TWI615559B - 車輛的控制器及車輛 - Google Patents

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Abstract

一種包括電子控制單元的控制器，該電子控制單元組態成決定第一絕對值是否至少等於第一臨限及第二絕對值是否至少等於第二臨限的至少一者。當該電子控制單元決定該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者至少等於該對應臨限時，控制該自動離合器的力矩量使得該自動離合器進入滑動狀態。該第一絕對值係傳動的輸入軸之旋轉加速度的絕對值，且該第二絕對值係驅動輪之旋轉加速度的絕對值。

Description

車輛的控制器及車輛
本發明相關於用於車輛的控制器及車輛，且特別相關於自動離合器的改善反應性。
包括從驅動源，諸如，引擎，至驅動輪的動力傳動路徑中之自動離合器的車輛已為人所知，且該自動離合器藉由使用致動器控制離合器行程，以控制在引擎及傳動之間傳輸的力矩。例如，描述在日本專利申請案公告案號第02-163520(JP 02-163520 A)號中的自動離合器係典型範例。在JP 02-163520 A的此自動離合器中，針對各道路表面傾斜角設定自動離合器的嚙合力矩量與油門開啟角度、引擎速度、及輸入軸旋轉速度各者之間的關係，並針對各關係計算自動離合器的嚙合力矩量，其係從基於實際道路表面傾斜角的選擇關係以及從實際油門開啟角度、實際引擎速度、及實際輸入軸旋轉速度計算。然後，藉由使用自動離合器之計算嚙合力矩量的總和控制自動離合器的嚙合量。
另外，在上述車輛自動離合器的控制器之中，鑒於由離合器之熱膨脹所導致的離合器力矩降低而將離合器力矩設定成比實際引擎力矩更有餘之車輛自動離合器的控制器已為人所知。
順便一提，當車輛在波狀道路、或顛簸道路等上行進時，驅動輪重複閑置轉動及著地。結果，用於驅動驅動輪的全體動力傳動路徑扭曲，並將過度力矩傳輸至傳動等。在此情況下，在鑒於熱膨脹將自動離合器的力矩量設定具有餘量且輕微熱膨脹發生的情形中，由於針對自動離合器之力矩量設定的餘量，在動力傳動路徑中產生比從驅動源輸出的力矩更高之過度力矩的此種不便發生。另外，例如，在以高車速行進期間在驅動輪側的旋轉速度高於引擎速度且自動離合器突然嚙合的情形中，在動力傳動路徑中產生過度力矩的此種不便也會發生。上述過度力矩的產生能藉由增加包括傳動等及周邊組件之動力傳動機制的厚度以增加傳動等及周邊組件的剛性而受掌控。然而，在此情形中，此種問題引發車輛的質量及成本增加。
本發明已使用上述作為其背景的情況產生，並因此提供一種車輛自動離合器的控制器，其能抑制過度力矩的產生而不增加車輛的質量及成本。
本發明的第一樣態提供一種用於車輛的控制器，該車輛包括引擎、驅動輪、及自動離合器及傳動，插 入在該引擎及該驅動輪之間的動力傳動路徑中。該控制器包括電子控制單元，組態以：控制在該引擎及該傳動之間傳輸的力矩；決定第一絕對值是否至少等於第一臨限及第二絕對值是否至少等於第二臨限的至少一者、該第一絕對值係該傳動的輸入軸之旋轉加速度的絕對值，且該第二絕對值係該驅動輪之旋轉加速度的絕對值；及當該電子控制單元決定該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者至少等於對應臨限時，控制該自動離合器的力矩量使得該自動離合器進入滑動狀態。
根據該組態，該電子控制單元決定該傳動的該輸入軸之該旋轉加速度的該絕對值是否至少等於該預定臨限及該驅動輪之該旋轉加速度的該絕對值是否至少等於該預定臨限的至少一者。在決定該輸入軸或該驅動輪之至少一者的該旋轉加速度的該絕對值至少等於該臨限的情形中，該電子控制單元控制該自動離合器的該力矩量使得使該自動離合器進入該滑動狀態。正如所描述的，在將在動力傳動路徑中產生過度力矩的情形中，過度力矩的產生因此藉由使自動離合器進入該滑動狀態而受抑制。因此，因為過度力矩的產生受抑制，能減少所需剛性。換言之，傳動厚度及周邊組件的厚度不必增加。因此，過度力矩的產生能受抑制而不增加車輛的質量及成本。
在該控制器中，該電子控制單元可組態成當該電子控制單元決定該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者至少等於該對應臨限時，將該自動離合器的該力矩量 維持在有限力矩量，直到該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者變得小於該對應臨限。
根據該組態，在產生該輸入軸之該旋轉加速度的該絕對值至少等於該預定臨限之決定及該驅動輪之該旋轉加速度的該絕對值至少等於該臨限之決定的至少一者的情形中，該電子控制單元將該自動離合器的該力矩量維持在該預定有限力矩量，直到該輸入軸及該驅動輪之至少一者的該旋轉加速度的該絕對值變得小於該臨限。因此，過度力矩的產生藉由使該自動離合器進入該滑動狀態中而受抑制。
在該控制器中，該電子控制單元可組態成根據該傳動的實際齒輪級從複數種臨限選擇該第一臨限及該第二臨限的至少一者。
根據該組態，該臨限可根據該傳動的該實際齒輪級從該複數種臨限選擇。因此，該傳動之該輸入軸旋轉加速度的該絕對值決定該傳動之該輸入軸旋轉加速度的該絕對值是否至少等於該預定臨限，且因此在決定該過度力矩時精準地決定該過度力矩的該輸入。
本發明的第二樣態提供一種車輛。該車輛包括引擎、驅動輪、自動離合器及傳動，插入在該引擎及該驅動輪之間的動力傳動路徑中、及電子控制單元，組態以：控制在該引擎及該傳動之間傳輸的力矩；決定第一絕對值是否至少等於第一臨限及第二絕對值是否至少等於第二臨限的至少一者、該第一絕對值係該傳動的輸入軸之旋 轉加速度的絕對值，且該第二絕對值係該驅動輪之旋轉加速度的絕對值；及當該電子控制單元決定該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者至少等於對應臨限時，控制該自動離合器的力矩量使得該自動離合器進入滑動狀態。
在該車輛中，該傳動可係使用平行軸的常嚙合傳動，且該常嚙合傳動的齒輪級根據手動操作的排檔桿的操作位置切換。
根據該組態，該傳動係使用平行軸的該常嚙合傳動，其齒輪級根據該手動操作的排檔桿的該操作位置切換。因此，即使當過度力矩由於駕駛的錯誤操作產生時，將自動離合器維持成具有以其使該自動離合器進入該滑動狀態中的該力矩量。因此，該過度力矩在該動力傳動路徑中的產生能受抑制而不增加該車輛的該質量及該成本。
10‧‧‧車輛驅動單元
12‧‧‧引擎
14、110‧‧‧自動離合器
16‧‧‧傳動(自動傳動)
20‧‧‧曲柄軸
22‧‧‧飛輪
24‧‧‧離合器輸出軸
26‧‧‧離合器圓盤
28‧‧‧離合器蓋
30‧‧‧壓板
31‧‧‧電動馬達
32‧‧‧隔膜彈簧
33‧‧‧輸出桿
34‧‧‧離合器致動器
36‧‧‧釋放叉
38‧‧‧釋放套筒
39‧‧‧差動齒輪裝置
40‧‧‧共用外殼
42‧‧‧輸入軸
44‧‧‧輸出軸
46a-46e‧‧‧傳動齒輪對(齒輪對)
48a、48b、48c、48d、48e‧‧‧同步嚙合離合器(同步嚙合裝置)
50a、50b、50c‧‧‧離合器轂套筒(耦接轂套筒)
51‧‧‧叉
52‧‧‧叉軸
54‧‧‧回動齒輪對
55‧‧‧花鍵擬合接頭
56‧‧‧輸出齒輪
58‧‧‧環形齒輪
59‧‧‧排檔及選擇軸
60L、60R‧‧‧側齒輪
62L、62R‧‧‧驅動軸
64L、64R‧‧‧前輪
80‧‧‧電子控制單元
82‧‧‧引擎速度感測器
84‧‧‧輸入軸旋轉速度感測器
86‧‧‧油門閥開啟角度感測器
88‧‧‧離合器行程感測器
90‧‧‧排檔桿
92‧‧‧排檔操作裝置
100‧‧‧旋轉加速度決定機構
102‧‧‧自動離合器力矩量控制機構
112‧‧‧第一轉動構件
112a‧‧‧內圓周表面
114‧‧‧碟狀第二轉動構件
114a‧‧‧外圓周表面
116‧‧‧環形電磁鐵
118‧‧‧磁粉
本發明之範例實施例的特性、優點、及技術及產業重要性將參考隨附圖式於下文描述，其中相似數字指示相似元件，且其中：圖1係用於描繪其係車輛驅動單元的一部分並將本發明施用至其之自動離合器的機器組態，及用於控制該自動離合器之電子控制單元的圖；圖2係用於描繪圖1中之自動離合器的離合器行程及力矩量之間的關係的圖； 圖3係用於詳細描繪其係圖1中的車輛驅動單元之一部分的傳動之組態的骨架圖；圖4係用於描繪用於圖1中之電子控制單元的控制致動及用於預測過度輸入力矩之臨限的圖；圖5係用於描繪圖1中之電子控制單元的控制致動之主部分的流程圖；及圖6係在另一組態範例中能藉由取代圖1中之自動離合器而使用的自動離合器之主部分的概要圖。
將參考圖式於下文提供本發明之實施例的詳細描述。須注意，在下列實施例中，圖式受適當地簡化或變形，且因此各組件的維度比率、及形狀等不必然精準地顯示。
圖1係用於描繪將本發明施用於其的車輛驅動單元10之概要組態的骨架圖，且係用於概要地描繪用於控制作為車輛控制單元10之一部分的自動離合器14之控制組態的圖。如圖1所示，例如，車輛驅動單元10用於FF車輛，並包括作為行進驅動源的引擎12、自動離合器14、及傳動(自動傳動)16等。
例如，傳動16係由使用平行軸的常嚙合傳動形成。傳動16組態成藉由使用從其受手動操作且將於下文描述的排檔桿90機器地傳輸的操作力經由在排檔方向及選擇方向上的操作建立特定齒輪級。或者，傳動16組 態成藉由使用從未顯示之排檔致動器及選擇致動器輸出的操作力經由在排檔方向及選擇方向上的操作建立特定齒輪級。
將對應於本發明之車輛自動離合器的自動離合器14設置在引擎12及傳動16之間，且其力矩量係由將於下文描述的離合器致動器34控制。以此方式，自動離合器14不僅選擇性地及間歇地與引擎12及傳動16切斷，也使其進入自動離合器14抑制過度力矩之傳輸的半嚙合狀態。
例如，自動離合器14係乾式單板型的摩擦離合器。自動離合器14係藉由包括飛輪22、離合器圓盤26、壓板30、隔膜彈簧32、電動離合器致動器34、及釋放套筒38而組態。飛輪22附接至引擎12的曲柄軸20。離合器圓盤26連接至離合器輸出軸24。將壓板30設置在離合器蓋28中。隔膜彈簧32針對動力傳輸藉由將壓板30推向的飛輪22側而夾緊離合器圓盤26。電動離合器致動器34具有電動馬達31及由電動馬達31驅動的輸出桿33。釋放套筒38經由釋放叉36藉由離合器致動器34移動至飛輪22側(圖式中的右側)，以使隔膜彈簧32的內端移位至飛輪22側(圖式中的右側)且因此脫離(切斷)自動離合器14。
例如，當將離合器致動器34的輸出桿33拉入時，使釋放套筒38進入經由釋放叉36移位至遠離飛輪22之側(圖1中的左側)的此種狀態。在此種狀態中， 將隔膜彈簧32的內端移位至遠離飛輪22之側(圖1中的左側)，並將隔膜彈簧32的外端移位至飛輪22側。因此，當壓板30藉由隔膜彈簧32的推力按壓離合器圓盤26時，自動離合器14完全嚙合。同時，當將離合器致動器34的輸出桿33推出時，使釋放套筒38進入經由釋放叉36移位至飛輪22側(圖1中的右側)的此種狀態。在此種狀態中，釋放套筒38按壓隔膜彈簧32的內端，且隔膜彈簧32的內端移位至飛輪22側(圖式中的右側)。因此，降低隔膜彈簧32的推力。因此，降低壓板30按壓離合器圓盤26的力，並降低自動離合器14的力矩量。一旦釋放套筒38的移動位置(離合器行程)到達特定值，壓板30停止按壓離合器圓盤26，且自動離合器14脫離。以此方式，當離合器致動器34之輸出桿33的推動量係由來自電子控制單元80的命令電動地控制時，釋放套筒38的移動位置，亦即，離合器行程SC(mm)受控制。此外，成功地改變自動離合器14的力矩量TC。此處，自動離合器14的力矩量TC係能由自動離合器14傳輸的傳動力矩。當將超過力矩量TC的過度力矩加至自動離合器14時，自動離合器14滑移並使其進入半嚙合狀態。因此，自動離合器14不能傳輸超過力矩量TC的力矩。
圖2係用於例示自動離合器14的力矩量TC(Nm)及離合器行程SC(mm)之間的關係的圖。如圖2所示，在離合器行程SC係零的狀態中，自動離合器14的力矩量TC具有最大值。當離合器行程SC從零增加時， 自動離合器14的力矩量TC以雙曲線模式迅速地降低並於之後逐漸地降低。當離合器行程SC到達SC2時，自動離合器14的力矩量TC變為零。自動離合器14係由將於下文描述的電子控制單元80控制，使得當自動離合器14完全嚙合時，離合器行程SC變為零，及使得當自動離合器14脫離時，離合器行程SC變為至少等於上述SC2。關於自動離合器14在齒輪改變期間的嚙合及脫離控制，自動離合器14以此種方式藉由電子控制單元80脫離以對應於排檔桿90在排檔方向上的操作或排檔頭之抓握操作的啟始。然後，自動離合器14以此種方法嚙合以對應於齒輪改變的終止。
另外，在圖2中，力矩量TC1指示對應於引擎12之最大力矩的力矩量，且離合器行程SC1係用於得到力矩量TC1的離合器行程。當電子控制單元80偵測過度力矩的輸入時，自動離合器14的離合器行程SC維持在預定離合器行程SC1，使得自動離合器14能藉由過度力矩滑動。然後，自動離合器14的力矩量TC維持在預定力矩量TC1。
圖3係用於描繪傳動(自動傳動)16之組態範例的骨架圖。在圖3中，傳動16與差動齒輪裝置39設置在共用外殼40中並構成傳動軸。傳動16沉浸在填充在外殼40中之特定量的潤滑劑中，且因此與差動齒輪裝置39共同受潤滑。傳動16係所謂的使用平行軸之常嚙合傳動的傳動。將具有不同齒輪比率的傳動齒輪對(齒輪對) 46a至46e設置在傳動16中，且該齒輪比率係第一齒輪對第二齒輪的比率。第一齒輪以此種方式設置在其係輸入軸42及輸出軸44的二平行軸之間以可相對於二平行軸的一者旋轉。第二齒輪以此種方式設置以不能相對於該二平行軸的另一者旋轉。此外，傳動16設有同步嚙合型的同步嚙合離合器(同步嚙合裝置)48a至48e，且該同步嚙合離合器分別及選擇性地耦接同步側上的齒輪，亦即，此等傳動齒輪對46a至46e的第一齒輪耦接至輸入軸42或輸出軸44。
傳動16設有三個叉51(另二者未顯示)，其以此種方式分別與三個離合器轂套筒(耦接轂套筒)50a、50b、50c嚙合以可繞著輸入軸42或輸出軸44之軸相對地旋轉，且離合器轂套筒50a、50b、50c分別包括在此等同步嚙合離合器48a至48e中。三個叉51在輸入軸42或輸出軸44的軸方向上選擇性地移動離合器轂套筒50a、50b、50c以建立齒輪級的任一級。此外，傳動16設有平行於輸入軸42及輸出軸44的三個叉軸52(另二者未顯示)。將排檔及選擇軸59設置在實質垂直於叉軸52的方向上。藉由遵循排檔桿90的選擇操作或未顯示之選擇致動器的選擇致動，將排檔及選擇軸59移動至其係實質垂直於上述叉軸52之軸方向的選擇方向。以此方式，排檔及選擇軸59選擇性地與上述三個又軸52的任意一者嚙合。另外，例如，藉由遵循排檔桿90的排檔操作或未顯示之排檔致動器的排檔致動，排檔及選擇軸59繞著實 質垂直於上述叉軸52的軸旋轉。以此方式，排檔及選擇軸59將叉軸52移向叉軸52的軸方向，以建立特定齒輪級。
回動齒輪對54以此種方式設置在輸入軸42及輸出軸44上以不彼此嚙合。設置在未描繪之副軸上的回動惰齒輪與回動齒輪對54的各齒輪嚙合，並因此建立回動齒輪級。此處，輸入軸42經由花鍵擬合接頭55耦接至自動離合器14的離合器輸出軸24。同時，將輸出齒輪56設置在輸出軸44上並與差動齒輪裝置39的環形齒輪58嚙合。差動齒輪裝置39係斜齒輪型的，且驅動軸62R、62L藉由花鍵擬合等分別耦接至成對的側齒輪60R、60L。右及左前輪(車輛的驅動輪)64R、64L由驅動軸62R、62L旋轉地驅動。須注意圖1係將輸入軸42、輸出軸44、及環形齒輪58的軸顯示在共同平面上的開發圖。
將排檔及選擇軸59定位至第一選擇位置、第二選擇位置、或第三選擇位置，如上文所述，排檔及選擇軸59藉由未描繪之選擇致動器的行程在其選擇性地與三個叉軸52的任意一者嚙合。例如，在此實施例中，第一選擇位置係排檔及選擇軸59能經由叉軸52及叉51與離合器轂套筒50c嚙合的位置。第二選擇位置係排檔及選擇軸59能與離合器轂套筒50b嚙合的位置。第三選擇位置係排檔及選擇軸59能與離合器轂套筒50a嚙合的位置。
另外，如上文所述，排檔及選擇軸59藉由未 描繪的排檔致動器的行程繞著實質垂直於叉軸52的軸旋轉。以此方式，將排檔及選擇軸59定位在第一排檔位置、第二排檔位置、或中性位置。例如，在此實施例中，第一排檔位置係離合器轂套筒50a、50b、50c經由叉軸52及叉51在圖1中之右側方向上移動，並嚙合同步嚙合離合器48a、48c、48e之一者的位置。第二排檔位置係離合器轂套筒50b、50c在圖1中之左側方向上移動並嚙合同步嚙合離合器48b或48d的位置。中性位置係沒有同步嚙合離合器48a至48e嚙合並使其進入中性狀態的位置。
在上述第一選擇位置的第一排檔位置中，耦接嚙合離合器48e，並因此建立齒輪比率(=輸入軸42的旋轉速度NIN/輸出軸44的旋轉速度)最高的第一齒輪級G1。在第一選擇位置的第二排檔位置中，耦接嚙合離合器48d，並因此建立齒輪比率第二高的第二齒輪級G2(見圖3)。在第二選擇位置的第一排檔位置中，耦接嚙合離合器48c，並因此建立齒輪比率第三高的第三齒輪級G3。在第二選擇位置的第二排檔位置中，耦接嚙合離合器48b，並因此建立齒輪比率第四高的第四齒輪級G4。此第四齒輪級G4的齒輪比率約為一。在第三選擇位置的第一排檔位置中，耦接嚙合離合器48a，並因此建立齒輪比率最低的第五齒輪級G5。在第三選擇位置的第二排檔位置中，建立回動齒輪級。
返回圖1，電子控制單元80藉由包括微電腦而組態。電子控制單元80使用RAM的暫時儲存功能在預 先儲存在ROM中之程式的基礎上處理信號。電子控制單元80接收來自引擎速度感測器82之指示引擎速度NE(rpm)的信號、來自輸入軸旋轉速度感測器84之指示離合器輸出軸24之旋轉速度，亦即，輸入軸42的旋轉速度NIN(rpm)或傳動16的旋轉角速度ω(徑/秒)，的信號、來自油門閥開啟角度感測器86之指示油門閥開啟角度θth(%)的信號、來自離合器行程感測器88之指示實際離合器行程SC(mm)的信號、及來自包括排檔桿90的排檔操作裝置92之指示排檔桿90的操作位置PS的信號等。另外，電子控制單元80接收來自未顯示的車輛速度感測器之指示車輛速度V的信號、來自引擎冷卻劑溫度感測器之指示引擎冷卻劑的引擎冷卻劑溫度Tw的信號、來自進氣量感測器之指示進氣量Q的信號、來自加速度踏板操作量感測器之指示加速度踏板操作量Acc的信號、及來自煞車開關之指示腳踏煞車的啟動/截止的信號等。
電子控制單元80根據預先儲存的程式處理上述接收信號。例如，電子控制單元80控制引擎12之未描繪的燃料注入閥的燃料注入量及注入時序、藉由未描繪的點火器控制火星塞的點火時序、藉由油門致動器，諸如，電動馬達，控制電子油門閥之開/關的開啟角度θth。以此方式，電子控制單元80控制引擎12的輸出狀態。另外，電子控制單元80在傳動16之手動齒輪改變或自動齒動改變的控制期間控制對應於行進狀態之自動離合器14的嚙合狀態。此外，電子控制單元80在以特定或更高車輛速 度的慣性行進期間或減速度行進期間執行使自動離合器14脫離的空轉控制。須注意自動離合器14的嚙合/脫離及力矩量係由從電子控制單元80供應至離合器致動器34之電動馬達31的命令信號所控制。
其次，將描述用於控制自動離合器14之力矩量的電子控制單元80之功能的主部分，當預測到過度力矩時，藉由使用圖1中的功能方塊圖執行其。電子控制單元80包括旋轉加速度決定機構100及自動離合器力矩量控制機構102。
基於自動離合器14完全嚙合(力矩量具有最大值)或傳動16的輸入軸旋轉加速度|d(NIN)/dt|至少等於預先界定及儲存的臨限(旋轉加速度決定值)A，在自動離合器14操作地嚙合的期間，旋轉加速度決定機構100決定是否預測過度力矩至傳動16的輸入。此過度力矩暫時從前輪64R、64L輸入至其從引擎12運行至前輪64R、64L的動力傳動路徑，當車輛以相對高速在顛簸道路表面上行進時，作為驅動輪的前輪64R、64L脫離路面並閑置轉動，且力矩迅速地降低。過度力矩也暫時從前輪64R、64L輸入至其從引擎12運行至前輪64R、64L的動力傳動路徑，當閑置轉動的前輪64R、64L與路面接觸時，其之旋轉速度迅速地降低，且力矩迅速地增加。例如，上述過度力矩係超過引擎12的最大力矩之力矩改變寬度的絕對值。例如，在以高車速行進期間在產生從第五齒輪級G5至低速側第一齒輪級G1的錯誤降檔且自動離 合器14迅速地嚙合的情形中，過度力矩在包括傳動16的動力傳動路徑中產生。產生過度力矩的原因係輸入軸42的旋轉速度NIN由於齒輪比率的改變而迅速地改變。
此處，臨限(輸入軸旋轉加速度決定值)A係相對於引擎12之最大力矩TEmax的值。此外，如將於下文描述的，預先將臨限設定成與在將引擎12的最大力矩TEmax加至其時輸入軸42之最大旋轉加速度βmax相同的值。首先，將引擎12的最大力矩表示為TEmax(Nm)，將傳動16及差動齒輪裝置39的齒輪比率表示為γ、輪胎半徑表示為r(m)、車輛重量表示為M(kg)、輪胎(車輪)的最大旋轉加速度表示為δmax(徑/秒2)、車輛的加速度表示為αmax(m/秒2)、並將輸入軸42的最大旋轉加速度表示為βmax(徑/秒2)。在此情形中，藉由來自牛頓第二運動定律的下列方程式(1)表示藉由引擎12的最大力矩TEmax得到之車輛的最大加速度αmax。其次，藉由下列方程式(2)表示作為驅動輪之各前輪64R、64L的最大旋轉加速度δmax。此外，藉由下列方程式(3)表示輸入軸42的最大旋轉加速度βmax(=d(NIN)max/dt)。
(1)αmax=TEmax×γ/r/M
(2)δmax/r=TEmax×γ/(M×r2)
(3)βmax=δmax×γ=TEmax×γ2/(M×r2)
臨限A係用於決定過度力矩的旋轉加速度決定值，例如，將來自前輪(驅動輪)64L、64R之至少等於引擎12的最大力矩TEmax的過度力矩加至傳動16。另 外，基於當將對應於引擎12之最大力矩TEmax的過度力矩加至傳動16時在輸入軸42產生的最大旋轉加速度βmax，將臨限A決定成對應於最大旋轉加速度βmax的值或藉由將容限加至最大旋轉加速度βmax而調整的值。將來自前輪(驅動輪)64L、64R的過度力矩加至傳動16。如藉由方程式(3)所表示的，臨限A係傳動16及差動齒輪裝置39各者之齒輪比率γ的函數。或者，一種值可在於該期間過度力矩的輸入變為問題的行進期間在對應於傳動16的齒輪級之齒輪比率γ的基礎上決定，且該值可使用為臨限A。此外，臨限A可根據傳動16的實際齒輪級從複數種值選擇，彼等分別針對傳動16的齒輪級預先計算。將設計值及實驗值用於引擎12的上述最大力矩TEmax。
圖4係用於描繪藉由旋轉加速度決定機構100決定輸入軸42的旋轉加速度d(NIN)/dt之臨限的時間圖，其相關於過度力矩之輸入的啟始。圖4係包括指示時間的水平軸及指示輸入軸42之旋轉速度NIN的垂直軸的二維座標，其中藉由虛線指示臨限(旋轉加速度，亦即，傾斜度)A，並藉由實線指示輸入軸42之旋轉速度NIN中從特定時間點的改變。在圖4中，輸入軸42的旋轉速度NIN改變至正側的情形及輸入軸42之旋轉速度NIN改變至負側的情形係藉由共同時間軸上的實線指示，且正側上的臨限A及負側上的臨限-A係藉由虛線指示。圖4的上側顯示在該期間輸入軸42之旋轉速度NIN的傾斜度係 正的(例如，在自動離合器14迅速地嚙合同時具有顯著的降檔寬度時，或在顛簸道路上行進期間驅動輪與路面分開及閑置轉動時)的迅速加速度期間的旋轉加速度。該迅速加速度期間的旋轉加速度具有與指示臨限A之虛線相同的傾斜度或更大的傾斜度。因此，指示預測過度力矩之輸入的狀態。圖4的下側顯示在該期間輸入軸42之旋轉速度NIN的傾斜度係負的(例如，在顛簸道路表面上行進期間閑置轉動的驅動輪與地面接觸時)的迅速減速度期間的旋轉加速度(負值)。該迅速減速度期間的旋轉加速度具有與指示臨限-A之虛線相同的傾斜度或更大的傾斜度。因此，指示預測過度力矩之輸入的狀態。總之，當產生輸入軸42之旋轉加速度d(NIN)/dt的絕對值至少等於臨限A的決定時，該決定之後係過度力矩的輸入。
從上述範例，基於傳動16的輸入軸旋轉加速度|d(NIN)/dt|(絕對值)至少等於臨限(旋轉加速度決定值)A，旋轉加速度決定機構100決定是否預測過度力矩至傳動16的輸入。在此時，旋轉加速度決定機構100可僅產生在正側上的決定或在負側上的決定。臨限A係預先界定及儲存的值。
當過度力矩至傳動16的輸入係藉由旋轉加速度決定機構100產生的決定預測時，自動離合器力矩量控制機構102控制維持在最大力矩量TCmax之自動離合器14的力矩量TC降低。因此，與由過度力矩之輸入所導致的力矩上的增加結合，使自動離合器14進入滑動狀態， 亦即，離合器圓盤26滑動。然後，自動離合器力矩量控制機構102產生其係由離合器圓盤26之滑動所導致的飛輪22及離合器輸出軸24之間的旋轉速度差，並將力矩產生在預定的有限力矩量TCL中。例如，當過度力矩至傳動16的輸入由旋轉加速度決定機構100所預測時，自動離合器力矩量控制機構102降低自動離合器14的力矩量並將力矩量維持在有限力矩量TCL。此有限力矩量TCL係預先實驗地界定的力矩量，使得上述過度力矩使自動離合器14進入滑動狀態。此外，有限的力矩量TCL不必始終必須係對應於圖2中顯示的引擎12之最大力矩TEmax的力矩量TC1，但可在必要時設定成更高的值或更低的值。
較佳地，例如，將對應於來自圖2中之關係的引擎12之最大力矩TEmax的力矩量TC1用於上述有限力矩量TCL。在此情形中，當過度力矩至傳動16的輸入由旋轉加速度決定機構100所預測時，自動離合器力矩量控制機構102將自動離合器14的力矩量TC維持在預定力矩量TC1。在此時，自動離合器力矩量控制機構102將離合器行程SC設定成具有離合器行程SC1，在該離合器行程得到對應於引擎12之最大力矩的力矩量TC1。例如，自動離合器力矩量控制機構102執行反饋控制，使得藉由離合器行程感測器88偵測的實際離合器行程SC對應於離合器行程SC1。
圖5係用於描繪藉由電子控制單元80之自動 離合器14的控制致動之主部分的流程圖，亦即，在車輛行進期間當預測過度力矩的輸入時該自動離合器的力矩量控制。例如，此流程圖以約數微秒至數十微秒的時間週期重複。
首先，在對應於旋轉加速度決定機構100的步驟S1中(在下文中，省略步驟)，從藉由輸入軸旋轉速度感測器84偵測的傳動16之輸入軸42的旋轉速度NIN(rpm)(旋轉角速度ω(徑/秒))，計算作為其改變的時間速率之輸入軸42的旋轉加速度d(NIN)/dt(旋轉角加速度dω/dt)。然後，決定輸入軸42之旋轉加速度d(NIN)/dt的絕對值是否至少等於預先設定的臨限A。
若在上述S1中產生負向決定，不預測過度力矩的輸入。因此，在對應於自動離合器力矩量控制機構102的S2中，將自動離合器14控制成具有正常力矩量。換言之，在S2中，在用於脫離自動離合器14之命令值從電子控制單元80輸出的情形中，將自動離合器14的離合器行程SC設定成至少等於SC2，使得其力矩量變為零。或者，在用於嚙合自動離合器14之命令值從電子控制單元80輸出的情形中，自動離合器14的離合器行程SC以特定速度朝向零改變，使得其力矩量得到該最大值。
若在上述S1產生正向決定，預側過度力矩從前輪(驅動輪)64L、64R輸入至傳動16。因此，在對應於自動離合器力矩量控制機構102的S3中，將自動離合器14的力矩量控制成抑制過度力矩的輸入。換言之，在 S3中，將自動離合器14的力矩量設定成預先設定以在過度力矩輸入前藉由力矩中的增加使自動離合器14進入滑動狀態的有限力矩量TCL。例如，有限力矩量TCL係對應於引擎12之最大力矩的力矩量TC1。
如上文所述，根據此實施例，旋轉加速度決定機構100決定傳動16之輸入軸旋轉加速度d(NIN)/dt的絕對值是否至少等於預定臨限A，並因此預測過度力矩的輸入。當預測過度力矩的輸入時，自動離合器力矩量控制機構102控制自動離合器14的力矩量，使得上述在過度力矩的輸入前藉由力矩中的增加使自動離合器14進入滑動狀態。正如所描述的，當預測過度力矩的輸入時，藉由使自動離合器14進入滑動狀態而抑制過度力矩的產生。因此，能抑制過度力矩從前輪(驅動輪)64L、64R輸入至傳動16而不增加車輛的質量及成本。
根據此實施例，當預測過度力矩的輸入時，自動離合器力矩量控制機構102將自動離合器14的力矩量維持在預定的有限力矩量TCL。因此，使自動離合器14進入滑動狀態，且因此抑制過度力矩的產生。
根據此實施例，有限力矩量TCL係以對應於引擎12之最大力矩TEmax的此種方式界定的值。因此，當決定過度力矩的輸入時，自動離合器力矩量控制機構102將自動離合器14的力矩量維持在以該方式界定的值在以對應於引擎12的最大力矩TEmax。然後，使自動離合器14進入滑動狀態。以此方式，能抑制高於引擎12的 最大力矩TEmax之過度力矩的輸入而不增加車輛的質量及成本。另外，因為最大力矩TEmax能從引擎12輸入至傳動16，能維持車輛的加速度效能。
根據此實施例，傳動16係使用平行軸的常嚙合傳動，其齒輪級能根據手動操作的排檔桿90的操作位置切換。因此，甚至當過度力矩由於駕駛者之離合器的錯誤操作而產生時，自動離合器力矩量控制機構102以將自動離合器14維持成具有以其使自動離合器14藉由過度力矩進入滑動狀態中的該力矩量。因此，該過度力矩至傳動16的輸入能受抑制而不增加車輛的質量及成本。
根據此實施例，臨限A可根據該傳動的該實際齒輪級從該複數種臨限選擇。此具有決定傳動16之輸入軸旋轉加速度d(NIN)/dt的絕對值是否至少等於預定臨限A，且因此在決定過度力矩時精準地決定過度力矩之輸入的此種優點。
根據此實施例，自動離合器14之力矩量係由電動離合器致動器34所控制，其具有電動馬達31及由電動馬達31驅動的輸出桿33。因此，相較於使用液壓致動器的情形，諸如，液壓缸，當使用電動離合器致動器34時，能得到高反應性。因此，有使自動離合器14迅速地進入在決定過度力矩的輸入後降低其力矩量之滑動狀態的此種優點。
圖6係在另一組態範例中能藉由取代自動離合器14而使用的自動離合器110之主部分的概要圖。圖 6中的自動離合器110係磁粉式電磁離合器，並具有：第一轉動構件112，在耦接至曲柄軸20的圓形容器中；及外圓周表面114a，其以保持於其間的特定間隙g與第一轉動構件112的內圓周表面112a相對。自動離合器110更包括：碟狀第二轉動構件114，其耦接至離合器輸出軸24；環形電磁鐵116，其固定至第一轉動構件112的外圓周表面；及磁粉118，其配置在內圓周表面112a及外圓周表面114a之間的間隙g中。在正如上文所述地組態的自動離合器110中，從電磁鐵116產生的磁力根據供應至電磁鐵116的勵磁電流增加。因此，根據該磁力，內圓周表面112a及外圓周表面114a之間的磁粉118的磁結合力以及磁粉118之間的相互結合力增加。以此方式，得到對應於勵磁電流的力矩量。上述第一轉動構件112、第二轉動構件114、及電磁鐵116各者係由具有小量殘磁的磁性材料構成，諸如，作為矽鋼或電磁鋼而為人所知的磁極鋼。
本發明的實施例迄今已在圖式的基礎上詳細地描述。本發明也可施用至其他樣態。
例如，上述實施例的旋轉加速度決定機構100在傳動16之輸入軸旋轉加速度d(NIN)/dt的絕對值至少等於預定臨限A的基礎上決定是否預測過度力矩的輸入。然而，旋轉加速度決定機構100可藉由使用車輪64R、64L之旋轉加速度的絕對值決定是否預測過度力矩的輸入。在此情形中，當與藉由輸入軸旋轉加速度之偵測 產生的決定相較時，該決定係在上游側上產生。因此，改善過度力矩之輸入的預測精準度。在使用車輪64R、64L之旋轉加速度的絕對值時所使用的臨限可與上述臨限A相同或可與臨限A不同。另外，傳動16之輸入軸旋轉加速度的絕對值及車輪64R、64L之旋轉加速度的絕對值二者可用於決定是否預測過度力矩的輸入。
上述實施例中的自動離合器14的離合器致動器34係包括電動馬達31及由電動馬達31驅動之輸出桿33的電動致動器。然而，離合器致動器34可係藉由線性電磁圈驅動輸出桿33的電磁致動器。換言之，該致動器的種類未受特別限制。只要將致動器組態成能以精準性及可取回應性控制該致動器之活塞的移位，本發明能施用至其。
在上述實施例中，將其組態成離合器致動器34的輸出桿33經由釋放叉36移動釋放套筒38。然而，釋放叉36並未始終必需提供。例如，可組態成離合器致動器34直接移動釋放套筒38。
在上述實施例中，傳動16係使用平行軸的常嚙合傳動。然而，只要傳動16係其齒輪級能回應於手動操作切換或能根據齒輪改變決定自動地切換的傳動，傳動16的種類及結構未受特別限制。
在上述實施例中，電子控制單元80藉由偵測釋放套筒38的離合器行程SC執行反饋控制。然而，甚至在電子控制單元80取代在釋放套筒38之離合器行程SC 的基礎上而在離合器致動器34的輸出桿33之行程量的基礎上執行力矩量之控制的情形中，本發明能施用至其。
須注意已於上文描述的內容僅係一實施例，且本發明能實作在基於熟悉本技術的人士之知識對其產生各種修改及改善的樣態中。
10‧‧‧車輛驅動單元
12‧‧‧引擎
14‧‧‧自動離合器
16‧‧‧傳動(自動傳動)
20‧‧‧曲柄軸
22‧‧‧飛輪
24‧‧‧離合器輸出軸
26‧‧‧離合器圓盤
28‧‧‧離合器蓋
30‧‧‧壓板
31‧‧‧電動馬達
32‧‧‧隔膜彈簧
33‧‧‧輸出桿
34‧‧‧離合器致動器
36‧‧‧釋放叉
38‧‧‧釋放套筒
42‧‧‧輸入軸
80‧‧‧電子控制單元
82‧‧‧引擎速度感測器
84‧‧‧輸入軸旋轉速度感測器
86‧‧‧油門閥開啟角度感測器
88‧‧‧離合器行程感測器
90‧‧‧排檔桿
92‧‧‧排檔操作裝置
100‧‧‧旋轉加速度決定機構
102‧‧‧自動離合器力矩量控制機構

Claims (5)

  1. 一種用於車輛的控制器，該車輛包括引擎，驅動輪，及自動離合器及傳動，插入在該引擎及該驅動輪之間的動力傳動路徑中，該控制器包含電子控制單元，組態以：i)控制在該引擎及該傳動之間傳輸的力矩；ii)決定第一絕對值是否至少等於第一臨限及第二絕對值是否至少等於第二臨限的至少一者；該第一絕對值係該傳動的輸入軸之旋轉加速度的絕對值，且該第二絕對值係該驅動輪之旋轉加速度的絕對值；及iii)當該電子控制單元決定該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者至少等於對應臨限時，控制該自動離合器的力矩量使得該自動離合器進入滑動狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項的控制器，其中該電子控制單元組態以當該電子控制單元決定該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者至少等於該對應臨限時，將該自動離合器的該力矩量維持在有限力矩量，直到該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者變得小於該對應臨限。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的控制器，其中該電子控制單元組態成根據該傳動的實際齒輪級從複數種臨限選擇該第一臨限及該第二臨限的至少一者。
  4. 一種車輛，其特徵為包含：引擎；驅動輪；自動離合器及傳動，插入在該引擎及該驅動輪之間的動力傳動路徑中；及電子控制單元，組態以：i)控制在該引擎及該傳動之間傳輸的力矩；ii)決定第一絕對值是否至少等於第一臨限及第二絕對值是否至少等於第二臨限的至少一者，該第一絕對值係該傳動的輸入軸之旋轉加速度的絕對值，且該第二絕對值係該驅動輪之旋轉加速度的絕對值；及iii)當該電子控制單元決定該第一絕對值及該第二絕對值的至少一者至少等於對應臨限時，控制該自動離合器的力矩量使得該自動離合器進入滑動狀態。
  5. 如申請專利範圍第4項的車輛，其中該傳動係使用平行軸的常嚙合傳動，且該常嚙合傳動的齒輪級係根據手動操作的排檔桿的操作位置切換。
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