專利名稱：低速操縱性控制的改善的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到特別是在低速操縱階段車輛離合操作的改善。
在驅(qū)動(dòng)一安裝了帶液力變矩器的變速器的車輛時(shí)，變速器操作的特征體現(xiàn)為打滑和變矩器部分的轉(zhuǎn)矩增大。當(dāng)車輛靜止時(shí)，對(duì)變速器的“感覺(jué)”可以描述為“向前沖”(urge to move)。該向前沖的感覺(jué)是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)由變矩器的“失速轉(zhuǎn)矩”所引起的。在某些條件下，當(dāng)司機(jī)將腳離開(kāi)剎車踏板時(shí)車輛將“爬行(creep)”或緩慢前進(jìn)。在其它條件下，例如，當(dāng)車輛上坡和選擇了一個(gè)前進(jìn)檔時(shí)，以及當(dāng)車輛靜止并且，司機(jī)將腳從剎車踏板移到加速踏板時(shí)，它可以防止車輛后退。這一運(yùn)動(dòng)不是恒定的，而是隨坡度和車輛重量而變。例如，當(dāng)車輛處于上坡時(shí)，打滑可能不足以使車輛移動(dòng)，但可以正好防止其向后退。該爬行對(duì)低速操縱有用，司機(jī)可以允許車輛緩慢地向后退和向前而不必踩壓加速踏板，而僅僅通過(guò)剎車控制就實(shí)現(xiàn)動(dòng)作。
一自動(dòng)機(jī)械式變速器(AMT)控制檔位的選擇，并可以控制離合器的操作。AMT通常與一摩擦式離合器相連接。通常，在駕駛室內(nèi)司機(jī)只有兩個(gè)踏板，一個(gè)加速踏板或節(jié)氣門踏板和一個(gè)剎車踏板。離合器的正?？刂朴葾MT的中央處理器(CPU)實(shí)現(xiàn)，它沒(méi)有給司機(jī)一個(gè)“向前沖”的感覺(jué)。在靜止時(shí)，如果司機(jī)將腳從剎車踏板移到加速踏板，就無(wú)以防止安裝有AMT的車輛向前或向后滾動(dòng)(rolling)。沒(méi)有在已知的安裝了變矩器的全自動(dòng)變速器中通常有的“爬行”感覺(jué)。要使AMT具有一個(gè)更接近于一已知液力變矩器類型的自動(dòng)變速器的的感覺(jué)，可以允許離合器在零速度條件下輕微打滑。這樣重現(xiàn)了變矩器的效果，并對(duì)司機(jī)而言更為正常，因?yàn)樗愃朴谝粋€(gè)帶液力變矩器的變速器所帶來(lái)的感覺(jué)效果。
目前自動(dòng)離合器系統(tǒng)的實(shí)施主要根據(jù)在加速踏板處所檢測(cè)到的司機(jī)的要求來(lái)控制離合器的接合。越往下踩壓加速踏板，離合器接合就越快，車輛加速也越快。這種系統(tǒng)對(duì)正常的起動(dòng)而言效果良好，但對(duì)低速操縱效果卻不很令人滿意，因?yàn)楫?dāng)加速踏板被完全踩下時(shí)，節(jié)氣門太敏感。這意味著需要一個(gè)方法來(lái)通知系統(tǒng)司機(jī)正在操縱機(jī)器而不需要一正常的起動(dòng)。在目前的實(shí)施形式中，采用了一操縱模式開(kāi)關(guān)的形式或一在某低速檔的限制的形式。
經(jīng)發(fā)現(xiàn)，允許發(fā)生一定量的離合器打滑以使得車輛緩慢地移動(dòng)，并因此使得在有限空間內(nèi)以低速進(jìn)行精確操縱時(shí)更易于控制車輛，這樣特別有利。


圖1是示出了一安裝于車輛上并可根據(jù)本發(fā)明操作的一傳動(dòng)系的總體布置圖，和圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)的一流程圖。
該系統(tǒng)由一中央處理器CPU30控制，優(yōu)選地，中央處理器是一單個(gè)的信號(hào)處理單元，但可選地可以是多個(gè)分布式處理單元。在上述條件下，處理單元可以安裝于變速器上、在車輛駕駛室里、在發(fā)動(dòng)機(jī)上、在底盤上，或以上的任意組合中。變速器將通常有多個(gè)操作模式，包括手動(dòng)和自動(dòng)模式。還可以有附加的功能，使得可以調(diào)節(jié)換檔點(diǎn)以適應(yīng)主要/經(jīng)常條件。
司機(jī)所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)功率由THL22標(biāo)識(shí)，其輸出信號(hào)被沿鏈路23送往發(fā)動(dòng)機(jī)E并送往CPU30。司機(jī)也有一個(gè)速比換檔桿34，可用于選擇一個(gè)變速器速比(傳動(dòng)比)或在變速器處于自動(dòng)模式時(shí)超越CPU所作的選擇。離合器C的操作由其控制信號(hào)被送往離合器操縱機(jī)構(gòu)27的CPU控制。該變速器的操作通過(guò)一眾所周知的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，從而不構(gòu)成本發(fā)明的一部分。速比換檔桿34操縱機(jī)構(gòu)36內(nèi)的一套接觸器(contacts)以將一輸出信號(hào)提供給CPU30。換檔桿34供司機(jī)用于選擇一速比或超越由變速器所選擇的速比。向CPU的其它輸入來(lái)自分別測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)速度、變速器輸入軸速度與變速器輸出軸速度的傳感器ES、IS和OS。輸出軸速度可用于以眾所周知的方式?jīng)Q定車輛速度。
CPU接收來(lái)自適當(dāng)?shù)膫鞲衅鞯妮斎胄盘?hào)ES、IS和OS。變速器控制機(jī)構(gòu)29也提供關(guān)于當(dāng)前所嚙合的速比(GR)的信息。
CPU30接收來(lái)自ES和OS的輸入以及一個(gè)所要求的制動(dòng)作用程度BE的測(cè)量值。BE的值可以作為總體制動(dòng)作用程度的一個(gè)百分比提供，并從CAN總線數(shù)據(jù)系統(tǒng)讀取-如果該系統(tǒng)安裝于車輛上，或者它可以根據(jù)一剎車位置傳感器確定。
操縱模式的操作可以多種方式實(shí)施。在一種方法中，司機(jī)有一個(gè)在車輛儀表板上或檔位選擇機(jī)構(gòu)上的一個(gè)開(kāi)關(guān)。這個(gè)開(kāi)關(guān)可以被開(kāi)啟以指示要求一個(gè)操縱模式，并使得各種控制單元適當(dāng)?shù)胤磻?yīng)。
本實(shí)施例的一個(gè)可選的實(shí)施方法是，僅當(dāng)掛上倒檔、第一或第二檔時(shí)才可自動(dòng)地啟用操縱模式。
在本說(shuō)明書(shū)中，沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩定義為一使車輛感覺(jué)起來(lái)要從靜止?fàn)顟B(tài)準(zhǔn)備離開(kāi)時(shí)所需的轉(zhuǎn)矩值。該數(shù)據(jù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，并將取決于車輛的重量和類型。它可以被定性地描述為給司機(jī)造成一個(gè)至少傳動(dòng)系內(nèi)的任意松馳已被部分地拉緊、而且離合器接合過(guò)程已開(kāi)始、因而車輛已準(zhǔn)備好離開(kāi)的感覺(jué)時(shí)所需的轉(zhuǎn)矩。
沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩(Urge Torque)值將大于其凈值在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)為零的發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)矩。因此需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出以提供沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
為了能在低速下控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通常需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制機(jī)構(gòu)或結(jié)合到發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU的功能來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)。通過(guò)將增加發(fā)動(dòng)機(jī)速度到高于怠速50rpm，變速器CPU控制離合器和節(jié)氣門，并因此可以調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以滿足預(yù)定需求。
圖2示出了一開(kāi)始于假定車輛處于操縱模式時(shí)的流程圖。CPU感知發(fā)動(dòng)機(jī)速度ES、輸出軸速度OS和制動(dòng)作用程度的水平所要求的BE。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)，CPU就命令發(fā)動(dòng)機(jī)提供沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩UT。變速器輸出軸速度OS可以用于車輛速度的指示，并且，如果它小于一預(yù)定值，則程序繼續(xù)執(zhí)行。如果測(cè)試確定車輛在移動(dòng)，就退出程序。
假定程序繼續(xù)，下一步是確定車輛速度是否低于一預(yù)定值。如果發(fā)現(xiàn)車輛速度高于預(yù)定值，例如大約16kph(10mph)，那么車輛被判定為不在操縱模式。優(yōu)選地，如果車輛移動(dòng)，則速度上限(OS＜REF)應(yīng)該為5-10kph。在這些速度之上，系統(tǒng)應(yīng)該尋求離合器的充分接合，并進(jìn)入到不同的模式。
如果車輛速度小于預(yù)定參考速度值，就將計(jì)算一個(gè)根據(jù)所要求的制動(dòng)作用程度BE而修正的沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩修正值。所需沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩值按下式計(jì)算
UTMOD＝UT％-BE％然后命令發(fā)動(dòng)機(jī)提供上述沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩的修正水平(值)。此后，離合器操縱機(jī)構(gòu)被命令接合以傳遞與所要求的制動(dòng)作用程度值成反比的轉(zhuǎn)矩。
通過(guò)測(cè)量制動(dòng)作用程度，可控制離合器以改變傳遞到車輪的轉(zhuǎn)矩值并因此而改變打滑(程度)。通過(guò)完全松開(kāi)剎車，可以計(jì)算打滑量以允許車輛以一取決于例如車輛傳動(dòng)(變速)裝置、所選檔位、車輛重量、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速等因素的例如5-10kph的低速向前移動(dòng)。隨所要求的制動(dòng)作用程度的增加，傳遞的轉(zhuǎn)矩量減少直到車輛靜止并且所施加的制動(dòng)力足以阻止車輛滾動(dòng)。在這一階段，離合器完全脫開(kāi)，所以這時(shí)不存在離合器打滑。這一控制的打滑使得操縱更為容易，而且使得改善車輛控制成為可能。
由離合器傳遞的沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩水平與所要求的制動(dòng)作用程度值成反比。因此，剎車踏板踩下越重，則由離合器傳遞到驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩值就越低。
在一停止的位置，如果選擇了一較低的速比，而且司機(jī)緊緊地踩下剎車踏板并要求例如100％的制動(dòng)作用程度，則車輛不會(huì)移動(dòng)。當(dāng)剎車踏板被松開(kāi)時(shí)，離合器將開(kāi)始進(jìn)入打滑接合。所要求的制動(dòng)作用程度與離合器接合之間的反比關(guān)系將導(dǎo)致離合器打滑并向驅(qū)動(dòng)輪傳遞轉(zhuǎn)矩。隨著所傳遞的沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩值的增加將達(dá)到一點(diǎn)，在該點(diǎn)上包括由于施加壓力制動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦力的傳動(dòng)系內(nèi)的摩擦力小于修正的沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以車輛將移動(dòng)。
一旦剎車踏板被完全松開(kāi)，則傳遞的離合器轉(zhuǎn)矩將成為最大沖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但它通常不足以達(dá)到同步接合。同步接合(無(wú)打滑)通常只發(fā)生于下坡起動(dòng)時(shí)。
通過(guò)根據(jù)所要求制動(dòng)作用程度水平修正離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩值，可以減少離合器磨損并因此而延長(zhǎng)其使用壽命。
關(guān)于一摩擦式離合器，它可以被理解成一單個(gè)或多個(gè)盤式濕干離合器。(在一濕式離合器中，潤(rùn)滑油繞摩擦盤區(qū)域流通。)通常，將速度限定在一低目標(biāo)速度水平是適當(dāng)?shù)?，例如，大約5-10kph，但它們可以高達(dá)16kph(大約10mph)。也可以要求具有不同的最大前進(jìn)和后退速度。
權(quán)利要求
1.一種車輛離合器系統(tǒng)，可安裝于一原動(dòng)機(jī)與一多速比換檔變速傳動(dòng)系之間，離合器可從脫開(kāi)位置變換到接合位置，并可以響應(yīng)一來(lái)自于離合操縱機(jī)構(gòu)的命令信號(hào)將從原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞到變速器，信號(hào)處理裝置接收1)來(lái)自于車輛制動(dòng)系統(tǒng)的輸入信號(hào)，用以指示所要求的制動(dòng)作用程度的值，和2)表明車輛是否處于啟動(dòng)或操縱模式的指示信號(hào)，上述信號(hào)處理裝置將輸出命令信號(hào)提供給離合器操縱機(jī)構(gòu)，以在上述車輛處于啟動(dòng)或操縱模式時(shí)命令上述離合器與所要求的制動(dòng)作用程度值成反比關(guān)系地接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器系統(tǒng)，其特征在于，操縱模式僅可用于倒檔和最低的三種前進(jìn)速比的任一種中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離合器系統(tǒng)，其特征在于，操縱模式通過(guò)一專用選擇器機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇。
4.根據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的離合器系統(tǒng)，其特征在于，在操縱模式的最大車輛速度為16kph。
5.一種操作安裝于車輛一原動(dòng)機(jī)與一變速傳動(dòng)系之間的車輛離合器系統(tǒng)的方法，離合器可以接合并將從原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞到傳動(dòng)系，用于接收一指示所要求的制動(dòng)作用程度值的信號(hào)的裝置，用于接收指示車輛是否在操縱或啟動(dòng)模式的信號(hào)的裝置，信號(hào)處理裝置接收上述制動(dòng)作用程度信號(hào)和車輛操縱或啟動(dòng)模式信號(hào)作為輸入值，并對(duì)上述輸入值進(jìn)行處理以向離合器操縱機(jī)構(gòu)提供一個(gè)輸出信號(hào)，從而在假定車輛速度小于預(yù)定最大值時(shí)命令上述離合器與所要求的制動(dòng)作用程度量成反比地接合。
全文摘要
當(dāng)一車輛處于啟動(dòng)或操縱狀態(tài)，可以通過(guò)單獨(dú)操作制動(dòng)裝置控制車輛；摩擦式離合器的接合與操作者所要求制動(dòng)作用程度值成反比。
文檔編號(hào)B60W30/18GK1443124SQ01813044
公開(kāi)日2003年9月17日 申請(qǐng)日期2001年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月26日
發(fā)明者M·福勒, K·賴特, A·J·理查森, R·S·惠勒 申請(qǐng)人:伊頓公司