专利名称：通过主动发动机转速控制实现可选择的单向离合器或机械二极管的接合的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及具有可选择的单向离合器的变速器。
背景技术：
该部分的综述只是提供了与本发明相关的背景信息，并不构成现有技术。本发明涉及车辆动力系内的具有可选择的单向离合器的变速器，该单向离合器用 于选择性地将扭矩从输入部件传输到输出部件。一种潜在实施方案包括可选择的单向离合 器，与旋转输入离合器组合使用，所述旋转输入离合器打滑以在前进和倒车方向上接合。离 合器接合可以通过多种已知的方法完成。在摩擦离合器接合结构中，所述变速器内的一个 或多个离合器打滑并且逐渐接合，以便逐渐将来自所述发动机的扭矩传输到所述变速器用 于启动。在无摩擦离合器接合结构中，离合器接合在没有离合器打滑的情况下进行，这就要 求在接合发生之前需要使离合器同步。变速器以多种变速器档位状态之一工作，限定了施加在所述输出部件上的扭矩的 方向，和描述施加在所述输入部件的扭矩和所述输出部件上的扭矩的关系的传动比。示例 性的变速器，包括八个传动档位，包括六个前进档，一个倒车档，和一个空档档位。一种装配自动变速器的车辆动力系可以包括位于所述发动机和变速器之间的变 矩器。在替代方案中，可以将飞轮和隔离器结构用在所述发动机和变速器之间。某些自动 变速器包括低速/倒车制动离合器和单向离合器，以便当输入离合器打滑时沿正向和反向 提供反扭矩，从而在没有变矩器的情况下启动所述车辆。单向离合器被用于多种用途，以便将来自第一可旋转传动部件或输入部件如输入 座圈或第一连结板的动力，选择性输入到第二独立的从动部件或输出部件，如输出座圈或 第二连结板。在使用时，当所述传动部件相对从动部件沿一个第一方向旋转时所述离合器 传输扭矩。当所述传动部件相对从动部件的相对旋转方向是沿相反的或第二方向时，所述 离合器会释放或使传动部件与从动部件分离。一旦释放，所述传动部件即可沿所述第二相 反的方向相对所述从动部件自由旋转。在该模式下，所述单向离合器是自由的以超速或" 超越“。超越使得所述车辆能够以惯性滑行运动方式行进，所述传动系与所述发动机分离， 以便消除与所述传动系旋转所述发动机相关的损失。发动机制动是一种操作，借此减少输送到所述传动部件的扭矩，维持所述传动部 件和从动部件之间的连结连接，并通过该连接传递在所施加的动力以及发动机中的泵送力 减小的情况下由旋转发动机而产生的反扭矩，从而减慢了从动部件。单向离合器的超越使 所述传动部件和所述从动部件分离，与发动机制动操作不一致。在装配有按上文所述方式 工作的单向离合器的发动机中的发动机制动需要额外部件，例如，额外的离合器，以便选择 性地将所述传动部件与所述从动部件连结，以便完成发动机制动。在示例性的前轮驱动、六速自动车辆变速器的、采用三个齿轮组和五个扭矩传输 部件(离合器)结构，所述离合器之一，以下被称作低速和倒车离合器，仅被用于手动低速和倒车。在所述前进模式的第一档时，所述低速和倒车离合器是分离的。所述低速和倒车离 合器的输入和输出部件之间没有相对运动，因为作用在所述低速和倒车离合器的输入部件 所连接的单向离合器上的反扭矩阻止了旋转。不过，在所有其他前进档上，驱动模式的第二 至第六档，因为应用了所述变速器中的一个或多个其他离合器，所以没有反扭矩作用在所 述单向离合器上。因此，所述单向离合器超越并且在所述低速和倒车离合器部件之间存在 相对运动。所述低速和倒车离合器输入和输出部件之间的相对转速随着每一次后续的档位 变化而增加。正如熟悉本领域的技术人员所公知的，分离的多片离合器，根据各种条件，当所述 输入和输出部件之间存在相对运动时会产生阻力。分离的多片离合器的一个特征是，随着 所述输入和输出部件之间的相对转速的增加，通常伴随着阻力增加或旋转损失增加。这种 旋转损失导致了燃油经济性降低。由于所述低速和倒车离合器在所述的具有这种特定齿轮 组和离合器结构的示例性六速自动变速器的所有前进档上是分离的，并且大部分变速器工 作模式处于前进传动比，所述变速器的可观数量的总的旋转损失可归因于所述分离的低速 和倒车离合器上的阻力。一种可选择的单向离合器(SOWC)的基本工作方式方面类似于单向离合器。不过， 根据其设计细节，SOffC能够在一个或两个旋转方向上在传动和从动部件之间产生机械连 接。另外，根据其设计，SOWC能够在一个或两个旋转方向上超速。一般，SOWC包括一个可外 部操纵的选择机构，从而，当移动到第二，甚至可能是第三个位置时，控制所述装置的工作 模式。一种代替了如上文所述的单向离合器和低速和倒车离合器结构的SOWC降低了所述 变速器的零件复杂性，降低了所述变速器的重量和成本，并且减少了总的旋转损失。SOffC的传动部件向从动部件传输扭矩的能力取决于所述SOWC的接合扭矩传输的 元件(通常是滚轮，楔块，摇杆，或支柱等)能否自由接合相邻部件中的一个或多个凸轮，切 口，凹口，或类似特征。类似地，所述传动部件沿一个或两个方向相对所述从动部件超越的 能力同样取决于所述接合元件是否能够与相邻的部件自由地相互作用。一般，将可旋转卡 环或选择器板用于完成这一任务，通过允许或限制在所述传动和从动部件之间的扭矩传输 元件接合。其他类似的离合器设计为本领域所公知，并且能够用作单向离合器装置，包括同 步装置和爪形离合器。可以想像许多能够发挥SOWC作用的多种离合器设计，并且，本公开 并非意图局限于本文所披露的这些具体的示例性实施方案。根据其应用，SOWC可以被设计成以两种模式或三种模式工作。本发明重点介绍双 模式S0WC。具体讲，本发明涉及能够实现第一分离式和第二接合模式的S0WC。所述分离 模式包括所述SOWC以单向离合器形式工作，如上文所述，可以沿前进方向传输扭矩和沿反 方向超越。所述接合模式，包括锁定所述离合器，阻止所述传动部件沿任一个方向的相对旋 转。在所述接合模式下，所述离合器运行沿前进方向和倒车方向传输扭矩。两种模式之间 的选择，包括驱动选择机构，例如，在环形位置之间转动卡环或选择器板，以下简称为选择 器板。如上文所述，将无摩擦接合SOWC从分离状态转换到接合状态，需要所述SOWC中的 零滑移条件。零滑移要求所述传动部件和所述从动部件处在相同的速度。所述从动部件直 接与包括所述车辆的车轮的传动系连接。所述从动部件的速度不能在不影响车辆运动和操 纵性的情况下突然改变。一种控制传动部件的速度以在SOWC中实现零滑移的方法将是有利的。
发明内容
一种车辆动力系，包括电动机械的变速器，该变速器包括无摩擦接合可选择的单 向离合器，该单向离合器与内燃机机械操作地连接从而适于选择性地将机械动力传输给输 出部件。一种控制所述动力系的方法，包括监测变速器输出速度，监测发动机输出速度，和 监测发动机制动请求。当存在所述发动机制动请求时，根据所述变速器输出速度确定目标 发动机输出速度。将所述发动机转速命令为所述目标发动机输出速度。当存在所述发动机 制动请求时，根据所述变速器输出速度和所述发动机输出速度确定可选择的单向离合器转 差速度。所述可选择的单向离合器转差速度被用于进一步命令所述发动机的转速，从而产 生为零的可选择的单向离合器转差速度。并且当所述可选择的单向离合器转差速度等于零 时，接合所述可选择的单向离合器。
下面将以举例形式，结合附图对一个或多个实施方案进行说明，其中 图1示意性表示根据本发明的示例性动力系10的符号图2是根据本发明的示例性离合表，说明为了实现各种变速器档位状态在示例性变速 器中各种离合器的工作；
图3是采用了本发明的SOWC的示例性变速器的示意性局部剖视图； 图4和5表示在单向操作和全锁定操作之间选择的根据本发明的SOWC的剖视图； 图4表示本发明的SOWC的特征100，其一个接合元件处在下部位置，一个接合元件处在 上部位置；
图5表示本发明的SOWC的特征100，两个接合元件都处在上部位置； 图6用图表表示根据本发明的当由手动模式命令命令到第一档时的示例性发动机制 动事件；
图7表示根据本发明的描述可以管理SOWC接合和分离的示例性过程的流程图；和 图8根据本发明的示意性表示包括采用ETC的控制系统的示例性动力系。
具体实施例方式参见附图，其中，附图只是用于说明某些示例性实施方案的，而不是要限定本发明 的范围，图1示意性表示根据本发明的示例性动力系10的符号图。所述动力系包括发动机 12，行星齿轮变速器14，和常规主减速器机构16。行星齿轮变速器14，包括与发动机12始终连接的输入轴17，行星齿轮装置18，和 与所述最终驱动机构16始终连接的输出轴19。变矩器可位于发动机12和输入轴17之间。 如果没有变矩器，隔离器就位于发动机12和输入轴17之间。行星齿轮装置18，包括三个行 星齿轮组20，30和40。第一行星齿轮组20，包括太阳齿轮部件22，环形齿轮部件M，和行星齿轮架组件 26。行星齿轮架组件沈，包括可旋转地安装在齿轮架部件四上的并且与所述太阳齿轮部件 22和环形齿轮部件M呈啮合关系布置的多个小齿轮27。
第二行星齿轮组30，包括太阳齿轮部件32，环形齿轮部件34，和行星齿轮架组件 36。行星齿轮架组件36，包括可旋转地安装在齿轮架部件39上的并且与太阳齿轮部件32 和环形部件34呈啮合关系布置的多个小齿轮37。第三行星齿轮组40，包括太阳齿轮部件42，环形齿轮部件44，和行星齿轮架组件 46。行星齿轮架组件46，包括可旋转地安装在齿轮架部件49上的多个小齿轮47，48。小齿 轮47与太阳齿轮部件42呈啮合关系布置，小齿轮48与环形齿轮部件44呈啮合关系布置。 环形齿轮部件34是与环形齿轮部件44是一体化的。第三行星齿轮组40是复合行星齿轮组。所述行星齿轮装置还包括五个扭矩传输机构50，52，54, 56和58。扭矩传输机构 50，54，56是旋转式扭矩传输机构，通常被称作离合器。离合器50，54，和56通常是例如具 有摩擦起动构造的多片离合器装置。扭矩传输机构52是固定式扭矩传输机构，一般被称作 制动或反作用离合器。扭矩传输机构58是S0WC。输入轴17是与所述环形齿轮部件M始终连接的，而输出轴19是与所述环形齿轮 部件44始终连接的。行星齿轮架组件沈通过离合器50可与太阳齿轮部件42选择性连接。 太阳齿轮部件32通过制动器52可与变速器壳60选择性连接。行星齿轮架组件沈通过离 合器讨可与太阳齿轮部件32选择性连接。环形齿轮部件M通过离合器56可与行星齿轮 架组件46选择性连接。行星齿轮架组件36通过所述制动单向离合器58可与变速器壳60 选择性连接。图2是根据本发明的示例性离合表，说明为了实现各种变速器档位状态在示例性 变速器中的各种离合器的操作。扭矩传输机构50，52J4，56和58以两两组合形式选择性 接合，以便在输入轴17和输出轴19之间提供六个前进速度比和一个反向速度比。所述反向速度比是根据离合器M和S0WC58的接合建立的。该示例性反向速度比 的数值是3. 20。离合器M打滑以便反向启动车辆。所述第一正向速度比是根据离合器50和S0WC58的接合建立的。该示例性第一正 向速度比的数值是4. 06。离合器50打滑以便沿前进方向启动车辆。所述第二正向速度比是根据离合器50和制动器52的接合建立的。该示例性第二 正向速度比的数值是2. 37。所述第三正向速度比是根据离合器50、54的接合建立的。该示例性第三正向速度 比的数值是1.55。所述第四正向速度比是根据离合器50、56的接合建立的。该示例性第四正向速度 比的数值是1.16。所述第五正向速度比是根据离合器M、56的接合建立的。该示例性第五正向速度 比的数值是0. 85。第六正向速度比是根据制动器52和离合器56的接合建立的。该示例性第六正向 速度比的数值是0. 67。如上文所述，用于图1所示扭矩传输机构的示例性接合计划或离合计划在图2所 示真值表中示出。另外，图2所示图表示出了利用样本齿比(未示出)获得的比例步幅。例 如，所述第一和第二前进速度比之间的步幅比是1. 71，而所述倒车和第一前进比之间的步 幅比是-0.79。本领域普通技术人员可以理解的是，还可以通过图2所示真值表方便地确定所有单步幅前进比的互换都是单个过渡变化，双步幅前进比的互换也都是单个过渡变 化。图3是根据本发明的利用SOWC的示例性变速器的示意性局部剖视图。如图所示， 变速器14包括变速器壳60，该变速器壳包围绕轴17旋转的行星齿轮组30，40。SOffC 58的 位置如图3所示。SOWC 58的外座圈70通过花键连接在变速器壳60上的齿槽72中。SOWC 58的内座圈74通过花键连接在行星齿轮架组件36上。卡环76保持S0WC58在适当位置。所述S0WC58可以是可控制的机械二极管离合器或可选择的滚柱离合器设计。本 发明认为其他可选择的(可逆的)单向离合器可以按照本文所限定地与本发明一起使用。提供了用于使用液压致动活塞和复位弹簧机构控制双模式SOWC中的选择器板位 置的示例性方法，该机构是在前轮驱动变速器中的阀体铸件的一体形成的部分。在前轮驱动自动变速器的一种示例性结构中，所述阀体组件位于旋转扭矩元件的 一侧，对齐变速器箱并且通过定位接合销和螺纹紧固件固定在所述变速器箱上。在所述阀 体内部的内表面上铸造的另一个圆柱形外壳提供了包括活塞的孔，用于控制所述选择器板 的旋转运动，并因此控制所述SOWC的工作模式。所述圆柱形孔特征的中心线垂直于所述变 速器的旋转轴线，并且理想地位于与选择器板的旋转弧线相同的平面上。这使得所述SOWC 中的选择器板和所述阀体中的液压控制机构之间可以直接机械连接。所述活塞与可移动的致动器板直接接触。所述致动器板上的特征，在这里是一个 槽，与安装在所述SOWC上的选择器板杠杆臂末端的选择器杠杆对齐并且接合，从而形成所 述SOWC和液压控制机构之间的关节连接。还可以采用其他连接方法，如叉接合平板中的凹 口。硬阻挡结构设计在所述控制机构的活塞孔中，限制所述致动器板的轴向运动。所述阻 挡结构具有双重功能。首先，它们通过促进所述致动器板上的槽与所述SOWC上的选择器杠 杆对齐，将所述阀体更容易连接在变速器上。其次，当所述SOWC处于前进模式时，它们阻止 所述SOWC中的选择器板成为所述复位弹簧力的硬阻挡结构。在倒车模式时，它们阻止所述 选择器板成为所述活塞施加力的硬阻挡结构，以便最小化所述SOWC的提前磨损或损坏。能量储存装置，如压缩或复位弹簧，容纳在引导外壳中，引导外壳同样固定在所述 阀体内部的内表面上。所述弹簧在所述致动器板上施加预定的力，以便将它偏压到第一位 置。由于所述选择器板杠杆臂是通过所述变速杆与所述致动器板接合连接的，所以所述选 择器板被保持在第一角度位置，而所述SOWC如上所述地仅以分离模式工作。不过，当所述 传动部件沿第二旋转或超越方向转动时，复位弹簧力必须足以阻止所述SOWC内的粘滞和 摩擦阻力导致所述选择器板意外地从其第一角位置旋转到第二角位置。由于所述致动器板与活塞的底面接触，所述复位弹簧力还将所述活塞向所述活塞 孔的上端偏压。来自所述阀体上的专用通道的加压自动变速器流体通过入口孔引导至所述 活塞孔的上端。理想地，内阀体部分中的液压流体通道被规定为使得专用的SOWC控制通道 直接通过所述活塞孔的上端的下方，从而提供便捷的短流动路线。当所述变速器控制算法命令SOWC中的模式改变时，加压的液压流体通过所述专 用的通道进入所述活塞孔的上端。所述活塞移动到所述活塞孔的底部，压缩所述复位弹簧， 同时将所述致动器板移动到其第二位置。由于所述选择器板杠杆臂是通过变速杆与致动器 板接合连接的，所以所述选择器板被旋转移动到第二角度位置。因此，所述双模式SOWC以 “倒车“模式工作，如上文所述。
有若干种已知的实施SOWC的方法。支柱，摇杆，滚轮，或楔块是可用于选择性接合 或分离所述离合器部件的不同的特征。图4和5表示本发明的SOWC在单向运行和全锁定 运行之间选择的剖视图。SOWC特征100包括第一部件105，第二部件110，选择器板115，选 择器板致动特征120，第一接合元件130，第二接合元件135，两个复位弹簧140，和两个接合 特征150。第一部件105，第二部件110和选择器板115可以是可绕公共旋转轴线(未示出) 旋转的特征。在替代方案中，这些部件之一可以是固定的，但仍然提供一个平面用于其他部 件在它上面旋转。部件105和110的优选形状是圆形平板。选择器板115被夹在以上两 个部件之间，并且通常随第二部件110移动或保持固定。选择器板115包括选择器板致动 特征120。选择器板115可相对第二部件110以小旋转角移动，以便提供选择器板致动特征 120的校正运动。接合元件130和135，在该示例性实施方案表示为支柱，旋转地定位到第 二部件110上，其方向大体上垂直于所述部件的半径，并且提供由SOWC供应的接合和分离 功能。每一个接合元件，当处在上部位置时，固定地安置到第一部件105中的接合特征150 上，并且阻止第一部件105相对第二部件110沿一个方向旋转。由于由复位弹簧140所施 加的力，所述接合元件通常处在上部位置。选择器板115可以相对所述接合元件被致动，以 便选择器板致动特征120可用于将所述接合元件之一下压至下部位置。所述接合的阻止相 对旋转的作用取决于所述相互作用的特征的几何形状。在该示例性实施方案中，如果两个 接合特征处在上部位置，一个部件相对另一个部件的相对旋转是不可能的。如果一个接合 特征处在下部位置，所述离合器就可以沿通常被目前处于所述下部位置的接合特征所阻止 的方向超越。图4表示SOWC特征100，一个接合元件处在下部位置，一个接合元件处在上部位 置。接合元件135处在上部位置并且安置在接合特征150上。结果，第一部件105不能相 对第二部件110旋转至左侧。不过，接合元件130处在下部位置。接合元件135对第一部 件105相对于第二部件110向右旋转提供了大体上为零的阻力。当出现相对旋转并且第一 部件105与接合元件135发生接触时，接合元件135顶部的、接近水平的表面上的压力造成 接合元件135向下旋转。接合元件135的这种棘轮运动可以随着后续的接合特征旋转通过 接合元件135而继续。图5表示SOWC特征100，两个接合元件都处在上部位置。选择器板115是相对所 述接合元件被致动，以便任何接合元件都不被下压。结果，第一部件105和第二部件110的 相对旋转是不可能的。每一个接合元件都安置在接合特征150上，并且对沿一个方向的旋 转提供阻力。可以理解的是，SOffC的部件可以具有多个类似于SOWC特征100的特征，每一个都 被类似地致动，以便允许或阻止沿任一个方向的旋转，通过所述SOWC传输的总扭矩分布在 所述SOWC特征之间。本领域已知的类似的SOWC特征是具有一对定位在摇杆的远端的接合 元件的摇杆机构，与位于相对部件上的接合特征组合，基于所述摇杆的摇摆致动，该摇杆机 构同样可阻止或允许相对旋转。还可将滚轮或楔块替换地用在多个部件中，这些部件中的 一个定位在另一个的径向内部，所述部件之间留有间隙。可以致动所述滚轮或楔块在所述 间隙内相互作用，以便沿一个或两个旋转方向选择性地接合所述部件。如上文所述，当把SOWC用于自动变速器时，可以减少部件并且提高燃油效率。但 是，当所述SOWC需要接合时，所述SOWC的两端必须以相同的速度旋转。在所述离合器接合之前，所述离合器内的打滑必须大体上等于零。当不接合时，所述SOWC像普通单向离合器那样起作用，在第一档时被锁定，而在 其他档位上时超越。在接合时，所述SOWC是沿两个方向锁定的，它能够提供倒车档和第一 档发动机制动。一旦所述SOWC处在接合模式，只要所述速度和档位设置允许，它可以保持 接合。示例性SOWC可以在驻车、倒车、空档、和一档操作期间连续地保持在接合模式。例如， 当变速器从驻车换挡至倒车档或空档时，所述SOWC保持接合以便准备好所述倒车档。如果 所述变速器保持处于倒车档，所述SOWC保持接合。当驾驶员将变速器换挡至前进档时，所 述SOWC可以保持接合直到车辆提速至超过阈值低速范围的速度。一旦分离，只要所述车辆 保持高于所述阈值低速范围，所述SOWC保持分离以便像普通单向离合器那样起作用。披露 了控制SOWC的接合计划的方法。切换至所述接合模式需要零滑移条件。能够实现切换至所述接合模式的SOWC中 的零滑移可以在多种环境下发生。一个条件存在于当所述动力系开始处于驻车状态且变速 器齿轮组处于静止或零速条件。在上述条件下并且指示发动机将要启动时，所述SOWC就可 以马上接合，因为SOWC的打滑为零。在所述分离模式下工作时，一旦所述车辆速度降低到所述阈值低速范围内，所述 SOWC就可以切换至所述接合模式，从而允许沿与发动机制动一致的反方向施加扭矩。如上 文所述，切换至接合模式要求离合器中的同步或零滑移状态。所述传动和从动部件的转速 必须匹配，以便能够零滑移切换至接合模式。所述从动部件的速度是由所述传动系指定的， 并且不能在不影响车辆运动和操纵性的情况下突然改变。相反，披露了通过改变发动机转 速匹配所述SOWC中的速度的方法，例如，通过采用电子节气门控制(ETC)。与发动机输出轴 转速和变速器输出轴转速相关的变速器内传动部件和从动部件的实际转速取决于变速器 的具体结构。不过，在具有固定的目标传动比(GR)的示例性变速器中在没有打滑的情况下， 与变速器输出轴的转速相关的变速器输入轴的转速可以通过以下公式计算
TransInputSpeed = GR 氺 TransOutputSpeed[1]
其中，TransInputSpeed是输入轴转速，而jTransOutputSpeed是输出轴转速。如上文 所述，变矩器通常被用在所述发动机和变速器之间。在利用变矩器的系统中，发动机输出轴 的转速到变速器输入轴的转速可以通过以下公式计算
EngineOu tpu tSpeed- TransInpu tSpeed + TCSlipSpeed [2] 其中份^//^ & /^ ^ ^/是发动机输出轴转速，TTWiAS^ei/是变矩器转差速度。变 矩器转差速度受所述变矩器和所述部件的运行的影响。变矩器转差的预测可以通过模型或 其他适合精确预报动力系运行的技术实验地、经验地、预测性完成，并且可以将多种预测曲 线用于不同的条件或运行范围。公式1和2的组合得出了以下公式 EngineOu tpu tSpeed- GR * TransOu tpu tSpeed + TCSlipSpeed [3] 通过利用所述传动比和变矩器转差特性，发动机输出速度和变速器输出速度可彼此关 联。因此，已知的变速器输出速度或者在标定在换挡结束时的某一时间上的输出速度映射 可用于生成对使所述SOWC部件同步有用的目标发动机输出速度。通过计算目标发动机输出速度，可以向发动机发出指令从而快速调节发动机以实 现变速器内的各期望速度。不过，该目标发动机输出速度可能包含误差，这种误差是由于噪 音数据和由于在目标发动机输出速度的确定和发动机响应指令并达到所述指令速度的时间之间的时间段中出现的变速器输出轴速度的变化造成的。通过直接地或确定SOWC部件 的速度在SOWC中所追踪的打滑可被用于确定和追踪反馈误差补偿值。该反馈误差补偿值 可用于修正或增大基于所述目标发动机输出速度的指令，并确保SOWC打滑为零。在一种实施方案中，一旦发动机达到所计算的零滑移条件，所述SOWC就接合，并 且所述ETC马上停止。不过，为了确保成功的接合，披露了另一种实施方案，其中，将发动机 转速被驱动到略高于对应于零滑移的速度，然后逐渐降低到通过包括零滑移的区间。高出 对应于零滑移速度的速度增量可以是固定值或可以是根据测试结果、模拟或任何其他足以 预测变速器运行的手段得出的可调节的值，并且可以被称为标定的速度增量。这样，轴转速 的瞬时状态或不准确的测量不会导致失败的SOWC接合。如上文所述，只有当所述车辆速度处在阈值低速范围内时所述接合模式的选择才 能被实现。如果在车辆速度超过所述阈值低速范围时驾驶员从前进档换回到空档，所述 SOWC保持分离，直到所述速度降低到低于所述阀值。从前进档到倒车档的进库换档(rolling garage shift)仅在第一档上并且当所 述车辆速度低于阈值蠕动速度时是允许的，处于或低于所述阈值低速范围的上限的速度。 如果所述车辆速度高于所述阈值蠕动速度，所述变速器换挡至空档，并且所述SOWC保持分 离直到车辆速度恢复低于阈值蠕动速度。一旦所述车辆速度降至低于所述阈值蠕动速度， 所述SOWC就可以接合，并且所述倒车离合器能被实现。当所述车辆速度处在所述阈值低速范围内并且变速器档位状态允许时，可以根据 所述车辆的运行在所述分离模式和接合模式之间对所述SOWC进行选择。变速器控制逻辑， 关于车辆操作员意图的处理信息，包括来自加速器和制动踏板位置的输入和车辆速度，根 据期望的发动机制动激活或期望的车辆惯性滑行来选择性命令SOWC模式。例如，如果车辆 速度低于所述阈值低速范围，并且所述车辆操作员突然释放油门踏板，车辆减速的意图可 以被认为是发动机制动请求。相应地，当所述车辆处在所述阈值低速范围内时，变速器控制 逻辑可以响应于操作人员释放所述油门踏板而通过所述SOWC命令发动机制动。在一种披 露的实施方案中，在向前推进操作时，所述SOWC只能在第一档保持接合。不过，可以想像， 在不同的齿轮组结构中，所述SOWC可以在更多的档位上保持接合以便允许发动机制动，例 如，发生在第二档上，而且，本发明并非意图局限于本文专门披露的具体实施方案。车辆操作员除了通过加速踏板和制动踏板提供输入之外，还可以通过手动模式指 令变速器至第一档来表明启动发动机制动的意图。当发出向下调档至第一档的指令并且所 述车辆速度处在所述阈值低速范围内时，变速器逻辑发出发动机制动请求。如上文所述，所 述SOWC保持处在分离模式直到车辆速度处在所述阈值低速范围内。一旦所述接合模式能 够实现，变速器逻辑就指令所述SOWC上的打滑降低至零，然后所述SOWC接合，并且可以进 行发动机制动。图6用图表表示根据本发明的通过手动模式命令至第一档而命令的示例性发动 机制动事件。针对共同的时间尺度，绘制了制动事件过程中与所述车辆动力系关联的多个 因素。被命令的档位描述了请求的变速器档位状态。在示例性的曲线图上，被命令的档位 在第二档位开始并且在某一时刻被命令到第一档位，与操作员通过示例性PRNDL选择器手 动选择变速器在第一档上运行一致。用于第二档实现离合器，例如，摩擦接合离合器的命令 压力，从初始运行水平降低至零。所需要的离合器反扭矩，是指最初通过所述第二档上所有被应用的离合器传输的反扭矩，同时降低并且在换档期间的过渡时间段上变大。如上文所 述，必须实现零滑移状态以便将SOWC变换至接合模式。SOWC打滑始于某一起始非零值。经 过所述过渡时间段，发动机转速改变，例如，通过应用ETC，达到能实现零滑移换档的目标速 度。在先前所应用的变速器离合器分离之前，匹配所述SOWC内的速度所需要的发动机变化 不可能出现，或者说所述发动机变化会导致车辆运动的可察觉的变化。应当指出的是，本文 所披露的例子用第二档作为先前所应用的变速器离合器。不过，为了发动机制动或显示适 应SOWC接合的车辆速度而向第一档的换档可从任何前进档开始。正在减速的车辆在为新 的车速做准备时不需要经历所有的档位。确定发动机转速的适应所述SOWC的改变的开始 时间的一种示例性方法是基于所述先前所应用的离合器的分离开始所述改变，经过所述过 渡时间段后打滑被降低至大体上为零，而所述SOWC随后可以接合。在所述过渡时间段结束 时，第一档实现离合器，例如，另一个摩擦接合离合器上的压力，从零转变到某个工作水平。 所述第一档实现离合器上的压力被命令至所述工作水平之后的某一时间，通过所述第一档 实现离合器施加反扭矩，并且通过发动机制动降低车辆速度和发动机转速。
图7表示说明本发明示例性过程的流程图，通过它可以管理SOWC接合和分离。过 程400始于程序块402。在程序块404处，确定所述SOWC锁定状态。如果所述SOWC没有 锁定，所述过程就进入程序块406。如果所述SOWC被锁定，所述过程就进入程序块424。在 程序块406处，确定所述车辆是否处在驻车状态并且正在被启动。如果满足这些条件，所述 过程就进入程序块422，并且所述SOWC被锁定。如果不满足这些条件，所述过程就进入程 序块408。在程序块408处，确定所述车辆是否处在倒车档状态。如果满足该条件，所述过 程就进入程序块422，并且所述SOWC被锁定。如果不满足该条件，所述过程就进入程序块 410。在程序块410处，确定所述车辆是否正以低于阈值蠕动速度的速度前进并且所述变速 器被指示换到倒车档。如果满足这些条件，所述过程就进入程序块420，并且使所述离合器 同步以为被锁定做准备。如果不满足这些条件，所述过程就进入程序块412。在程序块412 处，确定所述车辆是否处在空档状态。如果满足该条件，所述过程就进入程序块418。如果 不满足该条件，所述过程就进入程序块414。在程序块414处，确定所述车辆是否处在第一 档。如果满足该条件，所述过程就进入程序块416。如果不满足该条件，所述过程就返回程 序块402。在程序块416处，确定操作员输入是否指示需要的发动机制动。如果满足该条 件，所述过程就进入程序块418。如果不满足该条件，所述过程就返回程序块402。在程序 块418处，确定所述车辆是否处在所述阈值低速范围内。如果满足该条件，所述过程就进入 程序块420，并且使所述离合器同步以为被锁定做准备。如果不满足该条件，所述过程就返 回程序块402。程序块420，包括根据本文所披露的方法使所述SOWC同步的动作。程序块 422，包括根据本文所披露的方法锁定所述S0WC。在程序块424，确定所述车辆是否处在所 述阈值低速范围内。如果满足该条件，所述过程就进入程序块426。如果不满足该条件，所 述过程就进入程序块432，其中，所述SOWC是根据本文所披露的方法被分离。在程序块似6 处，确定所述车辆是否处在第一档以外的前进档上。如果不满足该条件，所述过程就进入程 序块428。如果满足该条件，所述过程就进入程序块432，其中，所述SOWC是根据本文所披 露的方法分离的。在程序块4 处，确定所述车辆是否正在被竞技式启动(aggressively launched).如果不满足该条件，所述过程就进入程序块430。如果满足该条件，所述过程就 进入程序块432，其中，所述SOWC是根据本文所披露的方法分离的。在程序块430处，确定操作员输入是否指示希望车辆滑行进入更高的/不同的档位。如果不满足该条件，所述过 程就返回程序块402。如果满足该条件，所述过程就进入程序块432，其中，所述SOWC是根 据本文所披露的方法分离的。如在过程400中由返回至程序块402的路线所示，根据使用 的一个或多个控制模块的细节希望使所述过程连续重复或周而复始地循环。图8示意性表示根据本发明的包括采用ETC的控制系统的示例性动力系。动力系 200包括发动机210，变速器220，和控制系统230。发动机210通过发动机输出轴240为变 速器220提供扭矩。变速器220将来自发动机的扭矩转化成输出扭矩，并且通过变速器输 出轴245将所述输出扭矩提供给传动系(未示出)。控制系统230，包括监测轴240和245的 速度的电子模块，执行多个确定以支持按照本发明提供的方法将SOWC从分离状态转换至 接合状态，并且为所述发动机提供ETC指令以便在所述SOWC中产生零滑移状态。为了测定 所述轴的旋转速度，转速传感器250是靠近轴240安装的。为了测定轴的旋转速度，另一个 转速传感器255是靠近轴245安装的。旋转速度传感器250和255是众所周知的利用磁力、 视觉、或其他已知方法定量旋转轴的旋转速度的装置。如上文所述，用于匹配所述SOWC内 部件速度的发动机目标速度可以通过用与所述目标第一档相关的档位因数乘以轴M5的 速度得出，并且通过ETC命令至所述发动机。一旦接近目标速度，并且已经根据所述目标速 度调整了发动机转速，就可以根据从旋转速度传感器250和255计算出的打滑利用反馈项， 以便精确地驱动所述发动机速度从而产生所述零滑移条件。一旦实现了零滑移，所述SOWC 就可以接合，信号发送至控制系统230，并且所述ETC就可以被停止以便进行正常的发动机 控制。转差速度反馈还可用于评估接合SOWC的企图。当打滑不能被控制为零，例如，如 果所述接近最大发动机转速极限，所述发动机制动请求就可以取消或超驰，并且发动机控 制恢复至正常参数。所述接合模式计划用于低速度。当操作员在SOWC处于接合时通过油门踏板输入 竞技式启动车辆时，所述SOWC马上分离。该分离使所述变速器脱离，以便通过依次的档位 将所述车辆加速到所计划的所述接合模式的慢运行之外。如上文所述的ETC的发动机控制是通过作为总控制系统一部分的发动机控制模 块(ECM)控制的。类似地，变速器控制是在作为总控制系统一部分的变速器控制模块(TCM) 内完成的。在整体运行时，所述控制系统可操作以综合操作员输入，环境条件，发动机工作 参数，和燃烧性能测量，并且执行算法，以便控制各种致动器从而实现控制参数的目标，包 括以下参数，如燃油经济性，排放，性能和操控性。所述控制系统可操作地与多个装置连接， 通过这些装置操作员控制或指导所述发动机工作。示例性操作员输入包括加速踏板，制动 踏板，变速器档位选择器，和当所述发动机被用于车辆时的车辆速度巡航控制。所述控制系 统可以通过局域网(’LAN’)总线或控制域网(’CAN’)(未示出)与其他控制器，传感器，和致 动器通信，控制域网优选允许各种控制器之间的控制参数和指令的结构通信。所述控制系统可操作地与所述发动机和变速器连接，其作用是获取来自传感器的 参数数据，并且通过合适的接口控制所述发动机的各种致动器。所述控制系统接收发动机 扭矩指令，并且根据所述操作员输入生成需要的扭矩输出。由控制系统使用上述传感器感 测的示例性发动机工作参数包括发动机冷却剂温度，曲轴旋转速度(’ RPM')和位置，歧管绝 对压力，环境空气流和温度，以及环境空气压力。能够监测曲轴旋转位置的传感器可用于监测或确定发动机和各个气缸在燃烧周期的各个阶段中的进程。燃烧性能参数可以包括测量 的和推测的燃烧参数，尤其包括空气/燃料比，以及峰值燃烧压力的位置。各种速度传感器 分布在变速器中，用于测量和估计变速器内不同部件的速度。控制系统优选包括通用数字计算机，其一般包括微处理器或中央处理器，只读存 贮器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，电可编程的只读存储器(EPROM)，高速时钟，模数(A/D) 和数模(D/A)电路，以及输入/输出电路和装置(I/O)以及合适的信号调节和缓冲电路。每 一个控制器具有一组控制算法，包括储存在ROM中的并且被执行以便提供每一个计算机的 相应功能的常驻程序指令以及标准。发动机控制的算法可以在预设循环中执行。储存在非易失性存储装置中的算法是 通过所述中央处理单元执行的，并且可操作以监测来自感测装置的输入并利用预设的标准 执行控制和诊断程序以控制所述发动机工作。循环周期可以规则的间隔执行，例如在发动 机持续运行期间每隔3. 125，6. 25，12. 5，25和100毫秒执行。另外，算法可以响应于事件或 中断请求的出现而执行。本发明披露了某些优选实施方案及其改进形式。在阅读和理解本说明书的基础上 可以提出其他改进和变化。因此，要指出的是，本发明不局限于以实施本发明的最佳模式形 式披露的具体实施方案，相反，本发明包括落入所附权利要求范围的所有实施方案。
权利要求
1.控制车辆动力系的方法，该动力系包括电动机械的变速器，所述变速器包括无摩擦 接合可选择的单向离合器，该离合器与内燃机机械可操作地连接以适合于选择性地将机械 力传输给输出部件，所述方法包括监测变速器输出速度； 监测发动机输出速度； 监测发动机制动请求；当存在所述发动机制动请求时，根据所述变速器输出速度确定目标发动机输出速度； 将所述发动机的速度命令为所述目标发动机输出速度；当存在所述发动机制动请求时，根据所述变速器输出速度和所述发动机输出速度确定 可选择的单向离合器转差速度；利用所述可选择的单向离合器转差速度进一步命令所述发动机的所述速度以产生为 零的可选择的单向离合器转差速度；和当所述可选择的单向离合器转差速度等于零时，接合所述可选择的单向离合器。
2.如权利要求1的方法，其中，所述确定所述目标发动机输出速度包括 在预计的换档完成点确定预计的变速器输出速度；和通过用所述预计的变速器输出速度乘以目标传动比并加上变矩器转差速度计算所述 目标发动机输出速度。
3.如权利要求1的方法，其中，所述确定所述目标发动机输出速度包括通过用所述变速器输出速度乘以目标传动比、加上变矩器转差速度并加上校正的速度 增量来计算所述目标发动机输出速度。
4.如权利要求1的方法，还包括当所述可选择的单向离合器接合时，停止根据所述目标发动机输出速度和所述可选择 的单向离合器转差速度向所述发动机发出命令。
5.如权利要求1的方法，还包括监测先前应用的变速器离合器的分离；和其中，所述将所述发动机的所述速度命令为所述目标发动机输出速度是根据所述分离 开始的。
6.如权利要求1的方法，还包括当所述可选择的单向离合器转差速度不能达到零时，停止根据所述目标发动机输出速 度和所述可选择的单向离合器转差速度向所述发动机发出命令，并且放弃所述接合所述可 选择的单向离合器。
7.控制车辆动力系的方法，该动力系包括电动机械的变速器，所述变速器包括无摩擦 接合可选择的单向离合器，该离合器与内燃机机械可操作地连接以适合选择性地将机械力 传输给输出部件，所述方法包括监测变速器输出速度； 监测发动机输出速度； 监测先前应用的变速器离合器的分离；根据所述变速器输出速度和所述发动机输出速度，通过用所述变速器输出速度乘以目 标传动比并且加上变矩器转差速度来确定目标发动机输出速度；当所述先前应用的离合器分离时，将所述发动机的速度命令为所述目标发动机输出速度；当所述发动机达到所述目标发动机输出速度时，接合所述可选择的单向离合器；和 当所述可选择的单向离合器接合时，停止根据所述目标发动机输出速度和所述可选择 的单向离合器转差速度向所述发动机发出命令。
8.如权利要求7的方法，还包括根据所述变速器输出速度和所述发动机输出速度确定可选择的单向离合器转差速度；和利用所述可选择的单向离合器转差速度进一步命令所述发动机的所述速度以产生为 零的可选择的单向离合器转差速度。
9.控制车辆动力系的方法，该动力系包括电动机械的变速器，该变速器包括无摩擦接 合可选择的单向离合器，所述离合器与内燃机机械可操作地连接以适合选择性地将机械力 传输给输出部件，所述方法包括监测指示需要的发动机制动事件的PRNDL选择器的第一档选择；根据所述第一档选择，启动所述变速器的换低速档；监测变速器输出速度；监测所述可选择的单向离合器的转差速度；监测所述换低速档包括监测先前应用的变速器离合器的分离；通过用所述变速器输出速度乘以第一传动比，确定目标发动机输出速度；当所述先前应用的离合器分离时，将所述发动机的速度命令为所述目标发动机输出速度；当所述可选择的单向离合器转差速度等于零时，接合所述可选择的单向离合器；和 当所述可选择的单向离合器接合时，停止根据所述目标发动机输出速度和所述可选择 的单向离合器转差速度向所述发动机发出命令。
10.如权利要求9的方法，还包括利用所述可选择的单向离合器转差速度进一步命令所述发动机的所述速度以产生为 零的可选择的单向离合器转差速度。
11.控制车辆动力系的装置，所述动力系包括电动机械的变速器，所述变速器包括无摩 擦接合可选择的单向离合器，所述离合器与内燃机机械可操作地连接以适合选择性地将机 械力传输给输出部件，所述装置包括所述变速器包括 发动机输出轴；和 变速器输出轴；监测所述发动机输出轴的转速的传感器； 监测所述变速器输出轴的转速的传感器； 控制系统，被设计成 监测所述发动机输出轴的转速； 监测所述变速器输出轴的转速； 监测先前应用的变速器离合器的分离；通过用所述变速器输出速度乘以第一传动比，确定目标发动机输出速度； 当所述先前应用的离合器分离时，将所述发动机的速度命令为所述目标发动机输出速度；当所述可选择的单向离合器转差速度等于零时，接合所述可选择的单向离合器；和 当所述可选择的单向离合器接合时，停止根据所述目标发动机输出速度和所述可选择 的单向离合器转差速度向所述发动机发出命令。
12.如权利要求11的装置，其中，所述控制系统还被设计成根据所述变速器输出轴的转速和所述发动机输出轴的转速确定可选择的单向离合器 转差速度；和利用所述可选择的单向离合器转差速度进一步命令所述发动机的所述速度以产生为 零的可选择的单向离合器转差速度。
全文摘要
一种控制动力系的方法，包括监测变速器输出速度，监测发动机输出速度，和监测发动机制动请求。当存在所述发动机制动请求时，根据所述变速器输出速度确定目标发动机输出速度。将所述发动机的速度命令为所述目标发动机输出速度。当存在所述发动机制动请求时，根据所述变速器输出速度和所述发动机输出速度确定可选择的单向离合器转差速度。所述可选择的单向离合器转差速度被用于进一步命令所述发动机的所述速度，从而产生为零的可选择的单向离合器转差速度。并且当所述可选择的单向离合器转差速度等于零时，接合所述可选择的单向离合器。
文档编号F16H59/00GK102149935SQ200980135200
公开日2011年8月10日 申请日期2009年9月2日 优先权日2008年9月9日
发明者C·J·李, F·萨米 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司