自动摩擦式离合器和自动摩擦式离合器系统的控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于计算为使一车辆产生“向前冲”的感觉所需的预定转矩量的修正值的方法，该修正值考虑车辆的重量与其所运行于其上的坡度，然后命令发动机产生上述修正转矩，并传送上述修正冲动转矩到一离合装置，以根据当前操作条件实现“向前冲”的感觉。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆变速器的改进，特别地，涉及安装有自动变速器和离合系统的车辆。一自动机械式变速器(AMT)包括一个换档变速器并通常还包括一控制档位选择与档位选择机构的操作的中央处理器(CPU)。通常，AMT与传统的摩擦式离合器相接合，而非众所周知的液力变矩器。在更先进的AMT之中，离合器控制也是自动的，而在驾驶室内司机只有两个踏板，一个节气门踏板或油门踏板和一个刹车踏板。正常或手动操作的离合器控制离合器并不给司机一种“向前冲”的感觉。在静止时，离合器通常完全脱开，以最小化离合器磨损，并避免由离合器的连续打滑造成的过度热耗散。在这些条件下，如果司机既不采用驻车制动器也不通过踏板踩下行车制动器，就不能防止安装有AMT的车辆向前或向后滚动(rolling)。在具有6、9或更多前进速比的商用车辆中，可以选择一不是第一档的档位用于接合。通常在这些具有6个速度变速级的车辆里，起动档为第2或第3档。对载重更重些的具有12或16个速度变速的车辆里，起动档通常为第3或第5档，并偶尔地在车辆为空载并处于下坡方向时为第7档。通过一系列的起动速比的选择，可以选择一个可以使启动阶段的离合器打滑与热量产生最小化的速比。要求为司机提供一个在车辆准备启动并可以在接到命令时迅速离开的指示。在本说明书中，“向前冲”的表达方法就是为了说明车辆准备好移动，以及传动系松弛部分已被拉紧，并使司机感觉如果松开刹车装置车辆将会移动。它并不一定意味着车辆将向前(或向后)爬行(creep)尽管对于一个安装了传统变矩器的车辆而言趋于如此，但它用于说明足够的转矩正被通过车辆传动系传递以拉紧传动系部件中的任意松弛，而且车辆在静止于一个坡上且没有施加刹车时将不会沿下坡方向滚动。冲动转矩(urgetorque)是一个形成向前冲的感觉所需的转矩，并使得车辆感觉起来就要从静止状态离开。它是一个经验决定的数据并将取决于车辆的重量与类型。它可以被定性地描述为给司机造成一个至少传动系内的任意松弛已被部分地拉紧、而且离合器接合过程已开始、因而车辆已准备好移动的感觉所需的转矩。允许离合器部分接合以提供在零速度条件下的打滑部分地重现了变矩器类系统的感觉，并提供一个此类系统所经历的向前冲的感觉。自动离合系统可以被编程来传递一个更大的转矩，并因此提供一有限的移动量并因此而重现该“爬行”功能。可选择地，当车辆在一上坡时，希望能提供一个坡度保持能力，其中车辆可以通过以怠速或稍微高于怠速运转的发动机和打滑的离合器而保持静止，无需施加额外的刹车力。同样清楚的是，当一车辆为空载时，防止车辆向后滚动所需的转矩比当车辆空载或在平坦的表面上所需的要大。显然，要求保证足够的转矩以提供在特定的条件下即当车辆最小化其打滑量以及因此而产生的热量以使离合器寿命最大化时的向前冲。该传动系由中央处理器(CPU)30控制，优选地，中央处理器是一单个处理单元，但可选地可以是多个分布式处理单元。在上述条件下，处理单元可以安装于变速器上、在车辆驾驶室里、在发动机上、在底盘上或以上的任意组合上。变速器通常有多个操作模式，包括手动和自动模式。还可以有附加的功能，使得可以调节换档点以适应目前的主要/经常条件。司机所要求发动机功率由THL22标识，其输出信号被送往CPU30。CPU30然后将所需功率作为一个输出信号沿链路23送往发动机E进行通信。司机也有一个速比换档杆34，可用于选择一个变速器速比或在变速器处于自动模式时超越(override)CPU所选择的速比。离合器的操作由其控制信号被送往离合器操纵机构27的CPU控制。该变速器的操作将通过一众所周知的机构实现，从而不构成本专利技术的一部分。速比换档杆34操纵机构36内的一套接触器(contacts)以将一输出信号提供给CPU30。换档杆34供司机用于选择一速比或超越由变速器CPU所选择的速比。向CPU的其他输入来自分别测量发动机速度、变速器输入轴速度与变速器输出轴速度的传感器ES、IS和OS。输出轴速度以众所周知的方式决定车辆速度。变速器控制机构29也将提供关于当前所啮合的速比(GR)的信息。根据这一信息，可以按照已知的方式计算GVW。另一个获得GVW信息的途径可以是SAE J1939数据链路或“CAN总线”系统(如果其中之一安装于该车辆之上)。图2示出了实施本专利技术的一个流程图。节气门位置THL、输出轴速度OS、发动机速度ES和输入轴速度IS的值取自传感器22、25、28和30，并提供给处理这些信息的CPU以确定车辆是处于一上坡、平地还是下坡，以及还用于确定车辆重量。然后，坡度与重量信息被用于计算在特定条件下将车辆保持于一稳定静止状态所需的转矩(修正冲动转矩)。冲动转矩通常被定义为一个特定的由发动机控制以提供给司机一个向前冲的感觉的转矩值，也就是说，传动系内的松弛已被拉紧，车辆已准备待发。通常对一特定类型的车辆而言它是一个特定的转矩值，并已根据经验确定。一运行于可达例如26吨(大约50000lbs)的中型载重车辆，一大约61Nm的冲动转矩(大约45ftlbs)被确认为一优值。影响冲动转矩精确值的因素包括车辆结构、以及是否车辆被优选为以一最小延迟值平稳启动，或是否一较慢的响应时间是所容许的。CPU计算在特定条件下保持车辆所需的修正冲动转矩的值，即UTMOD。如该车辆位于一平坦的表面上，冲动转矩将等于通常所存贮的预定值。如果车辆处于一个上坡，则将需要较多的转矩保持车辆就位而不后退。与当车辆处于平地上而其他条件相同时相比，尽管正常的向前冲转矩将减缓车辆后退的速度，但如果可能的话，要求额外提供一个坡度保持能力。在提供一充分的坡度保持能力时，需要考虑多个重要的标准，首要地是离合器的热性能，及其在坡度保持过程中所产生的热耗散能力。显然，小容量/能力(capacity)离合器与较大容量的(离合器)相比将具有一个较低的热容量(和转矩传递能力)，对相同尺寸的离合器而言，安装有冷却器的湿离合器比普通湿离合器有更大的容量，而普通湿离合器本身比干离合器有更多的容量。在确定一个系统是否可以有一个充分的坡度保持能力时，要考虑这些因素。同样重要的是结合(安装)其设计与细节在本专利技术范围之外的热警告与热保护系统。如果车辆位于下坡，那么将要求减小修正的冲动转矩以使之小于该冲动转矩。减小后的值有多个优点，其中之一是减少了离合器打滑与离合器磨损。另外，如果车辆面向下坡，要求具有向前冲的感觉但要有一减少的强度，以使得车辆不沿下坡方向加速，除非司机要求或通过压下节气门命令这种加速度。可以看出，修正冲动转矩并非一直是大于预定的冲动转矩，在下坡条件下它可以小些。尽管其值可以低，但不可以为负，并在传动系内的松弛将被拉紧时不能为零。为了使发动机产生所需转矩，需要提高发动机速度于怠速之上，首要的是要保证发动机的控制依靠变速器CPU而非发动机CPU。取决于发动机而超出怠速50至100rpm的增加是需要的，但通常50rpm就足以达到所需的效果。自动变速器的CPU可通常根据输入传感器信息，例如，变速器输入轴速度、输出轴速度、速比和车辆加速度/减速度计算道路的坡度与车辆总重量(GVW)。可选地，这些信息可以取自SAE J1939数据链路或CAN总线(如果安装于车辆上)。利用坡度与GVW的值以及关于发动机转矩特征的信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动摩擦式离合器（Ｃ），它被适配地安装于一车辆，可用于接合以将从发动机（Ｅ）的功率传递到一机械式换档变速器（１１）以及一个用于控制离合器操作并可以向发动机（Ｅ）和变速器发送命令信号的中央处理器（ＣＰＵ）；多个传感器（２２、２５、２８和３０），其输出用作中央处理器（ＣＰＵ）的输入，用于计算车辆位于其上的坡度以及车辆的重量（ＧＶＷ）；坡度与车辆重量的计算结果被中央处理器（ＣＰＵ）用于计算一修正冲动转矩值（ＵＴ↓［ＭＯＤ］），并用以提供给发动机（Ｅ）命令信号以将一个等于修正冲动转矩（ＵＴ↓［ＭＯＤ］）的转矩输出传送至离合器（Ｃ），并向离合器操纵机构（２７）提供命令信号，以与上述离合器（Ｃ）接合以传送上述修正冲动转矩（ＵＴ↓［ＭＯＤ］）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M福勒，AJ理查森，RS惠勒，K赖特，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]