專利名稱：汽車進入和結(jié)束滑行過程時離合器的自動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車進入和結(jié)束滑行過程時離合器的自動控制方法。
從發(fā)明的DE-OS27 48 697中人們了解到一種傳動裝置及汽車運行操作的方法，其中驅(qū)動發(fā)動機在滑行過程與傳動部分脫開，并停止工作。當(dāng)發(fā)動機由靠汽車質(zhì)量慣性所推進的車輪以高于汽車油門位置相應(yīng)的轉(zhuǎn)速帶動時，總會出現(xiàn)這類滑行過程。如果發(fā)動機在這樣的滑行過程中與傳動部分脫離并停機，則可不影響運行特性而使汽車的總油耗明顯降低。
對此從發(fā)明人的DE-OS 30 26 489中了解到用于汽車的上述傳動裝置，其中，當(dāng)油門踏板或油門轉(zhuǎn)角朝關(guān)閉方向的瞬時變化量超過一個預(yù)定值時，發(fā)動機總是與傳動部分脫離。通過利用關(guān)于油門或油門踏板向關(guān)閉方向的位置角瞬時變化的預(yù)定限值，可以容易地判斷預(yù)測將會出現(xiàn)的滑行狀態(tài)。由此可以很早就松開離合器，以便使驅(qū)動發(fā)動機脫離。本文對此則建議，將油門踏板或油門轉(zhuǎn)角以表格的形式存放在計算機存貯器內(nèi)，使每一位置角對應(yīng)著發(fā)動機的無載運行轉(zhuǎn)速。無載運行轉(zhuǎn)速是發(fā)動機在無載荷狀況下(即離合器脫開時)，油門或油門踏板在一個確定位置角上所設(shè)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
通過測定油門或油門踏板變化的瞬時變量可以很好地利用發(fā)動機的離合器脫離過程，以開始滑行過程，然而此位置量在滑行過程終點離合器閉合過程中不可應(yīng)用，因為油門或油門踏板位置不能表示對于離合器閉合過程十分重要的實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速。為此，用已知的離合器脫離方法不能充分平穩(wěn)并由此舒適地進行離合器脫離，因為從油門或油門踏板轉(zhuǎn)角的瞬時變化中至今只是得到關(guān)于行將出現(xiàn)的滑行過程的快速信息。
本發(fā)明的目的在于提出使汽車進入或結(jié)束滑行過程而自動操作離合器的方法。
上述目的是這樣實現(xiàn)的，為了使汽車進入或結(jié)束一個滑行過程是通過離合器將驅(qū)動發(fā)動機與汽車傳動部分接合或脫離的，按照本發(fā)明的離合器的接合或脫離的控制方法，是根據(jù)油門踏板位置的變化速度及由此導(dǎo)出的發(fā)動機空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速進行脫離過程，對于接合過程則考慮發(fā)動機轉(zhuǎn)速的瞬時變化；如果這些控制變量超過預(yù)定值，則根據(jù)實測的油門踏板位置或發(fā)動機的瞬時變量實行轉(zhuǎn)換過程。
本發(fā)明的基本思路是，對于發(fā)動機離合器脫離過程應(yīng)該考慮采用由油門或油門踏板位置及其瞬時變化所導(dǎo)出的發(fā)動機無載運行轉(zhuǎn)速作為控制參數(shù)，對于離合器閉合過程應(yīng)考慮采用發(fā)動機轉(zhuǎn)速及其瞬時變化作為控制參數(shù)，以操作驅(qū)動發(fā)動機和齒輪箱之間的離合器。在油門或油門踏板向關(guān)閉方向快速變化時，利用無載運行轉(zhuǎn)速可以提前進入與這種變化速度相適應(yīng)的離合器脫離過程。對此，在控制計算機所測得的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速上加上一個與位置角變化速度相關(guān)的補償值，這樣產(chǎn)生一個修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速。在汽車運行過程中，由控制計算機不斷進行齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速與無載轉(zhuǎn)速的比較過程中，提前確定無載轉(zhuǎn)速低于修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速，由此可以比現(xiàn)在更早并順當(dāng)?shù)厥闺x合器脫離。
離合器的閉合過程與此方式相似，其中，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速快速變化時，例如，在由于快速踩下油門踏板，緊接著尚未加載的發(fā)動機無載高速運轉(zhuǎn)所引起的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的快速變化時，則要從實際齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速中減去一個與測得的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化速度相關(guān)的偏移量。
控制計算機在周期性地進行發(fā)動機轉(zhuǎn)速與修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速比較中，判別出發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速，這樣可以依據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化速度，舒適并快速進入離合器的閉合過程。當(dāng)在滑行過程中出現(xiàn)危險情況，要求迅速提高行駛速度時，這種快速將發(fā)動機與汽車傳動部分接合是尤其是重要的。
本發(fā)明可以借助于實施例進行說明。在此給出了要說明的附圖。其中

圖1是關(guān)于帶有控制計算機和測量值傳感器的傳動裝置的示意說明圖，圖2是在離合器脫離過程中轉(zhuǎn)速相對時間變化過程示意圖，圖3是在離合器閉合過程中如圖2的說明示意圖。
在圖1中只是汽車傳動裝置的示意說明，其中1表示驅(qū)動發(fā)動機，2表示傳動齒輪箱。發(fā)動機1和齒輪箱2通過離合器3相互連接，離合器3與發(fā)動機曲軸7及齒輪箱的輸入軸8固定安裝。傳動裝置在從動側(cè)具有齒輪箱輸出軸9，用該輸出油9來驅(qū)動差動裝置4。由差動裝置4伸出二根傳動軸10，11，在這兩根傳動軸的端部固定安裝著驅(qū)動輪5、6。
對該傳動裝置增設(shè)了一臺控制計算機12，它至少有一個存貯器13。該控制計算機通過圖中未進一步詳細(xì)畫出的數(shù)據(jù)傳輸線與傳感器14，15相連接，它們用以測定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和齒輪箱輸入軸8的轉(zhuǎn)速。油門或油門踏板16的位置角由傳感器18測定，并把信號傳給計算機12。為了在油門踏板16返回時，計算機12能夠判斷，是否進入滑行過程，或是否只是一個正常的轉(zhuǎn)換過程，可以通過傳感器17為計算機提供轉(zhuǎn)換信息。
在汽車行駛過程中，計算機12周期性地從油門位置信息測定發(fā)動機無載運行轉(zhuǎn)速NFR，計算機12最好從計算機存貯器13取出無載運行轉(zhuǎn)速，在存貯器中，油門踏板或油門轉(zhuǎn)角與發(fā)動機無載運行轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系以表格形式存貯。在本發(fā)明的另一方案中，可以通過計算機12，應(yīng)用與油門踏板轉(zhuǎn)角的數(shù)學(xué)時應(yīng)關(guān)系計算出無載運行轉(zhuǎn)速。
如圖2所示，在時間點t0給計算機提供了關(guān)于實際無載運行轉(zhuǎn)速NFR，以及關(guān)于齒輪箱實際輸入軸轉(zhuǎn)速NGE的信息。在汽車行駛過程中總是由計算機進行兩個轉(zhuǎn)速值的比較，一旦確定無載運行轉(zhuǎn)速NFR未超過齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速NGE，汽車司機要通過向關(guān)閉方向退回油門踏板進入滑行過程，一旦到達時間點t2，控制計算機12就切換離合器3，使發(fā)動機1與傳動部分脫離。
計算機除了確定油門轉(zhuǎn)角或油門踏板位置外，還周期性地判斷上述位置變量的瞬時變化，一旦控制計算機在時間點t1附近確定油門踏板向關(guān)閉方向偏轉(zhuǎn)角的瞬時變化很快，并超過預(yù)定值時，則由計算機查尋存貯在另一計算機存貯器中，與變化速度相符的轉(zhuǎn)速值，它被加到在時間點t1所測得的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速NGE上。
而后將由此計算出的經(jīng)修正的齒輪箱輸入軸傳速值N′GE與根據(jù)油門踏板位置確定的實際無載運行速度N′FR(t1)比較，一旦無載運行轉(zhuǎn)速N′FR未超過計算出的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速N′GE，則可與油門踏板角度的變化速度相適應(yīng)地迅速將離合器脫開。通過這樣對要進入的滑行過程提前判斷，發(fā)動機可以比現(xiàn)在更早并轉(zhuǎn)換更平穩(wěn)地從傳動部分脫離。
汽車在運行時，當(dāng)在滑行過程終點要將發(fā)動機重新再與傳動部分連接，以使汽車在現(xiàn)有的速度上加速，此時的油門踏板或油門偏轉(zhuǎn)角及其瞬時變量不能被用以進行離合器自動接合過程的控制，因為它們并不反映發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速。如圖3所示，在時間點t0汽車以滑行速度運行，該速度可以由齒輪箱輸入軸以數(shù)值NGE確定。在該時間點油門踏板已經(jīng)向開通方向踩下，因此圖1中的起動器19啟動發(fā)動機，并使之達到空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速NL。
緩慢地踩下油門踏板使發(fā)動機轉(zhuǎn)速NM緩慢升高，此速度不斷接近齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速，并在時間點t2超過它。在運行過程中，控制計算機12也連續(xù)測定齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速NGE和發(fā)動機轉(zhuǎn)速NM，通過對兩個轉(zhuǎn)速不斷比較，控制計算機12判定在時間點t2發(fā)動機轉(zhuǎn)速NM超出，并通過閉合離合器3結(jié)束滑行過程。
因為到離合器完全閉合連接需要一定時間，發(fā)動機轉(zhuǎn)速NM以所謂的過調(diào)超過齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速NGE，直到時間點t3發(fā)動機達到齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速。
為了縮短發(fā)動機閉合連接過程，在滑行過程終結(jié)時，根據(jù)本發(fā)明，控制計算機在汽車運行中也總是在測定發(fā)動機轉(zhuǎn)速NM相對時間的瞬時變化。當(dāng)汽車司機希望通過快速踩下油門踏板以盡快結(jié)束滑行過程時，則按照曲線N′M以相對更陡的發(fā)動機轉(zhuǎn)速結(jié)束滑行過程。
如果控制計算機在時間t1附近測定，發(fā)動機轉(zhuǎn)速N′M瞬時變化量超過預(yù)定限值，那么，控制計算機將從存放在計算機存貯器內(nèi)的表中尋找出一個相應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速值的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速NGE的修正值，接著從在時間點t1測得的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速NGE減去此修正值，由此形成用于閉合連接的經(jīng)修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速N″GE。此時，控制計算機12在進行實際測得的發(fā)動機轉(zhuǎn)速N′M與修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速N″GE的比較中一旦確定，發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速N″GE，則通過閉合離合器3提前閉合連接發(fā)動機。
在離合器閉合連接過程，同樣在其脫離過程，對本發(fā)明方法特別重要的是，發(fā)動機在連接或脫離時的速度取決于所選擇的控制變量的瞬時變化，也就是取決于油門踏板或油門位置角的瞬時變化或取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的瞬時變化。對此必須說明，從傳感器17得到的轉(zhuǎn)換操作桿信息對于汽車進入或結(jié)束滑行過程并非必不可少的，只是當(dāng)滑行過程進行到汽車停止行駛時，并且希望緊接著從停止?fàn)顟B(tài)啟動時，轉(zhuǎn)換操作桿信息被用作對發(fā)動機起動的控制量。
相關(guān)符號表1.發(fā)動機2.傳動齒輪箱3.離合器4.差動傳動裝置5.車輪6.車輪7.曲軸8.傳動齒輪箱輸入軸9.傳動齒輪箱輸出軸10.傳動軸11.傳動軸12.控制計算機13.計算機存貯器14.轉(zhuǎn)速傳感器15.轉(zhuǎn)速傳感器16.油門踏板17.轉(zhuǎn)換操縱桿傳感器18.油門踏板傳感器19.起動器t.時間N.轉(zhuǎn)速NGE傳動齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速NGE′修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速
NGE″修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速NM發(fā)動機轉(zhuǎn)速NM′修正的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NFR無載運行轉(zhuǎn)速NFR′修正的無載運行轉(zhuǎn)速NL空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速
權(quán)利要求
1.汽車傳動裝置中使發(fā)動機自動脫離的控制方法，其中在發(fā)動機和傳動齒輪箱之間裝有可借助計算機進行操作的離合器，該離合器可脫離以進入汽車的滑行過程，其中，適合用作對離合器脫離的控制變量是向關(guān)閉方向運動的油門踏板偏轉(zhuǎn)角相對時間的變化超過一個預(yù)定值，其特征是，在汽車運行過程中計算機周期性地測定油門踏板位置及其瞬時變化，以及齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(NGE)，由此確定的油門踏板位置偏轉(zhuǎn)角被用以計算出對應(yīng)的發(fā)動機無載運行轉(zhuǎn)速(NFR)，或從計算機存貯器中的表格里取出無載運行轉(zhuǎn)速；在無載運行轉(zhuǎn)速(NFR)未超過傳動齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(NGE)時，離合器被脫離，并由此使發(fā)動機與其余的傳動部分分離；而當(dāng)所測定的油門踏板位置角向關(guān)閉方向的瞬時變化超過一個預(yù)定值時，則由計算機計算出，或從另一個計算機存貯器中取出相應(yīng)于所測定的油門踏板偏轉(zhuǎn)角瞬時變化的修正量，將它加到所確定的傳動齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(NGE)上形成修正后的傳動齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(N′GN)；接著將無載運行轉(zhuǎn)速(NFR)與修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(N′GE)比較，在無載運行轉(zhuǎn)速(NFR)未超過修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(N′GE)時使離合器脫離。
2.發(fā)動機與汽車傳動裝置自動閉合的控制方法，其中在發(fā)動機和傳動齒輪箱之間裝有可借助計算機進行操作的離合器，它可閉合以使汽車滑行過程結(jié)束，其特征是，在汽車運行過程中計算機周期性地測定發(fā)動機轉(zhuǎn)速(NM)及其瞬時變化，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速(NM)超過齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(NGE)時將離合器閉合，由此使發(fā)動機與傳動部分連接；而當(dāng)所測定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速瞬時變化超過一個預(yù)定值時，由計算機計算出或從一個計算機存貯器中取出一個與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的瞬時變化相關(guān)的修正量，而后從確定的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(NGE)減去此量形成一個修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(N″GE)；接著將發(fā)動機轉(zhuǎn)速(NM)與修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(N″GE)相比較，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速(NM)超過修正的齒輪箱輸入軸轉(zhuǎn)速(N″GE)時將離合器接合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，測定油門偏轉(zhuǎn)角及其瞬時變化來代替油門踏板角。
全文摘要
為了使汽車進入或結(jié)束一個滑行過程通過離合器將驅(qū)動發(fā)動機與汽車傳動部分接合或脫開，快速的油門踏板位置變化會引起沖擊和不舒適的接合或脫離過程。對此希望不僅是平穩(wěn)和舒適的，而且盡可能快地進行接合或脫離過程。本發(fā)明推薦采用一種控制方法進行接合或脫離過程，其中根據(jù)油門踏板位置的變化速度及由此導(dǎo)出的發(fā)動機空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速進行脫離過程的控制，對于接合過程則考慮發(fā)動機轉(zhuǎn)速的瞬時變化。如果這些控制變量超過預(yù)定值，則根據(jù)實測的油門踏板位置或發(fā)動機轉(zhuǎn)速的瞬時變量實行轉(zhuǎn)換過程。
文檔編號B60K23/02GK1100690SQ94106499
公開日1995年3月29日 申請日期1994年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月9日
發(fā)明者R·呂迪格 申請人:大眾汽車有限公司