擦式无级变速器的车辆传动系中的离合器的方法 - Google Patents

用于控制在设有摩擦式无级变速器的车辆传动系中的离合器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆传动系中的摩擦离合器的方法，所述车辆传动系还设有发动机(1)、摩擦式无级变速器(2)和从动轮(5)，所述方法包括控制离合器(3)的滑移值(Cs)的步骤，其特征在于，所述方法还包括检测转矩振动发生(块A)的步骤，其中，如果没有检测到这样的转矩振动，那么执行闭环离合器滑移(Cs)控制(块B)，或者，如果检测到转矩振动，那么执行开环离合器滑移(Cs)控制(块C)。

Description

用于控制在设有摩擦式无级变速器的车辆传动系中的离合器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制在设有摩擦式无级变速器的车辆传动系中的摩擦离合器的方法。这样一种控制方法是众所周知的，例如在US-A-4606446中描述了一种具有两个可变滑轮和缠绕这两个滑轮并与其摩擦接触的传动带的变速器。
背景技术
在摩擦式变速器中通常遇到的问题是摩擦组件之间的滑移，例如在传动带和滑轮之间，因为过多的滑移会导致这些组件过多的磨损和撕裂，所以需要避免其发生或者至少可以在一个限制的范围内发生。为了防止这些滑移，在这些摩擦组件之间施加一个足够的法向力，所述法向力通常根据变速器传递的发动机转矩加上安全裕度来确定。引入此安全裕度因为发动机转矩并不是在任何时刻都可以精确地获得，此外，因为突然的转矩水平变化，例如转矩振动，也可通过从动轮或者其它车轮被引入传动系，例如当车辆驶过一个地面坑洼时。
使所述安全裕度最小，从而显著提高变速器的效率和耐久性是个长期的发展目标。一种控制摩擦离合器的方法按这样的方式，传输或可传递的转矩小于变速器(即，其摩擦组件之间)可传递的极大转矩，以下简称为变速器滑移转矩。
欧洲专利EP-A-1069331中描述了这样一种离合器控制方法，其中离合器压力被控制为产生期望的离合器滑移。为了使热损耗和相关的转矩损耗最小，期望的离合器滑移优选很小，例如，离合器输入侧速度与离合器输出侧速度之间仅仅相差约5r.p.m。只有用非常精确和非常敏感的控制装置才能恰当地实现如此小的离合器滑移，所述控制装置执行闭环离合器控制，即，其包括测量实际离合器滑移和确定此测量离合器滑移与期望离合器滑移之间的控制偏差的反馈装置。此外，所有这样的控制偏差都需要通过适当地调节离合器压力来快速地补偿，例如，必须使用非常高的采样率来测量实际离合器滑移，并且只能对测量信号应用快速滤波器。
这种敏感控制装置的副作用是，理论上，即使是在转矩振动期间也补偿了转矩振动，即，保持了期望的离合器滑移，尽管是多余的，但还是简单地将其传递给了变速器。国际专利公开文本WO-A-02/23059中提出了一种可能解决该问题的方法。按照该已知方法，允许将离合器滑移增加至一定的阈值。因此最初，即，当响应转矩振动增加离合器滑移时，所述响应转动没有或者至多一小部分被传递至变速器。只有在其后，当阻止离合器滑移进一步自由地增加并通过增加离合器压力控制其返回至期望值时，通过变速器传递的转矩水平才增加。但是，在这个阶段，变速器控制系统通过增加其摩擦组件之间的所述法向力来其最大传递转矩已经过了足够长的时间。
该已知方法存在这样的缺陷，因为离合器滑移的控制与变速器法向力的控制集成在一块，所以它比较复杂。并且，这种已知的控制不能区分离合器滑移的增加是由于所述的转矩振动还是由于驾驶员启动的发动机转矩的增加。这意味着在驾驶员启动车辆加速期间，离合器抑制转矩振动的能力将被减弱。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种适合于抑制转矩振动、优选减少上述已知控制方法缺陷的离合器控制方法。为此，本发明提供权利要求1的离合器控制方法。
权利要求1的控制方法的特征在于，离合器滑移通常执行闭环控制，即，包括如下步骤：测量实际离合器滑移，确定这些测量值和离合器滑移期望值之间的控制偏差，以及致动离合器，例如通过调节离合器的接合压力，以减小该控制偏差，而当检测到转矩振动的发生时，通过根据预定的离合器转矩特性改动离合器来对离合器滑移进行开环控制，例如，将离合器可传递的转矩水平与离合器接合力或者压力水平相关联。
优选地，转矩振动与轮速梯度相关联，从而通过超过特定绝对阈值的轮速梯度检测到转矩振动的发生。
同样优选地，通过记录和处理离合器的作用量，例如实际上被应用于传递发动机转矩的离合器接合压力，使用于开环离合器滑移控制的所述指定离合器转矩特性在执行离合器滑移闭环控制时适用。
根据本发明，在达到合适条件的基础上从开环离合器控制返回至闭环离合器控制，例如，没有检测到更多的转矩振动、所测量的离合器滑移降低到指定的最大阈值以下(即，在转矩振动被离合器大大耗散之后)、或者变速器可传递的最大转矩增加得足以应对增加的转矩水平。优选地，只有在自开始开环离合器控制过去规定时间之后才考虑满足这种条件，当闭环中连续出现转矩振动时进入这种模式。因此，这种完全安全的模式可包括，随着离合器压力增大至完全闭合离合器(即，完全消除离合器滑移)，而充分增大变速器可传递的最大转矩。
附图说明
附图中示出了本发明上述及其它方面，从下面的详细描述中可变得清楚，其中：
图1是带有发动机、无级变速器、摩擦离合器、主减速器机构和从动轮、以及离合器滑移控制装置的车辆传动系的示意图；
图2是示出本发明离合器控制方法的框图。
具体实施方式
图1描述了车辆传动系，其按次序(即，沿驱动力下游的方向)包括发动机1、摩擦式无级变速器2、摩擦离合器3、主减速器4，所述主减速器4包括差动传动装置和两个从动轮5。上面传动系各组件1-5之间设有并与其传动地连接的传动轴12、23、34和45。图1中还示意性示出了离合器滑动控制装置，该装置包括用来测量离合器输入侧(即，轴23)速度Ci和离合器输出侧(即，轴34)速度Co的两个转速传感器6和7、电子离合器控制单元8或者“ECCU”和控制离合器3动作(例如，通过调整液压离合器接合压力P)的离合器执行器9。
据此已知，设置和操作ECCU8，在输入侧速度Ci与输出侧速度Co之间达到期望的离合器滑移量Cs，即Cs＝Ci-Co。在这种设置中，当转矩振动由从动轮5被引入传动系时，离合器3不仅仅传递这样增加的转矩水平，还通过增大离合器滑移Cs消耗与其相关的机械能量来使得转矩振动大程度地衰减。因此，极大地防止了转矩振动通过传动系向上游传递，从而防止变速器2滑移并且允许使用比较低的安全裕度。
本发明提供了一种以上述方式控制离合器3的非常简单而有效的方法，图2的框图示意性地示出了该方法。
根据本发明的控制方法包括下列步骤：
检测块A中的转矩振动的发生，和：
I)如果没有检测到这样的转矩振动，那么通过以下步骤执行闭环离合器控制：
-在块B1中，基于转速传感器6和7产生的信号Ci、Co测量实际离合器滑移Cs；
-在块B2中，确定该测量的离合器滑移Cs与其期望值Csd之间的控制偏差CD；和
-在块B3中，致动离合器3，例如通过调节离合器接合压力P，来减小控制偏差CD，在此实施例中，所述动作是基于特定转换函数f1；
II)如果检测到这样的转矩振动，那么执行块C中的开环离合器控制，至少将离合器3可传递的转矩Tc保持在恒定的水平上，例如，通过保持离合器接合压力P，但是优选根据以下步骤调节离合器3可传递的转矩Tc：
-在块C1中由发动机产生的转矩Te；
-在块C2中，按照指定的离合器转矩特性f2致动离合器3，其中将离合器3可传递的转矩Tc被关联至例如离合器接合压力P，这样就可以传递发动机转矩Te。
根据本发明，块A中转矩振动的检测可与超过一定阈值ΔVth的轮速梯度ΔV相关联。因此，可通过离合器输出速度传感器7或者通过直接测量轮速V的专用转速传感器10(见图1)来检测从动轮5的速度V。然后，通过电子微分器11来确定轮速V的梯度ΔV，此电子微分器11可以是ECCU8的一部分。
在图2所示的控制方法中，当转矩振动已经经过后，即，当轮速梯度ΔV不再超过阈值ΔVth时，如块A中所确定的，从开环离合器控制返回至闭环离合器控制。然而，可想象到其它可能性，即实现的条件，例如，首先增加变速器可传递的最大转矩以能够应对增加的转矩水平，其次或返回闭环离合器控制，或可选地，按控制方法的所谓的完全安全模式完全闭合离合器。

Claims (4)

1、用于控制车辆传动系中的摩擦离合器(3)的方法，所述车辆传动系还设有发动机(1)、摩擦式无级变速器(2)和从动轮(5)，所述方法包括控制离合器(3)的滑移值(Cs)的步骤，其特征在于，所述方法还包括检测转矩振动发生(块A)的步骤，其中，如果没有检测到这样的转矩振动，那么执行闭环离合器滑移(Cs)控制(块B)，或者，如果检测到转矩振动，那么执行开环离合器滑移(Cs)控制(块C)。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述闭环离合器控制(块B)包括以下步骤：
-基于由分别与离合器(3)的输入侧(轴23)和输出侧(轴34)相连的转速传感器(6，7)产生的信号(Ci，Co)测量实际离合器滑移(Cs)，
-确定此测量的离合器滑移(Cs)与其期望值(Csd)之间的控制偏差(CD)，和
-致动所述离合器(3)，以减小该控制偏差(CD)；
所述开环离合控制(C块)包括以下步骤：
-确定所述发动机(1)产生的转矩(Te)，和
-按照指定的离合器转矩特性(f2)致动所述离合器(3)，其中，所述离合器(3)可传递的转矩(Tc)被关联至离合器接合力或者压力(P)，以至于能够传递发动机转矩(Te)。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过确定在传递所述发动机转矩(Te)时实际应用的离合器接合力或压力(P)，使所述离合器转矩特性(f2)在所述闭环离合器控制(块B)期间适用。
4、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，检测所述从动轮(5)的转速(V)的梯度(ΔV)，并且将转矩振动的发生与超过阈值(ΔVth)的该轮速梯度(ΔV)相关联。
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