專利名稱：用于分開離合器的方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有自動控制離合器的車輛，并且尤其是涉及一種用于依照權利要求1的前序部分分開離合器的方法。本發明還涉及一種如權利要求9所述的系統和一種如權利要求10所述的車輛。
背景技術：
一般而言，多種不同的動力傳動系配置可供車輛使用。例如，變速箱可以采取手動操作變速箱或自動操作變速箱的形式。通常希望重型車輛能夠由駕駛員盡可能舒適地駕駛。該意味著，例如檔位變換應該由通常包含在車輛中的控制系統自動地執行。因此在重型車輛中自動操作變速箱變得越來越常見。然而，該自動檔位變換通常不是由傳統意義上的自動變速箱執行的，而是由控制系統控制的“手動”變速箱執行的，部分地是因為手動變速箱可以非常便宜地制造，并且還因為它們更高效。至于客車中通常使用類型的自動變速箱，與手動操作變速箱相比，其效率水平通常過低，不足以證明它們在例如其中頻繁的啟動和停止是正常的市內公共機動車輛和本地運載車輛之外的應用。主要地用在大路/高速公路上的重型車輛因此通常具有自動操作的“手動”變速箱。該檔位變換可以采用幾種不同的方式實現。在一種類型中，駕駛員使用離合器踏板來使車輛由靜止開始運動，但是所有其它的檔位變換都可以由車輛的控制系統實現而不根本涉及離合器。事實上，檔位變換是通過“扭矩釋放”即從發動機輸送的扭矩被調節至適當的水平以減小在相關齒輪的嚙合點處傳遞的扭矩而執行的。另一個方法是以使用具有自動換高檔/換低檔的自動控制離合器，在此情形中駕駛員僅僅利用加速踏板和制動踏板。在具有自動離合器的這類車輛上，正如在手動控制的離合器的情形中一樣，當駕駛員壓下制動踏板并且車輛的行駛速度已經放慢到發動機轉速接近空轉速度的水平時，離合器必須分開。緊急制動對該離合器分開具有特定的要求。如果離合器分開得過于迅速， 就存在導致動力傳動系中不希望的振動的風險，而同時如果離合器分開得過慢，則具有發動機轉速下降到冒發動機停轉的危險的這種低水平上。因此就需要一種改進的方法用于分開具有自動控制離合器的車輛的離合器。
發明內容
本發明的一個目的是提出一種解決了上述問題的分開離合器的方法。該目的是由如權利要求1所述的方法實現的。本發明涉及一種用于分開車輛的自動控制離合器的方法，該車輛包括內燃機，該內燃機用于生成經由所述離合器和變速箱向至少一個動力輪傳動的驅動力。該方法包括如下步驟
-以初始速率將所述離合器分開至至少一個位置，該位置基本上對應于在此處離合器可以至多傳遞所述內燃機在空轉速度下輸出的最大扭矩的位置，并且-從第一位置，以低于初始速率的第二速率分開所述離合器。該方法的優點是離合器可以迅速地分開至沒有發動機停轉的風險的位置而不導致不希望的動力傳動系振動，這意味著在原理上它能夠以任何期望的緩慢的速率分開。在一個實施例中，離合器分開至在此處它可以至多傳遞所述內燃機在空轉速度下可以輸出的最大扭矩的位置，這具有的優點是離合器可以始終分開至該位置而沒有發動機停轉的風險。或者，離合器可以在所述初始速率下多分開一點，在此情形中，它將分開至一個位置，在此位置下它以所述初始速率分開至基本上對應于在此處它可以至多傳遞當其分開開始時所傳遞的扭矩的位置，這意味著它也可以在所述初始速率下進一步分開至可以傳遞更小的扭矩而不會導致不希望的動力傳動系振動的位置。所述第二速率(應當理解，所述初始速率和第二速率不需要是不變的并且可以包括變化，這樣如果發生變化，在該上下文中的速率用于表示平均速率)可以例如表示的最大值為所述初始速率的四分之三。本發明的其它特性及其優點由下述實施例的實例的詳細說明和附圖表明。
圖1顯示了可以有效地使用本發明的車輛中的動力傳動系。圖2顯示了依照現有技術的離合器功能。圖3顯示了依照本發明的方法的一個實例。圖4顯示了依照本發明分開離合器的一個實例。
具體實施例方式圖1顯示了依照本發明的一個具體實例的車輛100中的動力傳動系的一個實例。 圖1中示意性地顯示的車輛僅僅包括一個具有動力輪113、114的車軸，但是本發明還適用于其中一個以上的車軸裝備有動力輪的車輛。動力傳動系包括內燃機101，且內燃機101以傳統的方式經由內燃機101的輸出軸，通常經由飛輪102，并經由離合器106連接至變速箱 103。離合器106采取盤式自動控制離合器的形式，藉此連接至第一變速箱組件例如變速箱103的輸入軸109的摩擦元件(盤)110就可選擇地與發動機的飛輪102接合以從內燃機101經由變速箱103向動力輪113、114傳遞驅動力。離合器盤110與發動機的輸出軸的接合是利用壓板111進行控制的，該壓板111可以向側面移動，例如利用桿112，且桿112 的操作過程是由離合器致動器115控制的。離合器致動器115對桿112的影響是由車輛的控制系統進行控制的。現代車輛中的車輛控制系統通常由通信總線系統構成，且通信總線系統由一個或多個用于將位于車輛上的若干電子控制單元(ECU)或控制器和各種組件連接在一起的通信總線構成。該類控制系統可以包括眾多控制單元，并且對特定功能的負責可以在兩個或更多控制單元之間劃分。為了簡化起見，圖1僅僅顯示了一個這種控制離合器(離合器致動器115)的控制單元116。實際上，控制單元116對離合器致動器115的控制例如可能取
4決于例如接收到的信息，其中信息接收自負責變速箱103的操作過程的控制單元或是控制發動機功能的控制單元。車輛還包括驅動軸104、105，驅動軸104、105連接至車輛的動力輪113、114并且經由車軸齒輪108例如傳統的差速齒輪由變速箱103的輸出軸107驅動。如上所述，在具有控制自動離合器的控制系統的車輛中，當駕駛員壓下制動踏板并且發動機轉速已經下降至或接近其空轉速度以使車輛停止而發動機不停轉時，車輛的控制系統必須分開離合器。在某些情形下，控制系統可以更自由地控制離合器的該分開，但是在其它情形下中，離合器必須迅速地分開，例如在發生緊急制動時。然而，如上所述，如果在離合器分開時從動力傳動系過于迅速地除去扭矩即如果離合器過于迅速地分開，則有導致動力傳動系內不希望的振動的風險。相反，如果離合器的分開耗費過長的時間，則有作用在發動機的空轉調節器上的制動扭矩變過高從而導致發動機最終不能避免停轉的風險。因此需要離合器的快速分開，但是其方式為在從動力傳動系除去扭矩的同時可以避免采取發生不希望的振動的這種快速和非受控方式。如果發動機在動力傳動系中生成制動扭矩，燃料可以噴射到發動機中以實現解除了扭矩的動力傳動系，此后離合器可以盡可能迅速地分開而不存在不希望的動力傳動系振動的風險。然而，該額外的燃料噴射意味著該方法導致不希望的發動機嗡翁聲的增大，當駕駛員在他/她按下制動器時會感到該發動機嗡翁聲非常惱人。例如，如果空轉調節器在動力傳動系中生成驅動扭矩而同時車輛制動，那么如果發動機不是完全停止則不可能使用發動機來使動力傳動系解除扭矩。本發明提供了一種分開離合器的方法，其中離合器不僅可以迅速地分開以防止發動機停轉，而且還采用不會導致不希望的動力傳動系振動的受控制的方式。圖2顯示了具有圖1中所示類型的離合器特性的一個實例。y軸表示離合器可以在發動機和動力傳動系之間傳遞的扭矩，X軸表示離合器(或離合器控制器)的位置，并且原點表示離合器分開，即離合器盤(并且因此桿/離合器控制器)在其一個極限位置中，而 “閉合”表示圖1中的位置，在此處離合器盤盡可能向左側并且離合器(桿/離合器控制器) 因此在其另一個極限位置中。離合器盤通常處于分開位置中，在與發動機的飛輪一定距離處，這樣閉合離合器會使離合器盤在實際地與發動機的飛輪物理接觸之前移動一段距離X。一旦離合器盤與飛輪接觸，就可以開始發動機與動力傳動系的剩余部分之間的扭矩傳遞。之后，離合器越是閉合(離合器盤與飛輪摩擦地接合得越厲害)，越大的扭矩就可以在發動機與動力傳動系的其余部分之間傳遞。在每個點處到底可以傳遞多少扭矩取決于隨離合器不同的離合器特性
Kchar °相反地，這意味著，在從接觸點到完全閉合的運動中，離合器可以傳遞更大或更少量的扭矩(離合器越閉合，就可以傳遞越大的扭矩)，即扭矩可以在圖2中的運動周期y期間傳遞。本發明利用了該事實。圖3中顯示了依照本發明的一個方法實例300。該方法始于步驟301，該步驟確定離合器是否應該分開，例如因為車輛被制動并且具有發動機轉速下降低于空轉速度的風險。如果離合器將被分開，進程移動到步驟302上，藉此離合器以初始速率分開至第一位置。這顯示于圖4中，其中χ軸表示時間并且y軸表示離合器可以傳遞的扭矩，即點T1對應于圖2中的“閉合”位置并且Ttl對應于圖2中的離合器接觸點。當離合器可以傳遞的扭矩從點T1移動到點Ttl時，離合器位置從“閉合”改變為圖2中的位置CP
離合器。因此，當在步驟302處即在圖4中的時間、處開始離合器的分開時，離合器以初始速率分開，優選地盡可能快地分開，從點(位置) \到點(位置)Τ2，這對應于圖2中的位置Ρ2。位置T2表示基本上在離合器開始分開時的時間U1)處離合器在發動機與動力傳動系的剩余部分之間傳遞的扭矩。位置T2的優點是設置有特定的余量以補償其中所采用的離合器特性Kcto不是非常正確的情形，即使T2設置為T2+Δ T，其中Δ T表示補償系數。離合器特性可以例如由車間/工廠測量或在操作期間估算。在操作期間的這種離合器特性估算是現有技術并且因此不在此進行描述。這同樣適用于離合器接觸點，它通常隨著離合器溫度而改變，已經有已知的方法用于估算該接觸點。補償系數也可以適于補償確定由離合器傳遞的扭矩中的所有誤差。在現今的車輛力通常會計算動力傳動系中的扭矩。輸出的發動機扭矩例如可以基于噴入汽缸中的已知量的燃料、點火角、渦輪增壓壓力等進行計算。發動機相對于噴射定時、噴射容積、渦輪壓力等輸出的扭矩可以例如提前測量并且存儲在在各種車輛控制系統中使用的車輛通信系統中的存儲器，所述車輛控制系統例如為發動機控制單元、變速箱控制單元和上文所述的控制單元116。由發動機輸出的扭矩可以這樣確定并且位置T2也可以基于這些數據和離合器特性進行確定。現今的車輛通常還應用未在此描述的技術用于確定由車輛的制動系統施加在動力傳動系上的制動扭矩。然而，一般而言，發動機的驅動扭矩能夠比制動扭矩以更大的精度確定，這樣當T2由制動扭矩確定時，在一個實施例中的ΔΤ就可以設置為更高的值。離合器快速分開至位置Τ2不會導致不希望的頓挫，因為離合器仍然能夠傳遞然后在動力傳動系中的扭矩。當在時間、處離合器分開至點T2之后，它被分開的速率降低至第二速度，即步驟303。在此階段，離合器原則上能夠以任意期望的速率分開，因為分開至點T2已經提供了發動機不能加載大于該扭矩的保證，所以在此同樣沒有發動機停轉的風險。所述第二速率的平均值可以例如為所述初始速率的平均值的至多一半。之后在所述較低的第二速率下完全地分開離合器就使離合器能夠足夠慢地分開以保證不會發生不希望的動力傳動系振動。從時間t = t2到時間t = t3 (即當離合器到達接觸點并且在之后全開時)的離合器分開可以是線性的、指數的或者依照某些其他適當的函數。本發明因此具有的優點是離合器可以迅速而沒有不期望的動力傳動系振動地分開到沒有發動機停轉的風險的位置，這意味著在原則上離合器能夠以任何期望的緩慢的速率分開。在圖4中的t =、和t =、之間由車輛的制動系統施加的制動扭矩中的任意增大都將緊緊增大離合器滑轉而沒有發動機載荷。因此本發明意味著從T2到Ttl所耗費的時間可以由舒適的角度確定而不必考慮發動機停轉的風險。可以不使點T2采用如上所述的在離合器接合時動力傳動系中的扭矩的形式，而是可以為(基本上)對應于當發動機空轉時可以輸出的最大扭矩的點。發動機可以始終輸出扭矩意味著通過始終迅速地將離合器分開至該點而排除了其停轉風險。
權利要求
1.一種用于分開車輛的自動控制的離合器的方法，該車輛包括內燃機(101)，該內燃機(101)用于生成經由所述離合器(106)和變速箱(103)向至少一個動力輪(113，114)傳遞的驅動力，其特征在于，該方法包括下列步驟-以第一速率將所述離合器(106)分開至至少第一位置，該第一位置基本上對應于它能夠至多傳遞所述內燃機(101)在空轉速度下輸出的最大扭矩的位置，并且-從所述第一位置，以低于所述初始速率的第二速率分開所述離合器(106)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始速率表示至少超過所述離合器 (106)可以分開的最大速率的一半的速率。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述初始速率基本上表示所述離合器 (106)能夠分開的最大速率。
4.如權利要求1-3中的任一項所述的方法，其特征在于，在分開離合器(106)的過程中，當所述離合器傳遞的扭矩下降低于所述內燃機(101)能夠在空轉速度下輸出的最大扭矩時，-所述離合器在所述初始速率下分開至一個位置，該位置基本上對應于離合器(106) 在其上至多傳遞當所述離合器的分開開始時所述離合器傳遞的扭矩的位置。
5.如權利要求1-4中的任一項所述的方法，其特征在于，所述第一位置是利用離合器特性確定的。
6.如權利要求1-5中的任一項所述的方法，其特征在于，所述第二速率表示最大值為所述初始速率的四分之三。
7.一種包含程序代碼的計算機程序，當所述程序代碼在計算機內執行時，該程序導致所述計算機執行如權利要求1-6中的任一項所述的方法。
8.一種包括計算機可讀取介質和如權利要求7所述的計算機程序的計算機程序產品， 所述計算機程序包含在所述計算機可讀取介質中。
9.一種用于分開車輛的自動控制的離合器(106)的系統，該車輛包括內燃機(101)，該內燃機(101)用于生成經由所述離合器和變速箱(103)向至少一個動力輪(113，114)傳動的驅動力，其特征在于，它包括一裝置用于-以初始速率將所述離合器分開至至少第一位置，該第一位置基本上對應于它能夠至多傳遞所述內燃機在空轉速度下輸出的最大扭矩的位置，以及-從所述第一位置，以低于所述初始速率的第二速率分開所述離合器。
10.一種車輛，其特征在于，它包括如權利要求9所述的系統。
全文摘要
本發明涉及一種用于分開車輛的自動控制的離合器(106)的方法，該車輛包括內燃機(101)，該內燃機(101)用于生成經由所述離合器和變速箱(103)向至少一個動力輪(113，114)傳動的驅動力。該方法包括如下步驟以初始速率將所述離合器分開至至少第一位置，該第一位置基本上對應于在此處離合器可以至多傳遞所述內燃機在空轉速度下輸出的最大扭矩的位置，并且從所述第一位置，以低于所述初始速率的第二速率分開所述離合器。
文檔編號F16D48/06GK102483108SQ201080040560
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月13日 優先權日2009年9月14日
發明者P·尤林-丹菲爾特 申請人:斯堪尼亞商用車有限公司