專利名稱：空檔怠速離合器的控制方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在具有發(fā)動機起停動力系的車輛中對具有空檔怠速功能的變速器的 換檔控制。
背景技術(shù)：
車輛變速器被設(shè)計成從發(fā)動機傳遞扭矩到一組驅(qū)動輪以便在輸出速度范圍之內(nèi) 驅(qū)動車輛。發(fā)動機輸出軸可以在需要發(fā)動機推進時選擇性地連接到變速器輸入軸。在手動 變速器中，可以壓下離合器踏板以允許駕駛員換檔和/或把變速器置入空檔狀態(tài)。在自動 變速器中，液力變矩器自動地提供這樣的發(fā)動機/變速器連接。
變矩器包括泵輪/泵、渦輪和定輪。變矩器充滿著油。泵可以通過螺栓連接到旋 轉(zhuǎn)的發(fā)動機飛輪上從而以發(fā)動機轉(zhuǎn)速連續(xù)旋轉(zhuǎn)，泵把油排入渦輪。渦輪連接到變速器輸入 軸，因此渦輪的旋轉(zhuǎn)最終引起相連的變速器輸入軸的旋轉(zhuǎn)。定輪把從渦輪排出的油改流回 泵。因此，變矩器的運用使可變液力耦合效應(yīng)能夠自動出現(xiàn)在發(fā)動機與變速器之間，由此允 許車輛減速到停止而不熄火，同時還允許在車輛低輸出速度下出現(xiàn)所需扭矩增大。
該可變滑差能力在處于某些變速器狀態(tài)或模式例如駐車檔(P)、空檔(N)或行駛 狀態(tài)即前進模式(D)或倒車模式(R)下的車輛怠速時允許發(fā)動機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。在一些變速器 設(shè)計中，這些變速器在行駛停止位置期間在空檔(N)狀態(tài)下工作，也就是，當(dāng)車輛達到處于 停止的零輸出速度或怠速并且發(fā)動機繼續(xù)運轉(zhuǎn)時，變速器可以自動切換到液壓空檔狀態(tài)， 稱作空檔怠速(Ni)。
某些車輛動力系例如混合動力電動車輛(HEV)動力系能夠選擇性地利用不同的 能量源以優(yōu)化燃油效率。具有全混合動力動力系的HEV能夠使用內(nèi)燃機和高壓能量儲存系 統(tǒng)(ESS)中的任一個或這兩個進行推進。也就是說，典型的全混合動力系能夠在起動HEV 后就立即用電推進以及在車輛加速至較低閾值速度期間用電力推進。一個或多個高壓電動 機/發(fā)電機單元(MGU)可以根據(jù)需要交替地從ESS抽取能量和向ESS傳遞能量。高于閾值 速度時，發(fā)動機能夠重新起動并且與變速器接合來提供所需推進扭矩。
輕度HEV的動力系缺乏單純通過電動方式推進HEV的能力，但是仍然保留了全混 合動力系的某些關(guān)鍵設(shè)計特征，例如，在怠速時選擇性關(guān)閉發(fā)動機或使發(fā)動機斷電的能力。 任何HEV的在車輛停止和/或運行在穩(wěn)定低速行駛模式下時選擇性關(guān)閉和重新起動發(fā)動機 的能力相對于傳統(tǒng)車輛設(shè)計而言具有特別省油的益處。發(fā)明內(nèi)容
因此，本文提供一種方法和裝置用于控制空檔怠速(Ni)離合器換檔操作以允許 帶有自動發(fā)動機起停功能的車輛利用NI狀態(tài)作為過渡換檔狀態(tài)。通過使用OT狀態(tài)作為過 渡換檔狀態(tài)，發(fā)動機剛關(guān)閉或關(guān)閉之前以及剛重新起動發(fā)動機，車輛傳動系就分離以最小 化傳動系干擾，并且可以在剛重新起動發(fā)動機時阻止扭矩增大。如上所述的，關(guān)閉發(fā)動機會 降低油耗，然而，這樣做可能引起變速箱的各個離合器和齒輪的暫時油壓損失。在剛重新起4動發(fā)動機和發(fā)動車輛時，最優(yōu)變速器控制就需要一定量的油壓，因此輔助裝置例如輔助泵 或壓力波動蓄能器可以用于這個目的，只要不脫離本發(fā)明的預(yù)期范圍。
在傳統(tǒng)動力系中，用輔助裝置維持油壓使得變速器能夠停留在第一檔。然而，起動 電動機必須抵抗靜止的渦輪和鎖定的齒輪箱轉(zhuǎn)動曲柄，這種狀況在發(fā)動機重新起動期間可 以沿著傳動系出現(xiàn)搖動和與燃燒相關(guān)的扭轉(zhuǎn)瞬態(tài)。因此，如本文所述的，根據(jù)所使用的特定 輔助裝置，本方法和裝置能夠使發(fā)動機關(guān)閉并且在空載或部分負載的狀態(tài)下重新起動。
車載控制器對使本方法具體化的算法的執(zhí)行在發(fā)動機剛關(guān)閉時使發(fā)動機卸載，并 且在發(fā)動機重新起動事件期間，在指定NI離合器重新應(yīng)用時使發(fā)動機卸載或部分負載。車 輛包括多檔自動變速器，例如本文所公開類型的6檔或8檔變速器，該變速器具有多個扭矩 傳遞機構(gòu)或離合器。這些離合器中的一個可以指定為NI離合器。該指定NI離合器可以選 擇性地被致動以進入NI狀態(tài)，并且還可以用于在第一檔發(fā)動車輛。
當(dāng)進入m狀態(tài)時，空載發(fā)動機關(guān)閉。該算法命令離合器壓力，根據(jù)具體的油助力 類型或輔助裝置(如果使用了的話)例如輔助泵或壓力波動蓄能器，該離合器壓力為零或 預(yù)知的復(fù)位彈簧壓力。發(fā)動機剛重新起動后，NI離合器就可以保持在預(yù)知的復(fù)位彈簧壓力 下或者經(jīng)由填充脈沖被命令，這同樣取決于油助力類型。用于車輛發(fā)動的離合器重新應(yīng)用 開始于發(fā)動機重新起動事件的預(yù)定時刻。當(dāng)車輛在發(fā)動期間開始移動時，繼續(xù)NI離合器的 重新應(yīng)用直到NI離合器被鎖止且車輛移動，該NI離合器還構(gòu)造成第一檔離合器。當(dāng)使用 部分負載狀態(tài)時，NI離合器可以在該過程的早期開始滑差并且拉低渦輪轉(zhuǎn)速。
具體地，提供一種車輛，其包括發(fā)動機、可選擇性地可單獨或相互組合地接合從而 建立多個前進模式的多個離合器，這些離合器中的一個指定為NI離合器。該發(fā)動機適于在 怠速或車輛靜止時關(guān)閉以節(jié)約怠速油耗?？刂破靼ㄋ惴?，該算法適于把變速器換檔成NI 狀態(tài)以在發(fā)動機關(guān)閉之前和在后續(xù)重新起動操縱期間至少部分地使發(fā)動機卸載。
還提供一種方法，用于在發(fā)動機關(guān)閉和重新起動事件期間把車輛的變速器換檔成 NI狀態(tài)，該變速器具有可選擇性地可單獨或相互組合地接合從而建立多個前進模式的多個 離合器。該方法包括使用控制器確定指令發(fā)動機關(guān)閉事件的存在；在關(guān)閉發(fā)動機之前使用 該控制器致動這些離合器中的指定為NI離合器的一個，由此進入所述NI狀態(tài)，由此至少部 分地使發(fā)動機卸載；以及，使用控制器確定指令發(fā)動機重新起動事件的存在。該方法還包括 在發(fā)動機保持至少部分卸載的同時起動發(fā)動機，然后致動該NI離合器由此發(fā)動車輛。
本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點及其他特征和優(yōu)點將通過對實施本發(fā)明的最佳模式的 下列詳細描述變得更明顯，同時參照附圖。
本發(fā)明還提供了如下方案
方案1. 一種車輛，包括
發(fā)動機；
多檔變速器，其具有多個離合器，所述多個離合器選擇性地可單獨或相互組合地 接合，從而建立多個前進模式，其中，所述離合器中的一個被指定為空檔怠速(Ni)離合器， 所述空檔怠速離合器選擇性地被致動以使所述變速器換檔成空檔怠速狀態(tài)；和
控制器，其具有適于使用所述空檔怠速離合器把所述變速器換檔成空檔怠速狀態(tài) 的算法；
其中，所述發(fā)動機適于在車輛怠速狀況期間自動關(guān)閉和重新起動，并且其中，所述控制器適于在發(fā)動機關(guān)閉之前通過致動所述空檔怠速離合器而把所述變速器換檔成空檔 怠速狀態(tài)從而至少部分地使所述發(fā)動機卸載，并且適于在所述發(fā)動機重新起動之后通過致 動所述空檔怠速離合器而把所述變速器換檔出空檔怠速狀態(tài)。
方案2.如方案1所述的車輛，其中，所述控制器適于在下列情況之一期間使用所 述空檔怠速離合器把所述變速器換檔成所述空檔怠速狀態(tài)零車輛速度狀態(tài)和從前進模式 的車輛滑行降速操縱。
方案3.如方案1所述的車輛，還包括輔助裝置，其適于在發(fā)動機關(guān)閉時維持向所 述變速器提供的流體壓力。
方案4.如方案3所述的車輛，其中所述控制器適于在發(fā)動機重新起動之前根據(jù)所 述輔助裝置是輔助泵還是壓力波動蓄能器來分別命令復(fù)位彈簧壓力和零填充壓力中的一 個以填充所述空檔怠速離合器。
方案5.如方案1所述的車輛，還包括行星齒輪組和自由旋轉(zhuǎn)元件，其中，所述自由 旋轉(zhuǎn)元件適于允許所述行星齒輪組的構(gòu)件僅在一個旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，并且其中，所述空檔 怠速離合器是所述旋轉(zhuǎn)式離合器中的一個，從而允許從第四檔換檔成所述空檔怠速狀態(tài)。
方案6.如方案1所述的車輛，其中，所述變速器構(gòu)造成6檔變速器和8檔變速器 中的一種。
方案7. —種用于車輛的控制器，所述車輛具有在車輛怠速狀態(tài)時適于自動關(guān)閉 和重新起動的發(fā)動機，其中，所述控制器適于在所述發(fā)動機關(guān)閉之前通過致動指定的空檔 怠速離合器而把所述車輛的多檔變速器換檔成空檔怠速(Ni)狀態(tài)從而至少部分地使所述 發(fā)動機卸載，并且適于在所述發(fā)動機重新起動之后通過致動所述空檔怠速離合器而把所述 變速器換檔出空檔怠速狀態(tài)。
方案8.如方案7所述的控制器，其中，所述控制器適于在下列情況之一期間把所 述變速器換檔成空檔怠速狀態(tài)零車輛速度狀態(tài)和從前進模式的車輛滑行降速操縱。
方案9.如方案7所述的控制器，其中，所述車輛包括輔助裝置，所述輔助裝置適于 在所述發(fā)動機關(guān)閉時維持向所述變速器提供的流體壓力，并且其中，所述控制器適于在發(fā) 動機重新起動之前根據(jù)所述輔助裝置的構(gòu)造來命令復(fù)位彈簧壓力和零填充壓力中的一個 以填充所述空檔怠速離合器。
方案10.如方案9所述的控制器，其中，所述輔助裝置是輔助泵和壓力波動蓄能器 中的一個，并且其中，所述控制器適于在所述輔助裝置是所述輔助泵時命令所述復(fù)位彈簧 壓力并且適于在所述輔助裝置是所述壓力波動蓄能器時命令所述零填充壓力。
方案11.如方案7所述的控制器，其中，所述算法包括在發(fā)動機關(guān)閉期間用于進入 所述空檔怠速狀態(tài)的第一組條件和就在發(fā)動機重新起動之后用于退出所述空檔怠速狀態(tài) 的第二組標(biāo)定的判據(jù)。
方案12. —種方法，用于在發(fā)動機關(guān)閉和重新起動事件期間把車輛變速器換檔成 空檔怠速(Ni)狀態(tài)，所述變速器具有選擇性地可單獨或相互組合地接合從而建立多個前 進模式的多個離合器，所述方法包括
使用控制器確定指令發(fā)動機關(guān)閉事件的存在；
在關(guān)閉所述發(fā)動機之前使用所述控制器致動所述離合器中的指定為空檔怠速離 合器的一個，由此進入所述空檔怠速狀態(tài)，從而至少部分地使所述發(fā)動機卸載；
確定指令發(fā)動機重新起動事件的存在；
在所述發(fā)動機保持至少部分卸載的同時起動所述發(fā)動機；以及
致動所述空檔怠速離合器由此發(fā)動車輛。
方案13.如方案12所述的方法，其中，在下列情況之一期間把所述變速器換檔成 所述空檔怠速狀態(tài)零車輛速度狀態(tài)和從前進模式的車輛滑行降速操縱。
方案14.如方案12所述的方法，還包括確定所述車輛是否裝配有用于在發(fā)動機 處于關(guān)閉時暫時向所述變速器提供壓力的輔助裝置，和在發(fā)動機重新起動之前根據(jù)所述輔 助裝置的構(gòu)造來命令復(fù)位彈簧壓力和零填充壓力中的一個以填充所述空檔怠速離合器。
方案15.如方案12所述的方法，還包括評估用于退出所述空檔怠速狀態(tài)的一組 條件，所述這組條件包括下列之一超過發(fā)動機轉(zhuǎn)速閾值和預(yù)定發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
方案16.如方案12所述的方法，其中，所述車輛裝備有與所述多個離合器流體連 通的壓力波動蓄能器，所述方法還包括發(fā)動機一重新起動就命令來自所述壓力波動蓄能 器的填充脈沖。


圖1是本發(fā)明的具有自動變速器、發(fā)動機起停功能和空檔怠速(Ni)離合器換檔控 制方法或算法的車輛的示意圖2A是圖1所示車輛可用的變速器的一個實施例的杠桿圖2B是圖1所示車輛可用的變速器的另一個實施例的杠桿圖2C是圖1所示車輛可用的變速器的又一個實施例的杠桿圖3是圖形流程圖，描述了適合于執(zhí)行本發(fā)明的OT離合器換檔控制方法的算法； 以及
圖4是一組車輛性能曲線，描述了在發(fā)動機起停循環(huán)期間的OT離合器換檔操作。
具體實施方式
參照這些附圖，其中，在全部這幾個圖中，相同的附圖標(biāo)記對應(yīng)于相同或相似的部 件，圖ι所示車輛10包括具有空檔怠速(Ni)換檔控制算法100的控制器(C) 26，如下文參 照圖3和4所描述的。控制器沈適合于執(zhí)行算法100，由此控制NI換檔事件連同發(fā)動機關(guān) 閉/重新起動或起停事件?？梢栽谲囕v10仍然移動的同時在從前進模式的滑行降速操縱 期間進入OT狀態(tài)，或者一旦車輛達到零速度就進入NI狀態(tài)。通過在下文中描述的特定車 載油助力類型的輔助下控制指定NI離合器的換檔操作，算法100的執(zhí)行允許發(fā)動機(E) 12 以部分負載或完全空載的狀態(tài)關(guān)閉和重新起動。
控制發(fā)動機12以提供起停功能，也稱之為自動停止/自動起動能力，其中，如上所 述的，在怠速或零速度時選擇性地關(guān)閉該發(fā)動機以省油。起動電動機11可以用于轉(zhuǎn)動曲柄 并且重新起動發(fā)動機12。發(fā)動機12經(jīng)由液力變矩器16選擇性連接自動變速器(T) 14。發(fā) 動機12的輸出軸13以發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)旋轉(zhuǎn)，變速器14的輸入軸15以渦輪轉(zhuǎn)速(Nt)旋 轉(zhuǎn)。通過變矩器16以可變比率發(fā)生向變速器14的輸入轉(zhuǎn)矩(Ti)傳遞。
變速器14還包括連接到一組車輪M的輸出軸18。輸出軸18最終承載著來自變 速器14的包括下文參照圖2A-C描述的指定NI離合器的各個離合器和齒輪組17的變速器輸出扭矩(T。)由此推進車輛10。在不脫離本發(fā)明預(yù)期范圍的情況下，此結(jié)構(gòu)中可以包含差 速器(未示出)。
可以使用由來自主變速器泵(P) 33的流體在管道壓力(Pl)下提供動力的電動液 壓控制器選擇性地致動離合器和齒輪組17。泵33可以構(gòu)造成從油箱35提取流體37，該流 體具有溫度(Tsimp)。然而，在本發(fā)明范圍內(nèi)，還可以使用其它的非流體致動方法或裝置。另 外，可以使用可選輔助裝置(AUX) 33A以確保在發(fā)動機停機狀態(tài)期間和剛重新起動發(fā)動機 時向變速器14傳遞足夠的油壓，可選輔助裝置(AUX) 33A例如是適合于在發(fā)動機12重新起 動時暫時把油引向離合器和齒輪組17的電操作輔助流體泵或壓力波動蓄能器。
繼續(xù)參照圖1，變速器14可以構(gòu)造成多檔變速器，例如，下文參照圖2A-C描述的類 型的6檔或8檔變速器，具有OT狀態(tài)功能。變速器14具有指定OT離合器，其能夠在從前 進模式的滑行降速操縱且車輛10仍在移動(即第一檔或更高前進檔)期間或車輛10剛達 到零速度就被自動地致動從而建立NI狀態(tài)，這取決于車輛的構(gòu)造。
在空檔怠速(Ni)狀態(tài)中，變速器14可以處于行駛(D)模式，同時，電動液壓離合 器壓力調(diào)節(jié)閥(未示出)降低指定NI離合器上的壓力，由此把變速器置入如上所述的部分 負載的"液壓空檔"狀態(tài)。算法100所使用的數(shù)據(jù)可以常駐在控制器沈的內(nèi)部或可以被 控制器26獲取，并且可以在其它變速器狀態(tài)例如空檔(N)和駐車檔(P)期間被控制器沈 采樣/處理。
可以被采樣以確定適當(dāng)?shù)腘I狀態(tài)進入條件的車輛數(shù)據(jù)可以包括但不局限于車 輛輸出速度(仏)，這個數(shù)值可以由為了清楚起見在圖1中單獨示出的一個或多個傳感器39 測定，但是傳感器39也可以按照需要安置在車輛10的內(nèi)部，例如在輸出軸18處或沿著輸 出軸18和/或在車輪M處，等等；節(jié)氣門輸入裝置例如示例性加速踏板^A的節(jié)流等級 (Th% )；制動等級(B)，例如踏板位置/行程和/或施加到制動踏板29B上的制動力；變速 器14的PRNDL設(shè)置⑶；容納在油箱35中或從油箱35傳遞的流體37的溫度(Tsump)；車載 診斷信息；等。
仍參照圖1，發(fā)動機12和變矩器16與控制器沈相通訊，控制器沈構(gòu)造成存儲和 存取算法100。算法100又專門適于執(zhí)行本發(fā)明的方法，如下參照圖3和4的描述?？刂?器沈可以構(gòu)造成基于微處理器的裝置，其具有像微處理器或CPU、存儲器和電路這樣的普 通元件，其中，存儲器包括但不局限于只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、電可擦 可編程只讀存儲器(EEPROM)等等，電路包括但不局限于高速時鐘(未示出)、模/數(shù)(A/ D)電路、數(shù)/模(D/A)電路、數(shù)字信號處理器或DSP以及必要的輸入/輸出(I/O)裝置及其 他信號調(diào)節(jié)和/或緩沖電路。無論如何構(gòu)造，控制器沈都可操作以根據(jù)需要至少執(zhí)行圖3 的算法100，從而在從前進模式的滑行降速操縱期間進入OT狀態(tài)。
控制器沈適合于接收、讀取和/或測量、計算，并記錄或存儲各種所需測量、數(shù)值 或圖形，包括例如通過具有統(tǒng)一標(biāo)為(Nx)的一個輸出速度或多個輸出速度的一個或多個速 度傳感器39獲得的完整描述發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)、渦輪轉(zhuǎn)速(Nt)和變速器輸出速度(N》的任 何所需讀數(shù)。速度信號(隊)、(化)可以經(jīng)由導(dǎo)電線路電傳送，但是在本發(fā)明范圍內(nèi)也可以使 用其它傳送方式，例如射頻(RF)發(fā)射器和接收器。
變矩器16包括在泵輪或泵32與渦輪34之間的定輪30?？蛇x的鎖止式變矩器離 合器(TCC) 31還可以用來在高于閾值鎖止速度時選擇性地把泵32與渦輪34鎖在一起。泵32可以通過螺栓或其它方式直接連接到輸出軸13，由此以發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)旋轉(zhuǎn)。在變矩器 16內(nèi)部，渦輪34由流體37驅(qū)動并且連接到變速器14的輸入軸15。因此，渦輪34的旋轉(zhuǎn) 最終使輸入軸15以小于或等于發(fā)動機轉(zhuǎn)速( )的渦輪轉(zhuǎn)速(Nt)旋轉(zhuǎn)。變速器14內(nèi)出現(xiàn) 的粘性阻力或摩擦損失可能使渦輪轉(zhuǎn)速(Nt)減小到稍小于發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)的等級，如圖4 所示，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的。
參照圖2A，圖1的變速器14示為構(gòu)造成6檔前輪驅(qū)動變速器的變速器114，其可 以適合于用作后輪驅(qū)動(RWD)或前輪驅(qū)動(FWD)變速器。變速器114可以相應(yīng)地包括第一 和第二齒輪組140和150 ；制動離合器CB^和CBRl，即離合器43和離合器136 ；以及，旋轉(zhuǎn) 式離合器C35R和C 1234，即離合器53和離合器138。
在圖2A的6檔實施例中，上述離合器的下列任一個可以用作上述的指定NI離合 器從而從前進模式或從靜止?fàn)顟B(tài)進入空檔怠速(Ni)離合器CBRl即離合器136，以及離合 器C1234即離合器138。對于離合器136，可以從與如第一檔的高檔位進入NI狀態(tài)；對于離 合器138，可以從與如第四檔的高檔位進入NI狀態(tài)。當(dāng)使用離合器138時，自由旋轉(zhuǎn)元件 (Fl) 19用來阻止相對于第二齒輪組150的結(jié)點156的旋轉(zhuǎn)。
第一齒輪組140可以包括結(jié)點142、144和146，在一個可行實施例中，可以分別為 齒圈(Rl)、齒輪架構(gòu)件(PCl)和太陽齒輪(Si)。輸入軸15可以直接連接到結(jié)點142并且 連接到離合器C456即離合器51的輸入側(cè)。結(jié)點144可以連接到離合器C1234即離合器 138的輸入側(cè)，并且連接到離合器C35R即離合器53的輸入側(cè)。結(jié)點146固定到固定構(gòu)件 觀。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的，圖2A-C中所使用的術(shù)語例如C1234指的是用于建立 第一、第二、第三、第四檔即各個前進模式中的每一個的離合器(C)，各個前進模式可以用如 此標(biāo)記的離合器來建立。同樣地，在同一離合器名稱中使用的字母B或R分別指的是制動 離合器和倒檔。
第二齒輪組150包括結(jié)點152、154、156和157，它們可以分別具體化為太陽齒輪 (S2)、齒圖(R2)、行星齒輪架(PC2)和另一太陽齒輪(S2A)。結(jié)點IM直接連接到變速器輸 出軸18并且以輸出速度(T。ut)旋轉(zhuǎn)。結(jié)點156連接到離合器CBRl即離合器136的輸入側(cè)， 該離合器還連接到固定構(gòu)件觀。
如上所述，在不脫離本發(fā)明預(yù)期范圍的情況下，離合器136和138中的任何一個可 以用作指定NI離合器。當(dāng)使用離合器138時，可選的自由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(Fl) 19可以連接在固 定構(gòu)件觀與節(jié)點156之間以允許僅在一個旋轉(zhuǎn)方向上的相對于結(jié)點156的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)使用 離合器136作為NI離合器時，省去自由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)19。
參照圖2B，圖1的變速器14示為構(gòu)造成6檔前輪驅(qū)動變速器的變速器214，與圖2A 的變速器類似，變速器214可以適合于用作后輪驅(qū)動(RWD)或前輪驅(qū)動(FWD)變速器。變 速器214可以相應(yīng)地包括第一、第二和第三齒輪組240、250和沈0 ；制動離合器CB^、CBRl 和CB 1234，即離合器243、離合器236和離合器238 ；以及，旋轉(zhuǎn)式離合器C35R和C456，即 離合器253和離合器251。
在圖2B的6檔實施例中，離合器CB 1234即離合器238可以用于從靜止?fàn)顟B(tài)或從 前進模式進入空檔怠速(Ni)。當(dāng)使用離合器238時，自由旋轉(zhuǎn)元件(Fl) 19可以用來阻止相 對于第二齒輪組250的結(jié)點2M的旋轉(zhuǎn)。齒圈(Rl)、行星齒輪架(PC 1)和太陽齒輪(Si)。輸入軸15可以分別經(jīng)由離合器251和 253選擇性地連接到結(jié)點244和M6。結(jié)點242直接連接到第三齒輪組沈0的結(jié)點沈4。
第二齒輪組250包括結(jié)點2M、256和257，在一個可行實施例中，可以分別構(gòu)造成 齒圈(R2)、行星齒輪架(PC2)和太陽齒輪(S2)。結(jié)點257直接連接到變速器輸入軸15。結(jié) 點2M連接到第一齒輪組MO的結(jié)點M4。自由旋轉(zhuǎn)元件(Fl) 19連接到固定構(gòu)件觀與以 允許僅在一個旋轉(zhuǎn)方向上的相對于結(jié)點254的旋轉(zhuǎn)。
第三齒輪組260包括結(jié)點沈2、264和沈6，它們可以分別具體化為齒圈(舊)、行星 齒輪架(PC3)和太陽齒輪(S3)。結(jié)點266經(jīng)由離合器CB1234即離合器238選擇性地連接 到固定構(gòu)件觀。結(jié)點264連接到第一齒輪組MO的結(jié)點M2，并且連接到變速器14的輸出 軸18。結(jié)點262直接連接到第二齒輪組250的結(jié)點256。
在上述特定實施例中，離合器238即CB1234可以用作NI離合器。當(dāng)使用離合器 238時，自由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(Fl) 19可以連接在齒輪組240和250各自的結(jié)點244與2M之間，以 允許僅在一個旋轉(zhuǎn)方向上的相對于結(jié)點2M的旋轉(zhuǎn)。如果省去F1，離合器236即CBRl能夠 用作NI離合器。
參照圖2C，在又一個實施例中，圖1所示的變速器14可以構(gòu)造成8檔變速器，F(xiàn)WD 或RWD的，其具有多個齒輪組和離合器，即圖1的離合器和齒輪17。變速器14可以包括第 一、第二、第三和第四齒輪組40、50、60和70，制動離合器CB12;345R和CB1278R即離合器41 和離合器36 ；以及，旋轉(zhuǎn)式離合器C13567、C2;3468和C45678R，即離合器38、離合器58和離 合器48。
在圖2C的8檔實施例中，上述離合器的下列任一個可以用于從靜止?fàn)顟B(tài)或從前進 模式進入空檔怠速(Ni):離合器CB 1278R即離合器36 ；制動離合器CB12345R即離合器41 ； 和離合器C13567即離合器38。對于離合器36，可以從與如第二檔一樣的高檔位進入NI狀 態(tài)；對于離合器41，可以從與如第五檔一樣的高檔位進入；對于離合器38，可以從與如第一 檔一樣的高檔位進入。
第一齒輪組40可以包括結(jié)點42、44和46，它們可以分別為太陽齒輪(Si)、行星齒 輪架(PCl)和齒圈(Rl)。結(jié)點46可以經(jīng)由離合器CB 12345R即離合器41選擇性地連接 到固定構(gòu)件觀。結(jié)點42可以經(jīng)由離合器CB 1278R即離合器36選擇性地連接到固定構(gòu)件 28。結(jié)點42還連接到第二齒輪組50的結(jié)點52。齒輪組50的結(jié)點M連接到旋轉(zhuǎn)式離合器 C13567即離合器38的輸入側(cè)，具有輸入轉(zhuǎn)矩(Tin)的變速器輸入軸15也是如此。結(jié)點56 連接到第三齒輪組60，如下文所解釋的。
第二齒輪組50可以包括結(jié)點5254和56，它們可以分別為太陽齒輪(S2)、行星齒 輪架(PC2)和齒圈(R2)。結(jié)點52可以直接連接到齒輪組40的結(jié)點42。結(jié)點M可以直接 連接到變速器輸入軸15。
第三齒輪組60可以包括結(jié)點62、64和66，它們可以分別為太陽齒輪(S!3)、行星齒 輪架(PC3)和齒圈(R3)。結(jié)點66可以直接連接到第二齒輪組50的結(jié)點56，并且通過離合 器C23468即離合器58和離合器C13567即離合器38選擇性地連接到結(jié)點M。
第四齒輪組70可以包括結(jié)點72、74和76，它們可以分別為太陽齒輪(S4)、行星齒 輪架(PC4)和齒圈(R4)。結(jié)點76經(jīng)由構(gòu)件45直接連接到結(jié)點44。結(jié)點74直接連接到變 速器輸出軸18，并且經(jīng)由構(gòu)件47直接連接到第三齒輪組60的結(jié)點64。結(jié)點72經(jīng)由離合器C45678R即離合器48選擇性地連接到結(jié)點62。
參照圖3連同圖1的車輛10和圖4的車輛性能曲線75，算法100的執(zhí)行利用M 狀態(tài)連同發(fā)動機開/關(guān)或起停循環(huán)來最小化傳動系干擾。圖4包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)的軌跡 (線82)、渦輪轉(zhuǎn)速(Nt)的軌跡(線84)、發(fā)動機運轉(zhuǎn)標(biāo)記85、制動器開/關(guān)狀態(tài)86以及描 述用于離合器控制的不同指令壓力的用線87、88和94表示且下文解釋的各種軌跡，其中， 發(fā)動機運轉(zhuǎn)標(biāo)記85的數(shù)值1表示發(fā)動機開/起動狀態(tài)，數(shù)值0表示發(fā)動機關(guān)/停止?fàn)顟B(tài)。
算法100開始于步驟102，其中，如果使用了一個輔助系統(tǒng)33A，就打開該輔助系統(tǒng) 或準(zhǔn)備好，并且其中，檢查一組條件(X)以確定是否可繼續(xù)進行發(fā)動機關(guān)閉過程。
條件(X)可以包括但不局限于，確定在發(fā)動機關(guān)閉期間在圖4的發(fā)動機轉(zhuǎn)速軌跡 即線82上的大致點80處M狀態(tài)已經(jīng)開始，確定在同一軌跡的點91附近處或之前車輛處 于靜止，按照制動開/關(guān)狀態(tài)的指示應(yīng)用圖1的制動踏板^B，圖4中線88的預(yù)知的復(fù)位 彈簧壓力(Pks)被記錄或可用，如果這樣配備的話，輔助系統(tǒng)33A工作并且主動向包含用來 在發(fā)動機關(guān)閉時進入NI狀態(tài)的指定OT離合器在內(nèi)的離合器和齒輪17供應(yīng)油壓(Paux)(線 87)。如果出現(xiàn)條件(X)，算法100就繼續(xù)到步驟104，否則就退出。
在步驟104處，在有效的NI狀態(tài)期間，指定NI離合器例如圖2A的離合器1234的 離合器壓力保持為預(yù)知的復(fù)位彈簧壓力(Pks)，如圖4的線88的高度所表示的，并且然后繼 續(xù)到步驟106。
在步驟106處，發(fā)動機12自動關(guān)閉。在線82的大致點91處把發(fā)動機運轉(zhuǎn)標(biāo)記85 設(shè)為零以表明已經(jīng)完成了發(fā)動機關(guān)閉。如所指示的，按照制動開/關(guān)狀態(tài)86的“1”狀態(tài)的 指示，應(yīng)用圖1的制動踏板^B。算法100繼續(xù)到步驟108。
在步驟108處，算法100命令NI離合器壓力為預(yù)定等級，用圖4中的Px表示。該 等級(Px)取決于變速器14內(nèi)所使用的具體油助力類型。也就是說，如果可采用輔助泵形 式的輔助系統(tǒng)33A，就可以命令以預(yù)知的復(fù)位彈簧壓力(Pks)即圖4的線88向指定NI離合 器提供油壓。如果使用壓力波動蓄能器，或如果在發(fā)動機關(guān)閉狀態(tài)期間沒有提供油助力，NI 離合器就可以被命令為零壓力，如線182所指示的。算法100然后繼續(xù)到步驟110。
在步驟110處，檢查另一組條件(Y)以確定是否可以開始發(fā)動機12的后續(xù)重新起 動。例如，條件(Y)可以包括，駕駛員的腳離開圖1的制動踏板^B，把PRNDL桿移出行駛 檔，確定車載裝置是否需要空調(diào)或熱量，等等。如果裝備有可選的壓力波動蓄能器，該蓄能 器可以開始向指定NI離合器供油，如圖4中的線187的脈沖89所指示的。算法100然后 繼續(xù)到步驟112。
在步驟112處，發(fā)動機12被轉(zhuǎn)動曲柄并且起動，例如，使用起動電動機11或使用 皮帶式交流發(fā)電機起動機(BAS)系統(tǒng)(如果裝備了的話)。變矩器16的渦輪34開始連同 發(fā)動機輸出軸13—起旋轉(zhuǎn)。如果裝備了壓力波動蓄能器或者除了泵33之外沒有任何油助 力機構(gòu)，可以任選地向指定NI離合器命令填充脈沖。不然，可以命令線88的復(fù)位彈簧壓力 (Pes)以開始填充NI離合器，其也構(gòu)造成第一檔離合器。如果裝備了輔助泵，該輔助泵能夠 被命令從而泵33所最終供油的液壓或其它離合器控制系統(tǒng)(未示出)可以在發(fā)動機處于 關(guān)閉的同時命令線88的復(fù)位彈簧壓力(Pks)，且在發(fā)動機轉(zhuǎn)動曲柄期間維持復(fù)位彈簧壓力 (Pks)，直到主泵33接管。算法100繼續(xù)到步驟114。
在步驟114處，檢查另一組條件(Z)以確定NI離合器是否可以被致動。例如，條件(Z)可以包括超過標(biāo)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速極值，或者發(fā)動機運轉(zhuǎn)標(biāo)記85從數(shù)值0變成數(shù)值1 的事件，即，發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到大致點81處。如果滿足條件(Z)，算法100就繼續(xù)到步驟116， 否則，算法100繼續(xù)到步驟118。
在步驟116處，執(zhí)行NI離合器控制以阻止圖4的線84所表示的渦輪轉(zhuǎn)速(Nt)升 高到超出發(fā)動機轉(zhuǎn)速(Ne)(線82)的標(biāo)定范圍。車輛10開始發(fā)動，并且算法100繼續(xù)到步 驟 120。
在步驟118處，當(dāng)不滿足步驟114的條件(Z)時，可以執(zhí)行另一或默認(rèn)換檔順序。 例如，可以進入NI之外的狀態(tài)以發(fā)動車輛10，例如命令最大維持壓力以引起負載起動。算 法然后繼續(xù)到步驟120。
在步驟120處，指定NI離合器被命令到全壓力，也就是，從點92的等級升至線94 的最大維持壓力。當(dāng)使用圖2A的離合器C1234為指定NI離合器時，例如，這個壓力等級能 夠用來完成向第一檔的換檔，并且車輛10將開始以第一檔向前行使。一旦發(fā)動就完成算法 100，此后由最高級變速器換檔控制算法(未示出)提供全面的換檔控制權(quán)限。
因此，通過使用OT狀態(tài)作為過渡換檔狀態(tài)，使用控制器沈的算法100的執(zhí)行允許 發(fā)動機12關(guān)閉并且在空載或部分負載狀態(tài)下重新起動。算法100的執(zhí)行可以在發(fā)動機重 新起動和關(guān)閉期間提供最優(yōu)傳動系平順性，并且可以在城市行車狀況或其它容易導(dǎo)致發(fā)動 機起-停循環(huán)的停車-起步交通狀況時提供更低的怠速耗油率，例如當(dāng)發(fā)動機12關(guān)閉時是 零。
盡管已經(jīng)詳細描述了實施本發(fā)明的最佳方式，但熟悉本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人 員將看出多種替換方案和實施例，用于在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種車輛，包括發(fā)動機；多檔變速器，其具有多個離合器，所述多個離合器選擇性地可單獨或相互組合地接合， 從而建立多個前進模式，其中，所述離合器中的一個被指定為空檔怠速(Ni)離合器，所述 空檔怠速離合器選擇性地被致動以使所述變速器換檔成空檔怠速狀態(tài)；和控制器，其具有適于使用所述空檔怠速離合器把所述變速器換檔成空檔怠速狀態(tài)的算法；其中，所述發(fā)動機適于在車輛怠速狀況期間自動關(guān)閉和重新起動，并且其中，所述控制 器適于在發(fā)動機關(guān)閉之前通過致動所述空檔怠速離合器而把所述變速器換檔成空檔怠速 狀態(tài)從而至少部分地使所述發(fā)動機卸載，并且適于在所述發(fā)動機重新起動之后通過致動所 述空檔怠速離合器而把所述變速器換檔出空檔怠速狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述控制器適于在下列情況之一期間使用所述空 檔怠速離合器把所述變速器換檔成所述空檔怠速狀態(tài)零車輛速度狀態(tài)和從前進模式的車 輛滑行降速操縱。
3.如權(quán)利要求1所述的車輛，還包括輔助裝置，其適于在發(fā)動機關(guān)閉時維持向所述變 速器提供的流體壓力。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛，其中所述控制器適于在發(fā)動機重新起動之前根據(jù)所述輔 助裝置是輔助泵還是壓力波動蓄能器來分別命令復(fù)位彈簧壓力和零填充壓力中的一個以 填充所述空檔怠速離合器。
5.如權(quán)利要求1所述的車輛，還包括行星齒輪組和自由旋轉(zhuǎn)元件，其中，所述自由旋轉(zhuǎn) 元件適于允許所述行星齒輪組的構(gòu)件僅在一個旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，并且其中，所述空檔怠速 離合器是所述旋轉(zhuǎn)式離合器中的一個，從而允許從第四檔換檔成所述空檔怠速狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述變速器構(gòu)造成6檔變速器和8檔變速器中的一種。
7.一種用于車輛的控制器，所述車輛具有在車輛怠速狀態(tài)時適于自動關(guān)閉和重新起 動的發(fā)動機，其中，所述控制器適于在所述發(fā)動機關(guān)閉之前通過致動指定的空檔怠速離合 器而把所述車輛的多檔變速器換檔成空檔怠速(Ni)狀態(tài)從而至少部分地使所述發(fā)動機卸 載，并且適于在所述發(fā)動機重新起動之后通過致動所述空檔怠速離合器而把所述變速器換 檔出空檔怠速狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的控制器，其中，所述控制器適于在下列情況之一期間把所述變 速器換檔成空檔怠速狀態(tài)零車輛速度狀態(tài)和從前進模式的車輛滑行降速操縱。
9.如權(quán)利要求7所述的控制器，其中，所述車輛包括輔助裝置，所述輔助裝置適于在所 述發(fā)動機關(guān)閉時維持向所述變速器提供的流體壓力，并且其中，所述控制器適于在發(fā)動機 重新起動之前根據(jù)所述輔助裝置的構(gòu)造來命令復(fù)位彈簧壓力和零填充壓力中的一個以填 充所述空檔怠速離合器。
10.一種方法，用于在發(fā)動機關(guān)閉和重新起動事件期間把車輛變速器換檔成空檔怠速 (Ni)狀態(tài)，所述變速器具有選擇性地可單獨或相互組合地接合從而建立多個前進模式的多 個離合器，所述方法包括使用控制器確定指令發(fā)動機關(guān)閉事件的存在；在關(guān)閉所述發(fā)動機之前使用所述控制器致動所述離合器中的指定為空檔怠速離合器 的一個，由此進入所述空檔怠速狀態(tài)，從而至少部分地使所述發(fā)動機卸載； 確定指令發(fā)動機重新起動事件的存在； 在所述發(fā)動機保持至少部分卸載的同時起動所述發(fā)動機；以及 致動所述空檔怠速離合器由此發(fā)動車輛。
全文摘要
一種空檔怠速離合器的控制方法和裝置，提供對空檔怠速(NI)離合器的控制以允許帶有自動發(fā)動機起停功能的車輛在發(fā)動機剛關(guān)閉或恰在關(guān)閉之前利用空檔怠速狀態(tài)作為過渡換檔狀態(tài)，以最小化傳動系干擾。通過控制該空檔怠速狀態(tài)，車輛傳動系分離，并且可以在剛重新起動發(fā)動機時阻止扭矩增大。算法的執(zhí)行使發(fā)動機在剛關(guān)閉時卸載，在發(fā)動機重新起動事件期間在指定空檔怠速離合器重新起用時使發(fā)動機卸載或部分負載?？諜n怠速離合器可以是具有多個扭矩傳遞機構(gòu)或離合器的多檔自動變速器例如6檔或8檔變速器的一個部件。這些離合器中的一個被指定為空檔怠速離合器，并且該指定空檔怠速離合器可以選擇性地被致動以進入空檔怠速狀態(tài)連同發(fā)動機關(guān)閉/重新起動。
文檔編號B60W10/04GK102030000SQ20101029692
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者D·W·賴特, M·P·波特爾, R·F·小羅喬基 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司