CN103161943A

CN103161943A - 用于控制减振离合器的方法

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Publication number: CN103161943A
Application number: CN2012103640246A
Authority: CN
Inventors: 蔡昌国; 李兴淅; 吴锡一; 吴浣守; 金辰昡
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2032-09-26
Also published as: KR101339234B1; CN103161943B; US20130151099A1; KR20130065418A; DE102012109027A1; US8818666B2; DE102012109027B4; JP5926640B2; JP2013122315A

Abstract

一种用于控制减振离合器的方法，可包括：在车辆的行驶状态下确定所述减振离合器是否为滑动状态或锁定状态，确定车辆条件是否在预先确定的共振范围内，确定车辆扭矩是否在预先确定的共振扭矩范围内，当所述减振离合器为滑动状态或锁定状态、车辆条件在所述预先确定的共振范围内且车辆扭矩在所述预先确定的共振扭矩范围内时，检测次谐波振动，和当所述次谐波振动大于预先确定的值时，控制所述减振离合器滑动或打开。

Description

用于控制减振离合器的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月9日提交的韩国专利申请第10-2011-0132265号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于控制减振离合器的方法。更具体地，本发明涉及一种用于控制减振离合器的方法，所述方法可以通过控制扭矩变换器的减振离合器从而有效地消除发动机的异常振动。

背景技术

车辆的扭矩转换器（例如液压扭矩转换器）包括通过接受发动机的驱动力而旋转的叶轮，通过从叶轮排出的流体而旋转的涡轮，和通过使叶轮的回流朝向叶轮的旋转方向从而增加扭矩变化率的定子（或反应器）。

在扭矩转换器中，叶轮固定在其前盖处并随前盖旋转，所述前盖是输入侧的旋转本体，并且导致内部流体流向涡轮。因此，扭矩从输入侧的旋转本体传递至输出侧的旋转本体。

此外，减振离合器设置在前盖和涡轮之间的空间中，从而直接且选择性地使它们彼此连接从而直接传递扭矩。因此，减振离合器的作用是将发动机的旋转动力直接传递至涡轮。

特别地，如图6中所示，如果减振离合器具有2-段刚度结构，则当输入发动机扭矩时可在2-段刚度的边界处发生异常次谐波振动，因此在车身中可发生严重问题。

为了解决该问题，如果具有2-段刚度结构的减振离合器的刚度增加，则大的轰鸣声升高，使得发动机的声振粗糙度（NVH,noise-vibration-harshness）变得更糟且燃料效率恶化，如图6中所示。另一方面，如果具有2-段刚度结构的减振离合器的刚度降低，则可以改善轰鸣但是异常振动变得更糟。因此在轰鸣和异常振动之间存在矛盾。如图1中所示，异常振动范围和轰鸣范围不同，因此难以通过改变具有2-段刚度结构的减振离合器的刚度从而解决该问题。

另一方面，如果减振离合器具有多段刚度结构从而解决该问题，则可以多少改善异常振动和轰鸣，但是实际上难以应用于减振离合器，因为多段刚度结构体现在某些限定的设计条件下，例如最大扭矩、扭转角等。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供一种用于控制减振离合器的方法，其优点在于通过有效消除异常振动从而改善发动机的燃料效率和声振粗糙度（NVH），并且通过保持抵抗由减振离合器的耐久性的恶化和刚度的偏差而导致的刚度变化的强度从而平稳维持燃料效率和声振粗糙度（NVH）。

在本发明的一个方面，一种用于控制减振离合器的方法，可包括：在车辆的行驶状态下确定所述减振离合器是否为滑动状态或锁定状态，确定车辆条件是否在预先确定的共振范围内，确定车辆扭矩是否在预先确定的共振扭矩范围内，当所述减振离合器为滑动状态或锁定状态、车辆条件在所述预先确定的共振范围内且车辆扭矩在所述预先确定的共振扭矩范围内时，检测次谐波振动，和当所述次谐波振动大于预先确定的值时，控制所述减振离合器滑动或打开。

控制所述离合器滑动或打开可包括：当所述次谐波振动大于预先确定的第一指数值时，控制减振离合器滑动；和当在控制所述减振离合器滑动之后检测的次谐波振动大于预先确定的第二指数值时，控制所述减振离合器打开。

通过考虑包括发动机的车辆的驱动系统的设计值或实验值设定所述车辆的所述共振范围。

所述车辆的所述共振范围为根据车辆的齿轮速度而预先设定的发动机速度范围。

所述减振离合器可通过施加双减振弹簧而具有2-段刚度结构。

所述共振扭矩范围为预先设定的范围，所述范围可包括与所述减振离合器的刚度转折点相对应的扭矩。

根据本发明的用于控制减振离合器的方法，可改善发动机的燃料效率和声振粗糙度（NVH），可通过保持抵抗由减振离合器的耐久性的恶化和刚度的偏差而导致的刚度变化的强度从而平稳维持燃料效率和NVH。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方案，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1（a）、1（b）为根据减振离合器的刚度变化的异常振动和轰鸣的实验曲线图。

图2为根据本发明的示例性实施方案的减振离合器控制系统的示意图。

图3为根据本发明的示例性实施方案的用于控制减振离合器的方法的流程图。

图4为与发动机的扭矩波动相关的减振离合器的状态的示意图。

图5为解释具有低刚度的减振离合器的设计的曲线图。

图6为异常振动和轰鸣之间的矛盾的示意图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征（包括例如具体尺寸、方向、位置和外形）将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记涉及本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它具体实施方案。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

图2为根据本发明的示例性实施方案的减振离合器（damperclutch）控制系统的示意图，和图3为根据本发明的示例性实施方案的用于控制减振离合器的方法的流程图。

如图2至图3中所示，根据本发明的示例性实施方案的用于控制减振离合器的方法可包括：在步骤S10中，在车辆的行驶状态下确定减振离合器是否为滑动状态或锁定状态；在步骤S20中，确定车辆条件是否在预先确定的共振范围内，在所述共振范围内可发生减振离合器的异常振动；在步骤S30中，确定车辆扭矩是否在预先确定的共振扭矩范围内，在所述共振扭矩范围内可发生减振离合器的异常振动；在步骤S40中，当减振离合器为滑动状态或锁定状态、车辆条件在共振范围内且车辆扭矩在共振扭矩范围内时，检测次谐波振动（A）；和在步骤S50中，当次谐波振动大于预先确定的值时，控制减振离合器以滑动或打开。

在步骤S10中，当车辆在正常行驶条件下时，电子控制单元（ECU）100确定减振离合器10中是否出现滑动情况或锁定情况。减振离合器10可具有2-段刚度结构。这是因为当减振离合器为较小滑动状态或为锁定状态时，很可能发生异常振动。

如图4中所示，发动机扭矩通过车辆节流阀的开度而变化，且减振离合器10根据扭矩的变化例如通过滑动、锁定或打开而发生不同的响应。当减振离合器10锁定时，根据刚度的变化会发生异常振动；当减振离合器10打开时，不会发生异常振动。在减振离合器10滑动的情况下，滑动程度或滑动量确定是否发生异常振动。通常地，如果减振离合器10的滑动量变得较小，发生异常振动的可能性变得较大。

在某些示例性实施方案中，减振离合器10可通过施加双减振器弹簧而具有2-段刚度结构。如图1和图6中所示，具有2-段刚度结构的减振离合器10在使第一刚度（K1）变小方面存在限制，并且第一刚度（K1）和第二刚度（K2）之间的刚度显著变化导致振动反射效果，其中发生异常共振。异常振动为可对车身产生致命问题的非线性振动。

特别地，当减振离合器锁定使得电子控制单元（ECU）100或变速器控制单元（TCU）200确定减振离合器是否锁定时，发生异常振动的可能性最高。

同时，在减振离合器10的滑动状态下，发生异常振动的可能性比锁定状态下更低，但是当滑动量较小时，滑动状态可能为与锁定状态相同的状态。因此，ECU 100或TCU 200确定减振离合器是否为滑动状态。

在某些示例性实施方案中，可预先确定有可能导致异常振动的滑动程度，并且当减振离合器10的滑动量在预先确定的滑动程度内时，满足步骤S10的条件。

当车辆通过释放锁定而在减振离合器打开的状态下行驶时，不满足步骤S10的条件，因为在减振离合器打开的状态下不发生异常振动。

在步骤S20中，如图3中所示，车辆的电子控制单元（ECU）100确定其是否在预先确定的共振范围内，在所述共振范围内可能发生减振离合器的异常振动。

可产生异常振动的特别条件不仅可以存在于减振离合器中，也可以存在于车辆中，其中在步骤S20中考虑所述特别条件。如图1中所示，在特别的转数/分钟（RPM）的范围内发生异常振动。所述特别范围可被设定为车辆的共振范围。

在某些示例性实施方案中，可以通过包括发动机的车辆的驱动系统的实验值或设计值设定车辆的共振范围。

此外，在某些具体实施方案中，车辆的共振范围为根据车辆的齿轮速度而预先设定的发动机速度范围。齿轮速度信息可从变速器控制单元（TCU）200传递至电子控制单元（ECU）100，且旋转速度信息可通过旋转速度传感器测量并从旋转速度传感器传递至电子控制单元（ECU）。同时，可在电子控制单元（ECU）100中提前存储变换表（maptable），所述变换表具有对应于每个齿轮速度的发动机旋转速度的范围，并且电子控制单元（ECU）100通过将从TCU200和旋转速度传感器传递的齿轮速度和发动机旋转速度与变换表对比从而确定测量的发动机旋转速度是否在变换表的预先确定的旋转速度范围内。

如上所述，车辆的共振范围指的是可产生异常振动的范围，因此可以通过提前检测和存储每个齿轮速度下的发动机速度范围从而预先设定车辆的共振范围。例如，当齿轮为第五速度时，如果测量的发动机旋转速度在变换表的预先确定的RPM范围内，则电子控制单元（ECU）100确定车辆在共振范围内。

变换表的RPM范围可以根据每个齿轮速度而设定为相同的范围或不同的范围。

在步骤S30中，如图3中所示，ECU100确定车辆扭矩是否在预先确定的共振扭矩范围内，在所述共振扭矩范围内可发生减振离合器10的异常振动。在每个齿轮速度下可存在可以产生异常振动的发动机旋转速度范围以及扭矩范围。

如图1和图2中所示，与具有2-段硬度结构的减振离合器的刚度在K1和K2之间显著变化的点相对应的扭矩为T1。这意味着如果扭矩变为T1，则可发生异常共振。

因此，可通过图1中所示的T1附近的扭矩范围预先确定可以产生异常振动的共振扭矩范围20。在某些示例性实施方案中，可通过关于异常振动和扭矩的实验或分析从而设定共振扭矩范围20。

在某些示例性实施方案中，在每个齿轮速度下，共振扭矩范围20也可设定为相同的范围或不同的范围。在每个齿轮速度下，可以产生异常共振的扭矩通常在每个齿轮速度下的最大扭矩的特定百分比的范围内。因此，可通过考虑特定百分比范围而设定共振扭矩范围20。

在步骤S40中，如图3中所示，当减振离合器为滑动状态或锁定状态、车辆条件在共振范围内且车辆扭矩在共振扭矩范围内时，传感器300检测次谐波振动。

在步骤S40中，当满足步骤S10、S20和S30的所有条件时，车辆的传感器300检测次谐波。在某些示例性实施方案中，不仅可通过使用某些设备如传感器300也可通过使用电子控制单元（ECU）100或变速器控制单元（TCU）200转换车辆变速器的输出轴旋转速度从而检测次谐波振动（A）。

在步骤S50中，当次谐波振动大于预先确定的指数值时，变速器控制单元（TCU）200控制减振离合器10以滑动或打开。在上述情况下，车辆中可以发生异常振动，其中，如果减振离合器10为锁定状态，则变速器控制单元（TCU）200将锁定状态改变成滑动状态或打开状态，从而避免异常振动。

同时，根据滑动量或滑动程度，在减振离合器的滑动状态下可以发生异常振动。

因此，在这种情况下，变速器控制单元（TCU）200也可控制减振离合器10使得滑动量更大或使得减振离合器10为打开状态，从而避免异常振动。

目前的滑动状态可为可以产生异常振动的状态，因此TCU 200控制减振离合器从而扩大滑动程度或者将减振离合器改变成打开状态，因此，减振离合器的减振作用增加，从而吸收发动机的振动，并且避免异常振动。

可通过实验或分析预先确定指数值。

在某些示例性实施方案中，可通过使用变速器的输出轴旋转速度预先确定指数值。

通常地，变速器控制单元（TCU）200被设计成从脉冲发生器B（PGB）传感器接收输出速度，所述脉冲发生器B（PGB）传感器检测自动变速器的输出速度，因此可以通过使用PGB传感器计算输出轴旋转速度。

在内联4-缸（I4）发动机的情况下，当4个缸完成4个冲程（例如吸气冲程、压缩冲程、爆炸冲程和排气冲程）时曲轴旋转两次。因此，主点火元件可以限定为C2（C4/2），且指数值可限定为C1，C1为C2的一半。

以相同的方式，在内联6-缸（I6）发动机或V6发动机的情况下，当6个缸完成4个冲程（例如吸气冲程、压缩冲程、爆炸冲程和排气冲程）时曲轴旋转两次。因此，主点火元件可以限定为C3（C6/2），且指数值可限定为C1.5，C1.5为C3的一半。

以相同的方式，在V8发动机的情况下，可使用C2作为指数值，C2为C4的一半。

然而，上述指数值确定方法仅为一种用于确定指数值的方法，因此本发明不限于上述指数值确定方法。

在某些示例性实施方案中，如图3中所示，可将控制减振离合器10滑动或打开的步骤S50划分成多个步骤。控制减振离合器10滑动或打开可包括步骤S51至S54。在步骤S51中，TCU 200确定次谐波振动（A）是否大于在步骤S51中预先确定的第一指数值。在步骤S52中，当次谐波振动（A）大于预先确定的第一指数值（指数1）时，TCU200控制减振离合器10滑动。在步骤S52中控制减振离合器10滑动之后，在步骤S53中，TCU 200确定由传感器重新检测的次谐波振动（A）是否大于预先确定的第二指数值（指数2）。在步骤S54中，当在控制减振离合器滑动之后检测的次谐波振动（A）大于预先确定的第二指数值（指数2）时，TCU 200控制减振离合器打开。

例如，如果减振离合器10为锁定状态，当在步骤S51中由传感器300检测的次谐波振动（A）大于第一指数值（指数1）时，在步骤S52中TCU 200控制减振离合器10滑动，并且当在步骤S53中在控制减振离合器滑动之后由传感器300重新检测的次谐波振动（A）大于预先设定的第二指数值（指数2）时，在步骤S54中TCU 200控制减振离合器10打开从而避免异常振动。

第一指数值（指数1）或第二指数值（指数2）可通过实验预先设定，并且第一指数值（指数1）或第二指数值（指数2）可为发动机主点火元件的一半。

当异常振动导致具有2-段刚度结构的减振离合器的刚度显著变化时，根据本发明的示例性实施方案的用于控制减振离合器的方法可通过将减振离合器的状态改变成滑动或打开从而避免异常振动。

同时，传统技术增加具有2-段刚度结构的减振离合器的刚度从而使边界点的扭矩（P1）大于发动机的最大扭矩（E），如图5中所示，从而避免异常振动，但是导致更大的轰鸣，如图6中所示。

然而，当边界点的扭矩（P2）小于发动机的扭矩（E）时，根据本发明的示例性实施方案的用于控制减振离合器的方法可避免异常振动。因此，根据本发明的示例性实施方案，减振离合器可被设计成具有低刚度，同时也可以避免轰鸣。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims

1.一种用于控制减振离合器的方法，包括：

在车辆的行驶状态下确定所述减振离合器是否为滑动状态或锁定状态；

确定车辆条件是否在预先确定的共振范围内；

确定车辆扭矩是否在预先确定的共振扭矩范围内；

当所述减振离合器为滑动状态或锁定状态、车辆条件在所述预先确定的共振范围内且车辆扭矩在所述预先确定的共振扭矩范围内时，检测次谐波振动；

当所述次谐波振动大于预先确定的值时，控制所述减振离合器进行滑动或打开。

2.根据权利要求1所述用于控制减振离合器的方法，其中控制所述离合器滑动或打开包括：

当所述次谐波振动大于预先确定的第一指数值时，控制减振离合器进行滑动；和

当在控制所述减振离合器进行滑动之后检测到的次谐波振动大于预先确定的第二指数值时，控制所述减振离合器打开。

3.根据权利要求1所述用于控制减振离合器的方法，其中通过考虑包括发动机的车辆的驱动系统的设计值或实验值设定所述车辆的所述共振范围。

4.根据权利要求1所述用于控制减振离合器的方法，其中所述车辆的所述共振范围为根据所述车辆的齿轮速度而预先设定的发动机速度范围。

5.根据权利要求1所述用于控制减振离合器的方法，其中所述减振离合器通过施加双减振弹簧而具有2-段刚度结构。

6.根据权利要求5所述用于控制减振离合器的方法，其中所述共振扭矩范围为预先设定的范围，所述范围包括与所述减振离合器的刚度转折点相对应的扭矩。