CN1095529C - 转矩传输系统的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制转矩传输系统的一种装置和方法。

Description

转矩传输系统的控制装置
本发明涉及的是机动车传动路线中转矩传输系统的控制装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,用于操纵(例如连接和/或断开)转矩传输系统或调节可由转矩传输系统传输转矩的执行元件,以及一个与传感器或其它电子元器件形成信号联系的控制装置。
这类装置已经由DE-OS 40 11 850,DE-OS 44 26 260和DE-OS 19504 847中公知。通常,装备有这类装置的机动车都有一个内燃机或另一个传动装置,其中可设有一个具有内燃发动机、蓄能器和/或电动机的混合系统。布置在传动路线中并产生传动连接的转矩传输系统可以用执行元件(例如操纵装置)自动控制传动的连接与断开。变速器可以是一个手动换档的有级变速器或一个自动控制换档的自动变速器。变速器可以在牵引力中断或不中断的情况下工作。
本发明的任务是实现上述装置和方法。该装置和方法可得到舒适驾驶,例如机动车舒适的起动、爬行(怠速运行)或调车,以及允许在可能的工作状态之间平稳地转换。此外,所实现的装置还应能在适宜的费用下生产出来,同时并具有行驶性能方面所要求的舒适性。
此外,上述装置还应是在现有技术基础上加以改进产生的装置,同时并保证有很小的磨损和高的行驶安全性。
根据本发明的构思,这些要求通过下述方式来实现,即在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆时,控制装置控制爬行过程。在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,控制装置在挂档、未操纵制动装置、操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该起动过程中根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动。
这里以及在以下的文字说明中,作为离合器转矩将被理解为可由离合器传输的转矩,它由控制装置确定,并通过例如执行元件或操纵装置进行控制或调整。
此外,例如这样定义爬行过程:在挂档、发动机转动和未操纵制动装置时,在传输很小的传动力矩情况下机动车至少缓慢移动,在这一过程中,发动机基本上怠速工作,转矩传输系统因而至少在这样的程度上是闭合的,即可传输很小的转矩。起动过程是一个操纵负荷杆(例如油门踩板或传送器)的过程,在这一过程中,发动机在高于怠速转速的转速条件下运转,机动车在与离合器有很小耦合的情况下缓慢起动。起动过程与爬行过程之间的区别在于机动车司机对油门踩板有目的地控制。
借助于数学函数式,或者例如由特性曲线或特性曲线区中确定可预先规定的用于爬行或起动的函数,例如“爬行函数”或“起动函数”,并通过控制装置用中央计算机装置来求得这些函数。
进而,在上述装置中这样实现上述功能:在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程,在该过程中根据至少一个可预先规定的函数(爬行函数)来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且在挂档、未操纵制动装置、操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根根据至少一个可预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在操纵负荷杆的情况下,这样从爬行过程向起动过程过渡:当借助于起动函数确定的离合器转矩至少等于借助于爬行函数确定的离合器转矩时,受控制的离合器转矩从可预先规定的爬行函数向可预先规定的起动函数转变。
然而,根据本发明也可这样实现这些步骤:当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置、操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在操纵负荷杆的情况下,这样从爬行过程向起动过程转变:当起动函数的离合器转矩达到预定值时,受控制的离合器转矩从预先规定的爬行函数向预先规定的起动函数转变。
根据本发明也可这样实现这些步骤:当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中通过预定爬行函数的受控制的离合器转矩向预定起动函数的离合器转矩的直接转换,在负荷杆受控制的情况下,直接从爬行过程向起动过程的过渡。根据本发明也可这样实现这些步骤:当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中通过预定的爬行函数的受控制离合器转矩向预定的起动函数的离合器转矩的转换以及将起动函数提高一个爬行函数的实际值,在负荷杆受控制的情况下,直接从爬行过程向起动过程过渡。
进而,根据本发明也可这样实现这些步骤:当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵的情况下,这样从起动过程向爬行过程转变:当借助于起动结束函数确定的离合器转矩至少等于或小于借助于爬行函数确定的离合器转矩时,用可预先规定的起动结束函数来降低受控制的离合器转矩,并将其转换为爬行函数的受控制离合器转矩。
根据本发明的构思可以这样实现这些步骤:当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程结束负荷杆操纵的情况下,这样从起动过程向爬行过程过渡:根据爬行函数无延时地确定并控制离合器转矩。
同样可以这样实现这些步骤:当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始起动,其中在起动过程结束负荷杆操纵的情况下,这样结束起动过程:借助于可预先规定的起动结束函数基本上将受控制的离合器转矩降低为0,接着借助于爬行函数开始爬行过程。
同样可以这样实现这些步骤:当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵的情况下,这样结束起动过程:借助于预定的起动结束函数基本上将受控制的离合器转矩降低为0,接着在预定的时间范围内保持离合器转矩不变,随后并借助于爬行函数开始爬行过程。
当用可由控制装置控制的操纵装置来调整由控制装置控制的、由转矩传输系统传输的离合器转矩时,上述本发明方法是合乎要求的。
当根据预定的时间函数确定可被作为离合器转矩调整的爬行转矩(用于机动车开始爬行)时,本发明的方法同样是合乎要求的。在这一过程中,控制装置确定爬行函数。进而,当用预定的时间函数来求得至少一个时间段内的爬行转矩时,本发明的方法是合乎要求的。
进而,当用至少两个时间函数来确定至少两个时间段内的爬行转矩时,本发明的方法是合乎要求的。
根据本发明的构思,当每次用一时间函数来确定两个时间段内爬行转矩的增加时,本发明的方法是合乎要求的。在这一过程的第一时间段内,借助于第一函数将爬行转矩的值从基本为0升高到一预定值,在第二时间段内,再将爬行转矩从预定值继续升高。预先规定值例如可以是夹紧点或接触点。
当第二时间段内的爬行转矩从预定值升高到最大值,随后并基本保持不变时,本发明的方法是合乎要求的。
此外,当第三时间段内的爬行转矩从最大值降低到一较小值时,本发明的方法有其优点。
同样,当用线性函数、二次方函数、指数函数或其它时间函数来确定爬行转矩(例如爬行转矩的升高或降低)时,本发明的方法有其优点。
根据本发明构思合乎要求的是,爬行转矩在第一时间段内的升高比在其它时间段快。
此外,当预定值是离合器的接触点时,本发明的方法是合乎要求的。该值的特征是,在控制这一接触点时产生一明显的反应,例如明显的力矩形成,并且夹紧点是这样的点,在这一点开始力矩传输。
同样,根据本发明的构思,当结束爬行过程(例如通过制动操作)时用至少一个时间函数将爬行转矩降低到一预定值,本发明的方法是合乎要求的。
此外合乎要求的是,当结束爬行过程(例如通过制动操作)中用至少一个时间函数将第一时间段内的爬行转矩降低到预定值,并在至少第二个时间段内将爬行转矩降低到预定值。
此外合乎要求的是,当降低到预定值时,这一预定值是很小的值或基本为0。这一很小的值可以例如是一相应于当时牵引力矩的值。
合乎要求地,该起动函数是至少一个工作参数的预定函数。同样合乎要求地,起动函数是发动机转速和/或负荷杆位置或节流阀门角度的预定函数。
有利的是,起动结束函数是至少一个工作参数的预定函数。
同样有利的是,起动结束函数是发动机转速的函数。在结束起动过程后,根据这一函数降低受控制的离合器转矩。
根据本发明的构思,当起动结束函数是预定的时间的函数时,本发明的方法是合乎要求的。根据这一函数,在起动过程结束后受控制的离合器转矩降低。
同样有利的是,当借助于制动操作结束起动过程时用预定的起动结束函数将受控制的离合器转矩降低为0或一很小的值。此外,还可将起动转矩降低到爬行转矩的某一值。
控制装置用已实现的方法或程序模仿或构成函数发生器,该函数发生器产生作为预定参数的函数的爬行函数、起动函数和起动结束函数。预定参数例如是时间、转速(例如发动机转速)和/或变速器转速(例如传动装置转速)。进而,借助于特性曲线区、特性曲线和/或特征值,用函数的系数来确定爬行转矩、起动转矩和/或起动结束转矩。
此外,控制装置可具有比较装置或模仿比较装置,在这一装置中可将每一函数(例如爬行或起动函数)的每一确定或计算的力矩值相互比较,或与参考值进行比较,其中这些比较可以导致决定:在一个或另一个函数的转变过程中控制是否被确定。这样,在函数或工作状态的转变(例如爬行向起动)过程中,比较爬行转矩与起动转矩,以决定根据这一函数(例如爬行或起动函数)控制可传输的离合器转矩。这一比较装置可通过硬件或软件来实现。
同样合乎要求的是,根据至少一个工作参数的预定函数来选择用于控制爬行过程的爬行函数。进而有利的是,根据预定的时间函数来选择爬行函数。
当预先规定的时间区间(在这段时间内离合器转矩基本保持不变)在1毫秒至10秒之间时,优先可以选择0.5秒至5秒的时间区间,这样是有利的。
同样合乎目的地,在预定时间范围内的离合器转矩基本为0。
此外合乎目的地,在预定的时间范围内离合器转矩是一不为0的预定值。
此外合乎要求的是,函数中的至少一个函数,例如爬行函数、起动函数、爬行结束函数或起动结束函数,是至少一个工作参数,例如时间、发动机转速、变速器转速、负荷杆位置、节流阀门角度、滑动(发动机与变速器转速间的差值)、机动车速度或其它参量的函数。
此外,根据本发明的构思合乎要求地,在用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置上,当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在操纵负荷杆的情况下,这样从爬行过程向起动过程过渡:受控制的离合器转矩直接从预定的爬行函数向预定的起动函数转变。该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵(连接和/或断开)转矩传输系统的执行元件,以及一个与传感器或其它电子元器件形成信号联系的控制装置。
当预定值是爬行转矩的一个分数值或是爬行转矩的几倍时,尤其合乎目的。
根据进一步的发明构思,当用根据前述方法制成的装置来实施用于控制(例如控制或调整)转矩传输系统的方法时,是合乎要求的。
根据本发明的进一步构思有利的是,在用于控制机动车传动路线中的自动离合装置中,当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在操纵负荷杆的情况下,这样从爬行过程向起动过程过渡:当用起动函数确定的离合器转矩至少等于用爬行函数确定的离合器转矩时,受控制的离合器转矩直接从预定的爬行函数向预定的起动函数转变。该机动车安装有发动机,离合器,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵(连接和/或断开)离合器的执行元件,以及一个与传感器形成信号联系的控制装置。
同样合乎尤其的是,当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在操纵负荷杆的情况下,这样从爬行过程向起动过程过渡:当起动函数的离合器转矩达到预定值时,预定的爬行函数的受控制的离合器转矩转变为预定的起动函数的离合器转矩。
特别有利的是,当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在操纵负荷杆的情况下,这样从爬行过程向起动过程过渡:受控制的离合器转矩直接从预定的爬行函数向预定的起动函数转变。
当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中通过将预定的爬行函数的受控制离合器转矩转换为预定的起动函数的离合器转矩,从而在负荷杆受控制的情况下,直接从爬行过程向起动过程转变。在这一过程中将起动函数提高一个爬行函数的实际值,这样也是合乎要求的。
特别有利的是,当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵的情况下,这样从起动过程向爬行过程过渡:当用起动结束函数确定的离合器转矩至少等于或小于用爬行函数确定的离合器转矩时,借助于预定的起动结束函数来降低受控制的离合器转矩,并转换为爬行函数的受控制离合器转矩。
根据本发明的构思,有利的是,当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵的情况下,这样从起动过程向爬行过程过渡:在负荷杆操纵结束后,立即根据爬行函数确定并控制离合器转矩。
当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵的情况下,这样结束起动过程:用预定的起动结束函数将受控制的离合器转矩基本降低为0,接着借助于爬行函数开始爬行过程。这时,同样是适宜的。
此外合乎要求的是,当控制装置在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下控制爬行过程时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,并且控制装置在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵的情况下,这样结束起动过程:用预定的起动结束函数将受控制的离合器转矩基本降低为0,接着在预定的时间范围内离合器转矩基本保持不变,并借助于爬行函数开始爬行过程。
上述爬行函数是一个用来控制由离合器传输转动力矩,并使机动车开始爬行的函数,这里,该函数例如是时间的函数或其它机动车参数的函数。例如可以从特性曲线或特性曲线区中求得爬行函数,或借助于数值方法确定爬行函数。因而,当条件预先确定(例如在发动机转动、挂档和未操纵油门踩板或负荷杆)时,在给定机动车参数条件下的每一机动车工作点,都可确定或控制爬行转矩。上述起动函数是一个用来控制由离合器传输转动力矩,并使机动车起动的函数,这里,该函数例如是时间的函数或其它机动车参数的函数。这一起动函数例如可以从特性曲线或特性曲线区中求得,或借助于数值方法确定。因而,当条件预先确定(例如在发动机转动、挂档和未操纵油门踩板或负荷杆)时,在给定机动车参数条件下的每一机动车工作点,都可确定或控制起动力矩。上述爬行结束函数和起动结束函数都是用来控制由离合器传输转动力矩,并使机动车结束爬行过程或起动过程的函数,这里,这些函数例如都是时间的函数或其它机动车参数的函数。这一爬行结束函数或起动结束函数例如可以从特性曲线或特性曲线区中求得,或借助于数值方法确定。因而,当条件预先确定(例如在中止爬行或起动过程)时,在给定机动车参数条件下的每一机动车工作点,都可确定或控制力矩。
由离合器传输的可调整转矩被理解为是离合器转矩。
在机动车传输线路中,用于断开和接通转矩传输的离合器被理解为是转矩传输系统。
根据本发明另一构思,本发明涉及的是一种方法。在这种方法中,控制装置控制下述方法步骤:
—在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程,这时,根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,
—在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下,控制装置控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,
—在操纵负荷杆的情况下,控制装置这样控制爬行过程向起动过程的转变:当用起动函数确定的离合器转矩至少等于用爬行函数确定的离合器转矩时,预定爬行函数的受控制的离合器转矩转变为预定的起动函数的离合器转矩。
同样,当下述方法步骤实行时,本发明的方法具有其优点:
—在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,
—在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下,控制装置控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,
—在操纵负荷杆的情况下,控制装置这样控制爬行过程向起动过程的转变:当起动函数的离合器转矩达到预定值时,预定的爬行函数的受控制的离合器转矩转变为预定的起动函数的离合器转矩。
同样,当下述方法步骤实行时,本发明的方法具有其优点:
—在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,
—在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下,控制装置控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,
—在操纵负荷杆的情况下,控制装置这样控制爬行过程向起动过程的转变:预定的爬行函数的受控制的离合器转矩直接转变为预定的起动函数的离合器转矩。
同样,当下述方法步骤实行时,本发明的方法具有其优点:
—在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,
—在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下,控制装置控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,
—通过爬行函数的受控制的离合器转矩直接转变为起动函数的离合器转矩,从而在操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程向起动过程的转变。在这一过程中,将起动函数提高了一个爬行函数的实际值。
同样,当下述方法步骤实行时,本发明的方法具有其优点:
—在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,
—在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下,控制装置控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,
—在起动过程中负荷杆操纵结束的情况下,控制装置这样控制从起动过程向爬行过程的过渡:当借助于起动结束函数确定的离合器转矩至少等于或小于借助于爬行函数确定的离合器转矩时,用预定的起动结束函数来降低受控制的离合器转矩,并转换为预定的爬行函数。
同样,当下述方法步骤实行时,本发明的方法具有其优点:
—在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,
—在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下,控制装置控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,
—在起动过程中负荷杆操纵结束的情况下,控制装置这样控制从起动过程向爬行过程的过渡:在负荷杆操纵结束后,无延时地根据爬行函数确定和控制受控制的离合器转矩。
此外当下述方法步骤实行时,本发明的方法具有其优点:
—在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,
—在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下,控制装置控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,
—在起动过程中负荷杆操纵结束的情况下,控制装置这样控制结束起动过程:借助于预定的起动结束函数将受控制的离合器转矩基本降低为0,接着用爬行函数开始爬行过程。
此外当下述方法步骤实行时,本发明的方法具有其优点:
—在挂档、未操纵制动装置以及未操纵负荷杆的情况下,控制装置控制爬行过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(爬行函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,
—在挂档、未操纵制动装置以及操纵负荷杆的情况下,控制装置控制起动过程,在该过程中根据至少一个预先规定的函数(起动函数)来求得受控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,
—在起动过程中负荷杆操纵结束的情况下,控制装置这样控制结束起动过程:借助于预定的起动结束函数将受控制的离合器转矩基本降低为0,并在预定的时间范围内基本上保持离合器转矩不变,然后用爬行函数开始爬行过程。
将借助防图来进一步说明本发明。
防图为:
图1    机动车的示意图,
图2    机动车传动路线的示意图,
图3a-3d图表,
图4    图表,
图5    图表,
图6    图表,
图7    框图,
图7a   框图,
图8    框图,
图9    框图,
图10   框图,
图11   框图,
图12   框图,
图13   框图,
图14   框图,
图15    框图,
图16    框图,
图17    图表,
图18    图表,
图19    图表,
图20    图表,
图21    图表,
图22    图表,
图23    图表,
图24    图表,
图25    图表,
图25a   图表,
图26    图表,
图26a   图表。
图1示意性表示了一辆装有驱动装置2(例如发动机或内燃机)的机动车1。进而,在机动车的传动路线中描述了转矩传输系统3和传动齿轮装置4。在这一实施例中,转矩传输系统3安装在位于发动机和传动齿轮装置之间的力传递线上,发动机的驱动力矩通过转矩传输系统传输给传动齿轮装置,并从传动齿轮装置4的输出端传输给从动轴5和下属的轴6以及车轮6a。
转矩传输系统3被布置为一个离合器,例如摩擦离合器、片式离合器、磁粉离合器或互感器搭接离合器,该离合器可以是一自调节并进行磨损补偿的离合器。传动齿轮装置4是一手动变速器,例如有级变速器。根据本发明的构思,变速器也可以是一自动变速器,它可借助于至少一个执行元件自动换档。此外,自动的传动齿轮装置被理解为自动变速器,它在牵引力中断时换档,并且借助于至少一个受控的执行元件进行变速器变速比的换档过程。
此外,在下述过程中也使用自动变速器,即自动变速器是一换档过程中基本无牵引力中断的变速器,通常,它通过有级行星变速器进行。
还可使用无级变速器,例如锥形轮接触变速器。自动变速器也可以安置在转矩传输系统3(例如离合器或摩擦离合器)的输出端。此外,转矩传输系统还可布置为起动离合器和/或用于转向变换的反向离合器和/或可有目的控制传输转矩的安全离合器。转矩传输系统可以是一个干摩擦离合器或一个湿摩擦离合器(例如在液体中转动)。同样,它可以是一个转矩变换器。
转矩传输系统3有一个传动端7和一个输出端8。借助于压力板3b、盘形弹簧3c、分离轴承3e以及转轮3d对离合圆盘施加力,从而将传动端7的力矩传输给输出端8。用操纵装置(例如执行元件)操纵离合杆20来控制加力过程。
借助于控制装置13(例如控制器)来控制转矩传输系统3,控制装置可以包括控制电子元件13a和执行元件13b。在其它实施例中,执行元件和控制电子元件也可安置在两个不同的组合部件(例如机箱)中。
控制装置13可以包括控制电子元件和大功率电子元件,它们用来控制执行元件13b的电机12。这例如可以这样有利地实现,即系统需要一用于带电子元件的执行元件的工作室作为唯一的工作室。执行元件由驱动马达12(例如电机)组成,电机12通过齿轮传动装置,例如蜗轮蜗杆传动装置、或圆柱齿轮传动装置、或曲轴传动装置、或丝杆传动装置,作用到主动缸11上。可以直接或通过连杆对主动缸产生作用。
用离合器行程传感器14检测执行元件(例如主动缸活塞11a)出口部分的运动,它检测参量的位置或速度或加速度,该参量正比于离合器的位置,即连接位置,或正比于离合器的速度或加速度。主动缸11通过压力液导管9,例如液压管,与被动缸10相连。被动缸的出口元件10a与离合杆或离合介质20有效连接,这样,被动缸10出口部分10a的运动产生作用,使得离合介质20同样运动或脱离,以控制可由离合器3传输的转矩。
用于控制转矩传输系统3传输转矩的执行元件13b可以是可液压操纵的,也就是说,可以装备液压主动缸或液压被动缸。压力介质可以是例如是液压液或气动介质。液压主动缸的操纵可以规定为电动的,同时电机12可以是电动控制的。除了电动驱动元件外,执行元件13b的驱动元件还可是其它驱动元件,例如液压操纵驱动元件。此外,还可用磁执行元件来调整某一元件的位置。
在摩擦离合器中这样控制传输的转矩:有目的地压紧位于转轮3d和压力板3b之间的离合圆盘的摩擦片。通过离合介质20(例如离合杆或中央分离装置)的调节可以有目的地控制压力板或摩擦片上的力,此外,压力板在两个端部位置间运动并可任意调节或固定。这里,一个端部位置是完全连接的离合器位置,另一个端部位置是完全脱离的离合器位置。为了控制传输的转矩,例如该转矩小于瞬时的发动机转矩,可以例如调整位于两端部位置之间某一区域范围内的压力板3b的位置。可以有目的地控制离合介质20,从而将离合器固定在这一位置上。也可以控制传输的离合器转矩,它被定义为在瞬时的发动机转矩之上。在这种情况下,可以传输实际的发动机转矩。在这一过程中,缓冲和/或隔离例如以转矩峰值形式出现的传动路线中转矩的不均匀性。
此外,使用传感器来控制(例如控制或调节)转矩传输系统,它们至少短时监测整个系统的一些重要参量,并提供控制所需的状态参数、信号和测量值,这些参量通过控制装置处理。在这一过程中,可以设置和形成与其它电子元器件,例如发动机电子元件或防抱死系统的电子元件(ABS)或防滑动调节(ASR)的电子元件,的信号联系。传感器检测例如转速,例如车轮转速、发动机转速,负荷杆的位置,节流阀门位置,变速器的档位,挂档意图和其它机动车特征参数。
图1表明使用了节流阀门传感器15,发动机转速传感器16以及转速传感器17,并输出测量值或信息给控制器。控制装置13a的电子元单元(例如计算机装置)处理系统输入参量,并输出控制信号给执行元件13b。
变速器是一有级变速器,用变速操纵杆来变换变速比,或用变速操纵杆来控制或管理变速器。此外,在手动变速器的控制杆,例如变速操纵杆18上安置至少一个传感器19b,它检测变速意图和/或档位,并将这些信息传递给控制器。传感器19a铰接在变速器上检测实际的档位和/或变速意图。在使用两个传感器19a,19b中的至少一个的情况下,可以这样识别变速意图:传感器是一个力传感器,它检测变速操纵杆上的作用力。传感器也可是行程传感器或位置传感器,这里,控制装置从位置信号随时间的变化中识别变速意图。
控制装置与所有的传感器至少短时保持信号联系,并以这样的方式方法来处理传感器信号和系统输入参数:根据实际工作点的状况,控制装置向至少一个执行元件发出控制或调节指令。执行部件的驱动元件12(例如电机)从控制离合器工作的控制装置中获得调整参数(取决于测量值)和/或系统输入参数和/或连接的传感器的信号。为此,将控制程序作为硬件或软件用在控制器中,该控制程序处理详细的信号,并借助于比较和/或函数和/或特性曲线区计算或确定输出参数。
控制装置13以有利的方式使用转矩确定装置、档位确定装置、滑动确定装置和/或运行状态确定装置,或者至少与这些装置中的一个形成信号联系。可以通过作为硬件或软件的控制程序来使用这些装置,这样,借助于传感器信号可以控制机动车1的驱动装置2的转矩、变速器4的档位以及转矩传输系统范围内的滑动,并可确定机动车的实际工作状态。档位确定装置借助于传感器19a和19b的信号来求得实际的档位。此外,传感器铰接在变速操纵杆和/或变速器内部的调整装置上,例如中央变速轴或变速叉轴,并且检测例如组件的位置和/或速度。负荷杆传感器31布置在负荷杆30(例如油门踩板)上,以检测负荷杆的位置。传感器32起空转断路器的作用,即在操纵油门踩板(例如负荷杆)时,这一空转断路器接通,在没有操纵信号时,空转断路器断开。这样,通过这一数字信号可以识别,负荷杆(例如油门踩板)是否被操纵。负荷杆传感器31检测负荷杆的受操纵程度。
除了油门踩板30(例如负荷杆)以及与其保持信号联系的传感器外,图1还表示了制动器操纵元件40,该元件用于操纵常用制动器或停车制动器,例如刹车踏板、手动刹车杆、停车制动器的手或脚操纵元件。至少有一个传感器41安置在操纵元件40上,并监测其操纵过程。传感器41例如安排成数字传感器,例如开关,它检测操纵元件工作或未工作。信号装置(例如刹车灯)可以与这一传感器保持信号联系,该装置发出制动器工作的信号。它既可用于一般制动,也可用于停车制动。但是,传感器也可布置成模拟传感器,这类传感器(例如电位器)求得操纵元件的受操纵程度。这一传感器也可与信号装置保持信号联系。
图2示意性地表示了机动车的传动路线,在该线路中有驱动装置100、转矩传输系统102、变速器103、差速器104以及驱动轴109和车轮106。转矩传输系统102安置或固定在转轮102a上,通常,转轮支承起动器齿圈102b。转矩传输系统中有压力板102d、离合器盖102e、盘形弹簧102f和带有摩擦片的离合圆盘102c。在压力板(译注:文中误为离合圆盘)102d和转轮102a之间安置了离合圆盘102c,可能的情况下该离合圆盘带有一个阻尼装置。力存储器(例如盘形弹簧102f)对作用在离合圆盘上的压力板轴向加力,这里,预先规定了用于操纵转矩传输系统的分离装置109(例如液压操纵的中央分离装置)。在中央分离装置和盘形弹簧102f的簧片之间安置了一个分离轴承110。通过分离轴承的轴向移动,盘形弹簧受力,脱离离合器。此外,离合器可做成受压或受拉离合器。
执行元件108自动变速器的执行元件,它同样包含了用于转矩传输系统的操纵装置。执行元件108操纵变速器内的变速元件,例如变速辊或变速叉轴或变速器的中央变速轴。通过这一操纵,可以例如以有序的方式或任意的方式挂档或脱档。通过连接线路111操纵离合器控制元件109。控制装置107通过信号连接线路112与执行元件相连,信号连接线路113至115与控制装置保持联系。这里,线路114处理详细的信号,线路113处理控制装置的控制信号,线路115例如借助于数据库与其它电子装置连接。
为了将机动车从静止状态或缓慢的运动状态(例如爬行)起动起来,也就是说司机有目的地将机动车加速,司机基本只需踩踏油门踩板,如负荷杆30,受控制或受调节的自动离合器操作借助于执行元件控制起动过程中转矩传输系统的传输转矩。通过负荷杆的操纵,借助负荷杆传感器31,根据或多或少的强烈或快速的起动过程来判断司机的意愿,并由控制装置相应地进行控制。油门踩板以及油门踩板的传感器信号被用作控制机动车起动过程的输入参数。
在起动过程中,起动时传输的转矩(例如离合器转矩Mksoll)基本上借助于预先规定的函数或特性曲线或特性曲线区(例如取决于发动机转速的特性曲线)确定。这里,以有利的方式通过特性曲线区或特性曲线得到与发动机转速或其它参数(例如发动机力矩)的关系。
如果在起动过程中,基本上从静止状态或从爬行状态中,以很小的速度将负荷杆即油门踩板操纵到一特定值a,那么,借助于发动机控制装置40控制发动机转矩。相应于预定的函数或特性曲线区,自动离合器操纵装置13的控制装置控制转矩传输系统传输的转矩,这样来调整处于发动机转矩与离合器转矩之间的稳定平衡状态。平衡状态的特征在于负荷杆位置a与规定的起动转速、起动或发动机转矩、规定的转矩传输系统传输的转矩和传输给驱动轮的转矩(例如驱动转矩)的关系。作为起动转速的函数的起动转矩间的函数关系在下面称为起动特性曲线。负荷杆位置a正比于发动机节流阀门的位置。
除了油门踩板122(例如负荷杆)以及与其保持联系的传感器123外,图2还表示了用于操纵常用制动器或停车制动器(例如制动踏板、手动制动杆或停车制动器的手或脚操纵元件)的制动器操纵元件120。在操纵元件120上至少安置一个传感器121来监测这一操作过程。传感器121例如安排成数字传感器,如开关,它检测操纵元件工作或不工作。信号装置(例如刹车指示灯)与这一传感器保持信号联系,刹车指示灯发出制动器工作的信号。它既可用于一般制动,也可用于停车制动。这一传感器也可布置成模拟传感器,这类传感器(例如电位器)求得操纵元件的受操纵程度。这一传感器也可与信号装置保持信号联系。
图3a表示了一个图表,在这一图表中,计算出的爬行转矩MKRIECH201是时间t的函数。在时间点t0,爬行转矩201(译注:文中误为205)开始上升,从时间点t1以另一斜率继续升高至时间点t2。从时间点t2起,计算出的爬行转矩基本上保持恒定。在时间点t3,油门踩板开始反映机动车司机的起动意愿,通过油门踩板(例如负荷杆)的操作来确定作为时间函数的起动力矩202,它同样表示在图3a中。起动力矩MANFAHR的曲线202随时间增加而急剧升高,在时间点t4,起动力矩202超过爬行转矩201。
例如通过结束制动操作来开始确定时间点t0的爬行转矩,通过操纵油门踩板开始确定时间点t3的起动力矩202。根据本发明的构思,从时间点t0到t4根据爬行转矩201控制传输的离合器转矩MKsoll,从时间点t4起根据起动力矩202来控制传输的离合器转矩。这保证了在机动车开始爬行阶段控制离合器转矩步进增加,并从某一时间点(例如t2)起,控制为一恒定的爬行转矩,由此使得根据爬行转矩机动车只以很小的速度运动。如果在时间点t3操纵油门踩板,那么尽管由于供油,离合器转矩开始时也始终与爬行转矩相等,直到时间点t4时,在时间点t3确定的起动力矩202才超过爬行转矩201。在爬行转矩201与起动力矩202的相交点,离合器转矩从爬行变化过程转变到起动变化过程。图中实线相当于离合器转矩的曲线变化过程,虚线相当于未加控制的曲线变化过程,即根据这一曲线对离合器转矩未加控制。
图3b表示了作为时间t函数的爬行转矩203以及起动力矩204。从时间点t0起,在两个时间段增加爬行转矩,由此控制离合器转矩。在t0到t1这一时间段,控制爬行转矩以大于t1到t2时间段的斜率增加。从时间点t2起到时间点t3,爬行转矩基本恒定不变。在时间点t3,司机开始操纵油门踩板,使得爬行过程中止,起动过程开始。离合器转矩从曲线203(爬行转矩)跳至曲线204(起动力矩)。因此,从时间点t3起,不再用爬行转矩203作为离合器转矩确定和控制的量度。
图3c表示的是图3a和图3b的变化,爬行转矩205以及起动力矩206是时间t的函数。在t0到t1以及t1到t2的时间区间内,爬行转矩205增大,并控制t0到t1时间段的爬行转矩增大要快于t1到t2时间段的爬行转矩增大。从时间点t2起达到最大爬行转矩MKmax,随后爬行转矩保持在这一值上。在时间点t3开始操纵油门踩板或油门,这样,从时间点t3起由控制装置确定或生成起动函数206。函数206从时间点t3起开始上升。在时间点t4,起动函数超过临界值Ms。在时间点t4,受控制的离合器转矩从爬行转矩205转变为起动力矩206。在时间点t4之前,控制离合器转矩超过爬行转矩205;在时间点t4之后,由于油门踩板操作和达到临界值,控制离合器转矩超过起动力矩206。
在图3d中力矩是时间的函数,曲线207表示爬行转矩,曲线208表示由控制装置确定的起动力矩。在时间点t0制动操作结束,在t0到t2的时间段内,爬行转矩207升至最大值MKmax。在t2到t3的时间段内,爬行转矩保持最大值。在时间点t3司机开始操纵油门踩板。从时间点t3起生成起动力矩208,这一力矩被附加到已存在的爬行转矩上。
图4是一个图表,在这一图表中,离合器转矩MKsoll、发动机转矩MMotor、制动操作信号BREMSE以及节流阀门角度信号DKLW都是时间t的函数。在t0到t1的时间段内操纵制动器、不供油,这样,发动机转矩MMotor基本上是一最小值,且离合器转矩MKsoll等于0或基本等于0。在这种状态下,机动车基本上停止。在t0到t1的时间段I内,在未操纵油门踩板的情况下,机动车处于“制动”状态。在时间点t1结束制动操作,制动信号由此从“制动开始”降至“制动终止”。同时,在未操纵油门踩板的情况下,即在基本上是最小节流阀门角度的情况下,控制装置控制离合器转矩MKsoll开始爬行,也就是说,在t1点离合器转矩MKsoll开始上升,直到在t2时间点时达到其最大值。通过发动机的转矩平衡,发动机电子元件的空转调节器控制t1到t2时间段内上升的发动机转速或发动机转矩MMotor,以对升高的离合器转矩MKsoll做出平衡反应。由于现有信号的数字化和在分辨极限范围内的波动,导致了被识别出的发动机转矩的波动。在t1到t2时间段内的增加是很显著的,并通过空转调节器随发动机转矩的增加而增加。在t1到t3这个时间段II内,在最小节流阀门角度基本为0的情况下,机动车处于“爬行”行驶状态。在时间点t3操纵制动器,制动信号从“制动停止”值上升到“制动开始”值,因此,在时间点t3控制装置这样控制离合器转矩:从时间点t3到时间点t4,离合器转矩降为0。根据空转调节器造成的时间延迟,发动机转矩在一定的时间延迟后才下降,而从时间点t4起,离合器转矩MKsoll就基本上保持为0。
在计算出爬行转矩MKRIECH后,离合器转矩MKsoll开始增加,这可用预定的方法或预定的函数求得。在图4的实施例中,爬行转矩或由其控制的离合器转矩MKsoll以两阶段方式增加,即在第一阶段以较大的变化速度增加,在第二阶段以较小的变化速度增加。在达到离合器转矩的预定值时,发生从大的变化速度向小的变化速度的转变。这一预定值求得可以例如通过夹紧点的匹配来进行。
在图4实施例子中,由于制动控制,爬行转矩或由其控制的离合器转矩的降低以线性降低方式进行。同样,也可在多个区间以多阶段降低方式进行,不同的阶段可以具有不同的转矩降低变化速度。
相应于图4,图5表示了作为时间函数的离合器转矩值MKsoll或发动机转矩值MMotor、节流阀门角度DKLW和制动信号BREMSE。在t0到t1时间段内开始制动过程,即,将制动信号调节到“制动开始”,同时不操纵油门踩板,节流阀门角度DKLM最小或基本为0。这意味着,当操纵制动器时,爬行转矩便被降低到一个小的值。爬行转矩的降低可以作为受操纵制动器的函数来进行,即操纵常用制动器时爬行转矩的降低不同于操纵停车制动器时爬行转矩的降低。尤其是在操纵常用制动器时,可以将爬行转矩降低到一个低于或高于操纵停车制动器时的爬行转矩值。同样,操纵常用制动器时爬行转矩的降低快于或慢于操纵停车制动器时爬行转矩的降低。当操纵停车制动器(例如手动刹车)时爬行转矩的降低至少比操纵常用制动器时爬行转矩的降低快两倍时,尤其有利。由此,控制装置将离合器转矩MKsoll降低为0,同时发动机空转调节器将发动机转矩降低到一个最小值。在时间点t1结束制动器操作,使得“爬行”状态开始。在未操纵负荷杆的情况下,即在DKLW大约等于0的情况下,控制装置根据爬行转矩函数开始控制至少很小的离合器转矩,使得机动车至少以很小的速度开始转动。通过离合器转矩的控制,发动机电子元件的空转调节器增大发动机转矩,以平衡由于很小的离合器转矩产生的负荷。在时间点t2爬行转矩,即离合器转矩达到最大值,这时开始一个直到时间点t3的稳定状态。在时间点t3司机操纵油门踩板,因此,节流阀门角度DKLW不再为0,或者说开始上升。因此,发动机电子元件的控制装置增大发动机转矩和发动机转速,使得离开空转区。根据本发明装置的控制装置计算例如取决于发动机转速或取决于发动机转矩的起动转矩,这样,依据计算出的起动特性曲线,或者说依据起动转矩控制离合器转矩MKsoll。正如从时间点t3起计算的那样,人们辨别例如取决于发动机转速的起动转矩210,而从时间点t3’起才根据起动转矩开始调节离合器转矩MKsoll,在时间点t3和t3’之间则还是根据爬行转矩进行控制。在时间点t4通过发动机控制来降低发动机转速和发动机转矩,同时计算起动结束函数,根据这一函数降低离合器给定转矩。从时间点t5起开始制动操作,由此引出制动函数,它将受控制的离合器转矩再度降低为0。用于控制离合器转矩的起动结束函数可以例如借助于时间函数进行或作为例如发动机转速或发动机转矩的函数进行。这里将用于确定离合器转矩的制动函数安排成时间的函数是有利的,由此可以实现希望降低的离合器转矩的顺利控制。从时间点t5起,始终操纵制动器,使得节流阀门角度基本上在最小位置,受控制的离合器转矩以及受控制的发动机转矩也基本上处于最小值。在这一区间内,由于牵引操作中牵引力矩的出现,发动机转矩开始时甚至是负值。
图6是一个图表。在这一图表中,发动机转矩、离合器转矩、制动信号以及节流阀门角度DKLW是时间的函数。从时间点t0到时间点t1开始制动操作,这样受控制的离合器转矩基本上等于0。在时间点t1结束制动操作,由此控制装置开始控制机动车爬行。这样进行这一过程:例如借助于作为时间函数的函数生成器计算爬行转矩,并根据这一爬行转矩控制离合器转矩MKsoll。在时间点t3司机操纵油门踩板,从发动机控制方面来说要调节节流阀门角度DKLW。因此,发动机转速和发动机转矩开始增加。从时间点t3起再次确定起动转矩MAHFAHR,与爬行转矩相比,在超过起动转矩时根据起动转矩计算离合器转矩。起动转矩与爬行转矩重叠至时间点t3’。在时间点t4结束负荷杆或油门踩板的操作,由此根据例如作为发动机转速或发动机转矩函数的起动结束函数,相应地降低离合器转矩。在根据起动结束函数降低离合器给定转矩(在t5点离合器转矩降低为0)后,产生一个从时间点t5到t6的等待时间区间Dt,在这段时间内离合器转矩基本保持为0。从时间点t6起,也就是说,在等待时间Dt之后,机动车再度开始爬行,因为从时间点t6起要再次确定爬行转矩,并根据爬行转矩开始控制离合器给定转矩。到时间点t7,爬行转矩达到其最大值。到时间点t8再次操纵节流阀门,即操纵油门踩板,至时间点t9结束。在时间点t10开始制动操作。在时间点t3和t8增加节流阀门角度时,每次通过发动机控制都增大发动机转矩,并由此增大作为发动机转速或发动机转矩函数的起动转矩。随后,在起动转矩与爬行转矩重叠时,根据起动转矩确定离合器给定转矩。在爬行转矩低于起动转矩时,还是根据爬行转矩来确定离合器转矩。
图7表示根据本发明装置的控制框图。方法从程序块301开始,这里,根据询问结果要求随时间变化周期性或非周期性调用这一方法。在程序块302中询问机动车的状况(例如工作状况)是“起动,爬行”状态。当司机进行制动操作时,根据机动车的爬行或起动状态进行或中断离合器控制。
如果对程序块302的询问回答是否定的,那么存在有其它的状态,用程序块303表示。这种状态可以例如是变速状态或行驶状态。相应于这一状态的分类,控制装置在相应的控制方法间调速。
如果对程序块302的询问回答是肯定的,那么存在有状态“起动,爬行”。在程序块304中询问是否操纵现有的机动车制动器,例如常用制动器或停车制动器。如果操纵这一制动器,那么对应于到程序块306中的路径305,控制装置这样控制转矩传输系统传输的转矩(例如离合器转矩):打开离合器。随后,在程序块307中结束这一过程。离合器的打开控制将在后面详细描述。
如果对程序块304中的询问回答是否定的,也就是说未操纵制动器,那么,在程序块308中询问是否操纵负荷杆,例如油门踩板。如果操纵,那么在程序块309中计算或确定起动转矩MANFAHR,并在程序块310中调节和控制离合器给定转矩,使其等于起动转矩。在程序块307中结束控制方法。
如果对程序块308中询问是否操纵负荷杆的回答是否定的,也就是说不操纵油门踩板,那么在程序块311中询问,在时间点t=tN-1处的状态是否等于起动状态。这一询问意味着,要询问在前述步骤(例如时间步)中,状态是否是起动状态,现在在未操纵油门踩板时,状态是否是非起动状态,即爬行状态。因此,还询问在前述时间步中,状态是否是起动状态,在现在实际的时间步中状态是否是爬行状态,是否操纵负荷杆操作从前述状态向实际状态转变。如果是这样,那么在程序步312中打开离合器,并在程序块313中等待,直到经过了一预定的等待时间。如果对程序块311的询问回答是否定的,也就是说在至少两个时间步中未操纵负荷杆,那么沿路径314到程序块315。如果在程序块313中经过了等待时间,那么同样进行到程序块315。如果还未经过等待时间,那么沿路径316到程序块307。
在程序块315中确定爬行转矩MKRIECH,随后在程序块317中,在程序块307中的这一方法结束之前,使离合器给定转矩,例如受控制的离合器转矩,等于爬行转矩MKRIECH
后面将详细描述程序块315中的爬行转矩确定以及程序块309中的起动转矩确定。同样,后面也将描述在程序块306和312中离合器的打开。
图7中的方法例如与图6中的方法相对应。在这一方法中,在随后的机动车再次爬行开始前,开始和进行起动结束后在t5到t6时间区间内的等待时间。
图7a表示的是图7的一部分。在程序块311中询问,前述时间步的状态是否是起动状态。如果是,那么在程序块312中打开离合器,随后在程序块315中计算爬行转矩。在图7a中取消了等待时间的询问,这样根据转矩传输系统传输转矩的降低来确定程序块315中的爬行转矩。在图7a中取消了图7中的程序块313。
图8表示了图7的另一实施例。方法从350开始,在351处询问,是否关闭制动灯。在程序块351中询问制动灯是否关闭,也就是说,是否不操纵制动器,例如手动制动器或停车制动器或常用制动器。如果对程序块351中询问问题的回答是否定的,那么,在程序块354结束方法之前,沿路径352到打开离合器的程序块353。
在程序块355中,在未操纵制动器的情况下询问,空转开关(LL)是否接通。当不操纵油门踩板时,空转开关是一个操纵开关。因而,接通的空转开关发出信号,调整为空转,司机无加速愿望。如果对程序块355中询问问题的回答是否定的,那么沿路径356开始起动过程,在这一过程中,在程序块357中确定例如作为发动机转速F(NMOT)函数的的起动转矩。在程序块358中使可调节的离合器转矩等于起动转矩,并在程序块359中询问,实际计算出的爬行转矩是否大于起动转矩。如果不是这种情况,那么,沿路径360到程序块354结束这一方法。但是,如果爬行转矩大于起动转矩,那么,在程序块361中将爬行转矩控制为离合器转矩,随后,在程序块354结束这一方法。
如果程序块355中的空转开关是接通的,也就是说存在空转,那么在程序块362中询问,当前状态是否是一被中断的行驶状态,即在前述步骤(如时间步)中有过起动状态,而当前起动状态不再存在。如果不是这种情况,那么沿路径363继续进行。如果对程序块362中询问问题的回答是肯定的,那么,在程序块364中首先完全打开离合器。随后在程序块365中询问,爬行转矩是否小于最大值。如果不是这种情况,那么沿路径366到程序块354中结束这一方法。如果询问回答是肯定的,也就是说,爬行转矩小于最大值,那么在程序块367中询问,爬行转矩是否小于接触转矩。如果不是这种情况,那么,在程序块370中在将当前离合器转矩调整为爬行转矩之前,在程序块368中缓慢增加爬行转矩。随后,在程序块354中结束这种方法。
在图9中,方法从程序块400开始,在程序块401中询问当前状态是否是起动或爬行状态。如果是,那么继续到程序块402,但如果不是,则按箭头403转向其它方法。在程序块402中询问是否有制动器操作。如果有,那么沿路径404在程序块405中打开离合器,随后对于这一时间点在程序块406中结束这种方法。以有规律或无规律的时间点通过时间或结果控制方式在程序块400中安排和调用方法开始。
如果在程序块402中不能确定或没有制动器操作,那么,在程序块407中询问,是否操纵负荷杆,例如油门踩板。如果是,那么相应地沿路径408在程序块409中确定起动转矩MANFAHR,在程序块410中使得离合器给定转矩MKsoll等于起动转矩,随后在程序块406中结束这一方法。
如果根据程序块407不操纵负荷杆,那么在程序块411询问,在前面的时间点,即在t=tN-1时是否是起动状态。如果不是这种情况,那么沿路径412继续到程序块413,在程序块406结束这一方法之前,在程序块413中确定爬行转矩MKRIECH,并使离合器给定转矩等于爬行转矩。如果在程序块411中过去的状态是起动状态,那么起动状态要变化到爬行状态,这样,在程序块414中确定起动转矩MANFAHR和爬行转矩MKRIECH。起动转矩与爬行转矩的确定将在后面详细描述。在程序块415中询问,起动转矩是否大于爬行转矩。如果是这种情况,那么在随后的程序块416中使离合器给定转矩等于起动转矩。如果不是这种情况,那么继续到程序块413,在程序块413中使得离合器给定转矩等于爬行转矩。接着在程序块406结束这一方法。
图10表示了图9其它形式的实施例。在程序块414中确定起动和爬行转矩。在程序块450中询问,起动转矩MANFAHR是否大于或等于预先规定的值WERT。如果是这种情况,那么,在程序块406结束这种方法前,在程序块416中使离合器转矩等于起动转矩。如果对程序块450中问题的回答是否定的,那么在程序块413中根据爬行转矩确定离合器转矩,也就是说,在程序块406结束这种方法前,使离合器转矩等于爬行转矩。连接线405a与图9中的连接线405a相对应,连接线412a与图9中的连接线412相对应,在程序块413a中附加确定爬行转矩。
图11同样表示了图9的另一形式。在程序块414中确定起动转矩MANFAHR和爬行转矩MKRIECH。在程序块406结束这一方法之前,在程序块460中使离合器转矩等于起动转矩与爬行转矩二者之和。连接线412a与图9中的连接线412相对应,在程序块413之前的程序块413a中确定爬行转矩,在程序块413中使离合器转矩与爬行转矩相等。连接线405a与图9中的连接线405a相对应。
在图9中借助于询问程序块415这样控制离合器转矩:在起动转矩大于爬行转矩的情况下,根据起动转矩来控制离合器转矩;否则,根据爬行转矩来控制离合器转矩。
在图10中,当离合器转矩大于预定值时,只根据起动转矩来控制离合器转矩。否则,根据爬行转矩来控制离合器转矩。与其相反,图11表示了一个实施变化例,在这个例子中,确定的离合器转矩等于起动转矩与爬行转矩之和。
图12给出了一种用来确定“起动,爬行”状态的方法,如在程序块302和403中进行的那样。方法开始于程序块500,在程序块501中询问,是否接通点火。如果接通,那么在程序块502中询问,发动机转速nMot是否大于临界值,临界值例如基本上是一小于空转转速的值。如果大于,那么在程序块503中询问是否挂档。如果挂档,且是起动档或其它档位,那么在程序块504中进行是否是“起动,爬行”状态的识别。如果对程序块501,502或503中的询问回答都是否定的,那么在程序块505中是非“起动,爬行”状态,其后在程序块506中结束这一方法。
可以在程序块503上附加上其它的条件,以识别“起动,爬行”状态。这类条件的目的例如在于,识别出机动车内的司机。
图13a表示了一个框图。根据这一框图确定爬行转矩。方法从程序块550开始,在程序块551中读入实施这一方法所需的参数和测量值,例如时间tn以及函数f1或f2或特性曲线区或特性曲线。在程序块552中询问,前面确定的爬行转矩MKRIECH是否小于预定的最大值。如果小于,那么在程序块553中将当前时间点tn的爬行转矩确定为MKRIECH=f(tn)。随后,在程序块554中使离合器给定转矩等于爬行转矩。如果在离合器转矩确定之前,对应于前图还有另外的询问,那么可以取消程序块554。在程序块555结束这一方法。在程序块553中,可以根据数学函数或从特性曲线或特性曲线区中选出的值进行爬行转矩的计算。函数f1,f2或f2可以是线性函数、二次方函数、指数函数或其它形式的函数,根据这一函数确定取决于时间t的爬行转矩。
图13b表示了用于确定爬行转矩的另一实施例。方法从程序块570开始,在程序块571中读入所需的参数和/或测量值以及系统输入值和数学函数或特性曲线区或特征值。在程序块572中询问,在tn-1时间点计算出的爬行转矩是否小于预定的最大值。如果小于,那么在程序块573中询问,这一爬行转矩值是否小于预定的值。如果小于,那么,在程序块575使离合器给定转矩等于爬行转矩以及在程序块576结束这一方法之前,在程序块574中根据函数f1(t)确定爬行转矩。如果对程序块573中的询问回答是否定的,那么,在程序块575调节离合器给定转矩以及在程序块576结束这一方法之前,在程序块577中根据函数f2(t)计算爬行转矩。如果对程序块572中的询问回答是否定的,那么在程序块578中使离合器转矩等于最大值,并在程序块576结束这一方法。
图13b中的方法表示了爬行开始时的一种方法。在爬行过程中,基本上以两阶段方式用函数f1和f2增加爬行转矩,两个函数允许有不同的爬行转矩增加速度。这两个函数可以是线性函数、二次方函数或其它函数,而用函数f1以有利的方式增加的爬行转矩比用函数f2增加的爬行转矩要快。程序块573中的预定值可以例如是转矩传输系统的夹紧点,也就是说是连接状态,在这一点开始转矩传输。然而,预定值也可以是与夹紧点相对应的、具有较高传输转矩值的一个点。
图14a表示了通过例如制动器操作结束爬行过程的方式。方法从程序块600开始,在程序块601中读入所需的参数和/或测量值或系统输入值,例如时间、发动机转速、节流阀门角度a或函数f1,f2或f3或特性曲线区或特征值。在程序块602中询问,爬行转矩是否大于0。如果不大于,那么在程序块603中结束这一方法。在程序块604中,在tn-1时间点的爬行转矩大于0的情况下,根据函数f3(t)确定tn时间点的爬行转矩,函数f3是爬行结束函数,根据这一函数降低爬行转矩。随后,在程序块605中使离合器给定转矩等于在程序块604中确定的爬行转矩。爬行结束函数可以是线性函数,也可以是其它函数。根据这一函数,在制动操作或以其它方式结束爬行过程时将爬行转矩基本上降低为0。
图14b表示的是图14a中方法的另一种形式。方法从程序块610开始,在程序块611中读入计算爬行转矩所需的参数和/或测量值以及函数或特性曲线、特性曲线区或特征值。在程序块612中询问,在tn-1时间点的受控制爬行转矩是否大于0。如果大于,那么在程序块613中询问,爬行转矩是否小于预定值。如果小于,那么在程序块616结束这一方法之前,在程序块614中根据函数f5(t)确定爬行转矩,并在程序块615中根据确定的爬行转矩控制离合器转矩。如果对程序块613中的询问回答是否定的,那么在程序块615根据爬行转矩确定离合器转矩之前,在程序块617中根据函数f6(t)确定爬行转矩。如果对程序块612中的询问回答是否定的,那么在程序块616中结束这一方法,因为爬行转矩已经基本上降低为0。函数,例如爬行转矩降低函数F5和F6,可以有不同的时间依赖性,以使爬行转矩的降低有多个变化阶段。
相应于前述方法,一旦实施其它询问或决定,那么就没有必要在程序块554,575,605和615中使离合器转矩等于爬行转矩。如果满足一定的条件,例如询问,是否根据不取决于爬行转矩的值或处理值控制离合器转矩。
图15表示了结束起动过程的方法。方法从程序块700开始,在程序块701中读入计算爬行转矩所需的参数和/或测量值和函数,例如时间、发动机转矩或发动机转速,以及节流阀门角度。在程序块702中询问,起动转矩MANFAHR是否大于0,如果不大于,那么在程序块703中结束这一方法。如果起动转矩大于0,那么在程序块704中根据函数F4(nMot)确定起动转矩,函数F4是起动结束函数,它例如取决于发动机转速或时间或其它参数。在根据起动结束函数确定了起动转矩后,可以在程序块705中根据起动转矩确定离合器给定转矩。如果在前面的方法途径中可用其它方法控制离合器给定转矩,打开离合器,那么也可以省去这一程序块。
一旦通过制动操作结束起动过程,那么,例如与图7中的程序块306相对应,在起动过程后或起动过程中,可以用图15中的方式来打开离合器。可以以一阶段、两阶段或多阶段的方式实施起动结束函数,当起动转矩的降低尽可能快时,通常是有利的。同样,当首先快速升高,然后降低到第二个值时,也是有利的。
图16表示了用于确定起动转矩的方法。方法从程序块750开始,在程序块751中读入参数和/或测量值。在程序块752中例如借助于函数MANFAHR=K1×K22×f(nMotor)确定起动转矩MANFAHR,nMotor是发动机转速,K1和K22是预先给定的值,它们根据工作条件而变化,函数f是预定的函数。函数f可以例如是时间或节流阀门调节或发动机转矩的函数。在程序块753中结束这一方法。
图17表示了一个图表,在这个图表中将起动转矩MANFAHR作为发动机转速nMotor的函数加以描述。起动转矩相对于发动机转速的描绘图可以被称为起动特性曲线,可以以正比于发动机转速的函数的方式来确定离合器转矩。人们认识到,在低转速时,发动机转矩的增加是渐进的,例如以二次方的形式;在高转速时,例如从2000转/分至6000转/分,起动转矩相对于发动机转速基本上线性增加。
在图18中描述了作为发动机转速和变速器转速比值的函数的系数V。引入系数v是为了在起动过程中的耦合无冲击,在起动过程中离合器给定转矩相对于系数V下降。对于大的滑动,V=1,滑动是发动机转速与变速器转速比值关系的体现,在同步点V大约等于0.7,或者说其值不等于1,这样才能舒适地起动。
图19表示了作为时间t函数的发动机转速nMot和变速器转速nGet。图20表示了作为时间函数的离合器给定转矩MKsoll以及系数K1,K3,K11和K22。离合器给定转矩这样确定:
          MKsoll=K1×K11×V×1/2MMotor-Mverbraucher1/2
         +K3×K22×1/2KM×M(nMotor)-KG×M(nGetriebe)1/2根据所需条件和工作点预先规定系数K1,K11,K3和K22。此外,在上述公式中引入了发动机转矩MMotor和辅助器件消耗的转矩Mverbraucher,这样,在计算中只有可供使用的转矩。此外,发动机转矩放在第二项中,这意味着取决于发动机转速的转矩和变速器转速被确定,这里,系数KM和KG是加权系数,它们也可以为0,以消除一个或其它参量的影响。
在爬行情况下,使K1等于0,使K3为一个或另一个常数,这样,只有第二项用于离合器转矩计算,例如爬行转矩,且只根据滑动,也就是说只根据发动机转速和变速器转速间的差值来求得起动过程。
对于爬行,取决于爬行变化过程的系数K22决定了机动车爬行时的表现,相应地变速器转速要与发动机转速匹配。在舒适的起动过程中,以多阶段方式控制爬行转矩。系数K22线性增加,直到达到约15牛顿米的爬行转矩。如果达到这一爬行转矩,那么这样调整系数K22,使得尽管有滑动变化,控制方程求得的离合器转矩为15牛顿米。由于滑动的降低,在图20中,在大约8秒后系数K22达到其可靠的上限值。由于将系数K22限制在这一上限值上,离合器给定转矩随后正比于滑动再次降低。当系数K22这样控制时,即将离合器转矩(例如爬行转矩)MKsoll增加一个常数值,也是有利的。
图21表示了作为时间函数的爬行转矩MKRIECH的变化过程,在t0处开始爬行过程。曲线800,801和802可以用来作为提高爬行转矩的可能变化途径,在时间tauf内爬行转矩从0升高到MKRIECH值。在时间tab内,即从时间点t2到t3之间,例如由于制动操作降低爬行转矩之前,在t1到t2的时间范围内,爬行转矩保持不变。在这一过程中可再次使用曲线803,804或805来降低爬行转矩。以有利的方式,在作为时间函数的第一个斜面上第一次将爬行转矩增加到爬行转矩最终值的几分之一,即 例如爬行转矩的一半
Figure C9719041400442
随后在作为时间函数的另一个斜面上第二次将爬行转矩增加到爬行转矩最终值MKriech。作为时间函数的两个斜面可以有不同的增加率,当第一斜面比第二斜面陡峭时,是有利的。
在发动机起动、未操作油门踩板或负荷杆以及未操作制动器时,控制爬行转矩,即由离合器传输的用于机动车爬行的转矩,这样,可由离合器传输很小的转矩,这一转矩足以使机动车缓慢运动。爬行转矩的增加和/或降低通过例如作为时间函数的快变线性函数进行,在增加给定爬行转矩或将爬行转矩降低某一给定转矩时,可以使用一个或多个快变线性函数。第一段爬行函数的增加例如可以通过较陡峭的斜面进行,随后可以通过较平缓的斜面增加给定转矩。陡峭斜面可以以30Nm/s的速率进行,或者在10Nm/s到50Nm/s的速率范围内进行。平缓斜面可以以10Nm/s的速率进行,或者在2Nm/s到20Nm/s的速率范围内进行。同样,爬行转矩的降低也可以通过作为时间函数的两个斜面进行。在这一过程中,作为时间函数的第一斜面将爬行转矩从当前爬行转矩的最终值降低到爬行转矩MKriech的1/y,即
Figure C9719041400451
随后,通过作为时间函数的另一斜面将爬行转矩从
Figure C9719041400452
值降低到基本为0。两个斜面可以有不同的斜率,当第二斜面的斜率大于第一斜面的斜率时,是有利的。
爬行转矩增加的第一斜面可以快于或慢于其它使用情况,也可以与其它使用情况相同,例如第二斜面。在爬行转矩降低时,将这一情况颠倒过来是有利的。第一斜面的最终值主要在5Nm到30Nm的范围内,第二斜面的最终值范围主要在10Nm到100Nm的范围内,在20Nm到50Nm的范围内比较合适。
在制动器操作过程中,通过作为时间函数的爬行结束函数例如以20Nm/s的速率降低爬行转矩。
当爬行过程中操纵油门踩板时,由起动过程结束爬行过程,且例如借助于油门踩板操纵值确定起动转矩。此外,只要起动转矩不等于或者大于爬行转矩,就例如根据爬行转矩控制由离合器传输的转矩。然后,在控制由离合器传输转矩的过程中,才进行由爬行函数向起动函数的转变。
在松开油门踩板时,在随后的增加爬行转矩之前,首先在预定的时间内,例如1秒,打开离合器。
爬行转矩的增加可以在变速器中挂档的情况下进行,或者主要在起动档时进行,例如一档或二档或倒车档。
当根据速度控制或调整爬行转矩时尤其有利,这样,在爬行过程中机动车速度基本上恒定。对此,可以使用机动车速度或至少一个车轮转速传感器的转速值或已知档位时的变速器转速作为控制或调整的参数,以与爬行转矩匹配,这样就得到了恒定的速度。
变速器可以是一机械式手动变速器,或借助于操纵装置的自动变速器。此外,变速器可以是一自动变速器(例如有级自动变速器)或一可无级调速的锥形轮接触变速器。
可以将用于机动车起动的转速(例如起动转矩)控制为节流阀门角度、发动机转矩和/或发动机转速以及时间的函数。
下述通用关系式适用于总控制:Msoll=K_11×K_1×Verschl×|Mmot-Mver|+
K_22×K_3×Verschl×|M(nmot,fpwinkel)-M(nget,fpwinkel)|
(Gl.1.0)式中,Msoll为离合器给定转矩,K_11,K_1,K_22和K_3为系数,Verschl为损耗,Mmot为发动机转矩,Mver为使用转矩。这些转矩可以取决于发动机转速nmot,变速器转速nget和节流阀门角度fpwinkel。
这里给出用于转速控制的关系式:Msoll=K_22×Verschl×M(nget,fpwinkel)+
K_22×Verschl×|M(nmot,fpwinkel)-M(nget,fpwinkel)|
(Gl.1.1)
每一分量用转矩分量1或转矩分量2表示。因此,从关系式1.1中得出下述通用表述:Msoll=kp_mom_anteil1+kp_mom_anteil    (Gl.1.2)
借助于摩擦转矩特性曲线区(M(nmot,fp_winkel)或M(Mnget,fp_winkel)),损耗值Verschl和系数K_22来确定每一转矩分量。在起动开始时,将系数F_22从一个很低的值(被踩踏制动器)上升至1。在无变速波动的正常行驶过程中,出现变速器转速的转矩分量升高,其余的根据发动机转速的给定转矩保持不变:Msoll=K_22×Verschl×M(nmot,fpwinkel)      (Gl.1.3)
进一步可实现“起动中断”功能。它使得从发动机转速指示的给定转矩(在后面用离心力原理表示)向滑动转速指示的转矩(转换器原理)转变。对此,转矩分量1从其由特性曲线区计算的最大值逐步回到0。为了实现这一功能,通过梯度限制、最大梯度限制来预先规定转矩分量1的最大升高/降低。
应优化转速控制的功能。这应这样进行:始终保证转速控制结合于总体控制中。
优化的转速控制有下述形式:Msoll=K_22×Verschl×M(nmot,fpwinkel)+K_3×|M(nmot)-M(nget)|
(Gl.2.1)Msoll=转矩分量1+转矩分量2
用有16×16个支撑点的摩擦转矩特性曲线区M(nmot,fp_winkel)来计算转矩分量1。这一特性曲线区将给定转矩分配给发动机转速和油门踏板角度。用特性曲线计算Verschl值,特性曲线具有作为输入值的速比值。系数K_22在初始化后趋向其目标值。
从目标值起,转矩分量2对应于行驶状态的转矩分量2,在这一过程中,K3值是不同的。为了计算取决于转速的转矩,对于发动机转速或变速器转速使用单独的特性曲线。
两个转矩分量的每次向上/下变化都受到梯度限制。在转速控制初始化时,每次这样确定K_22和K_3,这样,转矩分量1或2对应于过去的总给定转矩。有下述关系式:K_22=Msollalt/(Verschl×M(nmot,fpwinkel))K_3=Msollalt/(|M(nmot)-M(nget)|)
这一初始化的背景是,与决定使用哪种原理(离心力或转换器)无关,不允许在给定转矩中有任何跃迁。
随后,系数K_3和K_22借助于相应的增加或减少趋向其目标值。
补偿决定:
对每一扫描步总是计算补偿决定函数。借助于这一函数的帮助决定,是否停留在离心力原理上,或变换到转换器原理上。与现有的补偿决定函数(发动机转矩进入该函数)相反,出于牢固性的原因,借助于节流阀门信号做出决定。
在补偿决定时要根据下面的逻辑决定在转速控制中应使用哪一种控制原理:
如果过去发动机转矩和滑动的符号相同,那么选择离心力原理,这适用于例如正常起动。在符号不同时,选择转换器原理,例如在中断起动时。
核心构思在于,只在同步点有相同的符号时,必须有相应的离合器转矩,因为只有在那里有希望的稳定保持点(发动机与变速器应保持连接)。通过正向转矩使得发动机加速。当在同步点没有离合器转矩时,在滑动转速为0的情况下无法调节得到稳定点。而这一稳定点对于起动是必需的。
出于这些原因,从发动机转矩过渡到节流阀门信号,在这一过程中要考虑发动机转速。决定基体有下述内容:
  位置 油门踏板  发动机转速   滑动 转矩分量1 转矩分量2
  预供给     =0   <1200(LL+400)     >0   增加到目标值   降低,目标值0
  滚动     =0   <1200(LL+400)     <0   降低,目标值0   增加到目标值
  起动中断     =0   >1200(LL+400)     >0   降低,目标值0   增加到目标值
  滚动     =0   >1200(LL+400)     <0   降低,目标值0   增加到目标值
    >0     >0   增加到目标值   降低,目标值0
    >0     <0   降低,目标值0   增加到目标值
稳定情况下补偿决定的作用在于,总将转矩分量置于0,而其它分量每次都相应于其目标值。对于离合器,由这一决定可以根据情况选择相应的控制原理。
转矩分量的初始化
在从转换器原理向离心力原理转换时,总要进行一次初始化。这首先检验,转矩分量1和转矩分量2是怎样的实际配置。通过比较转矩分量的目标值和实际值后决定,怎样进行初始化。如果例如从转换器原理转换到离心力原理,并且转矩分量1的目标值大于实际的分量1与分量2之和,那么,用分量1和分量2之和取代分量1,并将分量2置于0。然后,通过增加转矩分量1来达到分量1的目标值。
此外,用于初始化的实际决定基体如下:(用下述缩写)M1,M2:转矩分量1或2,M1_ZW,M2_ZW:转矩分量1或2的目标值。
    转  换     边界条件 初始化分量1 初始化分量2
从离心力原理向转换器原理   M1+M2>M2_ZW   M1+M2-M2_ZW   M2_ZW
从离心力原理向转换器原理   M1+M2<M2_ZW   0   M1+M2
从转换器原理向离心力原理   M1+M2>M1_ZW   M1_ZW   M1+M2-M1_ZW
从转换器原理向离心力原理   M1+M2<M1_ZW   M1+M2   0
通过这一初始化保证了在没有转矩跃迁的情况下从一种策略向另一种策略的转换,并且在预定梯度内的变化是可能的。
用于转矩控制的转变
一旦是同步的,且kme值大于等于1,那么从转速控制转入转矩控制。由于在转速控制中的同步点转矩分量2的目标值为0,所以在转速控制向转矩控制的转换过程中,要保证分量2中转矩的稳定性。
如果观察转矩分量1,那么在起动过程中或在稳定点出现离合器转矩等于发动机转矩。在转矩控制中通过对使用值进行相应的初始化来考虑误差或不准确性。
因而,适于用:
Mverbraucher=发动机转矩-Msollalt/kme
由此也保证转矩策略。
借助于下述例子再次有目的地说明下述功能:
a)预供给:有/无制动时的爬行
对于这种情况,补偿决定预先规定了离心力原理。由此转矩分量2保持为0,根据损耗函数和摩擦转矩特性曲线区计算转矩分量1:M_soll=K_22×Verschl×M(nmot,fp_winkel)
通过改变取决于制动情况(在制动时有较小的值/在未制动时值为1.0)的系数K_22来预先规定不同的离合器转矩,参看图22。
b)“正常”起动
对于正常起动,在同步点要求离合器转矩,它例如在20Nm以上。通过离心力原理来达到这种行驶状况。转矩分量2同预供油一样为0,分量1的计算类似于a),参看图23:M_soll=K_22×Verschl×M(nmot,fp_winkel)
c)起动中断
同b)中的一样首先增加给定转矩。如果司机现供油,那么借助于补偿决定进行从离心力原理向转换器原理的转换。对此,首先要借助于转矩分量的初始化使得分量1瞬间回到0,使分量2的值从分量1回到原有值。随后,沿斜面趋向于目标值(梯度值大约200Nm/s),参看图24。
通过转速优化控制,在改善功能的同时,保证和实现抗干扰性。
对于摩擦转矩特性曲线区(该曲线族从发动机转速和节流阀门角度中得到给定转矩),给定转矩通常强烈依赖于油门。在起动过程中撤回油门时,这种强烈的依赖性导致给定转矩升高。这种升高对司机来说是不希望的和不舒适的。
由于这一原因,这样进行策略修正:只接收修正后的油门踩板信号,该信号对应于起动过程中油门踏板角度的最大值。
使用的转速控制有下述表示形式:Msoll=K_22×Verschl×M(nmot,fp_winkel)
使用预先规定:节流阀门角度小时,起动转速低;节流阀门角度大时,才在高的转速条件下增大转矩。可以在摩擦转矩特性曲线区中通过油门踩板得到不同的特性曲线。
由于这一特性曲线的使用,在发动机转速相同时,给定转矩明显依赖于节流阀门角度。这一踩油门踏板时的舒适性能(即发动机自由高速转动)在撤回油门踩板时有不舒适的效果。司机希望在撤回油门踩板时机动车不加速,但是,由于撤回油门踩板造成的转矩升高会产生加速。此外,还产生不舒适的冲击,这从舒适性考虑是无法接受的。
在起动过程中油门踩板撤回时,应避免转矩冲击。
为了达到这一目的,对摩擦转矩特性曲线区使用了修正的节流阀门信号。这一修正这样进行:对于起动,只处理出现的最大油门踩板信号。因此,起动过程中的给定转矩计算如下:Msoll=K_22×Verschl×M(nmot,MAX[fp_winkel])
在起动过程中司机很有力地将油门踩板踩踏到底(大约90%),那么,在摩擦转矩特性曲线区中选择首先比较平缓增加的特性曲线。在油门踩板撤回到20%时,在特性曲线区中所属的特性曲线上无跃迁出现,90%的特性曲线得以保留。由此,虽然达到了高的同步转速,但是对于司机来说这一行为并没有不适,几乎觉察不到。
当达到同步或油门踩板撤回到0时,最大值条件逐渐失效。
在从摩擦转矩特性曲线区中计算给定转矩时,通过引入最大值条件来显著改善起动过程中油门踩板撤回时的舒适性。
无最大值条件的起动,参看图25和25a:
图中符号:
nm:发动机转速,nh:变速器转速,tp_4:Msoll,
tp_2:最大油门踩板,tp_1:油门踩板。
在上面人们看到,由于油门踏板的回撤,给定转矩(蓝色或黑色)强烈增加(时间区间从2秒钟起)。
有最大值条件的起动,参看图26和26a:
图中符号:
nm:发动机转速,nh:变速器转速,tp_4:Msoll,
tp_2:最大油门踩板,tp_1:油门踩板。
由于新的最大值条件,阻止了给定压力的增加。
与本申请一起递交的权利要求是用于获得广泛专利保护的、无偏见的撰写建议。申请人保留进一步要求保护在说明书和/或附图中所公开特征的权利。
在从属权利要求中,使用回引关系通过相应从属权利要求的特征指明了独立权利要求中主体的其它构成。对于回引的从属权利要求的特征来说,它们不应被理解为是放弃获得独立的、具体的保护。
然而,从属权利要求中的主体也单独形成了本发明,它们具有不取决于前述权利要求中主体的构型。
本发明并不只局限于描述的实施例上。更确切地说,在本发明的范围内可以有很多改动和修正,特别是种类变化、元件、组合和/或材料。例如与一般描述及描述的实施形式以及权利要求相关联的组合与转换,以及包含在附图中的特征或元件或方法步骤的组合与转换,这些都是有创造性的。通过这些组合特征产生新的主体或方法步骤或方法步骤顺序,它们也涉及到生产、检验和工作方法。

Claims (38)

1.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动。
2.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其的特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中,在操纵负荷杆时这样进行爬行过程向起动过程的转变:当借助于起动函数确定的离合器转矩至少等于借助于爬行函数确定的离合器转矩时,受控制的离合器转矩从预定的爬行函数转变为预定的起动函数。
3.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在操纵负荷杆时这样进行爬行过程向起动过程的转变:当起动函数的离合器转矩达到预定值时,受控制的离合器转矩从预定的爬行函数转变为预定的起动函数。
4.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在操纵负荷杆时这样进行爬行过程向起动过程的转变:受控制的离合器转矩直接从预定的爬行函数转变为预定的起动函数。
5.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中通过受控制的离合器转矩直接从预定的爬行函数向预定的起动函数的转变,这样在操纵负荷杆时可直接进行爬行过程向起动过程的转变。
6.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下时机动车起动,其中通过受控制的离合器转矩从预定的爬行函数向预定起动函数的转变以及将起动函数升高一个爬行转矩的当前值,这样在操纵负荷杆时可直接进行爬行过程向起动过程的转变。
7.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵时,这样进行起动过程向爬行过程的转变:当借助于起动结束函数确定的离合器转矩至少等于或小于借助于爬行函数确定的离合器转矩时,用起动结束函数降低受控制的离合器转矩,并转变为预定的爬行函数。
8.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵时,这样进行起动过程向爬行过程的转变:在结束负荷杆操纵后,无延时地根据爬行函数确定和控制离合器转矩。
9.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵时,这样结束起动过程:借助于预定的起动结束函数将受控制的离合器转矩基本上降低为0,随后借助于爬行函数开始爬行过程。
10.用于控制机动车传动路线中转矩传输系统的装置,该机动车安装有发动机,转矩传输系统,变速器,可由控制装置控制的操纵装置,例如用于操纵转矩传输系统的执行元件,以及与传感器或其它电子部件形成信号联系的控制装置,其特征是,控制装置在挂档、未操纵制动装置和未操纵负荷杆的条件下控制爬行过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得和控制离合器转矩,在该转矩作用下机动车开始爬行,及控制装置在挂档、未操纵制动装置,操纵负荷杆的情况下控制起动过程,在这一过程中,根据至少一个可预先规定的函数来求得被控制的离合器转矩,在该转矩作用下机动车起动,其中在起动过程中结束负荷杆操纵时,这样结束起动过程:借助于预定的起动结束函数将受控制的离合器转矩基本上降低为0,随后在预定的时间内基本上保持离合器转矩不变,然后借助于爬行函数开始爬行过程。
11.根据前述权利要求之一的装置,其特征是,借助于可由控制装置控制的操纵装置来调整由控制装置控制的、由转矩传输系统传输的离合器转矩。
12.根据前述权利要求1-10之一的装置,其特征是,根据预定的时间函数确定用于机动车爬行的爬行转矩,该爬行转矩可被调整为离合器转矩。
13.根据权利要求12的装置,其特征是,借助于一个时间函数求得至少一个时间段内的爬行转矩。
14.根据权利要求12的装置,其特征是,借助于至少两个时间函数确定至少两个时间段内的爬行转矩。
15.根据权利要求14的装置,其特征是,每次借助于一个时间函数来确定两个时间段内爬行转矩的增加,其中在第一时间段内,借助于第一函数控制爬行转矩基本上从0增加到预定值;及在第二时间段内,控制爬行转矩从预定值到另一预定值。
16.根据权利要求15的装置,其特征是,在第二时间段内,爬行转矩从预定值升高到最大值,随后基本上保持恒定。
17.根据权利要求16的装置,其特征是,在第三时间段内爬行转矩从最大值降低到较小的值。
18.根据权利要求16的装置,其特征是,借助于线性时间函数、二次方时间函数、指数时间函数或其它时间函数确定爬行转矩如何地升高或降低。
19.根据权利要求16的装置,其特征是,在第一时间段内爬行转矩的增加快于其它时间段内爬行转矩的增加。
20.根据权利要求15的装置,其特征是,预定值是离合器的接触点,该接触点的特征为,在控制过程中这一接触点有显著的反应。
21.根据权利要求20的装置,其特征是,在结束爬行过程时,借助于至少一个时间函数将爬行转矩降低到预定值。
22.根据权利要求21的装置,其特征是,在结束爬行过程时,在第一时间段内,借助于至少一个时间函数将爬行转矩降低到预定值,并且在至少一个第二时间段内也降低到预定值。
23.根据权利要求22的装置,其特征是,将爬行转矩降低到预定值,而预定值是一个较小的值或基本上为0的值。
24.根据权利要求22的装置,其特征是,起动函数是预定的至少一个工作参数的函数。
25.根据权利要求22的装置,其特征是,起动函数是预定的发动机转速的函数。
26.根据权利要求22的装置,其特征是,起动函数是预定的发动机转速和/或负荷杆位置的函数。
27.根据权利要求22的装置,其特征是,起动结束函数是预定的至少一个工作参数的函数。
28.根据权利要求22的装置,其特征是,起动结束函数是预定的发动机转速的函数,根据这一函数,在起动过程结束后降低受控制的离合器转矩。
29.根据权利要求22的装置,其特征是,起动结束函数是预定时间的函数,根据这一函数,在起动过程结束后降低受控制的离合器转矩。
30.根据权利要求22的装置,其特征是,在借助于制动操作结束起动过程时,借助于预定的起动结束函数将受控制的离合器转矩降低到一个基本上为0的值。
31.根据权利要求22的装置,其特征是,根据预定的至少一个工作参数的函数选择用于控制爬行过程的爬行函数。
32.根据权利要求22的装置,其特征是,根据预定的时间的函数选择爬行函数。
33.根据权利要求10的装置,其特征是,预定的时间范围是1毫秒至10秒,在这一时间范围内,离合器转矩基本上保持不变。
34.根据权利要求10或33的装置,其特征是,在预定的时间范围内,离合器转矩基本上为0。
35.根据权利要求10的装置,其特征是,在预定的时间范围内,离合器转矩是一预定的不为0的值。
36.根据权利要求22的装置,其特征是,至少函数之一,是至少一个工作参数的函数,工作参数是时间、发动机转速、变速器输入端转速、负荷杆位置、节流阀门角度、作为发动机与变速器输入端转速差值的滑动、机动车速度或其它参数。
37.根据权利要求3的装置,其特征是,预定值或是爬行转矩的一个分数值,或是爬行转矩的几倍。
38.用于借助根据前述权利要求之一的装置来控制转矩传输系统的方法。
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