CN1055439C - 汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车的摩擦离合器，包括在内燃机至变速器之间的扭矩传递链中设置的一个自动离合器和至少一个离合器的控制装置，在排档挂上、发动机处于运转状态、汽车静止或者实际上静止、并且不踩下节气门踏板的情况下，离合器被接合到能够传递使汽车起步的小扭矩的程度。

Description

汽车
本发明涉及的汽车，包括在内燃机至多档变速器之间的扭矩传递链中设置的一个自动离合器和至少一个离合器的切换或控制装置，或离合器的调节装置。该装置被称为“电子式离合器管理器”，简称“EKM”，这类装置例如已公开在德国公开专利说明书DE-OS4011850中。
本发明的任务是，提高配备有该系统的汽车的安全性。汽车驾驶员都知道一种情况，即在特定的运行状态下，例如汽车静止而发动机还在运转并且处在挂档位置时，如在车库门前停车时，不能在挂档的情况下下车(根据运行的状态，离合器因节气门踏板没有被踩下而处在准备位置上)，因为在这种情况下，当离合器的分离系统发生故障，例如自动离合器的液压系统内的压力消失时，离合器将会闭合。此外，本发明的任务还包括提高汽车的舒适性，例如在调车时，可以向驱动车轮精确地传递发动机扭矩，并且还可在结冰的道路上使汽车易于起步。本发明的任务还在于，降低这种系统的成本，进而降低配备了这种系统的汽车的成本；使调节作用更精确更迅速；让驾驶员和/或修理厂能够得知系统的故障，为此将该故障存储在诸如一个故障存储器内，最好是存在非易失存储器中。最后，还应当简化所使用的电子器件，实现装置的万用性，将主动器件和从动器件的数量保持在最低限度，在安装了EKM装置的汽车上尽可能少作改动。
根据本发明，所述的任务中至少有一部分，即更高的安全性和舒适性以及更好的行驶特性，可以通过以下方案得到解决：采用自动离合器，在排档挂上、发动机处于运转状态、汽车静止或者实际上静止、并且不踩下供油量调节装置(节气门踏板)的情况下，离合器被闭合到能够传递使汽车起步的小扭矩的程度。这种起步不会使驾驶员想到，在发动机运转并挂档的情况下停车时，可以离开汽车，因为在制动器(脚或手制动器)发生作用使汽车停止后，发动机运转并挂档的情况会使汽车立刻开始慢行。但是这种慢行可以在进入停车位、调车和在结冰的道路上起动时实现较高的舒适性，因为可以做到非常精确的起步。
本发明的一种有利的方案是，在起步时如果制动器发生作用(通过脚制动器和/或手制动器)，则离合器朝着打开的方向动作，至少使传递的扭矩减小，这种减小例如可以通过朝着准备位置连续地或者突然地分离实现。
本发明的另一种有利的方案是，在制动器发生作用、汽车静止或实际上静止、不踩下节气门踏板时，如果挂上排档，则离合器将保持在一个相对于起步作用位置而后退错开的位置上，即保持在一个准备、等待位置上或者偏移位置上。
本发明的一种特别有利的方案是，在起步过程中如果制动器不发生作用，并且不踩下节气门踏板，则离合器将始终朝着闭合的方向动作，即在怠速运转时可以产生转速的连续提高，以防止离合器由于持续慢行而带来的相对较大的转差率而发生过热。
等待或者偏移位置的数据可以事先存在存储器内，例如一个电子存储器内，并在需要时从存储器中取出，或者传输给一个相应的接收器。离合器的等待或者偏移位置也可以按照以下方式构成，即测定离合器开始传递扭矩的所谓接合点，并且自动地加上一个微小的、相对于接合点后退错开的数值(偏移量)，将得到的数值存储到一个电子硬件内，例如一台计算机内，并且再从其中取出。
以下方案被证实非常有利，即当发动机启动后，在汽车静止或者实际上静止、不踩下节气门踏板、不操作制动器的情况下，并且根据所挂上的起步排档，离合器从一个不传递起步扭矩的位置(等于准备或偏移位置，或者等待位置)上持续地朝着闭合方向动作，使汽车起步，并且作用在离合器内部的转差率持续地减小，也就是车速逐渐加快。其中一种有利的方案是，在制动器动作时，离合器的闭合过程至少要被切断，或者离合器继续打开，例如直至回到准备位置上。
另一种极为有利的方案是，离合器随着发动机的停止自动地接合。其中特别有利的是，离合器在挂上排档时，也被接合，以便可靠地实现变速器的闭锁。此时最好在挂档的情况下使离合器随着发动机的停止，在时间上有少许延迟接合，因为在关闭点火开关后，发动机还有惯性运转。
下面一种有利的方案是，当发动机启动后，并且最好仅在变速器位于空档位置时，离合器进入一个超过闭合位置的、完全打开的位置，当挂上起步排档时，离合器则进入准备位置，该过程例如可以通过一个档位识别装置，根据所识别的特定档位而实现。
再一种特别有利的方案是，在不踩下节气门踏板、但挂上排档的情况下，离合器从一个不传递起步扭矩的位置，即准备或偏移位置、或者等待位置上持续地朝着闭合方向动作，使汽车起步。此时离合器可以在调节或控制下闭合。离合器从准备位置进入闭合位置的闭合，和/或从闭合位置进入继续或完全闭合位置的控制是根据一个与时间相关的扭矩坡度进行的，或者根据发动机和变速器之间的转差率而调节的，其中较大的数值优先。一种特别有利的做法是，离合器的闭合，例如从准备位置进入闭合位置和/或从闭合位置进入压紧位置，不需要直接测量变速器的转速。为了代替对变速器转速的测量，要根据一个来自于车速的，例如行驶速度信号的、与变速器转速相对应的数值来计算离合器后面的传动链的转速，即变速器的输出转速，该数值例如取自一个控制器，如DME(数字式发动机电子控制系统)，所述的数值要考虑到所使用的排档和所对应的变速器的变速比。该方案可以以简单的方式通过电子硬件实现，因为行驶速度信号是始终存在的，借助于电子装置存储的变速比可以推算出来。所挂的档位信号可以从所谓的档位识别器获得。在这种装置中，可以放弃使用测量变速器输出转速的传感器，在采用上述EKM系统时无需对变速器做任何改动。
上面多次提到的离合器的闭合位置至少近似于汽车开始起步时的位置。最好在内燃发动机启动后，让离合器处在完全打开的状态。
下一种有利的方案是，测量离合器行程的装置是一个由离合器操作机构，如分离轴承所分开的分离机构元件，其中在液压式分离机构，例如一个液压系统中对行程的测量可以直接或者间接地在主动工作缸上进行。为此可在液压缸的挺杆上设置一个摆动式操作杠杆，在杠杆的轴上安装一个转动式电位器。这种测量方法是极为有利的，因为无需在变速器总成上做任何改动。由于液压油——液压式离合器操纵系统可以和制动器的液压回路连在一起——不可避免地会由于温度变化而产生体积膨胀，所以离合器在从动工作缸处的实际位置与测定的离合器在主动工作缸处的位置之间的关系可能是错误的，至少是在液压油储罐的平衡孔上进行的下一次体积平衡之前其关系可能是错误的。
为了补偿这种错误或者避免其产生，最好采用一种以上的方法进行接合点的测量。
一种方法是，在汽车静止或实际静止的情况下，在变速器的空档位置上进行接合点的测量(静止接合点)，这种测量最好是周期性地进行。在必要时，作为以上测量方法的替代，可以在汽车挂上排档、踩下脚制动器并且处于静止或实际静止的情况下，进行接合点的测量。该静止接合点的测量最好周期性地进行。由电位器所测量的数值可以按如下所述，输入到一个存储器内。
另一种接合点的测量方式是在推力运行和/或拉力运行状态下进行(推力或拉力接合点)。
在推力运行状态下，接合点的测量按“负荷杠杆位置为零”的方式进行，离合器的位置从闭合方向上看未达到准备位置，并且确定此时的最小发动机转速，该转速可以通过转速下降后又重新升高的现象识别出来，即确认第一次为正值的斜率，在该状态下，离合器所实际传递的扭矩等于发动机的推力扭矩，该数值在电子装置的硬件内存储的发动机的特性曲线图上对应着发动机的一个推力扭矩或者制动扭矩，并且在离合器的特性曲线图上，该数值与潜在的，即下一个接合点有相应的距离。
在拉力运行状态下进行接合点测量时，例如可以对发动机和变速器之间的转速差，即转差率进行时间上的积分，当超过积分面积时，对接合点在闭合方向上校正一个特定数值，并且当未达到积分面积时，对接合点在打开方向上校正一个特定的数值。
除了静止接合点外，所有测量到的接合点(必要时包括偏移量)都可输入到一个存储器中，其中静止接合点可以存储在一个易失性存储器中，推力和/或拉力接合点可以存储在一个非易失存储器中。最好根据使用的情况来决定测量推力接合点或是拉力接合点。在某些情况下，最好对推力接合点和拉力接合点均进行测量和储存。
最好用一个易失性中央接合点存储器存储测量到的准备位置数据(或上述包括特定的校正值的接合点)，该存储器从其他存储器，即静止接合点存储器和推力和/或拉力接合点存储器获得数据。静止接合点存储器的数据经一次或者每次周期性测量得到后，由中央接合点存储器根据准备位置的达到信号而接收。
经查询推力接合点和/或拉力接合点存储器，并且当离合器至少接近了完全闭合的位置后，其数据由中央接合点存储器所接收。
如上所述，推力接合点和/或拉力接合点可以按照至少近似于离合器完全闭合(例如当汽车要以转差方式行驶时)，或者与离合器完全闭合相关的方式被接收。中央接合点存储器接收推力接合点和/或拉力接合点信号也可以根据离合器闭合的情况进行，此时由离合器所传递的扭矩可以高于实际的发动机扭矩。
推力接合点和/或拉力接合点的接收还可以按照至少近似于离合器完全打开的方式进行。在某些情况下让接收和离合器达到准备位置相关是适当的。
推力接合点和/或拉力接合点被中央接合点存储器(易失性)的接收也可以和主动工作缸所达到的一个位置相关，在该位置上经储罐上的平衡孔实现体积的平衡，离合器打开时通常会出现这种情况。
每个最后测定的静止接合点在中央易失性接合点存储器中的存入可以与离合器刚好还处于自由的状态相关。该最后的数据被删除的条件是，离合器短促地闭合，例如闭合1秒钟，造成了平衡以及在液压离合器分离系统内产生体积平衡，并且在推力和/或拉力状态下测定的接合点被存入(非易失性或者连接性)推力和/或拉力接合点存储器中，而且继续传输给易失性中央接合点存储器。当发动机停止后，静止接合点存储器和中央接合点存储器被清除，而用于推力和/或拉力运行的非易失接合点存储器内所存的数据则继续保持存储或贮存，当下一次启动时，该数据进入中央易失性接合点存储器，以便用于控制或调节离合器的接合点。
离合器从分离位置进入准备位置的闭合根据一个控制e-函数进行。并且在起步时，离合器从准备位置出发的闭合与一个额定起步转速相关，而该转速则取决于负荷杠杆的位置，即油门踏板或节气门的位置。
离合器在换档后重新闭合时，从准备位置进入闭合的状态与一个额定转差率相关。该额定转差率可以根据开始接入离合器的实际转差率经一时间坡度调整到所要求的最终转差率，所要求的最终转差率为零(例如，如果不应当用打滑的离合器进行无振动行驶)。在离合器上调整的扭矩至少等于发动机扭矩乘以一个≥1的系数。发动机的扭矩可以根据负荷杠杆的位置和发动机的转速测定。
在各个运行状态下(慢行和/或起步和/或重新闭合)被初始化的调节器(或者调节算法)所测定的离合器的额定扭矩可通过离合器的特性曲线转换成一个额定数值。其中要将额定行程在一个行程调节回路内和离合器的实际值进行比较，并且通过一个比例积分微分(PID)调节器从中确定控制气门所需的额定电流。
本发明提出一种汽车，包括在内燃机至变速器之间的扭矩传递链中设置的一个自动离合器和至少一个离合器的控制装置，在排档挂上、发动机处于运转状态、汽车静止或者实际上静止、并且不踩下节气门踏板(供油量调节装置)的情况下，离合器被闭合到能够传递使汽车起步的小扭矩的程度。
在起步时如果制动器发生作用(脚制动器，手制动器)，则离合器朝着打开的方向动作，使传递的扭矩减小。
在制动器发生作用、汽车静止或实际上静止、不踩下节气门踏板时，如果挂上排档，离合器保持在一个相对于起步作用位置后退错开的位置上(准备、等待位置或者偏移位置)。
在起步过程中如果制动器不发生作用，并且不踩下节气门踏板，则离合器将始终朝着闭合的方向动作。
等待或者偏移位置可以按照一个事先存在存储器内，并从存储器中取出的数值进行调整。
离合器的等待或者偏移位置可以按照一个事先存在存储器内的、并从存储器中取出的、对应于接合点而后退错开位置进行调整，调整朝着离合器打开的方向进行，相对于接合点有一个微小的调整值(偏移量)。
本发明还提出一种汽车，包括在内燃机至变速器之间的扭矩传递链中设置的一个自动离合器和至少一个离合器的控制装置，所述的汽车，当发动机启动后，在汽车静止或者实际上静止、不踩下节气门踏板、不操作制动器并且挂上起步排档的情况下，离合器从一个不传递起步扭矩的位置(等于准备或偏移位置，或者等待位置)上持续地朝着闭合方向动作，使汽车起步，并且在离合器内作用的转差率持续地减小。
在制动器动作时，离合器的闭合过程被切断。
离合器返回到一个不传递起步扭矩的位置上(相当于准备位置)。
离合器随着发动机的停止自动地闭合。
离合器在挂上排档时，也被闭合。
离合器随着发动机的停止被延迟闭合。
本发明还提出一种汽车，包括在内燃机至变速器之间的扭矩传递链中设置的一个自动离合器和至少一个离合器的控制装置，所述的汽车，其特征是，当发动机启动后并且变速器位于空档位置时，离合器进入一个超过闭合位置的、完全打开的位置，当挂上起步排档时，离合器则可以通过一个档位识别装置，根据所识别的起步档位而进入准备位置。
在不踩下节气门踏板、但挂上排档的情况下，离合器从一个不传递起步扭矩的位置(等于准备或偏移位置，或者等待位置)上持续地朝着闭合方向动作，使汽车起步。
离合器的转差率通过其持续的闭合而减小。
离合器从准备位置进入闭合位置的闭合，和/或从闭合位置进入继续或完全闭合位置的控制是根据一个与时间相关的扭矩坡度进行的，或者根据发动机和变速器之间的转差率而调节的。
离合器的闭合，例如从准备位置进入闭合位置和/或从闭合位置进入压紧位置不需要直接测量变速器的转速。
根据发动机的转速和一个来自于行驶速度信号的、与变速器转速相对应的数值计算转差率，所述的数值考虑到所使用的排档所对应的变速器的变速比。
离合器的闭合位置至少近似于汽车开始起步时的位置。
在内燃发动机启动后所产生的离合器动作过程的初始位置是闭合位置，并由“偏移量”校正。
测量离合器行程的装置是一个由离合器操作机构，如分离轴承所分开的分离机构元件。
在液压式分离机构中对行程的测量在传感器工作缸上进行。
采用一种以上的方法测量接合点。
在汽车静止或实际静止的情况下，在变速器的空档位置上进行接合点的测量(静止接合点)。
在汽车被挂上排档、踩下脚制动器并且处于静止或实际静止的情况下，进行接合点的测量(静止接合点)。
静止接合点的测量周期性地进行。
接合点的测量在推力运行和/或拉力运行状态下进行(推力或拉力接合点)。
在推力运行状态下，接合点的测量按“负荷杠杆位置为零”的方式进行，离合器的位置从闭合方向上看未达到准备位置，并且确定此时的最小发动机转速，该数值在发动机的特性曲线图上对应着发动机的一个推力扭矩或者制动扭矩，并且在离合器的特性曲线图上，该数值与潜在的接合点有相应的距离。
在拉力运行状态下的接合点测量中，对发动机和变速器之间的转速差(转差率)进行时间上的积分，当超过积分面积时，对接合点在闭合方向上校正一个特定数值，并且当未达到积分面积时，对接合点在分离方向上校正一个特定的数值。
所有测量到的接合点(必要时包括偏移量)都是可存储的。
静止接合点可以存储在一个易失性存储器中。
推力和/或拉力接合点可以存储在一个非易失存储器中。
用一个易失性中央接合点存储器存储准备位置，该存储器从其他存储器、静止接合点存储器和推力和/或拉力接合点存储器获得数据。
静止接合点存储器的数据经周期性测量得到后，由中央接合点存储器根据准备位置的达到信号而接收。
经查询接合点推力和/或拉力存储器，并且当离合器至少接近了完全闭合的位置后，其数据由中央接合点存储器所接收。
根据离合器闭合的情况由离合器所传递的扭矩高于实际的发动机扭矩。
推力和/或拉力扭矩的接收和离合器的完全闭合相关。
接收和离合器的完全打开相关。
接收和离合器达到准备位置相关。
接收与主动工作缸所达到的一个位置相关，在该位置上经储罐上的平衡孔(Schnueffelbohrung)实现体积的平衡。
离合器从打开位置进入准备位置的闭合是根据一个控制函数进行的。
在起步时，离合器从准备位置出发的闭合与一个额定起步转速相关，而该转速则取决于负荷杠杆的位置。
离合器在重新闭合时(换档后)，从准备位置进入闭合的状态与一个额定转差率相关。
额定转差率可以根据开始接入离合器的实际转差率经一时间坡度调整到所要求的最终转差率。
所要求的最终转差率为零。
在离合器上调整的扭矩至少等于发动机扭矩乘以一个≥1的系数。
根据负荷杠杆的位置和发动机的转速测定发动机的扭矩。
测定在各个运行状态下(慢行和/或起步和/或重新接合)离合器的额定值，并通过离合器特定曲线转换成一个额定行程。
将额定行程在一个行程调节回路内和离合器的实际值进行比较，并且通过一个比例积分微分(PID)调节器从中确定控制阀门所需的额定电流。
下面对照附图所示的实例，对本发明作进一步的说明。
其中，
图1所示的液压系统部件的结构；
图2和图3是工作缸单元示意图，示出平衡孔；
图4是起步调节过程的流程图；
图5是离合器特性曲线；
图6是静止接合点测量流程图；
图7是流程图。
图1所示的是液压系统部件的结构，包括主动工作缸1、从动工作缸2以及与其相连的液压管道3和贮罐4，它们一方面作为制动液回路5，另一方面作为汽车的液压回路6，该回路包括发动机7及液压泵8，限压阀9，滤清器10和11，以及止回阀12。该液压回路还包括储罐13，压力传感器14，4/3—换向阀(比例调节阀)15，和汽车液压回路的主动工作缸16。气缸16的活塞连杆17同时也是活塞气缸单元1的输入活塞连杆。活塞连杆17可以操纵旋转式电位器18动作，该电位器产生和发出一个关于离合器位置的信号。从动工作缸单元2的活塞连杆19可以操纵离合器操作杆20，而后者则操纵一个分离轴承21，该轴承则操纵图中示意性画出的离合器23的盘形弹簧22。
将工作缸单元1和贮罐4连在一起的管道24通入图2和图3详示的工作缸单元1内的平衡孔25。
1、实施本发明的详细说明：
在起步时，扭矩的增加是由三个相互独立的运算确定的。它们是预报调节器、分离方法和慢速调节器的运算。每个调节器均计算出一个额定扭矩，其中最大的扭矩被接受作为最后的起步扭矩。
在起步调节过程的流程图中，
慢速调节器的控制流程图，状态为“起步”
其中：
nu    下限转速(转/分钟)
no    上限转速(转/分钟)
nanf  起步转速(转/分钟)
nmot  发动机转速(转/分钟)
nschl 发动机和变速器之间过滤的转差率(转/分钟)
MRsoll 额定摩擦扭矩(Nm)
MRsoll，n 2 慢速调节器的额定摩擦扭矩(Nm)
inc＝4  下限改变的增量(转/分钟)
dec＝4  下限改变的负增量(转/分钟)
第一次进入起步时，应当按以下方式设定慢速调节器：
●实际转差率的下限nu+偏移量
●扭矩的斜度＝0
慢速调节器由一个n2调节器和一个与时间相关的扭矩坡度组成，前者的扭矩是根据发动机转速和一个自变速器转速推算出的数值计算出的，后者的坡度为20Nm/s。最大扭矩应被作为起步扭矩。
如果没有供油也没有制动，则坡度扭矩将增加。如果踩下脚制动器或者拉紧手制动器，则按照先前扭矩增加时的相同坡度发生扭矩的下降。坡度的目的在于，让离合器在较长的慢速行驶中闭合，包括n2调节器的扭矩由于转差率变小而趋近于零的情况。否则n2调节器将独立地调节到一个固定的转差率上，在较长的慢速行驶情况下这会导致离合器过高的磨损。
带有预报调节器的起步调节额定摩擦扭矩是间接地与节气门相关的。如果打开节气门供油，则预报调节器通常会动作。否则离合器的正常打开方式将给定额定扭矩的曲线。这样就能在中断起步的情况下使常规打开方式初始化，以便让预报调节器的扭矩一直下降到起步扭矩。
n2调节器按以下公式工作：
MRsoll，n 2＝(nschl-nu)2·(no-nmot)
上限no的作用是，在发动机转速增加时，即在给油时，让扭矩下降，并且在超过该上限时，让扭矩完全降为零。这就是说，通过n2—调节器能立刻建立一个扭矩，该扭矩在短时间供油后，将被预报调节器超过，并且完全是由预报调节器确定的。由预报调节器“舒适地”接管的条件是，在两个额定扭矩斜率之间的过渡点上只有很小的差值。
下限nu的作用是在没有供油并且起步的情况下建立扭矩，并且在制动器发生作用时减小扭矩。该下限在进入“起步”状态时被初始化到实际的转差率+偏移量状态。附加偏移量作用是，让额定离合器位置从行程至接合点按照一个e—函数变化，从而不会使实际的离合器位置发生上冲现象。在低于1000转/分钟的发动机极限转速，并且不踩下节气门踏板时，下限nu的减小可以导致额定扭矩的提高。为了防止发动机可能出现的熄火，规定了最低发动机转速为600转/分钟，在该转速下，nu将被调整到负增量，从而使额定扭矩不再继续提高。
预报调节器根据一个较高的额定扭矩接管调节过程，此时坡度要一直被设定在零，这与预报调节器预定的较高的额定扭矩一样。同样，nu在踏下节气门踏板时，也将会提高到其最大值，从而使n2—调节器的额定摩擦扭矩下降，以便保证预报调节器的可靠接管。此外在中断起步的情况下，如果没有离开“起步”状态，则n2—调节器被内部初始化。
2、接合点的测定
在本实施例中，离合器的位置参数是在液压系统的主动工作缸(GZ)上测量的，而不是在变速器总成的从动工作缸(NZ)上测量的(参见附图1)。
只要离合器至少部分地分离，并且在GZ上的平衡孔没有打开，在GZ和NZ之间的制动液柱便会因温度变化而产生体积膨胀，造成实际的离合器位置(在NZ上)和测定的离合器位置(在GZ上)之间的关系发生错误。
离合器闭合时，系统通过GZ上的平衡孔“重新达到平衡”。
由于温度影响，体积变化只需要几分钟就能在GZ上产生若干毫米的行程。
离合器打开时，在GZ上的离合器位置被调整到恒定，也就是说，如果制动液柱受热，则GZ内的活塞移动，离合器将继续打开(离合器有过度分离的危险！)。
控制器在该过程中不能进行跟随控制。因此会在本质上强烈地影响下一次起步过程：
原则上，在所有的动作中，接合点只要有0.5mm的错误(慢速行驶、起步，离合器重新闭合、打开，换档或停车)，主观上就能感觉到。
2.1接合点(GP)的确定方法：
为了使接合点尽可能地保持准确，应当在控制器的程序中采取以下方法。接合点被划分成“GP—静止”，“Gp—推力”(被存储在后台)和实际接合点(用于进行调节)。
如果汽车的发动机仍在运转，而汽车静止，则在原则上有两种可能性：
1)驾驶员将变速器换到空档位置上。
2)驾驶员挂上排档并且踩下刹车(或者拉紧手制动器)，以避免汽车慢行。
在第一种情况下，可以闭合离合器，使平衡孔打开，从而实现体积的平衡。此时要让离合器周期性地(例如每隔30秒钟)闭合1秒钟。如果不想换档或者脱离空档位置，则该过程中断，离合器立刻打开。如果体积平衡结束，则实际接合点将与“接合点推力”相等。
在第二种情况下可以不进行平衡。因此要周期性地(例如每隔30秒钟)初始化接合点。此时离合器缓慢地闭合(扭矩的建立和慢速行驶一样)，直到发动机的转速减小到80转/分钟为止。此时所测定的接合点被作为“接合点静止”而存储。如果发动机转速没有达到所要求的减小量，则出于安全的缘故，要在一段特定的时间后(例如1.27秒)中断测量。这段时间相应于接合点发生了0.5mm的位移，并且作为位移量而被接受。这一数据也是程序中规定的在所测量的“接合点静止”和实际数值之间的±0.5mm的最大允许偏差(进一步的说明见2.2.1)。
在测量完成后，扭矩重新缓慢地降为零(和中断爬行一样)。如果离合器重新打开到接合点+偏移量的位置，则实际接合点等于“接合点静止”。
如果驾驶员想起步或者慢速行驶，则起步所需的实际接合点将被接受。如果离合器在起步或换档完毕后至少闭合一秒钟，并且发生“平衡”，则和上面所述的一样(实例1)，“接合点推力”将被接受作为实际接合点。
在闭合离合器时，对“接合点推力”的测量将在推力中进行。进行的条件是，最后一次“平衡”允许持续一段最长的时间(例如30秒钟)，这实际上表示没有任何限制，因为通常总是出现这种情况。“接合点推力”的最大允许改变量相对于实际接合点而言应限制在±0.2mm。
“接合点推力”在系统关闭时，被作为连接性参数而存储，并且在初始化时，被作为实际的接合点。
转换到一个重新测定的接合点的条件是，或者离合器完全打开，或者完全闭合，因为在离合过程中，接合点的突变会导致所传递的扭矩的突变。
2.2接合点的测量
2.2.1静止接合点的测量
静止接合点的测量是通过分析转速曲线以及从中得出的接合点估计进行的。
在慢速行驶时，离合器在特定的初始条件下，根据慢行调节器的作用方式，始终以相当的、相对恒定的速度开始闭合。
通过离合器的闭合造成发动机转速下降，此时传递扭矩，并且条件是不踩下节气门，并且怠速调节器没有产生作用。从怠速转速波动为±50转/分钟的条件出发，在正确的接合点以及平坦的路面状况下，在大致相当的时间范围内可以达到80转/分钟的转速降。如果汽车内的接合点和计算机内存储的离合器特性曲线(见下图)相比，向左偏移，则上述时间范围加大，因为执行机构必须从“零点+行程”的初始位置出发以恒定的位移速度行走一段较长的路程。如果接合点向右偏移，则时间间隔减小。
接合点的偏移可以从额定时间间隔和测定时间间隔的偏差(Δt-Δtnom)以及离合器的初始调整速度inom计算，
ΔGP＝(Δt-Δtnom)·inom。
接合点的测量不仅可以在踩下脚制动器，而且也可以在拉紧手制动器的情况下进行。
每次接合点的测量只能在离合器打滑的状态下进行。为了减小离合器的磨损，接合点的测量在静止状态下，最长只允许每30秒进行一次。
全部的算法是作为其准常规方式而描述的，它应当始终处在“起步”状态。该状态的初始化始终应当在进入“起步”状态时进行，如果坡度为零，也可以在“起步”期间进行。也就是说，此时还没有开始慢行。实际的算法见图6所示。
初始化：
nmot发动机转速，(转/分钟)
nmot，merke进入接合点测量时确定转速降的“固定”发动机转速，(转/分钟)
nll   怠速转速，(转/分钟)
nf    汽车转速，(公里/小时)
ΔGP   相对接合点调整(相对于最后测定的)接合点，(mm)
l’nom离合器的初始调整速度，(mm/s)
tnom调整时间(根据测量值确定的额定值)在慢行调节器开始工作时发动机从怠速转速下降至参考点nMot＝650转/分钟所需的调整时间，(s)
tmax接合点测量中断的最长时间，由于将ΔGP限制在0.5mm才有意义，(s)
tGP  时间过程变量，在“平衡”和结束接合点测量时初始化，(s)
rampe来自慢行调节器的坡度，用来作为时间过程变量
FLAG逻辑变量；如果进入条件不再满足，允许测量接合点；只要接合点测量结束，则便为负值
LL怠速开关；在TRUE(正确)的状态下，为“不供油”
以上所列举的初始条件(发动机转速约等于怠速转速，汽车近似于静止状态)可限制接合点测量的频度。只有在这些初始条件下，在正确的接合点上才能达到额定的调整速度l’nom(复制性！)。
2.2.2在重新接合时推力接合点的测量
如果发动机转速在换档后低于变速器转速，则降低速度的发动机在后面的接合离合器的过程中被变速器加速。该过程在每次挂低档时，随着发动机的推力运行发生，但一部分也发生在挂入高档位期间。
测量方法的基本思想是，在发动机转速曲线为最小值的时刻(稳定状态，发动机没有加速)，此时，离合器所传递的扭矩恰好等于发动机当时的牵引扭矩。
牵引扭矩可以根据发动机的转速从特性曲线图上查到，并且通过离合器的特性曲线找到一个相应的离合器位置。
在该离合器位置上，可推算出传递的扭矩＝0的位置。
转换
为了使测量正确地进行，应当满足一些条件(见流程图)：
经过滤的转差率必须在测量Gp的时刻之前始终保持负值(nGetr＞nMotor)。
LL开关必须工作(DK＝0°)使牵引扭矩不至于被发动机扭矩所抵消。
发动机转速不得低于1300转/分钟，否则怠速调节装置可能使发动机加速(特性曲线图中的牵引扭矩将无法使用)。
此外发动机的转速不得超过2800转/分钟，以使推力扭矩不至于过大(测量应当尽可能接近接合点进行，以便减少特性曲线错误的影响)。
Gp要在发动机的斜度进入零的时刻测量。此时斜度不得超过大约83 1/s2，以便防止出现测量错误。新的数值和平均Gp相比最大偏差为±0.2mm。
2.2.3在拉力状态下重新接合时接合点的测量
在拉力状态下重新接合时接合点的测量例如可以按照以下方式进行，即对发动机转速和一个根据变速器转速推算出的数值之间的面积进行积分。当面积超过规定的最大值时，接合点将朝着离合器闭合方向移动。当面积低于规定的最小值时，接合点将朝着离合器打开方向移动。
3.液压激励器的安全哲学
3.1系统监控
系统实行的是EKM系统的详细FMEA。其中表明应当区别以下三种故障：
*传感器损坏
*处理器损坏或者若干传感器损坏
*供电电压消失，末级或者液压供应系统损坏。
EKM系统具有两种不同的紧急运行阶段，即软件紧急运行和硬件紧急运行。通过系统指示灯可以显示紧急运行是否工作。
发生严重故障时，指示灯将快速闪动(闪动频率约为4Hz)。它表示以下情况：
*压力消失
*进入硬件紧急运行，即
—处理器损坏
—离合器位置错误
—多处传感器故障
如果故障不严重，则指示灯持续发光。这表示发生了一个传感器故障，但是“离合器位置”错误例外。
通过报警灯可以告诉驾驶员，系统功能发生故障，或者只能在有限的范围内使用。
表1给出了不同紧急运行阶段的概况，并带有对离合器控制系统的影响的说明。
3.1.1传感器损坏
系统对传感器的信号始终进行连续的或然性检测。如果发现了故障，则接通相应的紧急运行程序。如果是软件紧急运行(见3.2.1节)接通，则基本功能，即起步和换档时的自动离合器动作还可能进行。此时必须接受对舒适性的限制。如果同时发生了若干传感器故障，则硬件进入紧急运行状态(见3.2.2节)。
3.1.2处理器损坏
处理器由一个外部的监视器(Watchdog)监控。如果处理器由于程序错误不能恢复监视器的定时器，则监视器将清除处理器的复位。在复位时离合器控制装置自动地切换到一个固定连接的控制线路上，即所谓的硬件紧急运行。
3.1.3供电电压消失，末级或液压供应系统损坏
在发生这种严重的故障时系统将关闭，从而造成离合器的闭合。
 □情况 紧急运行阶段     汽车的反应     产生的条件
    1 “正常”EKM控制(无紧急运行起作用) - 在起步和换档时离合器自动工作- 专门的离合器控制，以实现汽车的点入和退出反应的最佳化 - 无故障
    2 软件紧急运行 - 在起步和换档时离合器自动工作的舒适性降低- 点入和退出控制闭锁(即离合器保持闭合) - 一个传感器的故障(离合器行程传感器故障除外)
    3 硬件紧急运行 - 启动机闭锁释放- 电动泵按时间控制启闭- 发动机转速＞300转/分钟：＝＝＞离合闭合- 发动机转速＞400转/分钟：＝＝＞离合位置和节气门角度相关- 节气门为小角度时，离合器打开- 节气门为大角度时，离合器闭合- 报警灯接通 - 处理器损坏- 离合器行程传感器损坏- 若干个传感器故障
    4 系统断路 - 离合器闭合 - 供电故障(电缆、调压器)- 比例调节阀末级损坏- 泵的继电器末级损坏- 液压供给系统损坏
表1  EKM安全哲学
3.2紧急运行
3.2.1软件紧急运行
如果在工作的故障存储器中至少记录了一个故障，则进入“软件紧急运行”状态作，报警灯持续发光(例外：在“压力消失”时，以大约4Hz的闪光频率快速闪动)。
运行模式“牵引启动”将被锁止。表2中给出了在不同故障发生时应采取的其它措施以及后果。
如果“软件紧急运行”模式被清除，则该故障措施取消。这种情况发生的条件是，如果故障已经被消除并且变速器被放在空档位置上，或者离合器被闭合。故障措施在无影响的“空档位置”或“离合器闭合”位置下被取消可以防止重新返回到正常运行状态，使驾驶员能够注意。
例外的故障包括：
*排档位置和
*怠速开关，
只要以上缺陷不再存在，则可立即复位。这种故障在故障已经消失后恢复替换值也是允许的，但不得挂在空档位置上。
    故障类型     措  施     效  果
1、发动机转速信号 *切换到发动机辅助转速 *无
2、变速器输入转速信号 *替换值nGet＝0min-1*限制档位识别(仅仅在1档、2档和空档之间有区别) *温度保护措施发生作用*高档位起步保护断开*未踏下油门踏板时离合器打开(空转效果)*重新接合离合器时不舒适*超速保护不起作用
3、车速转速信号 *替换值nF＝0min-1*限制档位识别(同2) *在高档位时更软的接合效果
4、节气门信号 *替换值aDK＝5° *起步转速与节气门角度无关*不适于重新接合(根据情况或软或硬)
5、排档位置传感器信号 *替换值设在1档范围*启动机部分断开 *在高档位时更软的接合效果*变速器打齿轮或变速器损坏可能发生或引发
6、压力传感器信号 *50％一接入时间-泵循环激活 *无
7、切换意图开关信号 *设定切换意图-Flag＝“错” *更换到变速器空档位置要增大换档力量
8、怠速开关信号 *设定怠速开关＝“错误”，当Dk＞5°时 *起步难以控制(只能慢速行驶或者在Dk＞5°时起步)
表2 在软件紧急运行中对不同故障采取的措施和效果
3.2.2硬件紧急运行
系统包括一个固定连接的紧急控制电路。为了保持系统的压力，系统以固定的节拍控制电动泵(即10秒接通，10秒断开，10秒接通，……)。当发动机转速小于最小值时(发动机停止)，离合器闭合(停车闭锁、防止意外的滚动)。当发动机转动时，离合器直接受节气门信号的控制。这样离合器可在节气门小角度时打开，在节气门大角度时关闭。节气门的脉冲扩展调制信号将直接用于阀门控制。
紧急控制电路可以使汽车无危险地行驶到下一个停车点。但此后并不能在所有的情况下起步，因为离合器的闭合过程虽然还能通过节气门踏板控制，但是控制量却受到了很大的限制。
发动机的启动在紧急控制电路接通时被闭锁。启动电机闭锁的消除只有通过插入一个桥接插头才能实现(见3.2.3节)。
当系统发现了若干个传感器有故障(见3.1节)，或者离合器位置信号受到了干扰或损坏时，便进入硬件紧急运行状态。软件控制的一种专门工作状态(“关闭”)可以将对系统的控制移交给硬件紧急控制电路。硬件紧急运行在这种情况下是不可逆的，只有通过关闭控制器(断开点火开关，关上驾驶员侧的车门)才能被取消。
软件控制的正确功能通过所谓的“监视器”监控。如果处理器未能以正常的间隔向安装在外部的“监视器”发出触发信号，则后者将清除硬件紧急控制，并重新启动(复位)。重新启动后如果处理器工作正常，则硬件紧急运行将被取消。
一般而言，在控制器被接通软件系统启动后约100ms内，硬件紧急控制电路将发生作用。
当满足以下条件，即：
发动机转速大于500转/分钟，并且
脚制动器或手制动器发生作用时，
硬件紧急控制电路会关闭发动机，关闭时间最长为3秒(该功能的详细说明见3.3节)。
在硬件紧急控制电路接通后，如果插上启动电机闭锁跳线，并且进行试启动，则只要脚制动器或手制动器发生作用，发动机便会关闭。因为发动机的关闭最长仅持续3秒，所以发动机还是能启动的。
3.2.3
如果将跳线插头插在“启动电机释放”的位置上，则可以绕过启动电机闭锁功能。启动电机的闭锁跳线插上后，系统的报警灯将快速闪光(闪动频率约为4Hz)。如果在发动机启动后立刻拔下启动电机闭锁跳线，则系统报警灯还继续闪光，直至控制器下次被切断为止。
3.3诊断功能
系统进行自诊断的基础是故障识别。
系统对所有的输入和输出信号均进行故障检测。对输入信号，如果它偏离了有物理意义的信号区间，则在故障存储器内将产生故障记录。
对输出信号，系统检测逻辑电平和反馈测量得到的电平之间的一致性。
此外，对输入信号还进行以下功能性故障的检测：
*泵的接通时间(泵循环)过长
*在额定和实际离合器位置(离合器位置传感器)之间存在不允许的偏差
*比较发动机转速DME1和DME2
*检测阀门电流是否处在有物理意义的区间内
*检测在换档期间两个换档意图信号是否同时发生作用＝＝＞故障“换档意图”被识别
*检测LL开关与节气门的相关性
*相互监控变速器的输入和输出转速
每个被识别出的故障都被纪录在故障存储器内。故障以计数器序号1-8编号。编号1表示故障目前存在。较大的编号表示最后一次故障是何时出现的。在关闭系统时，所有当时未起作用的故障的编号将被加上1，然后被存储。编号2表示系统在倒数第二次运行过程中产生的故障，但当前已不存在。编号2-7的解释和以上所述的相对应(如编号5表示倒数第五次运行时的故障已不再存在)。编号8表示，在上一次清除了故障存储器后，故障还至少出现了一次，但是在系统最后七次运行过程中，并没有出现过。
3.3.1故障存储器的读取
故障存储器的输出是通过系统报警灯的闪光代号表示的。为了准备输出诊断结果，要将跳线插头插在“诊断”的插座上。在接通点火的情况下，踩下脚制动器的踏板(持续2.5秒以上)即可开始输出诊断结果。
在开始输出诊断结果时，报警灯持续发光2.5秒。然后闪光信号开始输出故障存储器内纪录的故障代号。故障的代号为三位数，头两位数表示故障类型的代号(见表3)。第三位数表示所属的故障计数器序号。每个计数器的脉冲通过一个暂短的暗光分隔，代号的每个位数通过一个中等长度的暗光分隔，每条故障记录则通过一个较长的暗光分隔。
当完成了一遍输出显示后，报警灯熄灭。通过踩下脚制动器可以再次开始输出。在诊断结果输出期间踩下脚制动器不起作用(即不会开始新的输出)。
从“诊断”插座上拔下跳线插头后，在打开点火的情况下故障存储器内的数据将被清除。
3.4发动机的关闭
在接合点极端偏移的运行情况中，
如果：
差值 零点—接合点小于3mm，或者
差值 最大行程—接合点小于1mm
则：发动机关闭。
说明：只有在汽车挂档并且长时间静止时，才会发生以上情况。
在软件紧急运行状态中：
如果：
发动机转速小于500转/分钟，并且
供油压力p小于50巴(无断线)，或者
供油压力p小于50巴(无断线)，并且
拉紧手制动器，并且
运行状态为“发动机已运行”，
则：发动机关闭。
说明：和运行状态“发动机已运行”联系在一起是必要的，否则在发动机启动时，也可能发生发动机被关闭的情况。
在硬件紧急运行状态中：
如果：
发动机转速小于500转/分钟，并且
脚或手制动器发生作用，
则：发动机关闭。
说明：在硬件紧急运行状态如果接通启动电机(启动电机闭锁桥接)，则踩下制动器时，发动机关闭电路接通。因为DME接收信号的时间最长为3秒，所以发动机的启动要延迟3秒。
在接合点极端偏移的运行情况中发动机主动关闭的背景
问题：
在行驶中由于温度变化的影响，可能出现由结构造成的离合器无意识地被关闭的情况。
情况1：
汽车以高速行驶。高车速造成了液压管道的良好冷却。如果然后让汽车进入静止状态，则液压管道将强烈地升温。由于主动工作缸和从动工作缸之间的制动液发生膨胀，主动工作缸将渐次地朝着零点的方向运动。此时存在的危险是，在温升特别强烈的情况下(未启动汽车)，或者在下一次启动时，主动工作缸内液体平衡孔(“平衡孔”)的导通会使离合器的闭合失去控制。
解决方案：
只要存在启动失去控制的危险，就关闭发动机。这样可使离合器闭合，并且通过“平衡孔”产生液体交换，从而使发动机在重新启动时可以正常起步。
情况2：
汽车由于液压管道强烈升温而进入离合器打开状态。通过对液压管道施加冷却，离合器被缓慢地闭合。该情况可以被接合点适配器识别，并且让主动工作缸朝着离合器“打开”的方向运动。此处也可以设想，主动工作缸应当支配的离合器行程并没有达到。如果主动工作缸移到了端点，则离合器将由于冷却作用而缓慢闭合。
解决方案：
一旦主动工作缸达到了最大行程，即关闭发动机。离合器将闭合，并且通过平衡孔产生液体交换。
本发明不限于以上所述的实例，也包括将所述的不同实例和方法、特征和要素结合在一起构成的变化方案。申请人保留将说明书或附图中所公开的对发明有重要意义的特征纳入权利要求书中的权利。

Claims (12)

1、汽车，包括在内燃机至变速器之间的扭矩传递链中设置的一个自动离合器，一个用于控制离合器动作的执行机构、用于测量离合器行程、发动机及汽车转速、油门踏板位置、变速箱所置档位的检测装置以及用于控制离合器接合状态的控制装置，在检测到变速档挂上、发动机处于运转状态、汽车静止或者实际上静止、并且不踩下油门踏板的这种状态下，所述控制装置根据一个与时间相关的扭矩坡度、或者根据发动机和变速器之间的转差率，控制所述执行机构使离合器闭合到传递一个小扭矩的接合状态，该扭矩使汽车进入慢行状态。
2、如权利要求1所述的汽车，其特征是，在起步时如果制动器发生作用(脚制动器，手制动器)，则离合器朝着打开的方向动作，使传递的扭矩减小。
3、如权利要求1或者2所述的汽车，其特征是，在制动器发生作用、汽车静止或实际上静止、不踩下节气门踏板时，如果挂上排档，离合器保持在一个相对于起步作用位置后退错开的位置上(准备、等待位置或者偏移位置)。
4、如权利要求1或2所述的汽车，其特征是，在起步过程中如果制动器不发生作用，并且不踩下节气门踏板，则离合器将始终朝着闭合的方向动作。
5、如权利要求1或2所述的汽车，其特征是，等待或者偏移位置可以按照一个事先存在存储器内，并从存储器中取出的数值进行调整。
6、如权利要求1或2所述的汽车，其特征是，离合器的等待或者偏移位置可以按照一个事先存在存储器内的、并从存储器中取出的、对应于接合点而后退错开位置进行调整，调整朝着离合器打开的方向进行，相对于接合点有一个微小的调整值(偏移量)。
7、汽车，包括在内燃机至变速器之间的扭矩传递链中设置的一个自动离合器和至少一个离合器的控制装置，特别如权利要求1至5之中任何一项所述的汽车，当发动机启动后，在汽车静止或者实际上静止、不踩下节气门踏板、不操作制动器并且挂上起步排档的情况下，离合器从一个不传递起步扭矩的位置(等于准备或偏移位置，或者等待位置)上持续地朝着闭合方向动作，使汽车起步，并且在离合器内作用的转差率持续地减小。
8、如权利要求7所述的汽车，其特征是，在制动器动作时，离合器的闭合过程被切断。
9、如权利要求8所述的汽车，其特征是，离合器返回到一个不传递起步扭矩的位置上(相当于准备位置)。
10、如权利要求7-9之一所述的汽车，其特征是，离合器随着发动机的停止自动地闭合。
11、如权利要求10所述的汽车，其特征是，离合器在挂上排档时，也被闭合。
12、如权利要求11所述的汽车，其特征是，离合器随着发动机的停止被延迟闭合。
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