CN1100690A - 汽车进入和结束滑行过程时离合器的自动控制方法 - Google Patents

汽车进入和结束滑行过程时离合器的自动控制方法 Download PDF

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Abstract

为了使汽车进入或结束一个滑行过程通过离合 器将驱动发动机与汽车传动部分接合或脱开，快速的 油门踏板位置变化会引起冲击和不舒适的接合或脱 离过程。对此希望不仅是平稳和舒适的，而且尽可能 快地进行接合或脱离过程。本发明推荐采用一种控 制方法进行接合或脱离过程，其中根据油门踏板位置 的变化速度及由此导出的发动机空转转速进行脱离 过程的控制，对于接合过程则考虑发动机转速的瞬时 变化。如果这些控制变量超过预定值，则根据实测的 油门踏板位置或发动机转速的瞬时变量实行转换过 程。

Description

本发明涉及汽车进入和结束滑行过程时离合器的自动控制方法。
从发明的DE-OS27 48 697中人们了解到一种传动装置及汽车运行操作的方法，其中驱动发动机在滑行过程与传动部分脱开，并停止工作。当发动机由靠汽车质量惯性所推进的车轮以高于汽车油门位置相应的转速带动时，总会出现这类滑行过程。如果发动机在这样的滑行过程中与传动部分脱离并停机，则可不影响运行特性而使汽车的总油耗明显降低。
对此从发明人的DE-OS 30 26 489中了解到用于汽车的上述传动装置，其中，当油门踏板或油门转角朝关闭方向的瞬时变化量超过一个预定值时，发动机总是与传动部分脱离。通过利用关于油门或油门踏板向关闭方向的位置角瞬时变化的预定限值，可以容易地判断预测将会出现的滑行状态。由此可以很早就松开离合器，以便使驱动发动机脱离。本文对此则建议，将油门踏板或油门转角以表格的形式存放在计算机存贮器内，使每一位置角对应着发动机的无载运行转速。无载运行转速是发动机在无载荷状况下（即离合器脱开时），油门或油门踏板在一个确定位置角上所设定的发动机转速。
通过测定油门或油门踏板变化的瞬时变量可以很好地利用发动机的离合器脱离过程，以开始滑行过程，然而此位置量在滑行过程终点离合器闭合过程中不可应用，因为油门或油门踏板位置不能表示对于离合器闭合过程十分重要的实际发动机转速。为此，用已知的离合器脱离方法不能充分平稳并由此舒适地进行离合器脱离，因为从油门或油门踏板转角的瞬时变化中至今只是得到关于行将出现的滑行过程的快速信息。
本发明的目的在于提出使汽车进入或结束滑行过程而自动操作离合器的方法。
上述目的是这样实现的，为了使汽车进入或结束一个滑行过程是通过离合器将驱动发动机与汽车传动部分接合或脱离的，按照本发明的离合器的接合或脱离的控制方法，是根据油门踏板位置的变化速度及由此导出的发动机空转转速进行脱离过程，对于接合过程则考虑发动机转速的瞬时变化；如果这些控制变量超过预定值，则根据实测的油门踏板位置或发动机的瞬时变量实行转换过程。
本发明的基本思路是，对于发动机离合器脱离过程应该考虑采用由油门或油门踏板位置及其瞬时变化所导出的发动机无载运行转速作为控制参数，对于离合器闭合过程应考虑采用发动机转速及其瞬时变化作为控制参数，以操作驱动发动机和齿轮箱之间的离合器。在油门或油门踏板向关闭方向快速变化时，利用无载运行转速可以提前进入与这种变化速度相适应的离合器脱离过程。对此，在控制计算机所测得的齿轮箱输入轴转速上加上一个与位置角变化速度相关的补偿值，这样产生一个修正的齿轮箱输入轴转速。在汽车运行过程中，由控制计算机不断进行齿轮箱输入轴转速与无载转速的比较过程中，提前确定无载转速低于修正的齿轮箱输入轴转速，由此可以比现在更早并顺当地使离合器脱离。
离合器的闭合过程与此方式相似，其中，当发动机转速快速变化时，例如，在由于快速踩下油门踏板，紧接着尚未加载的发动机无载高速运转所引起的发动机转速的快速变化时，则要从实际齿轮箱输入轴转速中减去一个与测得的发动机转速的变化速度相关的偏移量。
控制计算机在周期性地进行发动机转速与修正的齿轮箱输入轴转速比较中，判别出发动机转速超过修正的齿轮箱输入轴转速，这样可以依据发动机转速的变化速度，舒适并快速进入离合器的闭合过程。当在滑行过程中出现危险情况，要求迅速提高行驶速度时，这种快速将发动机与汽车传动部分接合是尤其是重要的。
本发明可以借助于实施例进行说明。在此给出了要说明的附图。其中
图1是关于带有控制计算机和测量值传感器的传动装置的示意说明图，
图2是在离合器脱离过程中转速相对时间变化过程示意图，
图3是在离合器闭合过程中如图2的说明示意图。
在图1中只是汽车传动装置的示意说明，其中1表示驱动发动机，2表示传动齿轮箱。发动机1和齿轮箱2通过离合器3相互连接，离合器3与发动机曲轴7及齿轮箱的输入轴8固定安装。传动装置在从动侧具有齿轮箱输出轴9，用该输出油9来驱动差动装置4。由差动装置4伸出二根传动轴10，11，在这两根传动轴的端部固定安装着驱动轮5、6。
对该传动装置增设了一台控制计算机12，它至少有一个存贮器13。该控制计算机通过图中未进一步详细画出的数据传输线与传感器14，15相连接，它们用以测定发动机转速和齿轮箱输入轴8的转速。油门或油门踏板16的位置角由传感器18测定，并把信号传给计算机12。为了在油门踏板16返回时，计算机12能够判断，是否进入滑行过程，或是否只是一个正常的转换过程，可以通过传感器17为计算机提供转换信息。
在汽车行驶过程中，计算机12周期性地从油门位置信息测定发动机无载运行转速NFR，计算机12最好从计算机存贮器13取出无载运行转速，在存贮器中，油门踏板或油门转角与发动机无载运行转速的对应关系以表格形式存贮。在本发明的另一方案中，可以通过计算机12，应用与油门踏板转角的数学时应关系计算出无载运行转速。
如图2所示，在时间点t0给计算机提供了关于实际无载运行转速NFR，以及关于齿轮箱实际输入轴转速NGE的信息。在汽车行驶过程中总是由计算机进行两个转速值的比较，一旦确定无载运行转速NFR未超过齿轮箱输入轴转速NGE，汽车司机要通过向关闭方向退回油门踏板进入滑行过程，一旦到达时间点t2，控制计算机12就切换离合器3，使发动机1与传动部分脱离。
计算机除了确定油门转角或油门踏板位置外，还周期性地判断上述位置变量的瞬时变化，一旦控制计算机在时间点t1附近确定油门踏板向关闭方向偏转角的瞬时变化很快，并超过预定值时，则由计算机查寻存贮在另一计算机存贮器中，与变化速度相符的转速值，它被加到在时间点t1所测得的齿轮箱输入轴转速NGE上。
而后将由此计算出的经修正的齿轮箱输入轴传速值N′GE与根据油门踏板位置确定的实际无载运行速度N′FR（t1）比较，一旦无载运行转速N′FR未超过计算出的齿轮箱输入轴转速N′GE，则可与油门踏板角度的变化速度相适应地迅速将离合器脱开。通过这样对要进入的滑行过程提前判断，发动机可以比现在更早并转换更平稳地从传动部分脱离。
汽车在运行时，当在滑行过程终点要将发动机重新再与传动部分连接，以使汽车在现有的速度上加速，此时的油门踏板或油门偏转角及其瞬时变量不能被用以进行离合器自动接合过程的控制，因为它们并不反映发动机实际转速。如图3所示，在时间点t0汽车以滑行速度运行，该速度可以由齿轮箱输入轴以数值NGE确定。在该时间点油门踏板已经向开通方向踩下，因此图1中的起动器19启动发动机，并使之达到空转转速NL。
缓慢地踩下油门踏板使发动机转速NM缓慢升高，此速度不断接近齿轮箱输入轴转速，并在时间点t2超过它。在运行过程中，控制计算机12也连续测定齿轮箱输入轴转速NGE和发动机转速NM，通过对两个转速不断比较，控制计算机12判定在时间点t2发动机转速NM超出，并通过闭合离合器3结束滑行过程。
因为到离合器完全闭合连接需要一定时间，发动机转速NM以所谓的过调超过齿轮箱输入轴转速NGE，直到时间点t3发动机达到齿轮箱输入轴转速。
为了缩短发动机闭合连接过程，在滑行过程终结时，根据本发明，控制计算机在汽车运行中也总是在测定发动机转速NM相对时间的瞬时变化。当汽车司机希望通过快速踩下油门踏板以尽快结束滑行过程时，则按照曲线N′M以相对更陡的发动机转速结束滑行过程。
如果控制计算机在时间t1附近测定，发动机转速N′M瞬时变化量超过预定限值，那么，控制计算机将从存放在计算机存贮器内的表中寻找出一个相应于发动机转速值的齿轮箱输入轴转速NGE的修正值，接着从在时间点t1测得的齿轮箱输入轴转速NGE减去此修正值，由此形成用于闭合连接的经修正的齿轮箱输入轴转速N″GE。此时，控制计算机12在进行实际测得的发动机转速N′M与修正的齿轮箱输入轴转速N″GE的比较中一旦确定，发动机转速超过修正的齿轮箱输入轴转速N″GE，则通过闭合离合器3提前闭合连接发动机。
在离合器闭合连接过程，同样在其脱离过程，对本发明方法特别重要的是，发动机在连接或脱离时的速度取决于所选择的控制变量的瞬时变化，也就是取决于油门踏板或油门位置角的瞬时变化或取决于发动机转速的瞬时变化。对此必须说明，从传感器17得到的转换操作杆信息对于汽车进入或结束滑行过程并非必不可少的，只是当滑行过程进行到汽车停止行驶时，并且希望紧接着从停止状态启动时，转换操作杆信息被用作对发动机起动的控制量。
相关符号表
1.发动机
2.传动齿轮箱
3.离合器
4.差动传动装置
5.车轮
6.车轮
7.曲轴
8.传动齿轮箱输入轴
9.传动齿轮箱输出轴
10.传动轴
11.传动轴
12.控制计算机
13.计算机存贮器
14.转速传感器
15.转速传感器
16.油门踏板
17.转换操纵杆传感器
18.油门踏板传感器
19.起动器
t.时间
N.转速
NGE传动齿轮箱输入轴转速
NGE′修正的齿轮箱输入轴转速
NGE″修正的齿轮箱输入轴转速
NM发动机转速
NM′修正的发动机转速
NFR无载运行转速
NFR′修正的无载运行转速
NL空转转速

Claims (3)

1、汽车传动装置中使发动机自动脱离的控制方法，其中在发动机和传动齿轮箱之间装有可借助计算机进行操作的离合器，该离合器可脱离以进入汽车的滑行过程，其中，适合用作对离合器脱离的控制变量是向关闭方向运动的油门踏板偏转角相对时间的变化超过一个预定值，其特征是，在汽车运行过程中计算机周期性地测定油门踏板位置及其瞬时变化，以及齿轮箱输入轴转速(NGE)，由此确定的油门踏板位置偏转角被用以计算出对应的发动机无载运行转速(NFR)，或从计算机存贮器中的表格里取出无载运行转速；在无载运行转速(NFR)未超过传动齿轮箱输入轴转速(NGE)时，离合器被脱离，并由此使发动机与其余的传动部分分离；而当所测定的油门踏板位置角向关闭方向的瞬时变化超过一个预定值时，则由计算机计算出，或从另一个计算机存贮器中取出相应于所测定的油门踏板偏转角瞬时变化的修正量，将它加到所确定的传动齿轮箱输入轴转速(NGE)上形成修正后的传动齿轮箱输入轴转速(N′GN)；接着将无载运行转速(NFR)与修正的齿轮箱输入轴转速(N′GE)比较，在无载运行转速(NFR)未超过修正的齿轮箱输入轴转速(N′GE)时使离合器脱离。
2、发动机与汽车传动装置自动闭合的控制方法，其中在发动机和传动齿轮箱之间装有可借助计算机进行操作的离合器，它可闭合以使汽车滑行过程结束，其特征是，在汽车运行过程中计算机周期性地测定发动机转速（NM）及其瞬时变化，在发动机转速（NM）超过齿轮箱输入轴转速（NGE）时将离合器闭合，由此使发动机与传动部分连接；而当所测定的发动机转速瞬时变化超过一个预定值时，由计算机计算出或从一个计算机存贮器中取出一个与发动机转速的瞬时变化相关的修正量，而后从确定的齿轮箱输入轴转速（NGE）减去此量形成一个修正的齿轮箱输入轴转速（N″GE）；接着将发动机转速（NM）与修正的齿轮箱输入轴转速（N″GE）相比较，在发动机转速（NM）超过修正的齿轮箱输入轴转速（N″GE）时将离合器接合。
3、根据权利要求1的方法，其特征是，测定油门偏转角及其瞬时变化来代替油门踏板角。
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