CN105899856A - 锁止离合器控制-高怠速设定点 - Google Patents

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Abstract

提供了一种发动机控制系统(1)，其中该发动机控制系统(1)包括：扭矩转换器(50)；连接到扭矩转换器(50)的发动机(40)；连接到扭矩转换器(50)的变速器(20)；容纳在扭矩转换器(50)内的锁止离合器(51)，其中该锁止离合器(51)被配置成当该锁止离合器(51)接合时机械地连接发动机(40)和变速器(20)；发动机速度传感器(41)，其配置成获得所述锁止离合器(51)接合前所测量的先前发动机速度；变速器速度传感器(21)，其配置成获得所述锁止离合器(51)接合前所测量的先前变速器速度；以及发动机控制模块(80)，其配置成在比先前发动机速度低的速度下确定期望的发动机速度，并在锁止离合器(51)恰进行移动之前和锁止离合器(51)朝着接合移动时的至少一种情况下将发动机(40)的速度调节至期望的发动机速度。

Description

锁止离合器控制-高怠速设定点
技术领域
本发明大体上涉及一种集成发动机和变速器控制，更具体地涉及一种调节锁止离合器以将发动机机械地锁定到变速器的系统。
背景技术
传统的流体填充的动力传输装置配备有锁止离合器以在装置运行期间提高动力传输效率。例如，根据装置的运行条件，锁止离合器完全接合或脱离。为了控制锁止离合器，已采用锁止离合器控制器。在美国专利No.5,865,709(以下称为专利709)中公开了这种控制器的实例，专利名为“控制车辆锁止离合器的装置，其中当释放锁止离合器的动作时，发动机输出减少”。专利709旨在提供一种当机动车的锁止离合器从完全接合状态转换到完全释放状态时减少机动车释放冲击的装置。
然而，当装置的锁止离合器从完全接合状态转换到完全释放状态时，在流体填充的动力传输装置中也可以出现动力传输的粗暴转换或不可接受的加速度下的转换。在锁止离合器接合期间，通过锁止离合器从发动机传输到变速器的扭矩引起配备有该装置的机器快速加速。这种突然的加速可能引起精确机器控制的丢失或驱动器的驱动舒适性下降。
发明内容
因此，期望有一种解决一部分上述锁止离合器接合期间发生的问题的装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种发动机控制系统，其中所述发动机控制系统包括扭矩转换器；操作地连接到所述扭矩转换器的变速器；容纳在所述扭矩转换器中的锁止离合器，其中所述锁止离合器配置成所述锁止离合器被接合时机械地连接所述发动机和所述变速器；发动机速度传感器，其配置成获得所述锁止离合器接合前所测量的先前发动机速度；变速器速度传感器，其配置成获得所述锁止离合器接合前所测量的先前变速器速度；以及发动机控制模块。发动机控制模块配置成以比先前发动机速度低的速度确定期望的发动机速度，并在锁止离合器恰进行移动之前和锁止离合器朝着接合移动时的至少一种情况下将发动机的速度调节至期望的发动机速度。
所述发动机控制模块进一步配置成递增地将所述发动机的速度降低到期望的发动机速度，并自适应地调节所述发动机的速度增变量为先前变速器速度和先前发动机速度之间差值的函数。速度增变量为在先前变速器速度和先前发动机速度之间差值的约1％到约50％范围内。期望的发动机速度等于或大于先前变速器速度但小于先前发动机速度。
或者，发动机控制模块进一步配置成由于锁止离合器的接合根据扭矩转换器效率增加的函数来确定期望的发动机速度，其中扭矩转换器效率由变速器速度和发动机速度之间的速度比、变速器速度和发动机速度之间的扭矩比以及速度比和扭矩比的乘积中的任一项来限定，并且其中锁止离合器接合之前扭矩转换器效率的值小于锁止离合器接合之后扭矩转换器效率的值。锁止离合器配置成当其被接合时将扭矩转换器效率增加到100％。
由于锁止离合器的接合，发动机控制模块进一步配置成以小于先前发动机速度的速度确定期望的发动机速度，该先前发动机速度的量与锁止离合器接合引起的扭矩转换器效率的预期增量成比例。或者，发动机控制模块进一步配置成激活锁止离合器接合命令，确定用来完成锁止离合器接合的过渡时间，并在过渡时间期间完成锁止离合器接合，同时调节发动机的速度到期望的发动机速度。用于完成锁止离合器接合的过渡时间在约1/100秒到约1/5秒的范围内。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在发动机控制系统中通过锁止离合器连接发动机和变速器的方法。该方法包括将发动机操作地连接到扭矩转换器，将变速器操作地连接到扭矩转换器，将锁止离合器容纳在扭矩转换器中，将锁止离合器配置成锁止离合器被接合时机械地连接发动机和变速器，在锁止离合器进行接合前通过发动机速度传感器测量发动机的速度，将发动机控制模块配置成以比先前发动机速度低的速度确定期望的发动机的速度期望的发动机速度，并在锁止离合器恰进行移动之前和锁止离合器朝着接合移动时的至少一种情况下将发动机的速度调节至期望的发动机速度期望的发动机速度。
根据本发明的另一方面，提供了一种设备，该设备包括扭矩转换器；操作地连接至扭矩转换器的发动机；操作地连接至扭矩转换器的变速器；容纳在扭矩转换器中的锁止离合器；用于配置锁止离合器以在锁止离合器接合时机械地连接发动机和变速器的装置；用于获得在锁止离合器接合之前测量的先前发动机速度的装置；用于获得在锁止离合器接合之前测量的先前变速器速度的装置；用于以比先前发动机速度低的速度确定期望的发动机的速度的装置；以及用于在锁止离合器恰移动之前和锁止离合器朝着接合移动时的至少一种情况下将发动机的速度调节至期望的发动机速度。
附图说明
图1示出了本发明的示例性发动机控制系统的示意图。
图2A示出了其中锁止离合器脱离的发动机控制系统的示例性扭矩转换器的截面图。
图2B示出了其中锁止离合器接合的发动机控制系统的示例性扭矩转换器的截面图。
图3示出了表示相对于期望的发动机速度控制发动机的速度的示例性步骤的流程图。
图4示出了表示相对于扭矩转换器效率控制发动机的速度的示例性步骤的另一流程图。
图5示出了表示相对于过渡时间的示例性锁止离合器接合过程的图。
具体实施方式
参照图1，图1示出了本发明的示例性发动机控制系统1的示意图。发动机控制系统1可以包括发动机40、变速器20和扭矩变换器50。
发动机控制系统1可以进一步包括发动机控制器30和变速器控制器10，其具体化为适于经由电链路或数据链路通信的分开的或组合的微处理器。许多市场上可得的微处理器可以适于执行发动机控制器30和变速器控制器10的功能。变速器20的输入可以通过设有锁止离合器(LUC)51的扭矩转换器50来连接至发动机40并由发动机40驱动。扭矩转换器50可以连接至发动机飞轮44并且进一步连接至发动机曲轴43。
变速器控制器10可以适于接收包括发动机速度信号的输入并且在变速器20中实现齿轮变速。发动机控制系统1可以设置有多个螺线管24。变速器输入速度传感器21可以连接至变速器20并且产生随变速器输入速度变化的变速器输入速度信号。变速器输入速度信号可以经由电链路11传送至变速器控制器10。变速器输出速度传感器22可以连接至变速器20并且产生随变速器输出速度变化的变速器输出速度信号。变速器输出速度信号可以经由电链路11传送至变速器控制器10。变速器20的输出可以连接至轴60并且适于可旋转地驱动轴60。轴60可以继而连接至地面接合轮70并且适于驱动地面接合轮70，进而推动机械。
发动机控制器30可以适于接收包括发动机速度信号的操作参数。发动机控制器30可以处理所接收的信号，以产生燃料喷射控制信号，以便基于所接收的信号调节向发动机40的燃料输送。在一个方面，发动机控制器30可以经由电链路31、32连接至适于感测发动机速度并产生发动机速度信号的发动机速度传感器41，或者连接至其他传感器42。在某些方面，发动机控制器30能够确定可旋转轴的速度、角位置和旋转方面。
发动机控制系统1的操作可以开始于电子控制模块(ECM)80。ECM80可以通过多个传感器21、22、23、41、42接收关于发动机控制系统1的操作的信息。ECM 80可以采用来自多个传感器21、22、23、41、42的信息来分别控制发动机40、扭矩转换器50和变速器20。变速器控制器10和发动机控制器30可以通信地连接至ECM 80。在一个方面，变速器控制器10和发动机控制器30可以集成在ECM 80中。例如，ECM 80可以控制每个发动机循环喷射入发动机40中的燃料量、点火正时、可变阀正时和其他发动机部件的操作。因此，ECM 80可以控制或影响发动机进行运转的参数。这些ECM 80控制可以通过软件命令实现。
发动机控制系统1可以进一步包括怠速控制(ISC)单元90。ISC单元90可以调节发动机怠速。ISC单元90可以在向发动机40施加负载时使发动机稳定。在一个方面，ISC单元90可以在至少一个或多个条件下调节发动机40的怠速，这些条件例如高怠速、低怠速、暖机控制怠速、空调怠速、电负载和自动变速器负载。在某些方面，ISC单元90可以由ECM 80控制。
图2A示出了其中锁止离合器51脱离的发动机控制系统1的示例性扭矩转换器50的截面图。扭矩转换器50可以包括泵叶轮52和涡轮机53。扭矩转换器50的旋转壳体54可以直接紧固至发动机飞轮44。
泵叶轮52可以连接至发动机的曲轴43。在一个方面，泵叶轮52可以与扭矩转换器壳体54集成在一起。在某些方面，泵叶轮52可以由曲轴43驱动。泵叶轮52中的流体可以与泵叶轮52一起旋转，从而当泵叶轮速度增加时，离心力使得流体向外朝向涡轮53流动。
涡轮53可以位于扭矩转换器50的内部。在一个方面，涡轮53可以不连接至扭矩转换器壳体54。当扭矩转换器50安装至变速器20时，变速器20的变速器轴25可以通过花键56附接至涡轮53。在某些方面，从泵叶轮52向外流出的流体可以传递给涡轮53，进而在与发动机曲轴43相同的方向上转动涡轮53。
任选地，扭矩转换器50可以进一步包括定子57。定子57可以位于泵叶轮52与涡轮53之间。定子57可以将离开涡轮53的流体朝向泵叶轮52引导。
扭矩转换器50还可以包括用于扭矩转换器驱动的单向离合器58。单向离合器58可以允许定子57在与变速器轴25相同的方向上旋转。扭矩转换器50可以使用液压系统，该液压系统使用油并且与制动冷却系统、停车制动释放系统和主体提升系统一样也是常见的。因此，在扭矩转换器驱动期间，扭矩转换器50可以液压地驱动变速器20。
扭矩转换器50可以包括用于直接驱动的锁止离合器51。锁止离合器51可以实现在扭矩转换器50中，从而锁定发动机40和变速器20。锁止离合器51可以放置于涡轮53的前面。在直接驱动期间，锁止离合器51可以连接发动机曲轴43和变速器轴25，以将发动机40和变速器20机械地联接。
图2B示出了其中锁止离合器51接合的发动机控制系统1的示例性扭矩转换器50的截面图。当锁止离合器51接合来连接发动机40和变速器20时，锁止离合器51可以与泵叶轮52和涡轮53一起旋转。在各方面，锁止离合器51可以使发动机40和变速器20以发动机40的速度转动。当锁止离合器51接合时，发动机40所产生的95％或更多的动力可以传输至变速器20。在某些方面，发动机40所产生的100％的动力可以传输至变速器20。
任选地，如图1所示，锁止离合器51可以通信地连接至ECM 80，从而使得锁止离合器51能够由ECM 80进行控制。当直接驱动变为必需时，ECM 80可以激活锁止离合器51。当锁止离合器51激活时，可以液压地接合锁止离合器51。当锁止离合器51接合时，锁止离合器51可以将扭矩转换器50置于直接驱动中，并且，来自发动机40的全部动力可以通过扭矩转换器50进行传输。
发动机40的速度通常响应于期望的发动机速度信号来进行控制。在锁止离合器接合期间，变速器速度响应于发动机40的速度进行调节。当锁止离合器51正进行接合时，发动机40的速度能够比变速器速度更快。当锁止离合器51从脱离位置移至接合位置时，这种速度差将导致突然的机械加速。根据加速期的持续时间，操作者将会感觉到剧烈的移动或者加速度无法接收的移动。例如，当其他一切都相同时，机械速度的这种预期之外的变化可以降低在精细推土应用期间维持机械的精确控制的能力并且还可以导致操作者对机械质量的感知变差。针对这些问题，将发动机的速度调节至这样一种速度：当锁止离合器移入接合时，发动机40的速度与变速器速度之间的速度差降至最低。
在一个实施例中，当ECM 80激活锁止离合器命令时，可将发动机40的速度调节至期望的发动机速度。期望的发动机速度可以是低于在锁止离合器接合之前所测量的发动机速度的速度。根据期望的发动机速度，可递增地将发动机40的速度降低至期望的发动机速度，而不会在锁止离合器朝着接合移动时导致无法接收的加速度和扭矩中断。任选地，在锁止离合器移动以便进行接合之前，可递增地将发动机40的速度降低至期望的发动机速度。在一个方面，发动机40的速度的递增变量可以根据先前变速器速度与先前发动机速度之间的差值进行适应性地调节，而先前变速器速度和先前发动机速度已经在锁止离合器接合之前进行了测量。在某些方面，一旦开启了锁止离合器命令，先前变速器速度和先前发动机速度便可以在锁止离合器51机械地移动以便接合之前进行测量。任选地，先前变速器速度和先前发动机速度可以在锁止离合器51机械地移动以便接合期间进行测量。
图3示出了根据期望的发动机速度控制所述发动机40速度的示例性步骤的示意流程图。在步骤110，所述ECM 80可以打开锁止离合器命令。在步骤120，可通过连接到所述发动机40的发动机速度传感器41测量先前发动机速度，并可将信息传递到所述ECM 80。在步骤130，可通过变速器传感器21、22获得先前变速器速度信息，并将信息传递到所述ECM 80。在步骤140，根据所得到的先前发动机速度和先前变速器速度的信息，所述ECM 80可确定锁止离合器接合期望的发动机速度。在一个方面，期望的发动机速度可以等于或小于先前发动机速度。在一些方面，期望的发动机速度可以等于或大于先前发动机速度。
一旦所述ECM 80确定期望的发动机速度，在步骤150，所述ECM 80可通过将所述发动机40的速度递增到期望的发动机速度开始进行锁止离合器接合。在一些方面，所述发动机40速度的递增变量可以是先前发动机速度和先前变速器速度之间差值的函数。在一些方面，所述发动机40速度的递增变量可以在先前发动机速度和先前变速器速度之间差值的约1％到约50％的范围内。可选地，所述发动机速度的递增变量可自适应调整为先前发动机速度和先前变速器速度之间差值的函数。在步骤160，以期望的发动机速度完成锁止离合器接合。
在另一个实施例中，由于锁止离合器接合，期望的发动机速度可确定为所述扭矩转换器50效率增加的函数。采用锁止离合器机构的好处是提高扭矩转换器效率。扭矩转换器效率可由变速器速度和发动机速度之间的速度比、变速器和发动机之间扭矩比、或速度比和扭矩比的乘积来定义。当所述锁止离合器51没有被接合时，扭矩转换器效率可高达95％或更多但小于100％。当所述锁止离合器51接合用于直接驱动时，扭矩转换器效率可高达100％。期望的发动机速度可确定为小于锁止离合器接合之前所测量的发动机速度的速度。由于锁止离合器接合，所述发动机40速度的增量可与扭矩转换器效率的预期增量成比例。在一个方面，当所述锁止离合器移入接合时，可递增地将所述发动机40的速度降低到期望的发动机速度。
图4示出了根据扭矩转换器效率控制所述发动机40速度的示例性步骤的示意流程图。在步骤210，所述ECM 80可以打开锁止离合器命令。在步骤220，可通过连接到所述发动机40的发动机速度传感器41测量先前发动机速度，并可将信息传递到所述ECM 80。同样地，在步骤230，可通过变速器传感器21、22获得先前的变速器速度信息，并将信息传递到所述ECM 80。在步骤240，根据所得到的先前发动机速度和先前变速器速度的信息，所述ECM 80可计算扭矩转换器驱动中扭矩转换器效率，并在扭矩转换器驱动转到直接驱动时确定扭矩转换器效率的预期增量。在步骤250，所述ECM 80可确定期望的发动机速度为小于先前发动机速度的速度，由于锁止离合器接合，其与扭矩转换器效率的预期增量成比例。在步骤260，所述ECM 80可递增地将所述发动机的速度降低到期望的发动机速度。接着，在步骤270，以期望的发动机速度完成锁止离合器接合。
在另一个实施例中，当所述ECM 80激活所述锁止离合器51时，锁止离合器接合可以进行一段过渡时间。当所述锁止离合器51移入接合时，过渡时间期间所述发动机40的速度可以被调整到期望的发动机速度。在一个方面，过渡时间可以自适应调整为变速器速度和发动机速度之间差值的函数。
图5示出了根据过渡时间期间示例性锁止离合器接合过程的示意图。当所述ECM 80激活所述锁止离合器51时，所述ECM 80可确定用来进行锁止离合器接合的过渡时间。在一个方面，过渡时间与期望的发动机速度相关。一旦由所述ECM 80确定期望的发动机速度，在过渡时间期间可递增地将所述发动机的速度降低到期望的发动机速度。在一个方面，所述ECM 80确定发动机速度的增量变化率为发动机速度、变速器速度和期望的发动机速度的函数。在一些方面，发动机速度的增量变化率在锁止离合器接合期间可保持不变。在各个方面，当所述锁止离合器移入接合时，所述ECM 80可自适应改变发动机速度的增量变化率。可选地，用于锁止离合器接合的过渡时间可长于用于锁止离合器解接合的过渡时间。例如，从锁止离合器接合开始到结束所花的过渡时间可在约1/100秒到约1/5秒的范围内。优选地，过渡时间可为约1/10秒。
工业实用性
本发明可以应用于其中需要对锁止离合器51进行控制的任何发动机控制系统1。具体地，本发明可以适用于具有内部模型的电子控制模块(ECM)80，该内部模型在锁止离合器51的接合期间计算期望的发动机速度并将发动机40的速度调节至期望的发动机速度。
发动机控制系统1可以包含燃烧发动机40，例如，柴油发动机、汽油发动机、气态燃料动力发动机(例如，天然气发动机)或者本领域已知的任何其他类型的燃烧发动机。螺线管24可以在发动机控制系统1中连接电气系统和液压系统。
变速器20可以是自动变速器。自动变速器20可以具有分开的液压系统。自动变速器20可以连接至变速器控制器10。变速器控制器10可以适于接收包括车辆速度信号的输入。另外，自动变速器20可以能够在发动机控制系统1的操作期间机械地连接至锁止离合器51。为了控制自动变速器20，变速器控制器10可以包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和接口。CPU可以配置为根据存储在ROM中的用于控制自动变速器10的各种控制程序来处理输入信号。变速器控制器10可以集成在ECM 80中。
发动机控制器30可以包括微处理器，其包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和接口。发动机控制器30可以配置为从各传感器41，42接收信号，例如，质量空气流传感器、温度传感器、霍尔效应传感器、压力传感器和发动机速度传感器。
发动机控制器30可以配置为处理所接收的信号(包括期望速度信号、实际发动机信号)并且在闭环控制器中响应地调节发动机速度。特别地，发动机控制器30可以通信地连接至发动机速度传感器41，发动机速度传感器41适于感测发动机速度并产生发动机速度信号。发动机控制器30可以进一步连接至发动机温度传感器，发动机温度传感器连接至发动机40并产生发动机温度信号。
发动机控制器30可以处理所接收的信号，以便响应于期望的发动机速度信号与实际发动机速度信号之间的差值来调节向发动机40的燃料输送。在一个方面，发动机控制器30可以适于根据来自变速器控制器10的命令来控制发动机输出。发动机控制器30可以利用不同的速度控制策略。例如，发动机控制器30可以使用比例-积分-微分(PID)控制回路来调节实际发动机速度，从而与期望的发动机速度一致。变速器控制器10可以集成在ECM 80中。
变速器控制器10和发动机控制器30可以通信地连接至ECM 80。ECM80可以接收来自多个传感器21、22、23、41、42的发动机控制系统1的信息，从而通过使适当的螺线管24通电来控制扭矩转换器50和变速器20。
当直接驱动变为必需时，ECM 80可以激活锁止离合器51。当锁止离合器51被激活时，可以液压地接合锁止离合器51。在一个方面，锁止离合器51可以变为旋转壳体54与变速器轴25之间的连接。变速器轴25可以机械地连接扭矩转换器50和变速器20。流经扭矩转换器50的动力可以是液压的或机械的。
ECM 80可以包括输入电路以执行各种功能，从而接收来自多个传感器21、22、23、41、42的输入信号、调节传感器21、22、23、41、42的电压水平以及产生输出信号以控制发动机40、变速器20和锁止离合器51。ECM 80可以配备有中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和接口。ROM可以存储由CPU执行的各种操作程序，而RAM可以存储来自CPU的计算结果。ECM 80可以进一步包括输出电路，其将输出信号输出并递送至扭矩转换器50。
操作程序可以包括用于锁止离合器接合的各种发动机速度控制策略。在一个方面，该程序可以将ECM 80配置为确定期望的发动机速度并且在锁止离合器移入接合时将发动机40的速度逐步降低至期望的发动机速度。在一些方面，该程序可以将ECM 80配置成因为锁止离合器接合以比发动机速度低的速度按照而与扭矩转换器效率的预计增加量成比例的量来确定期望的发动机速度。在各方面，该程序可以将ECM 80配置为确定完成锁止离合器接合所需的过渡时间。任选地，该程序可以利用这些不同发动机速度控制策略的组合。
本发明普遍适用于用于许多类型的非公路机械的ECM 80中，例如与诸如采矿、建筑、农业、运输等行业相关的机械。例如，机械可以是运土机，例如履带式拖拉机、履带式装载机、轮式装载机、挖掘机、自动倾卸卡车、反铲挖土机、自动平地机、材料处理器等。另外，一个或多个器具可连接到机械，机械可用于各种任务，包括例如刷涂、压实、平地、提升、装载、翻耕、疏土，并且包括例如螺旋钻、刀片、粉碎机/锤子、刷子、铲斗、压实器、切割器、叉式提升装置、平地机钻头和钻头、抓斗、犁板、松土机、松土耙、剪切机、扫雪机、挡雪翼板等。类似地，本发明普遍适用于用于许多类型的发电机组的电子控制模块(ECM)80中，这些发电机组通常包括发电机和原动机。
应认识到，前面的描述提供了公开的系统和技术的实施例。然而，预料到本发明的其他实施方式可与前述实施例在细节上不同。所有对本发明或其实施例的引用旨在提及特定实施例在该点被讨论，并且不打算暗示更一般的对本发明范围的任何限制。关于某些特征的差别和贬低的所有语言旨在指示缺乏对这些特征的偏好，但不是将这些完全排除在本发明范围之外，除非另有指示。
除非在此另外指出，否则在此对数值范围的叙述仅仅用作一种速记方法，分别涉及落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包含在说明书内，如同在此个别列举一样。此处所述的所有方法可以任何合适的顺序进行，除非此处另有说明或者上下文清楚地相反指示。

Claims (10)

1.一种发动机控制系统(1)，其包括：
扭矩转换器(50)；
发动机(40)，其操作地连接到所述扭矩转换器(50)；
变速器(20)，其操作地连接到所述扭矩转换器(50)；
锁止离合器(51)，其容纳在所述扭矩转换器(50)中，其中，所述锁止离合器(51)配置成当所述锁止离合器(51)被接合时机械地连接所述发动机(40)和所述变速器(20)；
发动机速度传感器(41)，其配置成获得先前发动机速度，所述先前发动机速度在所述锁止离合器(51)接合之前测量；
变速器速度传感器(21)，其配置成获得先前变速器速度，所述先前变速器速度在所述锁止离合器(51)接合之前测量；
发动机控制模块(80)，其配置成：
以比所述先前发动机速度低的速度确定期望的发动机的速度；和
在所述锁止离合器(51)恰进行移动之前和所述锁止离合器(51)朝着接合移动时的至少一种情况下将所述发动机(40)的速度降低至期望的发动机速度。
2.根据权利要求1所述的发动机控制系统(1)，其中所述发动机控制模块(80)进一步配置成递增地将所述发动机(40)的速度降低至期望的发动机速度，其中所述速度递增变量为所述先前发动机速度和所述先前变速器速度之间差值的约1％至约50％的范围内。
3.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述发动机控制模块(80)进一步配置成由于所述锁止离合器接合根据所述扭矩转换器(50)效率增加的函数来确定期望的发动机速度，
其中所述扭矩转换器效率由变速器速度和发动机速度之间的速度比、所述变速器(20)和所述发动机(40)之间的扭矩比、以及所述速度比与所述扭矩比的乘积中的任一项来限定，并且
其中在所述锁止离合器接合之前所述扭矩转换器效率的值小于所述锁止离合器接合之后所述扭矩转换器效率的值。
4.根据权利要求3所述的发动机控制系统(1)，其中，所述发动机控制模块(80)进一步配置成由于所述锁止离合器的接合，以小于所述先前发动机速度的速度，按照与扭矩转换器效率的预期增量成比例的量确定期望的发动机速度。
5.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中所述发动机控制模块(80)进一步配置成：
激活锁止接合命令；
确定过渡时间以完成所述锁止离合器接合；和
在过渡时间中完成所述锁止离合器接合，同时将所述发动机的速度调整为期望的发动机速度。
6.一种在发动机控制系统(1)中经由锁止离合器(51)将发动机(40)和变速器(20)连接的方法，其包括：
操作地将所述发动机(40)连接至扭矩转换器(50)；
操作地将所述变速器(20)连接至所述扭矩转换器(50)；
将所述锁止离合器(51)容纳在所述扭矩转换器(50)中；
当所述锁止离合器(51)被接合时，将所述锁止离合器(51)配置成机械地连接所述发动机(40)和所述变速器(20)；
在所述锁止离合器(51)接合之前，经由发动机速度传感器(41)测量所述发动机(40)的先前发动机速度；
将发动机控制模块(80)配置成：
以比所述先前发动机速度低的速度确定期望的发动机的速度；和
在所述锁止离合器(51)恰进行移动之前和所述锁止离合器(51)朝着接合移动时的至少一种情况下将所述发动机(40)的速度调节至期望的发动机速度。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：
由于所述锁止离合器接合，将所述发动机控制模块(80)配置成根据在所述扭矩转换器(50)效率上的增加来确定期望的发动机速度，
其中所述扭矩转换器效率由变速器速度和发动机速度之间的速度比、所述变速器(20)和所述发动机(40)之间的扭矩比、以及所述速度比与所述扭矩比的乘积中的任一项来限定，并且
其中在所述锁止离合器接合之前所述扭矩转换器效率的值小于所述锁止离合器接合之后所述扭矩转换器效率的值。
8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：
由于所述锁止离合器的接合，将所述发动机控制模块(80)配置成以低于所述先前发动机速度的速度，按照与扭矩转换器效率的预期增量成比例的量确定期望的发动机速度。
9.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：
将所述发动机控制模块(80)配置成：
激活锁止接合命令；
确定过渡时间以完成所述锁止离合器接合；并且
在所述过渡时间中完成所述锁止离合器接合，
同时将所述发动机(40)的速度调整至期望的发动机速度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中完成所述锁止接合的所述过渡时间在约1/100秒至约1/5秒的范围内。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10183671B2 (en) 2016-07-18 2019-01-22 Caterpillar Inc. Torque converter lockup control
US10745886B2 (en) * 2018-06-08 2020-08-18 Deere & Company Torque converter control based on work vehicle parameters

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5105926A (en) * 1988-12-28 1992-04-21 Mazda Motor Corporation Slip control system for torque converter of automatic transmission
US20020038174A1 (en) * 2000-04-21 2002-03-28 Kazuo Koumura Lock-up control apparatus in automatic transmission
US20020091477A1 (en) * 2001-01-11 2002-07-11 Jatco Transtechnology Ltd. Lock-up control system for automatic transmission
CN1550697A (zh) * 2003-05-16 2004-12-01 �����Զ�����ʽ���� 车辆锁止离合器控制设备和方法
US20050222737A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Jatco Ltd Lock-up control for torque converter
CN101769208A (zh) * 2009-01-02 2010-07-07 福特环球技术公司 发动机系统及其控制方法
CN101842617A (zh) * 2007-10-31 2010-09-22 丰田自动车株式会社 用于车辆中的锁止离合器和发动机扭矩的控制装置和控制方法
CN102192315A (zh) * 2010-03-19 2011-09-21 丰田自动车株式会社 车辆驱动系统的控制装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61165066A (ja) * 1985-01-10 1986-07-25 Fuji Heavy Ind Ltd 自動変速機のロツクアツプ制御方式
US5583766A (en) 1994-12-07 1996-12-10 Caterpillar Inc. Integrated engine and transmission control system
JP3317133B2 (ja) 1996-04-17 2002-08-26 トヨタ自動車株式会社 車両用ロックアップクラッチの制御装置
US5879266A (en) 1997-01-17 1999-03-09 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for internal combustion engines
DE19949118B4 (de) * 1999-10-12 2008-02-28 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Motorreduzierung beim Schliessen der Wandlerkupplung für Automatgetriebe eines Kraftfahrzeugs
DE10221701B4 (de) * 2001-05-21 2020-03-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Steuerverfahren für Kraftfahrzeuge mit automatisierter Kupplungsvorrichtung
DE10348763B4 (de) 2003-10-21 2006-09-28 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Verhindern einer fallenden Motordrehzahl beim Schließen der Wandlerkupplung in einem stufenlosen Getriebe
US7044885B2 (en) 2004-03-05 2006-05-16 Ford Global Technologies, Llc Engine system and method for enabling cylinder deactivation
US8630778B2 (en) * 2008-08-08 2014-01-14 Honda Motor Co., Ltd. Controlling a throttle for fuel cut acquisition
DE102010004912A1 (de) * 2010-01-19 2011-07-21 GM Global Technology Operations LLC, ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ), Mich. Verfahren zum Kuppeln eines Automatikgetriebes

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5105926A (en) * 1988-12-28 1992-04-21 Mazda Motor Corporation Slip control system for torque converter of automatic transmission
US20020038174A1 (en) * 2000-04-21 2002-03-28 Kazuo Koumura Lock-up control apparatus in automatic transmission
US20020091477A1 (en) * 2001-01-11 2002-07-11 Jatco Transtechnology Ltd. Lock-up control system for automatic transmission
CN1550697A (zh) * 2003-05-16 2004-12-01 �����Զ�����ʽ���� 车辆锁止离合器控制设备和方法
US20050222737A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-06 Jatco Ltd Lock-up control for torque converter
CN101842617A (zh) * 2007-10-31 2010-09-22 丰田自动车株式会社 用于车辆中的锁止离合器和发动机扭矩的控制装置和控制方法
CN101769208A (zh) * 2009-01-02 2010-07-07 福特环球技术公司 发动机系统及其控制方法
CN102192315A (zh) * 2010-03-19 2011-09-21 丰田自动车株式会社 车辆驱动系统的控制装置

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