控制具有泵輪離合器的傳動(dòng)裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及車輛控制領(lǐng)域。更具體地，本公開涉及傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，該傳動(dòng)系統(tǒng)包 括具有栗輪分離離合器的變矩器。
【背景技術(shù)】
[0002] 許多車輛在包括前進(jìn)運(yùn)動(dòng)和倒車運(yùn)動(dòng)兩者的寬的車速范圍內(nèi)被使用。但是，某些 類型的發(fā)動(dòng)機(jī)只能夠在窄的速度范圍內(nèi)有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，經(jīng)常采用能夠以多種傳動(dòng)比有 效地傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)裝置。當(dāng)車輛處于低速時(shí)，傳動(dòng)裝置通常以高傳動(dòng)比運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使發(fā)動(dòng) 機(jī)扭矩倍增以提高加速度。在高車速時(shí)，使傳動(dòng)裝置以低傳動(dòng)比運(yùn)轉(zhuǎn)允許與安靜、節(jié)省燃料 的巡航關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。通常，傳動(dòng)裝置具有安裝到車輛結(jié)構(gòu)的殼體、由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng) 的輸入軸和通常經(jīng)由差速器總成驅(qū)動(dòng)車輪的輸出軸，所述差速器總成在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)允許左 車輪和右車輪以稍微不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
[0003] 即使選擇了非常高的傳動(dòng)比，當(dāng)車輛靜止時(shí)，齒輪箱的輸入轉(zhuǎn)速也是零。由于內(nèi)燃 發(fā)動(dòng)機(jī)在軸轉(zhuǎn)速為零時(shí)不能夠產(chǎn)生扭矩，因此通常在發(fā)動(dòng)機(jī)和齒輪箱輸入軸之間使用某種 類型的起動(dòng)裝置。用于自動(dòng)傳動(dòng)裝置的常用的起動(dòng)裝置是液力耦合器。液力耦合器是具有 栗輪和渦輪的液力扭矩傳遞裝置，栗輪和渦輪以環(huán)面形狀圍繞傳動(dòng)裝置軸線。當(dāng)栗輪旋轉(zhuǎn) 得比渦輪快時(shí)，栗輪使流體沿著環(huán)面旋轉(zhuǎn)而在渦輪上施加扭矩并且在栗輪上施加阻力矩。 變矩器是一種還包括保持不旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)輪的液力耦合器。所述導(dǎo)輪改變流體方向，使得施加 到渦輪的扭矩大于栗輪上的阻力矩。當(dāng)車輛靜止時(shí)，渦輪也靜止而栗輪可連接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲 軸。由于栗輪和渦輪之間的轉(zhuǎn)速差，使得栗輪阻礙曲軸的旋轉(zhuǎn)。阻力矩足夠小而不會(huì)使發(fā) 動(dòng)機(jī)熄火。然而，為了克服阻力矩，發(fā)動(dòng)機(jī)除消耗空載怠速下所需要的燃料之外還必須消耗 額外的燃料。多倍的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩被傳遞至連接到渦輪的齒輪箱輸入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 一種傳動(dòng)裝置包括變矩器和控制器。變矩器包括栗輪和渦輪，栗輪通過栗輪離合 器選擇性地連接到傳動(dòng)裝置輸入軸，渦輪通過栗輪被液力地驅(qū)動(dòng)?？刂破骰诠烙?jì)的栗輪 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)栗輪離合器的扭矩容量?；跍u輪轉(zhuǎn)速和渦輪扭矩的估計(jì)值以及栗輪轉(zhuǎn)速、渦輪 轉(zhuǎn)速和渦輪扭矩之間的已知的關(guān)系來估計(jì)栗輪轉(zhuǎn)速。例如，已知的關(guān)系可被存儲(chǔ)為得出渦 輪扭矩的渦輪轉(zhuǎn)速和栗輪轉(zhuǎn)速的二次多項(xiàng)式?？刂破骺赏ㄟ^針對(duì)栗輪轉(zhuǎn)速求解這樣的方程 式來估計(jì)栗輪轉(zhuǎn)速。控制器可使用輸入軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量值和栗輪轉(zhuǎn)速的估計(jì)值來調(diào)節(jié)栗輪離 合器的扭矩容量以在栗輪和輸入軸之間保持目標(biāo)打滑速度。
[0005] -種控制栗輪離合器的方法包括：測(cè)量渦輪轉(zhuǎn)速；估計(jì)渦輪扭矩；基于所述渦輪 轉(zhuǎn)速和渦輪扭矩估計(jì)栗輪轉(zhuǎn)速；然后基于估計(jì)的栗輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)栗輪離合器的扭矩容量。所 述方法還可包括：測(cè)量傳動(dòng)裝置輸入轉(zhuǎn)速，并通過從測(cè)量的傳動(dòng)裝置輸入轉(zhuǎn)速減去估計(jì)的 栗輪轉(zhuǎn)速來估計(jì)栗輪離合器打滑。扭矩容量可被調(diào)節(jié)以保持目標(biāo)打滑速度?？赏ㄟ^接收來 自渦輪軸扭矩傳感器的信號(hào)來估計(jì)渦輪扭矩?；蛘?，可通過估計(jì)不同的軸（例如，輸出軸） 上的扭矩并除以已知的扭矩比來估計(jì)渦輪扭矩。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種傳動(dòng)裝置，包括：栗輪；離合器，被構(gòu)造為選擇性地將栗輪 連接至輸入軸；渦輪；以及控制器，被配置為：估計(jì)渦輪轉(zhuǎn)速和渦輪扭矩；基于栗輪轉(zhuǎn)速、渦 輪轉(zhuǎn)速和渦輪扭矩之間的關(guān)系估計(jì)栗輪轉(zhuǎn)速；基于估計(jì)的栗輪轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)離合器的扭矩容 量。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器還被配置為：接收指示輸入軸的轉(zhuǎn)速的信 號(hào)；通過從輸入軸的轉(zhuǎn)速減去估計(jì)的栗輪轉(zhuǎn)速來計(jì)算栗輪離合器打滑。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器通過控制器局域網(wǎng)接收指示輸入軸的轉(zhuǎn)速 的信號(hào)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器存儲(chǔ)將渦輪扭矩等同于栗輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn) 速的函數(shù)的方程式的表示，并通過利用估計(jì)的渦輪轉(zhuǎn)速和估計(jì)的渦輪扭矩針對(duì)栗輪轉(zhuǎn)速求 解所述方程式來估計(jì)栗輪轉(zhuǎn)速。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述函數(shù)是二次多項(xiàng)式。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種方法，包括：接收來自渦輪轉(zhuǎn)速傳感器和渦輪扭矩傳感器的 信號(hào)；基于所述信號(hào)調(diào)節(jié)栗輪離合器的扭矩容量以保持目標(biāo)栗輪離合器打滑。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括：接收來自傳動(dòng)裝置輸入轉(zhuǎn)速傳感器 的信號(hào)，其中，調(diào)節(jié)栗輪離合器的扭矩容量以在栗輪和傳動(dòng)裝置輸入軸之間保持目標(biāo)打滑 速度。
【附圖說明】
[0013] 圖1是車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。
[0014] 圖2是具有栗輪離合器的變矩器的示意圖。
[0015] 圖3是控制圖2的栗輪離合器的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 在此描述了本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，公開的實(shí)施例僅為示例，其它實(shí) 施例可以采取多種和替代的形式。附圖無需按比例繪制；可放大或縮小一些特征以顯示特 定組件的細(xì)節(jié)。所以，此處公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域 技術(shù)人員以多種形式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的，參照 任一【附圖說明】和描述的多個(gè)特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中說明的特征組合以產(chǎn)生 未明確說明或描述的實(shí)施例。說明的特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實(shí)施例。然而，與 本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和變型可以期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?br>[0017] 圖1示意性地示出了車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)10。粗實(shí)線指示機(jī)械動(dòng)力流而虛線指示信 息流。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12通過轉(zhuǎn)化在燃料源中儲(chǔ)存的化學(xué)能而產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力。傳動(dòng)裝置14調(diào) 節(jié)由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械動(dòng)力的轉(zhuǎn)速和扭矩，以適合車輛的當(dāng)前需求。來自傳動(dòng)裝置14的機(jī) 械動(dòng)力通過差速器20到達(dá)左車輪16和右車輪18。差速器20將大致相等的扭矩提供至每 個(gè)車輪，同時(shí)（例如，當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)）允許微小的轉(zhuǎn)速差異。在后輪驅(qū)動(dòng)的車輛布置中，差 速器還使旋轉(zhuǎn)軸線改變大致90°，并通過固定的主減速比調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和扭矩。在前輪驅(qū)動(dòng)構(gòu) 造中，差速器可集成到傳動(dòng)裝置中，這可被稱為驅(qū)動(dòng)橋。
[0018] 傳動(dòng)裝置14包括兩個(gè)動(dòng)力傳遞階段：具有栗輪離合器的變矩器22和齒輪箱24。 變矩器將來自傳動(dòng)裝置輸入軸26的動(dòng)力和扭矩傳遞至渦輪軸28。齒輪箱24提供多個(gè)傳 動(dòng)比，包括多個(gè)前進(jìn)檔傳動(dòng)比和至少一個(gè)倒檔傳動(dòng)比。齒輪箱24可包括多個(gè)可控離合器， 所述多個(gè)可控離合器以多種組合方式接合從而建立多個(gè)固定的傳動(dòng)比?？蛇x地或組合地， 齒輪箱24可包括能夠在固定的極限之間建立任何傳動(dòng)比的變速機(jī)（variator)。變速機(jī)和 離合器對(duì)來自傳動(dòng)裝置控制器30的命令作出響應(yīng)。這些命令可例如通過調(diào)節(jié)電流（進(jìn)而 調(diào)節(jié)活塞應(yīng)用室（piston apply chamber)中的流體壓力）被傳達(dá)。傳動(dòng)裝置控制器30基 于來自多個(gè)傳感器的輸入信息確定合適的命令。這些傳感器可包括渦輪轉(zhuǎn)速傳感器32、渦 輪扭矩傳感器34或加速計(jì)36。傳動(dòng)裝置控制器30與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器38雙向通信，發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器38將命令發(fā)送至發(fā)動(dòng)機(jī)12以調(diào)節(jié)機(jī)械動(dòng)力產(chǎn)生。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器38從各種傳感器 (例如，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器40)接收信號(hào)，并可經(jīng)由控制器局域網(wǎng)將這些信號(hào)提供至傳動(dòng)裝 置控制器30。雖然傳動(dòng)裝置控制器30和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器38被示出為單獨(dú)的通信控制器，但 是它們的功能可集成到單個(gè)控制器中或分配至車輛中的其它通信控制器。
[0019] 圖2示意性地示出了變矩器22。變矩器22將兩個(gè)平行的動(dòng)力流路徑從傳動(dòng)裝置 輸入軸26提供至渦輪軸28。液力動(dòng)力流路徑包括栗輪離合器42、栗輪44和渦輪46。栗輪 44通過栗輪離合器42選擇性地連接至輸入軸26。栗輪離合器是選擇性地將變矩器的栗輪 連接至傳動(dòng)裝置輸入軸的主動(dòng)控制摩擦離合器。渦輪46固定地連接到渦輪軸28。導(dǎo)輪48 通過被動(dòng)單向離合器52連接到傳動(dòng)裝置殼體50。在低渦輪軸轉(zhuǎn)速時(shí)，當(dāng)栗輪離合器42至 少部分地接合時(shí)，栗輪44使流體圍繞環(huán)面（torus)從栗輪44流動(dòng)到渦輪46、導(dǎo)輪48并返 回到栗輪44。導(dǎo)輪48通過單向離合器52被保持不旋轉(zhuǎn)，使得導(dǎo)輪48能夠改變流體方向并 提供反作用扭矩用于扭矩倍增。當(dāng)渦輪46的轉(zhuǎn)速接近栗輪42的轉(zhuǎn)速時(shí)，環(huán)面中的流體隨 栗輪和渦輪圍繞輸入軸周向地流動(dòng)。然后單向離合器52超越，從而導(dǎo)輪48能夠旋轉(zhuǎn)而不 是阻止這種流動(dòng)。傳動(dòng)裝置輸入軸26通過旁通離合器54選擇性地連接到渦輪軸28而提 供第二動(dòng)力流路徑。
[0020] 栗輪離合器42和旁通離合器54兩者均是具有對(duì)液壓回路中的流體壓力變化作出 響應(yīng)的扭矩容量的主動(dòng)控制摩擦離合器。液壓回路可以是專用的回路，其唯一的功能是控 制離合器?；蛘?，液壓回路還可以用于其它功能（例如，將流體供應(yīng)至變矩器環(huán)面）。當(dāng)扭 矩容量被命令為零時(shí)，通過離合器被選擇性地連接的元件以不同的轉(zhuǎn)速自由旋轉(zhuǎn)，被傳遞 的唯一的扭矩是小的寄生阻力矩。這被稱為打開狀態(tài)。在部分