CN1612817A - 用于消除采用离心式离合器的传动系统的顶齿问题的方法和系统 - Google Patents

用于消除采用离心式离合器的传动系统的顶齿问题的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于控制车辆自动传动系统、以消除顶齿状态的控制系统/方法。自动传动系统包括：一具有一发动机输出件(60)的内燃机(18)；一具有一输入轴(28)的多变速档位变速器(12)；一用于驱动地连接所述发动机输出件(60)和所述输入轴(28)的离心式摩擦离合器(20)；一对有关发动机燃油供应程度的人工请求作出响应的节气门(39)；以及一系统控制器(50)。在检测到顶齿状态之后，系统控制器通过改变发动机转速来促进档位的接合。

Description

用于消除采用离心式离合器的 传动系统的顶齿问题的方法和系统
相关申请
本申请要求享有发明名称为“对采用离心式离合器的传动系统执行的控制”的第09/814494美国专利申请(00-rTRN-348)的优先权，并作为该申请的系列申请。
技术领域
本发明涉及一种离心式主离合器、以及采用该离合器的车辆传动系统。具体来讲，本发明涉及一种车辆自动传动系统，其包括一发动机；一多速比变速器；一由用于可将发动机与变速器驱动地接合起来的离心操作主摩擦离合器；以及一用于在车辆的起步工况中根据节气门位置以及所检测到的其它系统工作状态而对发动机的燃料供应进行控制的控制器，其中的系统工作状态例如是如下条件中的至少之一：发动机转速、变速器输入轴转速、变速器输出轴转速、发动机扭矩、以及所接合的传动比。
更具体来讲，本发明的一种示例性实施方式涉及一种用于车辆自动机械传动系统的起动控制方法/系统，该传动系统采用一仅受发动机转速控制的离心式主摩擦离合器以及一用于在车辆起步工况中对发动机的供油进行控制的控制器。
背景技术
不需要车辆驾驶员或操作者对车辆的主离合器进行控制的自动机械传动系统(该系统被称为“两踏板式系统”)，以及由此离合器的控制装置和致动器在现有技术中是公知的，如可参见如下的美国专利来了解这些技术：第4081065号、第4361060号、第4936428号；第5439428号、第5634867号、第5630773号、第5960916号、以及第5947847号，这些专利所公开的内容被结合到本申请中作为参考。由于需要单独的离合器的致动器、传感器和/或连接至其上的电能和/或流体能(即压缩(空气)和/或液压的)连接件，而这些装置会提高所述系统的供货成本、装配成本以及保养成本，所以这样的系统并不是完全令人满意的。
在现有技术中，由离心操作的摩擦离合器是公知的，且通常包括：一由一原动机驱动的驱动输入件，该原动机一般是电动机或内燃机；一些可随驱动件一起转动的重块，在驱动构件转动时，重块将在离心力作用下沿径向向外移动，从而使驱动输入构件与从动输出构件摩擦接合。可参见美国专利第3580372、3696901、5437356、3810533、4819779、5441137、5730269、以及4610343号来了解由离心式操作的离合器的实例，这些专利所公开的内容被结合到本申请中作为参考资料。
当确定希望进行从当前的接合速比换入空档、而后再换入目标档位的动态换档，全自动或半自动的机械式传动系统就在保持车辆主摩擦离合器接合的同时，启用自动燃油控制操作，以降低通过待脱开接合的牙嵌式离合器的扭矩，这种传动系统在现有技术中是公知的，例如可参见美国专利Nos.4850236、5820104、5582558、5735771、5775639、6015366、以及6126570来了解此方面的技术，这些专利所公开的内容被结合到本申请中作为参考资料。这些系统包括：其试图对调整发动机的燃油以实现传动系持续的零扭矩的系统；以及迫使扭矩反向的系统，见美国专利No.4850236。在检测到空档工况时，这些系统在保持主离合器接合的同时，使发动机在一个被确定为用于形成用于接合目标传动比的同步状态的速度下转动。
采用离心式离合器的车辆传动系统—尤其是重型车辆所用的传动系统并不是令人满意的，这是因为发动机一般受控于节气门装置的位置，而不是根据基于目标发动机转速和/或发动机扭矩的闭环控制基础，因而，无法为车辆的平稳启动和低速工作而提供可接受的控制。现有技术中采用离心式主离合器的车辆传动系统未设置带有损坏和/或过热保护的离合器，和/或未设计成在选定成在主离合器保持接合的条件下允许进行动态换档的发动机转速上可锁止和释放的。
离心式离合器根据发动机的转速来进行接合和分离，需要操控发动机的转速以选择性地接合和分离离合器。而为了实现离合器接合或分离而需要对发动机进行操控的事实使得某些状况很难避免—尤其是顶齿(tooth-butt)问题。如果在车辆停车的条件下试图换入档位，就会发生顶齿状态。一接合离合器套的齿碰撞或抵顶到要进行确定为接合目标的齿轮的用于接纳的花键的端部上。如果各部件之间没有相对转动，则它们就保持相互抵顶。对于通用的人工控制主离合器，可短暂地接合主离合器，以使输入轴转速提高，从而短时地在接合套与目标齿轮之间形成相对转动。对于离心式离合器，不具备人工接合主离合器以在接合套与齿轮之间提供希望的相对转动的能力。
发明内容
根据本发明，通过提供一种离心式主摩擦离合器以及一种采用该离合器的车辆自动传动系统而减轻现有技术中的缺陷或使其最小化，其中的传动系统通过采用用于改变发动机的转速的控制器而利用闭环控制来促进接合。
本发明公开了一种用于控制车辆自动传动系统以消除顶齿状态的方法。自动传动系统包括：一具有一发动机输出件的内燃机；一具有一输入轴的多变速档位变速器；一用于驱动地连接所述发动机输出件和所述输入轴的离心式摩擦离合器；一对有关发动机燃油供应程度的人工请求作出响应的节气门；以及一系统控制器。系统控制器接收包括如下信号中的两或更多个的输入信号：(i)发动机转速；(ii)节气门位置；(iii)所接合的传动比；(iv)输入轴转速；(v)车辆速度；(vi)牙嵌式离合器构件的位置；以及(vii)指示试图将变速器换入档位的换档信号。系统控制器具有至少一种用于选择性地控制燃油供应以对发动机转速和发动机扭矩的至少之一进行控制的工作模式。系统控制器按照逻辑规则处理所述信号，以向至少包括所述发动机控制器的系统致动器发出指令输出信号。所述方法包括以下步骤：
(a)检测某些顶齿状态的要素条件；
(b)根据顶齿要素条件确定发生了顶齿状态；
(c)在发生顶齿状态的情况下，由控制器对发动机实施自动控制；
(d)在顶齿状态发生之后，至少周期性地检查顶齿的要素条件，如果不满足任一顶齿要素条件，则终止由控制器对发动机进行的自动控制；
(e)在控制器的控制下，以一第一增加率自动提高发动机的转速，直至达到一第一目标发动机转速和一第一目标增速持续时间中的一个；
(f)在控制器的控制下，在达到第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；
(g)如果在将发动机转速降低到怠速之后，变速器仍保持在顶齿状态，则在控制器的控制下，以一第二增加率再次自动地提高发动机转速到由一第二目标发动机转速和一第二目标增速持续时间中的一个确定的最大转速；
(h)在控制器的控制下，在达到第二目标转速和第二增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；以及
(i)解除控制器对发动机的自动控制。
本发明公开了一种用于控制车辆自动传动系统以消除顶齿状态的方法。自动传动系统包括：一具有一发动机输出构件的内燃机；一具有一输入轴的多变速档位变速器；一用于驱动地连接所述发动机输出构件与所述输入轴的离心式摩擦离合器；一对有关发动机燃油供应程度的人工请求作出响应的节气门；以及一系统控制器。系统控制器接收包括如下信号中的两个或更多个输入信号：(i)发动机转速；(ii)节气门位置；(iii)所接合的传动速比；(iv)输入轴转速；(v)车辆速度；(vi)牙嵌式离合器构件的位置；以及(vii)指示试图将变速器换入档位的换档信号。系统控制器具有至少一种用于选择性地控制燃油供应以对发动机转速和发动机扭矩的至少之一进行控制的工作模式。系统控制器按照逻辑规则处理所述信号，以向系统的至少包括所述发动机控制器的致动器发出指令输出信号。所述方法包括以下步骤：
(a)检测某些顶齿状态的要素条件；
(b)根据顶齿要素条件确定发生了顶齿状态；
(c)在发生顶齿状态的情况下，在系统控制器内将发动机控制转变为防顶齿程序；
(d)在执行防顶齿程序的过程中，至少周期性地检查顶齿的要素条件，如果不满足任一顶齿要素条件，则退出防顶齿程序；
(e)在防顶齿程序的控制下，以一第一增加率自动提高发动机的转速，直至达到一第一目标发动机转速和一第一目标增速持续时间中的一个；
(f)在防顶齿程序的控制下，在达到第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；
(g)如果在将发动机转速降低到怠速之后，变速器仍保持在顶齿状态，则在防顶齿程序的控制下，以一第二增加率再次自动地提高发动机转速到由一第二目标发动机转速和一第二目标增速持续时间中的一个确定的最大转速；
(h)在控制器的控制下，在达到第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；以及
(i)解除控制器对发动机的自动控制。
本发明公开了一种用于控制车辆自动传动系统、以消除顶齿状态的控制系统。自动传动系统包括：一具有一发动机输出构件的内燃机；一具有一输入轴的多变速档位变速器；一用于驱动地连接所述发动机输出构件与所述输入轴的离心式摩擦离合器；一对有关发动机燃油供应程度的人工请求作出响应的节气门；以及一系统控制器。系统控制器接收包括如下信号中的两个或更多个输入信号：(i)发动机转速；(ii)节气门位置；(iii)所接合的传动速比；(iv)输入轴转速；(v)车辆速度；(vi)牙嵌式离合器构件的位置；以及(vii)指示试图将变速器换入档位的换档信号。系统控制器具有至少一种用于选择性地控制燃油供应以对发动机转速和发动机扭矩的至少之一进行控制的工作模式。系统控制器按照逻辑规则处理所述信号，以向系统的至少包括所述发动机控制器的致动器发出指令输出信号。所述控制系统具有用于下列操作有效的逻辑步骤：
(a)检测某些顶齿状态的要素条件；
(b)根据顶齿要素条件确定发生了顶齿状态；
(c)在发生顶齿状态的情况下，由控制器对发动机实施自动控制；
(d)在顶齿状态发生之后，至少周期性地检查顶齿的要素条件，如果不满足任一顶齿要素条件，则终止由控制器对发动机进行的自动控制；
(e)在控制器的控制下，以一第一增加率自动提高发动机的转速，直至达到一第一目标发动机转速和一第一目标增速持续时间中的一个；
(f)在控制器的控制下，在达到第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；
(g)如果在将发动机转速降低到怠速之后，变速器仍保持在顶齿状态，则在控制器的控制下，以一第二增加率再次自动地提高发动机转速到由一第二目标发动机转速和一第二目标增速持续时间中的一个确定的最大转速；
(h)在控制器的控制下，在达到第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；以及
(i)解除控制器对发动机的自动控制。
通过阅读结合附图对优选实施方式所作的描述，可更加清楚地理解本发明的所述以及其它目的和优点。
附图说明
图1是一采用本发明的离心式离合器和发动机燃油控制装置的车辆传动系的示意图；
图2是一在各发动机转速下本发明的离心式离合器的夹紧力特性的图线形式的示意图；
图3以图线的形式示意性地表示了：对于本发明的系统，在车辆起步时各个节气门位置所对应的目标发动机转速；
图4是一局部俯视剖面图，示出本发明离合器的端盖和离心机构；
图5是一个局部剖视图，示出离心机构所采用的滚子、斜坡面、以及夹紧力限制弹簧机构；
图6A和图6B是两个局部剖视图，分别示出离心配重径向最内侧的离合器分离位置和径向最外侧的离合器完全接合位置；
图7是本发明的示意性局部剖视图；
图8是控制器所采用的一逻辑过程的流程图形式的示意图，用于判断是否应当对发动机转速进行限制以防止离合器发生接合；
图9A、9B、9C是控制器为了识别和消除顶齿状态所采用的逻辑过程的流程图形式的示意图；以及
图10是离合器所需发动机转速作为时间的函数的坐标图的图线形式的示意图，该转速是由控制器为消除顶齿状态所采用的逻辑程序确定的。
具体实施方式
图1中示意性地表示了一采用了本发明的离心式操作主摩擦离合器和控制方法的至少半自动的车辆传动系统10。系统10例如可以如美国专利No.4361060所描述的那样是全自动的，例如也可如美国专利No.4648290和5409432所描述的那样为半自动的，或者可以如美国专利No.4850236、5582558、5735771以及6015366所描述的那样，为由控制器助动的手动式。
在系统10中，一包括一与一副变速器型辅助变速器段16串联连接的主变速器段14的换档变速器12与一内燃机18通过本发明的离心式主摩擦离合器20驱动地连接，内燃机18例如是公知的汽油机或柴油机。作为举例，变速器12可以是现有技术中公知类型且由本申请的受让人EATONCORPORATION的以“Super-10”和“Lightning”的商标进行销售，其更为详细的细节可参见美国专利Nos.4754665、6015366、5370013、5974906、以及5974354，这些专利所公开的内容被结合到本文中作为参考。作为备选方案，该变速器12也可以不带有副变速器型辅助变速器段16。
发动机18包括一曲轴22，该曲轴连接到离心式主离合器20的驱动件60上，该驱动件与一个连接到变速器输入轴28上的从动件62摩擦地接合或与之分离。变速器的输出轴30从副变速器段16伸出，以通过一驱动半轴31或分动器驱动连接至车辆的驱动轮。
文中与主摩擦离合器相关联使用的术语“接合”和“分离”分别是指离合器具有或缺乏传递大量扭矩的能力。在缺少至少一最小夹紧力的情况下，仅摩擦表面之间随机性的接触不被看作是接合状态。
从图1可看出，离心式离合器20不需要设置外部离合器致动器，并根据测得的发动机转速(ES)对其进行操作。离心式离合器20也不需要操作机构、指令信号输入、电力和/或压缩空气和/或液压管路。本发明最为经济的应用场合是用在干式离合器上，但本发明也适用于湿式离合器技术。
传动系统10还包括用于检测发动机转速(ES)的转速传感器32、用于检测输入轴转速(IS)的传感器34、以及用于检测输出轴转速(OS)的传感器36，这些传感器可输出指示各个转速的信号。传感器37提供了一个指示加速踏板39位置或需求扭矩的信号THL。该信号一般被表达为节气门全开位置的百分比(0％到100％)。发动机18是电子控制的。在一示例性的实施方式中，发动机18包括一响应电子信号的发动机控制器38。
设置了一个X-Y(方向)换档致动器40，用于对变速器主段和/或副段执行自动换档或线传电控换档(shift-by-wire)，该致动器例如可是美国专利No.5481170、5281902、4899609、以及4821590中说明的类型。一种示例性的致动器具有一对通过一机械接口对变速器执行换档的电动的马达或伺服电机。一档位选择器42使得车辆驾驶员能选择一工作模式，其给出一个指示所需档位的传动比或目标传动比(Target Gear Ratio)的信号GRT。图1所示的档位选择器42具有多个可由车辆操作人员进行选择的速比范围按钮。作为备选方案，档位选择器42也可采用图中未示出的其它形式，例如可以是带有一换档手柄的换档杆。换档杆可在与各个速比范围相对应的各位置之间切换。
发动机控制器38与X-Y换档致动器40通过一个经由一发动机电子控制单元(ECU)44、一变速器ECU 46、以及一系统ECU 50(形成的)系统通讯。发动机ECU 44和系统ECU 50通过一采用如SAE J-1922、SAEJ-1939、ISO 11898等适当的通讯协议的第一多路数据总线52实现相互通讯。类似地，变速器ECU 46和系统ECU 50通过一第二多路数据总线53相互通讯。可以理解，如果将ECU 44、46、50中的一个或多个组合起来，本发明系统能同样良好地工作。
ECU 44、46、和50优选属于美国专利No.4595986和4361065所公开类型的基于微处理器的控制单元，上述两专利文件所公开的内容被结合到本文中作为参考。ECU 44、46、50通过普通的电信号和电力导电元件54如导线接受来自节气门位置传感器50、转速传感器32、34和36的输入信号。ECU 44、46、50按照预定的逻辑规则处理这些信号，以便于通过导电元件54向系统致动器如发动机控制器38、换档控制器40等发出指令输出信号。ECU 44、46、50还可相互指导而发出指令信号。通讯协议可建立这些指令的优先级。ECU中存储着用于控制发动机、变速器和离合器的控制算法或程序。下文将详细讨论离合器的控制算法。
如公知的那样，为了脱开尤其是重型车辆中车辆机械传动系中的牙嵌式离合器，必须要释放该接合的牙嵌式离合器处的扭矩锁合。如果不希望分离主摩擦离合器20，则可通过控制发动机的燃油供应来实现设想的传动系零扭矩和/或通过强制扭矩反向来解除扭矩锁合，所述扭矩反向会主动致使经过传动系零扭矩状态。
当全自动或半自动的机械传动系统确定要从当前接合的速比换入空档、而后再换入目标档位的换档时，就在保持车辆主摩擦离合器接合的同时，启用自动燃油控制，以降低经过待分离的牙嵌式离合器的扭矩，这种传动系统在现有技术也是公知的，例如可参见上述的美国专利No.4850236、5582558、5735771、5775639、6015366和6126570。在很多情况下，在主离合器保持接合的状态下进行换档是优选的，因为这样的换档倾向于具有较高的换档质量和/或降低传动系的磨损。这些系统包括：试图控制发动机的燃油供应以达到或保持传动系零扭矩水平的系统，见美国专利No.4593580，该专利所公开的内容被结合到本申请中作为参考；控制发动机的燃油供应、以强制实现一次或多次扭矩反向，参见美国专利No.4850236。在检测到变速器处于空档时，离合器20保持接合状态，且发动机转速被指令变化到一个用于接合到一所需或目标传动比的基本上同步的速度上(ES＝OS×GRT)。
为实现所需输出扭矩或飞轮扭矩而对发动机扭矩进行的控制是公知的，可参见美国专利No.5620392来了解此技术，该专利所披露的内容被结合到本发明中作为参考。此处所用的发动机扭矩是指一个指示发动机扭矩的值，通常是指发动机的总扭矩，从该数值可计算或估计出输出扭矩或飞轮扭矩。美国专利No.5509867和5490063讨论了发动机总扭矩与飞轮扭矩之间的关系，所述专利文件所披露的内容被结合到本发明中作为参考。可利用多个工作参数估计出发动机的扭矩值，所述工作参数包括燃料流量、空气流量和空气温度。
作为举例，符合SAE 1939或类似协议的数据链路允许ECU 50通过该链路上发布指令，以便于按照几种模式中的某一模式控制发动机的燃油供应，这些模式例如为：
i)按照操作人员对节气门的调节；
ii)实现一指令或目标发动机转速(ES＝EST)；
iii)实现一指令或目标发动机扭矩(ET＝ETT)；以及
iv)将发动机转速或扭矩保持在限值以下(ES＜ESMAX和/或ET＜ETMAX)。
总线52和导电元件54上还载送着许多输入信号/信息信号，例如发动机转速(ES)、发动机扭矩(ET)等。
如图4至图7最为清楚地所示，下文将对离心式离合器20的结构作详细的描述。离合器20包括被固定成(通常在发动机飞轮处)随发动机曲轴22转动的输入件或驱动件60，和被固定成在变速器输入轴28上转动的输出件或从动件62。如所公知的那样，输入构件60的转动将促使离合器20接合，并使发动机输出件—通常是发动机飞轮等—与变速器输入轴28的驱动连接。离合器20的夹紧力和由此其传递扭矩的能力是发动机18和离合器输入件60转速(ES)的函数。在略大于发动机怠速的发动机转速下，离合器20应当达到初始接合的状态。在发动机转速低于要求第一次升档时的发动机转速时，离合器20应当完全接合。与普通的常态下为接合的弹簧作用式主摩擦离合器不同，在低发动机转速下，离合器20是分离的。
为了在主离合器20接合的状态下使车辆可以实现正确起步和动态换档，一旦完全接合，离合器20就应当在发动机转速大于下面两个转速时保持完全接合，即：(i)开始执行降档时最高的预期转速；以及ii)在经过一次升档之后最低的预期发动机转速。如参见美国专利No.4646891和6022295所述，初始接合是离合器摩擦表面之间在初始的扭矩传递接触，上述两专利的内部被结合到本申请中作为参考。用于只有在换档完成时的预期发动机转速超过一最小基准值时才启动单档升档操作或跳档升档操作的逻辑可参见美国专利No.6113516和第61459545号来了解，上述两专利所披露的内容被结合到本申请中作为参考。
图2是表示在不同发动机转速上离合器20一种示例性的实施例的夹紧力以及由此扭矩传递能力的图线。
在所示的示例中，系统10是一重型卡车的传动系，发动机18是一具有一约在600RPM到700RPM之间的怠速即点64的电控柴油机，其受控的最高转速约为1800RPM到2000RPM之间。在该示例性实施方式中，在约750RPM转速即点66(ESIE)处，离合器20将移动到初始接合状态，此时的转速略高于怠速，且随着发动机转速的升高，具有一逐渐增大夹紧载荷—线70。在约1400RPM的转速—点72上，离合器20将以等于或小于平台最大夹紧力—4000磅的夹紧力达到最大程度的完全接合。一旦达到选择成在极端条件下锁死离合器(即在显著大于预期扭矩载荷时滑差率基本上为零)的最大夹紧载荷，离合器20就将保持锁定状态—线74和76，直到发动机转速下降到小于约850RPM而到达释放点78处为止。在释放点78上，随着发动机转速的降低，离合器20将非常迅速地分离—线80，以防止发动机停机。
850RPM的转速小于(i)将指令进行降档的最小发动机转速和(ii)在完成一升档操作时将启动一单档升档或跳档升档操作的最小预期发动机转速。可参见美国专利No.6149545，其所公开的内容被结合到本申请作为参考。因此，具有图2所示性能特性曲线的离心式离合器20允许实现平滑调整的车辆起步，并能确保离合器保持接合以动态升档和降档。
离心式离合器20一种示例性实施方式的结构可参见图4、5、6A、6B和7。离合器20包括一离合器端盖组件100、摩擦盘组件102、中间压板104和摩擦盘组件106。如从普通离合器的结构所公知的那样，端盖组件100、一主压板130和一中间压板104安装到一发动机飞轮136上以随其转动并构成离合器的驱动部分60。摩擦盘组件102和106通常利用花键安装到变速器输入轴28上并构成离合器的从动部分62。
离合器20离合部分20A的结构和功能均与现有双盘离合器的对应部分类似。与普通双盘离合器的区别在于，端盖组件100包括四块在枢销112上可枢转地连接到端盖组件上的离心配重110。复位弹簧114沿径向向内偏压离心配重(flyweight)110以使其坐靠在止挡116上(参见图6A)。止挡件118限制离心配重径向向外的运动(见图6B)。随着发动机和端盖组件100的转动，离心力的作用将使得离心配重110克服弹簧114的偏压作用而从图6A所示位置移动到图6B所示位置。各离心配重110分别带有一个或多个在一反作用表面和一斜坡面之间作用以产生一个用于接合主离合器20的轴向夹紧力的滚子120或功能类似的楔形件。图7示出受滚子120作用的操作件的示意图。采用两个在轴向对齐的滚子120是有利的，因为基本上能消除了在枢销112处的离心配重的轴向反作用力。从图7的局部视图中示出绕输入轴28的旋转轴线122转动的离合器20的构件。
滚子120被接纳在一固定的反作用板125的基本上平坦的表面124和一轴向可运动的坡面板128的斜坡面126之间。作为备选方案，表面124可以是斜坡构件和/或楔形构造的楔面构件。也可采用其它的楔形结构。可通过一调节机构125A对反作用板125进行人工或/或自动调节，以补偿磨损等。坡面板128通过一预紧弹簧件132作用在轴向可动的主压板130上，弹簧件132限制了由坡面板作用在主压板130上的轴向力。主压板130将向夹置在主压板130的表面130A与中间压板104之间、以及中间压板104与发动机飞轮136的表面136A之间的摩擦板102、106的摩擦片134施加一夹紧力CF。摩擦盘组件102和106的毂部140和142分别设计成用花键安装到输入轴28上以随其转动，而其它板件125、128、130和104则随发动机飞轮136转动。
在停止时，滚子120中的一个与表面126的凹陷部分146接合，且不向摩擦片施加向左的轴向夹紧力。当滚子径向向外移动了足够的距离并到达斜坡面126的斜面部分148上时，则施加一个增大的轴向夹紧力(见图2中的线70)。随着滚子继续径向向外移动到表面126的平面延伸部分150上，夹紧力保持在一个由预紧弹簧132限定的平台最大值上(见图2中的线74和76)。在弹簧132完全压缩之前，离心配重110将抵靠在止挡118上。通过弹簧施加作用力以限制所施加的最大力，这在现有技术中是公知的，例如可参见美国专利No.5901823。
使滚子120爬上斜坡部分148而到达平面部分150所需的离心力152大于克服来自于复位弹簧114的弹簧力154作用将滚子120保持在平坦部分上所需的力。这就可解释图2中72点的初始最大夹紧力发动机转速值与图2中点78的释放发动机转速值之间的差值。可在平面部分150上增设倒锥结构和/或凹陷、和/或调整坡面148和/或平面部分150的斜度、弹簧114的弹性系数和/或相对质量，以改变图2中点78处的、离合器分离时的发动机转速。
如公知的那样，重型车辆在一起动速比(即输入轴转速与输出轴转速的比值相对较高的速比)上进行起步时输入轴上所需的扭矩(例如600到900磅英尺，具体数值取决于道路坡度)小于车辆高速行驶时所需的扭矩。通常的重型车辆柴油机在一最大扭矩RPM上可具有一约为1400到2200磅英尺的最大扭矩输出。
对于主摩擦离合器20的一种实施例，1000磅的夹紧力将产生约600到700磅英尺(lbs·ft)的扭矩(传递)能力，而4000磅的夹紧力将提供约3000磅英尺的扭矩能力，该数值远超过发动机的额定扭矩和传动系的性能容量，并在离合器处于图2中线74和76所示的平台最大夹紧载荷状态时，提供一大的安全裕度。
在车辆起步时，即静止起动车辆时，离合器20在约750 RPM与950RPM之间锁止，准确的转速取决于如车辆是否在一陡坡上起步等一些因素。在陡坡上时，锁止发生在较高的扭矩水平上。在车辆的起步模式中，即当车辆被停车或以非常低的车速运动时，离合器20未完全接合且接合一起动速比(通常情况下，在10个前进档的变速器中为倒档、1档或2档)。本发明的控制逻辑将以下文所述的起步模式工作。
采用一离合器控制算法来控制离合器20的接合。该离合器控制算法有助于方便车辆的起步和换档。尽管称为离合器控制算法，该控制算法还与变速器(控制)算法和发动机(控制)算法交互作用以在某些情况下控制发动机，因为离合器的接合状态主要是发动机转速的函数。在这些情况下，离合器算法与其它算法以及驾驶员的输入相比占重要地位。
通常，当离合器分离或车辆未移动时，离合器控制算法主动地控制发动机并由此控制离合器的再次接合。这种情况一种例外是当参数“驾驶员选择＝空档”时，也就是说，如果驾驶员选择了空档档位。如果选择了空档，则系统10解除离合器算法对发动机的控制，因为此时离合器20的接合或分离并不重要。但是，如果在系统初始上电(power-up)时未检测到输入轴的转动，就出现了该例外情况的一种例外。在初始上电时，空档始终是所选择的速比范围。如果未检测到输入轴转动，即如果输入轴的转速(IS)＜100 RPM，则离合器算法就将以与下文中防顶齿控制程序所采用的方式相同的方式请求提高发动机转速。系统将继续增大发动机转速(ES)，直到输入超过最小值参数(一指示输入轴转速(IS)是否已超过100 RPM的状态信息)的值变为“真”。完成这一操作有助于形成起动离合器接合的发动机转速(ES)，并确保输入转速传感器34工作正常。
当静止起动或起步车辆时，必须要将变速器置于一驱动档位范围内，并接合牙嵌式离合器中的一个。但是，应当理解，在车辆停止的状态下，接合采用离心式离合器20的变速器12中的一个牙嵌式离合器可能需要限制发动机的转速，以保证分离离合器20。当发动机控制系统使发动机18响应于某一工况(例如冷机起动)而在一较高转速上运行时，情况尤其是这样。
如果要在车辆停车的条件下进行挂档，则发动机转速必须要低于离合器20开始接合的转速，以确保输入轴和牙嵌式离合器能停止转动。根据图8中流程图所示的示例性逻辑，如果出现了下列的条件，则离合器算法限制发动机转速：
i)所需档位≠空档(档位选择杆未处于“空档”位置)；和
ii)档位接合状态＝假(某一档位未指示为接合)；和
iii)车辆移动状态＝车辆未移动；和
iv)踏板39处于或最近曾处于一位置上，该位置小于一指示假设为怠速工况的节气门位置范围(例如5％节气门开度)的预定踏板位置；和
v)控制换档状态≠推向档位(X-Y换档致动器40并未正将变速器推入到一档位)。
在此情况下的发动机转速限值为如下两数值的小值：非空档状态下的一预定最大发动机转速(在示例性实施例中为750 RPM)；用于节气门关闭、非空档档位范围和离合器分离模式(或简称为“离合器发动机怠速”模式)的一个发动机转速目标限值减去一预定的发动机怠速偏差(在该示例性实施方式中为10 RPM)而得到的数值。
一旦确定对发动机转速进行限制是适当的，就忽略踏板位置，从而即使车辆操作人员增大踏板的位置开度而使其超过一预定的限度，发动机转速也被限制在一个将离合器置于分离状态并由此可进行档位接合必须的低速上。但是，如果任一其它参数发生了改变，例如变速器被置于空档位置、或档位开始接合、或车辆开始移动、或X-Y换档致动器40将变速器推入一档位，则就不再需要限制发动机的转速，并从而取消该限制。
如果在停车状态下无法对变速器12进行挂档，则就可能是由于齿轮或轮齿出现了顶接现象。当在车辆停止的条件下试图接合档位时，接合离合器套的齿就可能抵触或顶靠在确定为目标接合档位的预期接纳花键端部的平面上。这种状态被称为顶齿，出现这一状态的原因在于：为了减小配合件之间撞击而需要将接合齿之间的间隙设计得较为紧凑；以及由于齿的相对端的形状所致。一般情况下，在接合件之间存在足够的相对转动，使得接合套的继续转动而脱离顶齿状态以允许接合。但是，在一些情况下，尤其是当车辆完全停止时，所述接合件之间不存在任何相对转速差。相对转动的缺乏将导致接合离合器套保持在顶接状态，而换档器40无法换入所需的档位上。对于普通的可人工选择的主离合器，可通过短时地接合主离合器以向输入轴以及与其转动地联接的元件引入转动来克服这种的状态。但是，对于离心式操作的主离合器，无法简单地开始接合离合器，因为由于接合随发动机转速而变化，人员无法精确地控制离合器的接合。
一旦X-Y换档致动器40开始推向档位接合位置，则系统10就通过其传感器和控制单元对接合进行监控，以判断变速器10是否需要帮助以克服顶齿。一旦变速器12已接合入档位，则系统执行车辆从静止到起动的正常起步。图9a、9b和9c的流程图表示了用于识别和克服顶齿的防顶齿程序逻辑的一种示例性实施方式。
离合器控制算法中的该防顶齿程序表现为对发动机进行控制以便于以受控的方式提高发动机的转速ES。当下列这些判别顶齿的条件获得满足时，实施这样的控制：
i)车辆未移动(条件1)；以及
ii)未指示已接合一档位(条件2)；以及
iii)所需的档位并非空档(条件3)；以及
iv)X-Y换档致动器40正推向一档位(条件4)。
如果满足上述的全部条件，则就如图10所示那样，离合器控制算法的防顶齿程序向发动机发出指令，以提高其转速。采用多达三次的发动机增速周期或冲升(bump)，以试图实现接合。当档位已接合指示器(在ECU50内)证实已经接合(条件5)或输入轴转速(IS)≥25 RPM(条件6)，则终止防顶齿程序。如果三个发动机增速周期完成后，档位仍未接合，则节气门控制权交还驾驶员。驾驶员将获得了通过操作加速踏板来人工促进档位接合的机会。当所选择的起动档位被改变或所需档位变为空挡再挂回某一档位时，应使循环程序重新复位(reset)，且如果需要的话应当再次起动以接合起动档位。
一旦满足防顶齿控制程序的起动条件，则在预定的延迟(其被称为“第一冲升延迟(FIRST BUMP DELAY)”)之后，开始第一发动机增速周期。第一冲升延迟约为0.25秒，以便在第一次增速操作之前为离合器20的完全接合提供一段时间。根据图10中的“离合器所需发动机转速(CLUTCHDESIRED ENGINE SPEED)”图线，发动机转速以一个高冲升率从其初始值(该数值等于(使)离合器(分离的)-发动机怠速(CLUTCH ENGINEIDLE SPEED)减去发动机怠速偏差(ENGINE IDLE OFFSET)的差值，在示例性的实施方式中，发动机怠速偏差为10 RPM)向上攀升，直到超过一目标值(如下文对“车辆静止起步程序”的讨论和图3所示的那样，该目标值等于节气门小开度低速160+(离合器)接触点偏差平均值)为止(条件7)，然后，转速以较慢的低冲升率增加。高冲升率约为300 RPM/秒。低冲升率约为100 PRM/秒。如果输入轴转速(IS)＞输入轴目标转速(条件8)，所测得的发动机转速(ES)＞(基准接触点转速+接触点偏差最大值(在示例性的实施方式中，该数值等于100 RPM)+冲升速度偏差)(条件9)，或者一定时器的数值超过了周期时间(条件10)，则停止增速。如果在第一周期中未能接合档位，则随后的冲升增大发动机转速测量值的限度和定时器的限值，从而更强烈地促进档位的接合。在各冲升之间允许有用于接合档位的约为1秒的冲升间隔延时。如上文指出的那样，如果在第三冲升之后未完成接合，则发动机转速的控制权交还驾驶员。在发动机转速的控制权交还驾驶员时，燃油供应系统则响应驾驶员加速踏板输入。这可通过一电缆系统(图中未示出)来直接实现或较间接地利用一利用来自节气门位置传感器37的电信号控制燃油供应得线传电控驾驶系统来实现。
如果在离心式离合器20接合前节气门的控制权交还车辆驾驶员，则就必须要注意防止驾驶员突然接合离合器20。为防止这种突然接合，离合器控制算法以一与节气门位置成正比的中等的速率逐渐提高发动机的转速限值，而不是立刻就将节气门恢复到全开状态。
如果所测得的加速踏板位置小于一预定的离合器(接合时的)-踏板怠速值(CLUTCH PEDAL IDLE)—在示例性的实施方式中等于5％的开度，则离合器控制算法就将发动机的转速或扭矩限制成刚好低于怠速。转速优选地限定为如下两数值的小值：最大发动机怠速值(在示例性的实施方式中等于750 RPM)，和上文描述的离合器所需发动机转速的初始值(离合器发动机怠速减去发动机怠速偏差)。
随着驾驶员进一步开启节气门，发动机转速的限值以正常受控增速的增加率(在示例性的实施方式中等于200 RPM/秒)升高，或者，如果所测得的(节气门)踏板位置大于离合器踏板RTD(Ride Through Detent)(在示例性的实施方式中，该数值为90％)时，则发动机转速以RTD受控增速的增加率(在示例性的实施方式中为250 RPM/秒)升高。增速过程持续进行，直到符合如下的任一条件为止：
i)接合状态改变，例如
            a)档位接合状态＝真；或
            b)控制换档状态≠推入档位；或
            c)车辆移动状态≠车辆未移动；或者
ii)测得的发动机转速(ES)＜离合器所需发动机转速减去离合器偏差裕值(在示例性的实施方式中为25 RPM)；或
iii)离合器所需的发动机转速＝J 1939 ENGINE CONFIG.MAPSPEED[6](在示例性的实施方式中，其等于由J 1939协议所规定的发动机高怠速(调定值+下降静态偏差(Governor+Droop)))。
如果接合状态发生了变化，则系统通过选择适当的下一程序来对此作出反应，如是下文描述的Vehicle-Start-From-Rest Routine(车辆静止起步程序)。如果测得的发动机转速(ES)未跟上限值，则在继续增速之前，将离合器所需发动机转速设定为等于测得的发动机转速值+离合器偏差裕值(在示例性的实施方式中为25 RPM)，以防止出现太宽的非受控加速的区域。可以理解：在限值降低时，如果测得的发动机转速(ES)无法跟上限值，则离合器所需发动机转速就被设定为等于测得的发动机转速+离合器偏差裕值，以防止不受控的减速。如果离合器所需发动机转速的限值达到了J 1939 ENGINE CONFIG.MAP速度，则保持该限值而不再继续增速，这样就使得驾驶员获得对节气门进行人工控制的灵活性，且未完全取消自动控制。
下面将对车辆静止起步程序、或车辆起步程序进行说明。作为离心式离合器的特性，离合器20的夹紧力和扭矩传递能力随着发动机转速的增加而增加。因而，很重要的是，通过控制发动机转速的升高率来控制夹紧力的施加。如果在一采用J 1939协议的系统中由离合器控制算法执行这样的控制，则发出一J 1939“转速/扭矩限值”指令，并在指令级别中赋予该指令最高的优先级。当对节气门施加作用时，为节气门的该设定确定出一个发动机转速目标。发动机转速按照一受控的速率从怠速升高到该(目标)发动机转速(离合器目标转速)，以防止离合器的扭矩增加率快于驱动系的固有频率。
图3中具有两条相交线：一条节气门小开度目标线156和一条节气门大开度目标线158，示出了在节气门开度从零到100％的整个节气门位置范围内的目标发动机转速。这两条线的四个端点(节气门开度比为零和100％)是由试验获得的，它们分别被称为：小开度线低速点160、小开度线高速点162、大开度线低速点164和大开度线高速点166，在示例性的实施方式中，各点的转速分别为725 RPM、990 RPM、740 RPM和975 RPM。在给定节气门位置处的离合器目标转速168是由两线中的较低的一条线限定的。为便于区分，离合器目标转速线168用较粗的线绘制。
如图3所示，离合器目标转速168是节气门位置的函数。例如，在20％的节气门开度上，离合器目标转速168是778 RPM。对于100％的开度，目标转速为975 RPM。采用两条线156、158来限定双斜度的离合器目标转速线168，这样可提供一更为合适地调准的离合器算法。在离合器算法的开发过程中，已经发现双斜度关系要优于单斜度线。尽管斜度略大的节气门小开度目标线156与节气门大开度目标线相距并不很远，但它们之间的差值已足以使节气门的响应出现可被觉察到的差异。采用双斜度线168，可感到车辆的响应性更好。相反，在采用单斜度线的情况下，在以小节气门开度起步时，感觉车辆较为迟缓。
在启动正常的车辆静止起步程序之前，必须要满足如下的条件：加速踏板的位置必须要大于一预定的视为指示驾驶员未压下节气门踏板的节气门位置(在示例性的实施方式中为5％的开度)；由控制算法确定出的预期档位并非空挡(档位选择杆不处于空挡位置)；一驱动档接合；以及，离合器处于分离状态。
控制程序以一受控的增加率将发动机转速提高到由离合器目标转速线168确定的转速限值上。离合器目标转速168仅是一个限值，其并不强迫发动机以高于节气门设定所需要的转速运行。转速限值通过J 1939指令发送。离合器所需发动机转速是一个由车辆静止起步程序所限定的发动机转速控制参数。离合器所需发动机转速从一等于离合器发动机怠速转速(非空档的档位上、以及离合器分离时节气门开度位置为0％的发动机转速目标限值)减去发动机怠速偏差(在示例性实施方式中等于10 RPM)的初始点移动到一等于节气门小开度低速点160(在示例性的实施方式中，为725 RPM)加上下文将要介绍的接触点偏差平均值的中间速度上。
发动机转速以一个受控的速率移动向目标转速168。其中的受控增加率随着发动机转速的增加而减小。将发动机转速移动到一个小于离合器目标转速的中间转速的受控增加率等于一正常从怠速快速增加率(NORMALFAST RAMP FROM IDLE)，或300 RPM/秒。在该优选的实施方式中，在中间速度到离合器目标转速168之间增速的受控速率下降到一个正常受控增加率，或200 RPM/秒。只要发动机转速在一范围内进行增速，增速过程就持续地进行，直到达到离合器目标转速为止，在示例性的实施方式中，所述范围为(25 RPM+(加速踏板位置(％))RPM)。应当说明的是：在上面的范围计算公式中，数量单位是不统一的，但该计算公式是通过测试得到的，以提供一当试图达到离合器目标转速168时合适的发动机转速工作范围而进行的。
在该优选实施方式中，如果踏板位置大于90％，且发动机转速低于所述中间转速，则离合器所需发动机转速就以RTD快速增加率上升，在示例性的实施方式中，该增加率为300 RPM/秒。当发动机转速高于所述中间转速时，增加率被降低到RTD受控增加率上，在示例性的实施方式中，该增加率为250 RPM/秒。只要发动机转速仍处于(25 RPM+(加速踏板位置(％))RPM)的范围中，发动机转速就继续提高。当采用较大的节气门开度时，RTD增速准则使得车辆的起步略快。
一旦离合器所需发动机转速已上升到离合器目标转速168，则其就保持在该数值上，直到在节气门设定发生改变或离合器进入接合。如果超过了RTD(Ride Through Detent)，则就出现了一种例外情况。也就是说，如果加速踏板位置大于90％，以及离合器所需发动机转速以一预定时间(在示例性的实施方式中为1.5秒)接近离合器目标转速，则离合器所需发动机转速以较慢的在该优选实施方式中等于50 RPM/秒的高阻(起步阻力)增加率升高，直到节气门被释放、减小或离合器接合为止。能引发这样的情形的高起步阻力的工况的实例包括试图在泥泞中起步和试图在陡坡上起步。
如果离合器目标转速168低于当前发动机转速或当前的离合器所需发动机转速(例如在离合器所需发动机转速已被升高到或接近于离合器目标转速之后，如降低节气门设定量就出现这样的情况)，则离合器所需发动机转速被立即降低到新的离合器目标转速168，而不经过渐变延迟。
由于所公开的离心式离合器20的各个部件的机械特性，离合器扭矩传递能力与发动机转速之间的关系会由于几个因素而改变。这些因素包括：弹簧的疲劳、离合器摩擦材料的磨损、泥土和污物带来的摩擦、以及其它可能的因素。这些因素可造成：在扭矩-转速曲线中，速度会变大或变小。尽管这一现象不会造成离合器失效，但其性能和对油门的响应等会发生变化，这会造成工作特性的改变。在极端情况下，静止起步过程会变得不平稳，或者需要非常高的节气门开度量来实现本来可由小节气门开度实现的起步性能。因而，采用一简单的自适应程序来调高或调低离合器目标转速-节气门开度曲线，以将性能恢复到最佳。
对于具有给定结构的离心式离合器20，存在如图3所示的特定的离合器目标转速-节气门位置的曲线，按照该曲线，离合器的工作方式能达到最优。优化曲线是一条使离合器20刚好在略高于(在示例性实施方式中为15到30 RPM)节气门小开度低速点160的转速上开始传递扭矩。此外，节气门大开度和小开度转速限值曲线156和158的斜度是这样的：在节气门开度范围内，可实现范围很宽的起动性能，同时还具有良好的节气门响应性。
尽管节气门小开度低速点160的确定是客观的，但两线156、158斜度以及节气门大开度低速点164的布置的确定则是较主观的。因而，这些数值是更多地根据经验确定的。但是，可采用一个很好的客观依据：即节气门大开度高速点166应当被布置在一发动机转速上，该转速使离合器能输出离合器峰值扭矩传递能力的约25％到30％。
图3中的离合器目标转速曲线168是按照上一段中的方式根据经验导出的。一旦曲线168被确定并被编入标准程序，该曲线就可用于结构给定的离心式离合器的任何应用场合。可采用如下的适应性程序来向上或向下调整或移动曲线，以适应磨损、摩擦等情况。
为了针对特定的离心式离合器而“适应”或调整曲线168，必须要确定离合器的“接触点”速度。离心式离合器的接触点速度是指离合器刚开始产生/传递扭矩时的发动机转速。通过将发动机转速从怠速缓慢地增加并纪录变速器的输入轴刚刚开始转动时的点，就可确定出接触点速度。在离心式离合器工作的两个部分的过程中，可确定出接触点速度。确定接触点速度的第一可能的时机是在当车辆停止时试图接合一档位时。如果激活防顶齿控制，则输入轴转速超过25 RPM时的发动机转速被纪录为接触点转速。第二个时机是：初始加电而未检测到一超过100 RPM的输入轴转速。在此情况下，防顶齿程序也被激活。
计算出一个等于所纪录的接触点转速减去一基准接触点转速(在示例性的实施方式中等于765 RPM)的接触点转速偏差。基准接触点转速定义为节气门小开度目标线156上对应于一个基准接触点节气门开度的速度，在示例性的实施方式中，该基准开度等于15％。接触点偏差被限定成的最大为接触点偏差最大值和最小为接触点偏差最小值，在示例性的实施方式中，所述最大值和最小值分别为100 RPM和-100 RPM。接触点偏差平均值是通过将接触点偏差最大值与前面接触点偏差测量值的平均值进行平均计算而从接触点偏差最大值计算出的。将接触点偏差的平均值加到目标转速限值上，从而随情况不同调高或调低目标转速线。
在断电之后，接触点偏差平均值被存储在ECU 50中。如果所储存的数值遭到了破坏、或ECU是新的或经过重新编程设置，则在上电时要强制执行离合器算法，且用接触点偏差的初始计算值作为接触点偏差平均值。
因而，可以看出，本发明提供了一种新的、改进的用于传动系统和离心式主摩擦离合器的控制方法/系统。
尽管上文在一定程度针对于具体情况对本发明进行了描述，但可以理解，文中对示例性实施方式的描述仅是示例性的，在不偏离本发明设计思想和要求的保护范围的前提下，可对其形式和细节进行多种改动，其中，本发明的范围由后附的权利要求书限定。例如，所描述的离合器可被用在除车辆传动系之外的其它应用场合中。另外，本发明的离合器可被用来连接与文中所说明的不同的驱动装置和从动装置。

Claims (30)

1.一种用于控制车辆自动传动系统以克服顶齿状态的方法，自动传动系统包括：一具有一发动机输出件的内燃机；一具有一输入轴的多变速档位变速器；一个连接到变速器以选择性地结合一所需传动系速比并响应一系统控制器的换档致动器；一用于驱动地连接所述发动机输出件和所述输入轴的离心式摩擦离合器；一对有关发动机燃油供应程度的人工请求作出响应的节气门；以及一系统控制器，该系统控制器接收包括如下信号中的两或更多个的输入信号：(i)发动机转速；(ii)节气门位置；(iii)所接合的传动比；(iv)输入轴转速；(v)车辆速度；(vi)牙嵌式离合器构件的位置；以及(vii)指示试图将变速器换入档位的换档信号，系统控制器具有至少一种用于选择性地控制燃油供应以对发动机转速和发动机扭矩的至少之一进行控制的工作模式，系统控制器按照逻辑规则处理所述信号，以向至少包括所述发动机控制器的系统致动器发出指令输出信号，所述方法包括以下步骤：
(a)检测某些顶齿状态的要素条件；
(b)根据顶齿要素条件确定发生了顶齿状态；
(c)在发生顶齿状态的情况下，将发动机的控制权转交给系统控制器内的一防顶齿程序；
(d)在防顶齿程序的执行过程中，至少周期性地检查顶齿的要素条件，如果不满足任一顶齿要素条件，则终止防顶齿程序；
(e)在防顶齿程序的控制下，以一第一增加率自动提高发动机的转速，直至达到一第一目标发动机转速和一第一目标增速持续时间中的一个；
(f)在防顶齿程序的控制下，在达到第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间(target elapsed ramp-up time)中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；
(g)如果在将发动机转速降低到怠速之后，变速器仍保持在顶齿状态，则在防顶齿程序的控制下，以一第二增加率再次自动地提高发动机转速到一个由一第二目标发动机转速和一第二目标增速持续时间中的一个确定的最大转速；
(h)在防顶齿程序的控制下，在达到第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；以及
(i)解除防顶齿程序对发动机的自动控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的某些顶齿要素条件包括：
换档致动器正在换档到一希望的档位上；
希望的档位不是空挡；
未指示档位接合；以及
车辆未运动。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间大于第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在达到预定的目标发动机转速之后，自动提高发动机转速的增加率被降低到一个小于第一增加率的第三增加率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在达到预定的目标发动机转速之后，自动提高发动机转速的增加率被降低到一个小于第二增加率的第四增加率。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：第一增加率约等于300RPM/秒。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：第三增加率约等于100RPM/秒。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间大于第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：如果在将发动机转速第二次降低到怠速之后，变速器仍保持顶齿状态，则在解除对发动机转速的控制之前，在防顶齿程序的控制下，以一第五增加率再次自动提高发动机转速到一个由一第三目标发动机转速和一第三目标增速持续时间中的一个确定的最大转速上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：第三目标发动机转速和第三目标增速持续时间大于第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间。
11.一种用于控制车辆自动传动系统、以消除顶齿状态的方法，自动传动系统包括：一具有一发动机输出构件的内燃机；一具有一输入轴的多变速档位变速器；一用于驱动地连接所述发动机输出构件与所述输入轴的离心式摩擦离合器；一对有关发动机燃油供应程度的人工请求作出响应的节气门；以及一系统控制器，该系统控制器接收包括如下信号中的两个或更多个输入信号：(i)发动机转速；(ii)节气门位置；(iii)所接合的传动速比；(iv)输入轴转速；(v)车辆速度；(vi)牙嵌式离合器构件的位置；以及(vii)指示试图将变速器换入档位的换档信号，系统控制器具有至少一种用于选择性地控制燃油供应以对发动机转速和发动机扭矩的至少之一进行控制的工作模式，系统控制器按照逻辑规则处理所述信号，以向系统的至少包括所述发动机控制器的致动器发出指令输出信号，所述方法包括以下步骤：
(a)检测某些顶齿状态的要素条件；
(b)根据顶齿要素条件确定发生了顶齿状态；
(c)在发生顶齿状态的情况下，由控制器对发动机实施自动控制；
(d)在顶齿状态发生之后，至少周期性地检查顶齿的要素条件，如果不满足任一顶齿要素条件，则终止由控制器对发动机进行的自动控制；
(e)在控制器的控制下，以一第一增加率自动提高发动机的转速，直至达到一第一目标发动机转速和一第一目标增速持续时间中的一个；
(f)在控制器的控制下，在达到第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；
(g)如果在将发动机转速降低到怠速之后，变速器仍保持在顶齿状态，则在控制器的控制下，以一第二增加率再次自动地提高发动机转速到由一第二目标发动机转速和一第二目标增速持续时间中的一个确定的最大转速；
(h)在控制器的控制下，在达到第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；以及
(i)解除控制器对发动机的自动控制。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述的特定顶齿要素条件包括：
换档致动器正在换档到一希望的档位上；
希望的档位不是空挡；
未指示档位接合；以及
车辆未运动。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间大于第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：在达到预定的目标发动机转速之后，自动提高发动机转速的增加率被降低到一个小于第一增加率的第三增加率。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：在达到预定的目标发动机转速之后，自动提高发动机转速的增加率被降低到一个小于第二增加率的第四增加率。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：第一增加率约等于300RPM/秒。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：第三增加率约等于100RPM/秒。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间大于第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：如果在将发动机转速第二次降低到怠速之后，变速器仍保持顶齿状态，则在解除对发动机转速的控制之前，在控制器的控制下，以一第五增加率再次自动提高发动机转速到一个由一第三目标发动机转速和一第三目标增速持续时间中的一个确定的最大转速上。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：第三目标发动机转速和第三目标增速持续时间大于第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间。
21.一种用于控制车辆自动传动系统、以消除顶齿状态的控制系统，自动传动系统包括：一具有一发动机输出构件的内燃机；一具有一输入轴的多变速档位变速器；一用于驱动地连接所述发动机输出构件与所述输入轴的离心式摩擦离合器；一对有关发动机燃油供应程度的人工请求作出响应的节气门；以及一系统控制器，系统控制器接收包括如下信号中的两个或更多个输入信号：(i)发动机转速；(ii)节气门位置；(iii)所接合的传动速比；(iv)输入轴转速；(v)车辆速度；(vi)牙嵌式离合器构件的位置；以及(vii)指示试图将变速器换入档位的换档信号。系统控制器具有至少一种用于选择性地控制燃油供应以对发动机转速和发动机扭矩的至少之一进行控制的工作模式，系统控制器按照逻辑规则处理所述信号，以向系统的至少包括所述发动机控制器的致动器发出指令输出信号。所述控制系统具有用于列操作的逻辑步骤：
(a)检测某些顶齿状态的要素条件；
(b)根据顶齿要素条件确定发生了顶齿状态；
(c)在发生顶齿状态的情况下，由控制器对发动机实施自动控制；
(d)在顶齿状态发生之后，至少周期性地检查顶齿的要素条件，如果不满足任一顶齿要素条件，则终止由控制器对发动机进行的自动控制；
(e)在控制器的控制下，以一第一增加率自动提高发动机的转速，直至达到一第一目标发动机转速和一第一目标增速持续时间中的一个；
(f)在控制器的控制下，在达到第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；
(g)如果在将发动机转速降低到怠速之后，变速器仍保持在顶齿状态，则在控制器的控制下，以一第二增加率再次自动地提高发动机转速到由一第二目标发动机转速和一第二目标增速持续时间中的一个确定的最大转速；
(h)在控制器的控制下，在达到第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间中的一个时，自动将发动机转速降低到怠速；以及
(i)解除控制器对发动机的自动控制。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于所述的特定顶齿要素条件包括：
换档致动器正在换档到一希望的档位上；
希望的档位不是空挡；
未指示档位接合；以及
车辆未运动。
23.根据权利要求21所述的系统，其特征在于：第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间大于第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间。
24.根据权利要求21所述的系统，其特征在于：在达到预定的目标发动机转速之后，自动提高发动机转速的增加率被降低到一个小于第一增加率的第三增加率。
25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于：在达到预定的目标发动机转速之后，自动提高发动机转速的增加率被降低到一个小于第二增加率的第四增加率。
26.根据权利要求24所述的系统，其特征在于：第一增加率约等于300RPM/秒。
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于：第三增加率约等于100RPM/秒。
28.根据权利要求25所述的系统，其特征在于：第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间大于第一目标发动机转速和第一目标增速持续时间。
29.根据权利要求25所述的系统，其特征在于：如果在将发动机转速第二次降低到怠速之后，变速器仍保持顶齿状态，则在解除对发动机转速的控制之前，在控制器的控制下，以一第五增加率再次自动提高发动机转速到一个由一第三目标发动机转速和一第三目标增速持续时间中的一个确定的最大转速上。
30.根据权利要求29所述的系统，其特征在于：第三目标发动机转速和第三目标增速持续时间大于第二目标发动机转速和第二目标增速持续时间。
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