CN101395399A - 用于控制盘式离合器的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于控制车辆内自动盘式离合器(3)的位置的方法和控制单元(45)，所述盘式离合器(3)被设置成将驱动力从内燃机(1)传输至车辆内的分级档位变速箱(9)的输入轴(7)，所述控制单元被设置成当变速箱已接合起步档时将所述离合器置于第一位置(PosRF)，该第一位置用于准备车辆起步，并且，所述离合器在所述第一位置传输较小的扭矩，所述方法的特征在于：如果车辆的驾驶员在预定时间内不通过促动节气门控制装置(49)来表明需要车辆起步扭矩，那么，所述控制单元进一步被设置成将所述离合器置于第二位置(Pos2)，离合器在该第二位置处的分离程度高于在所述第一位置处的分离程度。

Description

用于控制盘式离合器的方法和装置
技术领域
本发明涉及根据所附权利要求1的前序部分的控制自动盘式离合器的方法，所述盘式离合器设置在机动车辆内，以便将来自内燃机的动力传输至变速箱。
本发明还涉及根据所附权利要求5的前序部分所述的用于控制自动盘式离合器的控制单元。
本发明还涉及一种用于执行所述方法的计算机程序。
背景技术
随着微处理器系统的快速发展，自动机械变速器(AMT：s)在重型车辆中变得更普遍，例如，利用一台控制计算机和一些控制设备，比如伺服电动机，使得可以精确地控制发动机转速、位于发动机和变速箱之间的自动盘式离合器的接合和分离以及变速箱离合器部件之间的相互联系，以致总是在正确的发动机转速下实现平稳换挡。传统的自动变速箱由行星齿轮系统组成，并且在入口侧具有液力变矩器，实际上，与传统的自动变速箱相比，这种自动变速箱的一部分优点在于，它比传统的自动变速箱更简单、可靠，并且极大地降低制造成本，当应用于重型车辆时尤其如此；这种自动变速箱的还有一部分优点在于，其能提供更高的效率，这就意味着大幅度地降低了燃料消耗。
AMT式变速箱通常包括输入轴、中间轴和具有齿轮的主轴，其中，所述中间轴上至少有一个齿轮与输入轴上的齿轮接合，主轴上的齿轮与中间轴上的齿轮接合。例如，主轴进一步连接至输出轴，所述输出轴通过驱动轴连接至驱动轮。在变速箱内，各对齿轮具有不同的传动比。获得不同的传动比使得不同的齿轮副将扭矩从发动机传递至驱动轮。
计算机技术的发展也对用于车辆发动机的电子控制和反馈系统具有影响，并且这些系统已经变得更为精确、迅速且更适合于主流发动机和环境条件。对应任意操作状态，整个燃烧过程可以精确地进行控制。车辆的节气门控制杆(例如加速踏板)，其主要地控制供给至发动机的燃料，通过电气线路和电子信号来控制车辆的发动机。因此，节气门控制杆配备有控制杆传感器，用于检测节气门控制杆位置，即，需要多大的节气门开度。
在启动或操作车辆的过程中，如上所述的自动盘式离合器包含在AMT中，并且，其通常是通过有关节气门控制杆位置、发动机转速、发动机输出扭矩、盘式离合器的位置以及盘式离合器的参考位置等信息来进行控制，其中，将盘式离合器刚刚开始传输扭矩时的位置(牵引位置)选择为盘式离合器的参考位置，此位置相对来说易于确定。典型地，在参考位置传输的扭矩可以约为30Nm。发动机输出扭矩主要利用喷射至发动机的燃油量计算得到。典型地，在起动以及驾驶过程的程序中，车辆是从静止或几乎静止的状态起动，并且发动机从怠速开始所述程序。决定从发动机传输至变速箱的扭矩的盘式离合器的位置以及其接合程度，主要取决于驾驶员操纵的节气门控制杆的位置。因为假定盘式离合器在参考位置时，很快选择起步档并且接合此档位，所以盘式离合器的参考位置用于为车辆驾驶员提供对车辆起步更为精确的控制。车辆准备好立即起步。因此，在许多情况下，当加速踏板被压下时，驾驶员仅仅感受到很小的车速不立即上升的发动机转速区段(flat spot)。因此，驾驶员在理论上获得直接反应，并且，理论上，在加速踏板被压下的同时，车辆开始移动。
图1a示出了根据现有技术的加速踏板位置和传输至变速箱的输入轴的扭矩之间的基本关系。当加速踏板被完全释放，并且选择起步档时，假定盘式离合器处于其参考位置，因此，一定的扭矩被传输至变速箱的输入轴。驾驶员压下加速踏板的程度越大，传输至变速箱的扭矩就越大，并且车辆获得加速度也越大。基本上，图1b相应地示出了根据现有技术的盘式离合器的位置与加速踏板的位置之间的关系。假定加速踏板释放作为参考位置(PosRF)，并且，加速踏板被压下得越多，离参考位置越远，根据图1a，这将增加扭矩传输。在图1b中，最大位置表示离合器完全接合的位置。
WO2004/005744示出了一种这样的装置，其中，如果控制系统没有接收到表征驾驶员将起动车辆(车辆起步)的信号，例如，如果控制系统检测到驾驶员使车辆的制动踏板保持在压下状态，那么，在节气门开度为零时，离合器控制系统还可以选择一个分离程度更高的位置。
根据现有技术，当起步档已经接合，并且离合器正处于所述的参考位置时，车辆作好准备对车辆驾驶员压下加速踏板作出快速响应。如果驾驶员没有压下加速踏板，并且不接触制动踏板，则离合器将持续处于所述的参考位置，因此，即使车辆是原地不动，一个较小扭矩也传输至变速箱。这意味着消耗的燃料完全是用于暖机以及损耗离合器。
因此，在配备有自动盘式离合器的车辆内，需要减小摩擦损失以及离合器磨损。这就是如下所述的本发明的主要目的。
发明内容
根据本发明，用于实现本发明的目的的方法和涉及的装置描述于权利要求1和权利要求5中。其他的权利要求描述了根据本发明的方法的优选实施例和改进(2至4和6至8)。
根据本发明方法描述了一种用于控制自动盘式离合器位置的方法，在该方法中，盘式离合器的主要功能是将驱动力从设置在车辆内的内燃机传输至设置在车辆内的分级档位变速箱(stagegearedgearbox)的输入轴。当变速箱接合起步档并且离合器位于第一位置(PosRF)时使用该方法，所述第一位置用于准备车辆起步，其中，在所述第一位置，离合器传输较小的扭矩。该方法的特征在于：在预定时间内，如果车辆的驾驶员没有通过起动节气门控制装置来表明需要车辆起步扭矩，那么所述离合器将被置于第二位置(Pos2)，离合器在该第二位置处的分离程度高于在所述第一位置处的分离程度。
根据本发明的方法的优点是：节省了燃料并且减少了离合器的磨损。本发明的根据权利要求所述的装置具有同样的优点。
根据本发明的方法的一个有利的第二实施例，如果在经过所述预定时间之前车辆内的制动踏板被压下，那么，当检测到制动踏板被压下时，所述离合器被置于所述第二位置。这样做的优点是：节省更多的燃料并且离合器的磨损程度可以减小。当驾驶员压下制动踏板时，驾驶员表明将没有车辆起步，因此，车辆不需要为车辆的立即起步作准备。
本发明的其他有利的实施例描述于后续的从属权利要求之中。
附图说明
通过参照附图阅读下面对实施例的描述，可以更好地理解本发明，在附图中举例示出了本发明的其他优选实施例和现有技术。
图1a和1b示出了传输的扭矩和节气门控制杆位置之间的基本关系，以及根据现有技术的离合器位置和加速踏板位置之间的基本关系。
图2示出了根据本发明的用于控制自动盘式离合器的装置的实施例的示意图，盘式离合器布置在发动机和自动分级档位变速箱之间。
图3示出了根据本发明的一个实施例的传输的扭矩和离合器位置之间的基本关系。
图4示意性地示出了在根据本发明的一个实施例中使用的计算机装置。
具体实施方式
在图2中，1表示六缸内燃机，例如柴油机，其曲轴2连接至通常用3表示的单盘干式离合器，该离合器封装在离合器盖4中。取决于将通过离合器传输的最大扭矩的大小，离合器可能具有一个以上的盘和压板12。曲轴2可旋转地固定至离合器3的离合器壳5，同时，盘6可旋转地固定至输入轴7，该输入轴7可旋转地支承在通常用9表示的变速箱的变速箱箱体8上。主轴10和中间轴11也可以旋转地支承在箱体8上。
变速箱内的伺服装置(未示出)，其在变速箱9内与不同齿轮的接合和分离，作为表征各种发动机和车辆数据的控制单元输入信号的函数，通过电子控制单元45来进行控制。另外，控制单元45包括一台具有记忆单元的微型计算机。在所示实施例中，节气门控制杆48是加速踏板，但是，其也可以是适合于人工控制的节气门的某种结构形式，例如，方向盘上的节气门控制器。节气门控制杆的位置从角度传感器49处获得，所述角度传感器49与节气门控制杆48的踏板臂51协作，所述节气门控制杆48可枢转地安装在轴50上。当档位选择器46处于手动换档位置时，基于驾驶员的指令，通过档位选择器46执行换档。通过发动机控制单元15，控制单元45也可以控制燃料喷射，即控制发动机转矩或发动机转速，其作为控制离合器3的节气门控制杆位置和进入活塞汽缸装置47内的空气量的函数。自动离合器3的位置通过位置传感器17获得。
盘式离合器3的接合程度可以被分成若干不同的级别或位置。当离合器3将充足的驱动力从发动机1传输至变速箱9以使得车辆刚好可以开始从静止向前移动时，离合器3的位置处于牵引位置。例如，在SE9903117-1中示出了一种公知的识别牵引位置的方法。牵引位置的一个典型值是离合器传输大约30Nm时的离合器位置。
根据图2的实施例还配备有主制动器系统，用于以公知的方式使车辆减速。主制动器系统包括用于控制制动促动器(未示出)的制动控制单元和用于产生输入信号至所述制动控制单元以及所述控制单元45的制动踏板60，因此，向制动控制单元和控制单元45提供关于驾驶员减速命令的信息。
在起动程序开始时，例如，通过驾驶员或者通过自动控制系统选择起步档并接合起步档，且松开刹车踏板60，控制单元45立即控制离合器，使其从分离位置到达牵引位置，以使车辆为起步作好准备。当离合器置于所述牵引位置并且车辆静止不动或接近于静止不动时，这可以被称为车辆的起步模式。在图3中，Pos1表示分离位置，PosRF表示牵引位置，此后称为参考位置。在位置PosMAX，离合器3完全接合，并且因此从发动机1传输最大扭矩至变速箱9。
需要指出的是，当下列条件中的一个出现时，可以开始将离合器的位置处于参考位置PosRF：
-驾驶员或自动控制系统选择起步档并接合起步档；
-起步档已经接合并且驾驶员完全释放制动踏板；
-起步档已经接合并且当车辆静止不动或几乎静止不动时驾驶员完全释放加速踏板。
根据本发明的第一实施例，当离合器3处于所述参考位置PosRF时，控制单元45被编程为起动计时器(未示出)。当计时器已经达到预定值，例如5秒，并且车辆的驾驶员在此期间没有接触节气门控制杆48时，控制单元45被编程成使离合器3再次回到分离位置Pos1。在本发明的一个实施例中，如果制动踏板60被压下，那么控制单元45被编程成使离合器3立即从PosRF移动到分离位置Pos1。优选地，制动踏板60还可以设置有角度传感器，用于在制动踏板60被压下时检测角度并发送信号至控制单元45。另一种可能的方案是，控制单元45使用刹车灯信号，该信号以公知方式从制动控制单元发送至安装在车辆上的刹车灯(未示出)，以表明制动踏板60是否被压下。
图4示出了根据本发明的一个实施例的装置500，其包括非易失存储器520、处理器510和可读写存储器560。存储器520具有第一存储部分530，用于将控制装置500的计算机程序存储在其内。位于存储部分530内的用于控制装置500的计算机程序可以是操作系统。
例如，装置500可以包含在控制单元内，例如控制单元45。例如，数据处理单元510可以包括微型计算机。
存储器520还具有辅助存储部分540，根据本发明的用于控制离合器的计算机程序存储在其内。在一个可选的实施例中，用于控制离合器的程序存储在一个单独的非易失数据存储媒介550中，例如CD或可交换数据的半导体存储器。程序能够以可执行形式或压缩形式存储。
如上所述，当数据处理单元510运行特定功能时，需要理解的是，数据处理单元510运行存储在存储器540内的程序的特定部分或存储在非易失记录媒介550内的程序的特定部分。
数据处理单元510被设计成通过数据总线514与存储器550进行通信。另外，数据处理单元510还被设计成通过数据总线512与存储器520进行通信。此外，数据处理单元510被设计成通过数据总线511与存储器560进行通信。数据处理单元510还被设计成通过数据总线515与数据端口590进行通信。
根据本发明的方法可以通过数据处理单元510执行，通过数据处理单元510运行存储在存储器540内的程序执行，或者是通过数据处理单元510运行存储在非易失记录媒介550内的程序执行。
不能认为本发明仅仅限于如上所述的示例性实施例，应当认为，本发明包括处于所附权利要求范围内的可以预想到的多种变型与改进。

Claims (8)

1.一种用于控制自动盘式离合器(3)的位置的方法，在所述方法中，盘式离合器(3)的主要功能是将驱动力从安装在车辆上的内燃机(1)传输至安装在车辆上的分级档位变速箱(9)的输入轴(7)，当变速箱接合起步档并且离合器置于第一位置(PosRF)时使用所述方法，所述第一位置用于准备车辆起步，并且，在所述第一位置，离合器传输较小的扭矩，所述方法的特征在于：如果车辆的驾驶员在预定时间内不通过促动节气门控制装置(49)来表明需要车辆起步扭矩，则所述离合器将被置于第二位置(Pos2)，离合器在该第二位置处的分离程度高于在所述第一位置处的分离程度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在经过所述预定时间之前，如果车辆内的制动踏板(60)被压下，则当检测到制动踏板被压下时，所述离合器置于所述的第二位置。
3.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述预定时间大于3秒钟。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第二位置是所述离合器完全分离的位置。
5.一种用于控制车辆内的自动盘式离合器(3)的位置的控制单元(45)，所述盘式离合器(3)被设置成将驱动力从车辆内的内燃机(1)传输至分级档位变速箱(9)的输入轴(7)，当变速箱接合起步档时，所述控制单元设置为将所述离合器置于第一位置(PosRF)，该第一位置准备车辆起步，并且，在所述第一位置，离合器传输较小的扭矩，所述控制单元的特征在于：如果车辆的驾驶员在预定时间内不通过促动节气门控制装置(49)来表明需要车辆起步扭矩，则所述控制单元被进一步设置成将所述离合器置于第二位置(Pos2)，离合器在该第二位置处的分离程度高于在所述第一位置处的分离程度。
6.一种包括程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上执行时，所述程序代码用于执行如权利要求1所述的方法。
7.一种包括程序代码的计算机程序产品，所述程序代码存储在计算机可读媒介中，当所述计算机程序在计算机上执行时，所述程序代码用于执行如权利要求1所述的方法。
8.一种可直接地载入计算机内存的计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，当所述计算机程序产品上的计算机程序在计算机上执行时，所述计算机程序用于执行如权利要求1所述的方法。
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