專利名稱：改善設有渦輪壓氣機的熱力發(fā)動機的車輛速比改變的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于設有渦輪壓氣機的熱力發(fā)動機車輛的改進速比的變化方法。本發(fā)明的目標尤其是要改進車況和速比變化的性能。本發(fā)明有利地主要應用于高負荷的速比的改變，在所述改變過程中，離合器在重新獲得扭矩的過程中會達到大扭矩。
背景技術：
已知包括設有渦輪壓氣機的熱力發(fā)動機的機動車輛允許向發(fā)動機提供過多的碳氫燃料以提高發(fā)動機的填充率。通過干式、濕式(或其他類型)離合器實現的耦合/去耦系統保證了熱力發(fā)動機和與連接在前橋總成上的變速器之間的連接。如有必要，車輛也可以包括與通過控制啟動器實現的發(fā)動機獨立的啟動系統?！ぎ斔俦雀淖儠r，離散速比為N的變速器意味著需要開啟離合器從而實現變速器內部的齒輪減速比的變化，所述變化之后是離合器的控制關閉以為了迎合駕駛者的需要。由扭矩中斷所引起的速度的缺失從駕駛車況來看會造成損失?？偟貋碚f，對于增壓發(fā)動機(汽油或柴油)存在兩種最大扭矩-在考慮一些限制例如排煙限制的情況下與通過在瞬間t的給定轉速狀態(tài)下的發(fā)動機能達到的最大扭矩相符的最大動態(tài)扭矩，和-沒有響應時間限制的與通過給定轉速狀態(tài)下的發(fā)動機所能達到的最大扭矩相符的全負載扭矩。需要注意的是，熱力發(fā)動機的最大動態(tài)扭矩與其轉速狀態(tài)和增壓(在其被增壓時)的壓力有關，總地說-轉速狀態(tài)越高，提供給熱力發(fā)動機的扭矩越小，-增壓壓力下降的越快，最大動態(tài)扭矩越需要更多的時間與全負載扭矩相吻合。圖I示出了在現有技術條件下高負荷速比變化方法的實施過程中，離合器扭矩Cemb、發(fā)動機扭矩Cmth、最大動態(tài)扭矩Cdyn、全負載扭矩Cstat以及發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth和原動軸轉速狀態(tài)Wap的發(fā)展情況。更具體地說，在瞬間to時刻，離合器的逐漸開啟是在控制之下的。在to——tl的扭矩取消的階段，離合器的扭矩Cemb和發(fā)動機扭矩Cmth逐漸地減小以達到零扭矩。此外，由于發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth在速比改變之前是非常高的以及發(fā)動機供給的碳氫原料越來越少,最大動態(tài)扭矩Cdyn下降。由于離合器確保了發(fā)動機軸和原動軸之間的連接,原動軸轉速狀態(tài)Wap與發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth被混同。在瞬間tl時刻，離合器是打開的且保持打開狀態(tài)直到瞬間t2。在時間段[tl，t2中，離合器的扭矩Cemb和發(fā)動機扭矩Cmth為零，速比發(fā)生改變。此外，原動軸與發(fā)動機軸之間去耦，原動軸的轉速狀態(tài)Wap相對于發(fā)動機的轉速狀態(tài)Wmth減小。發(fā)動機被越來越少地供給，最大動態(tài)扭矩Odyn繼續(xù)減小。在瞬間t2和t3之間，產生新的速比，扭矩重新產生，在其產生過程中處于滑移階段的離合器在扭矩方面非?？斓厣仙驮谒查gt21達到最大動態(tài)扭矩Cdyn。離合器的扭矩Cemb隨后受限于以非常慢的速度只與全負載扭矩Cstat吻合的最大動態(tài)扭矩Cdyn的變化。這種現象的原因是，在[t2，t3]時扭矩取消和逐漸增大的階段中，增壓壓力在發(fā)動機扭矩Cmth取消之后非?？斓叵陆?。在離合器對接階段，原動軸的轉速狀態(tài)Wap趨向于減小的發(fā)動機的轉速狀態(tài)Wmth。原動軸的轉速狀態(tài)Wap隨后在離合器關閉時與發(fā)動機的轉速狀態(tài)Wrnth混同。當最大動態(tài)扭矩的重新獲得的扭矩只能在瞬間t向熱力發(fā)動機供給時，控制速比改變的傳統方式限制了離合器的扭矩Cemb。這就允許離合器扭矩設定值在所有離合器滑移的情況下都是在安全范圍內不存在熱力發(fā)動機轉速狀態(tài)崩潰的風險以及允許對熱力發(fā)動機轉速狀態(tài)進行調節(jié)。然而，這樣的方法會導致在兩個沖程中進行扭矩的重新獲得，隨后扭矩快速地達到動態(tài)扭矩，然后慢慢地向全負荷扭矩發(fā)展，這就會在速比變化的過程中造成速度大量降低。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目標尤其是要避免在兩個沖程中進行扭矩的重新獲得這樣的不利情況的發(fā)生。因此，本發(fā)明在于對離合器進行不同地引導，從而為扭矩的增大提前做好準備，所述扭矩的增大與熱力發(fā)動機的轉速狀態(tài)和增壓壓力的下降有關。更具體地說，在重新獲得扭矩的階段，離合器滑移，離合器的扭矩上升超過最大動態(tài)扭矩以為了能夠有利地達到全負荷扭矩。也可以利用與熱力發(fā)動機的最大扭矩和熱力發(fā)動機慣性相符的補充扭矩。這就避免了在兩個沖程中重新獲得扭矩，這是因為對離合器的扭矩設定值賦予對接狀態(tài)下的熱力發(fā)動機的可預想的最大扭矩。此外，本發(fā)明允許加速熱力發(fā)動機轉速狀態(tài)的下降和因此減少與扭矩缺失有關的高轉速狀態(tài)的持續(xù)時間。本發(fā)明因此涉及對包括驅動系的車輛實施的改善速比改變的方法，所述驅動系由以下構成-能夠通過渦輪壓氣機進行增壓的熱力發(fā)動機，-所述熱力發(fā)動機具有與在給定瞬間給定轉速狀態(tài)下的發(fā)動機能達到的最大扭矩相符的最大動態(tài)扭矩，和沒有響應時間限制的與通過給定轉速狀態(tài)下所能達到的最大扭矩相符的全負載扭矩，和-設置在熱力發(fā)動機和與車輛橋總成之一相連接的變速器之間的離合器，所述方法包括以下步驟-逐漸地打開離合器以達到為零的離合器扭矩，-實施速比的改變，-在離合器滑移階段引導離合器遵循扭矩設定值，和-關閉離合器，其特征在于，
-在離合器滑移階段中，扭矩設定值是大于熱力發(fā)動機最大動態(tài)扭矩的扭矩。根據實施所述，扭矩設定值是全負荷扭矩。根據實施所述，離合器開始進入滑移階段之后，扭矩設定值在200—600ms之間達到。根據實施所述，在滑移階段過程中的離合器扭矩的增大以可校準的方式根據熱力發(fā)動機轉速狀態(tài)和變速器的原動軸的轉速狀態(tài)之間的差異進行控制。根據實施所述，發(fā)動機轉速狀態(tài)和原動軸轉速狀態(tài)之間的差異越大，離合器扭矩的設定值就越大以為了利用發(fā)動機的慣性。根據實施所述，在監(jiān)測計算器的存儲器中儲存的映射圖在轉速差異和離合器設定值轉矩之間建立對應性。


本發(fā)明將通過以下描述和參考附圖被更好地理解。所述附圖僅作為本發(fā)明的示例給出，而不具有限制性。在所述附圖中-圖1(已描述)是在根據現有技術所述的速比變化方法實施過程中，離合器扭矩、發(fā)動機扭矩以及可觀察到的發(fā)動機轉速狀態(tài)和原動軸轉速狀態(tài)的發(fā)展情況的示意圖；-圖2:是根據本發(fā)明所述方法實施的車輛發(fā)動機組的示意圖；-圖3:是在根據本發(fā)明所述的速比變化方法實施過程中，離合器扭矩、發(fā)動機扭矩以及可觀察到的發(fā)動機轉速狀態(tài)和原動軸轉速狀態(tài)的發(fā)展情況的示意圖。相同的元件在附圖中保持相同的參考數字。
具體實施例方式圖2示出了根據本發(fā)明所述方法實施的機動車輛發(fā)動機組I的示意圖。更具體地說，所述發(fā)動機組I包括通過傳統耦合/去耦系統7與離散速比為N的變速器6發(fā)生聯系的驅動裝置4。所述變速器6通過橋的下降(未示出)與前橋總成相連。驅動裝置4設有允許向裝置增壓的渦輪壓氣機9以為了提高填充率。驅動裝置4采用例如內燃式發(fā)動機、汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機或其它飛輪的發(fā)動機。而耦合/去耦系統7通過傳統干濕式或其他離合器而實現。變速器6可以是手動操作的變速器GWMP)或Dct式(英語是Dual Clutch Transmission)的雙離合變速器。此外，車輛包括獨立于驅動裝置4的“停止和啟動”式的能夠快速且安靜地將車輛啟動的啟動系統11。一旦車輛的速度小于限值，系統11監(jiān)控驅動裝置4且離合器7開啟；和一旦車輛的速度大于限值，系統11自動地重新啟動驅動裝置4且離合器7逐漸地關閉。每個部件4、6、7、11被近似控制計算器13. I——13. 4所操控，所述近似控制計算器13. I—13. 4其本身被計算器15即監(jiān)測計算器15 (真實的或虛擬的，即包括在近似控制計算器其中之一中)所控制，所述監(jiān)測計算器15采取決策和使行動同步從而響應駕駛者的意愿。所述監(jiān)測計算器15根據車輛狀況和壽命形勢來控制起重鏈。監(jiān)測計算器15尤其可以決定運行方式、協調過渡階段和選擇運行點從而使碳氫燃料的消耗、污染減少和車況都實現最優(yōu)。為此，監(jiān)測計算器15尤其接收由計算器13. 2輸出的變速器6的狀態(tài)輸入數據EB，以及由計算器13. I輸出的發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth和由計算器13. 2輸出的原動軸轉速狀態(tài)Wap。監(jiān)測計算器15也向離合器7發(fā)送扭矩設定值Ccons。圖3示出了在根據本發(fā)明所述的高負荷速比變化方法實施過程中的離合器扭矩Cemb、發(fā)動機扭矩Cmth以及發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth和原動軸轉速狀態(tài)Wap的發(fā)展情況。更具體地說，在瞬間to，監(jiān)測計算器15控制離合器7的逐漸打開。當在to和tl之間扭矩取消階段中，離合器扭矩Cemb和發(fā)動機扭矩Cmth逐漸減小以為了達到零扭矩。此外，由于發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth在速比改變之前已經很高且發(fā)動機4越來越少地進行碳氫原料的供給，最大動態(tài)扭矩Cdyn下降。由于離合器7確保發(fā)動機軸和原動軸之間的連接，原動軸轉速狀態(tài)Wap與發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth混同。在瞬間tl，離合器7是開啟的且保持開啟狀態(tài)直至瞬間t2。在[tl，t2]的時間段中，離合器扭矩Cemb和發(fā)動機扭矩Cmth為零，監(jiān)測計算器15控制速比的變化。此外，原動軸與發(fā)動機軸去耦，原動軸轉速狀態(tài)Wap相對于發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth減少。發(fā)動機被越來越少地供給，最大動態(tài)扭矩Cdyn繼續(xù)下降。 在t2瞬間和t3瞬間之間，在監(jiān)測計算器15檢測出新的速比已實現(EB = +1)，可以觀測到扭矩重新獲得，在所述扭矩重新獲得的過程中由監(jiān)測計算器15向離合器7輸送的扭矩設定值Ccons大于全負荷扭矩Cdyn。優(yōu)選地,所述設定值扭矩設定值Ccons是全負荷扭矩Cstat。因此，如圖所示，離合器7在扭矩方面上升的非常快且在瞬間t21’達到最大動態(tài)扭矩Cdyn。因此，不再存在現有技術下的在兩個沖程中重新獲得扭矩的現象，隨之是離合器扭矩Cemb首先達到最大動態(tài)扭矩Cdyn,然后全負荷扭矩Cstat符合曲線Cdyn。相對于現有技術下的方法所獲得的扭矩由陰影區(qū)域17所表示。需要注意的是，在本發(fā)明中，時間T是指離合器7滑移和全負荷扭矩Cstat在200——600ms之間的時間段達到，所述T在現有技術下的速比變化方法中一般大于600ms。在離合器7逐漸關閉的階段，發(fā)動機4轉速狀態(tài)Wmth比在現有技術下下降地更快，轉速下降時刻的速度差由陰影區(qū)域18所表示。熱力發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth加快下降改善了速比改變的聲效。與此同時，原動軸轉速狀態(tài)Wap向發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth發(fā)展，隨后在瞬間t3之后在離合器7關閉時與發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth混同。離合器7扭矩在離合器滑移階段中的增大可以以可校準的方式根據發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth和變速器原動軸轉速狀態(tài)Wap之間的差異進行控制。尤其是，發(fā)動機轉速狀態(tài)Wmth和原動軸轉速狀態(tài)Wap之間的差異越大，扭矩增大的越多以為了利用發(fā)動機的慣性。因此，在速度差異和離合器設定值的扭矩Ccons之間建立對應性的映射圖A可以被儲存在監(jiān)測計算器15的存儲中。
權利要求
1.對包括驅動系的車輛實施的改善速比改變的方法，所述驅動系由以下構成 -能夠通過渦輪壓氣機(9)被增壓的熱力發(fā)動機(4)， -所述熱力發(fā)動機(4)具有與在給定瞬間給定轉速狀態(tài)下的能達到的最大扭矩相符的最大動態(tài)扭矩(Cdyn)，和沒有響應時間限制的與通過給定轉速狀態(tài)下所能達到的最大扭矩相符的全負荷扭矩(Cstat)，和 -設置在熱力發(fā)動機(4)和與車輛橋總成之一(8)相連接的變速器(6)之間的離合器(7), 所述方法包括以下步驟 -逐漸地打開離合器(7)以達到為零的離合器扭矩(Cemb)， -實施速比的改變， -在離合器(7)滑移階段引導離合器(7)遵循扭矩設定值(Ccons)，和 -關閉離合器(7)， 其特征在于， -在離合器(7)滑移階段中，扭矩設定值(Ccons)是大于熱力發(fā)動機(4)最大動態(tài)扭矩(Cdyn)的扭矩。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述扭矩設定值(Ccons)是全負荷扭矩(Cstat)。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于，離合器(J)開始進入滑移階段之后(T周期)，扭矩設定值(Ccons)在200——600ms之間達到。
4.根據權利要求I——3項其中之一項所述的方法，其特征在于，離合器扭矩(Cemb)在滑移階段中的增大可以以可校準的方式根據發(fā)動機轉速狀態(tài)(Wmth)和變速器(6)原動軸轉速狀態(tài)(Wap)之間的差異進行控制。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，發(fā)動機轉速狀態(tài)(Wmth)和原動軸轉速狀態(tài)(Wap)之間的差異越大，離合器(7)的扭矩設定值(Ccons)就越大以為了利用發(fā)動機的慣性。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，在監(jiān)測計算器(15)的存儲器中儲存的映射圖(C)在轉速差異和離合器(7)設定值扭矩(Ccons)之間建立對應性。
全文摘要
本發(fā)明涉及對包括熱力發(fā)動機(4)的車輛實施的改善速比改變的方法，所述熱力發(fā)動機(4)能夠通過渦輪壓氣機(9)被增壓，離合器(7)設置在熱力發(fā)動機(4)和與車輛橋總成之一(8)相連接的變速器(6)之間。符合本發(fā)明所述，在離合器(7)滑移階段中，扭矩設定值(Ccons)是大于熱力發(fā)動機(4)最大動態(tài)扭矩(Cdyn)的扭矩。
文檔編號B60W10/02GK102917931SQ201080062677
公開日2013年2月6日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2010年1月29日
發(fā)明者F·加利諾, G·羅克 申請人:標致·雪鐵龍汽車公司