專利名稱：動力系的轉(zhuǎn)矩控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛動力系的控制，所述車輛動力系包括燃料控制的發(fā)動機和多傳動比傳動系統(tǒng)，包括多速變速箱與單速或多速驅(qū)動軸裝置。具體地說，本發(fā)明涉及動力系控制，其中發(fā)動機的最大輸出轉(zhuǎn)矩根據(jù)嚙合的傳動比被限制。
車輛傳動系統(tǒng)包括多速變速箱，通常是復(fù)合變速箱，或者是和多速軸耦聯(lián)的簡單的變速箱，具有7、9、10、13、16、18或更多個正向轉(zhuǎn)速比，這在本領(lǐng)域內(nèi)是熟知的，尤其是對于重載荷車輛來說，如美國專利5370013、5527237和4754665所述，這些專利在此列為參考。
用于計算發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩(也叫做“車輪轉(zhuǎn)矩”)的控制系統(tǒng)和方法在本領(lǐng)域中是熟知的，如美國專利5509867所述，該專利在此列為參考。
其中發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩被控制與/或根據(jù)嚙合的齒輪比與/或車速被限制的自動的和手動的傳動系統(tǒng)在本領(lǐng)域中是公知的，如美國專利5477827、5797110、5457633、4889014、5738606、5679096和5876302所述，這些專利在此列為參考。眾所周知，現(xiàn)代車輛動力系通常包括電子控制的發(fā)動機，其可以對發(fā)動機速度與/或發(fā)動機轉(zhuǎn)矩進行控制。例如，按照SAE J-1939數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，可以向發(fā)動機發(fā)送指令，以便按照(a)駕駛員的燃料需求，(b)所需的發(fā)動機速度，(c)所需的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與/或(d)所需的最大發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與/或發(fā)動機轉(zhuǎn)速對發(fā)動機供燃料。
按照本發(fā)明，提供一種改進的用于車輛動力系的控制系統(tǒng)和控制方法，其旨在最大限度地發(fā)揮車輛性能，同時保護傳動系不受在某個車輛操作條件下由對傳動系施加的過大的轉(zhuǎn)矩而引起的可能的破壞與/或過度磨損。上述目的是這樣實現(xiàn)的當車輛處于開始嚙合比狀態(tài)時，把發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩限制為第一最大值，當車輛處于中間嚙合比狀態(tài)時，把發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩限制為第二最大值(第二最大值大于第一最大值)，當傳動是直接傳動或1∶1的嚙合比時，使發(fā)動機轉(zhuǎn)矩等于大于第二最大值的第三最大值，以及當傳動處于超速傳動比狀態(tài)時，使發(fā)動機轉(zhuǎn)矩等于第四最大值(第四最大值小于第三最大值，但大于第二最大值)。
因而，本發(fā)明的目的在于提供一種用于包括具有直接驅(qū)動比的變速箱的車輛傳動系系統(tǒng)最好是車輛動力系系統(tǒng)的的新的改進的發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩控制方法。
本發(fā)明的這個目的和其它目的和優(yōu)點通過接合附圖閱讀本發(fā)明的優(yōu)選實施例可以更清楚地看出。


圖1示意地說明包括自動機械傳動系統(tǒng)的車輛動力系統(tǒng)；圖2A和圖2B是用于說明典型的重載荷車輛動力系統(tǒng)的傳動比和可允許的傳動系統(tǒng)輸入轉(zhuǎn)矩的圖表，所述動力系統(tǒng)包括分別具有7速和18速的超速傳動變速箱。
圖3是本發(fā)明的控制的流程圖。
利用本發(fā)明的控制方法的這種車輛動力系統(tǒng)10如圖1所示。為了說明方便，所示的系統(tǒng)10是一種自動的機械傳動系統(tǒng)，包括燃料控制的內(nèi)燃發(fā)動機12(例如已知的柴油發(fā)動機或其類似物)，多速機械變速箱14，以及非剛性的連接裝置16，用于以驅(qū)動方式使發(fā)動機12和變速箱14相連。一般地，非剛性的連接裝置16是一個轉(zhuǎn)矩變換器或是一種摩擦控制離合器。變速箱14還包括用于驅(qū)動車輛驅(qū)動軸22的輸出軸20。所述驅(qū)動軸可以是單速的或者是多速的。
變速箱14可以是已知的機械類型的，其利用剛性爪離合器使選擇的齒輪和軸接合與脫離，用于改變輸入軸轉(zhuǎn)速(IS)對輸出軸轉(zhuǎn)速(OS)的比。這種類型的變速箱可以參看美國專利4764665，5385056，5390561和5416698。
系統(tǒng)10可以包括多個傳感器，用于對基于微處理器的控制單元26提供輸入信號24，控制單元按照邏輯規(guī)則處理輸入信號，從而產(chǎn)生用于各個系統(tǒng)啟動器的指令輸出信號28。
可以提供速度傳感30，32，和34，對分別表示發(fā)動機速度(ES)、變速箱輸入軸速度(IS)和變速箱輸出軸速度(OS)的控制器提供輸入信號。可以提供傳感36，用于提供表示節(jié)流閥踏板的操作者設(shè)置值的輸入信號。提供駕駛員控制臺38，使得駕駛員能夠選擇傳動方式，并向控制器26提供表示傳動方式的輸入信號GR。
可以提供最好是基于微處理器的發(fā)動機控制器40，用于控制發(fā)動機的燃料注入，并用于向數(shù)據(jù)鏈路DL提供表示發(fā)動機的操作參數(shù)的信息。最好數(shù)據(jù)鏈路遵守已知的協(xié)議，例如SAE J-1939或其類似物?？梢蕴峁﹩悠?2，用于操縱非剛性連接裝置16。可以提供變速器啟動器44，用于操縱變速器14并用于提供表示嚙合的齒輪比與/或其它變速箱操作參數(shù)的信息。嚙合比也可以通過比較輸入和輸出軸的轉(zhuǎn)速進行計算。
如在本申請中以及在汽車工業(yè)中一般使用的，術(shù)語“動力系”指的是發(fā)動機12、連接裝置16、變速箱14和驅(qū)動軸12，而術(shù)語“傳動系”指的是連接裝置16、變速箱14和軸22。
所示的變速箱14是一種具有直接傳動比(1∶1.00)和兩個超速驅(qū)動比(見圖2B)的18一正向速度變速箱。正如所熟知的那樣，在直接傳動比中，軸被直接地耦聯(lián)，轉(zhuǎn)矩不施加于齒輪上；因而，在直接傳動時，可以對變速箱施加高得多的力矩而不會引起齒輪的破壞或過度的磨損。還已知和超速(即輸出軸的轉(zhuǎn)速超過輸入軸的轉(zhuǎn)速)傳動相關(guān)的較高的轉(zhuǎn)速能夠使較高的輸入轉(zhuǎn)矩被施加于變速箱上，大于1∶1.00減速比的而沒有破壞與/或過度磨損的危險。
按照本發(fā)明，按照檢測的或預(yù)期的嚙合比，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩被限制于4個最大值中的一個。圖2A說明本發(fā)明應(yīng)用于7速超速傳動的情況。
在開始時的幾個嚙合比中，即通常在18速傳動的第一到第六個嚙合比中，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制于第一最大值(A)。在中間的嚙合比中，即通常在18速傳動的第7到第15個嚙合比中，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制于第二最大值(B)。在直接嚙合比中，發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制于第三最大值(C)。C值可以等于發(fā)動機的最大輸出。在超速嚙合比中，即在所述的傳動的第17和第18速中，發(fā)動機轉(zhuǎn)矩被限制于第四最大值(D)。
最大轉(zhuǎn)矩值的關(guān)系如下A＜B＜C＞D以及B＜D最大轉(zhuǎn)矩參考的典型值示于圖2A和圖2B，它們是以舉例子的方式提供的。在圖2B中，提供了用于RTLO 18918B變速箱(從EatonCorporation得到的，這是本申請的受讓者)和典型的重載車輛柴油機的值。
圖3是本發(fā)明的控制流程圖。
轉(zhuǎn)矩值A(chǔ)，B，C與/或D可以是一個范圍，并且/或者可以被細分。
雖然本發(fā)明是按照特定的例子說明的，但是應(yīng)當理解，不脫離下面所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和構(gòu)思可以作出各種改變和改型。
權(quán)利要求
1.一種用于控制車輛動力系系統(tǒng)(10)的控制方法，所述車輛動力系系統(tǒng)包括燃料控制的發(fā)動機(12)，用于控制發(fā)動機加注燃料的發(fā)動機控制器(40)，多速變速箱(14)，其具有一個或幾個開始傳動比，一個或幾個中間傳動比，直接傳動比，和一個或幾個超速傳動比，用于檢測嚙合的傳動比的裝置(44)，以及控制器(26)，用于接收輸入信號(24)，并按照邏輯規(guī)則處理所述信號，從而向包括所述發(fā)動機控制器的系統(tǒng)啟動器發(fā)出指令輸出信號，所述方法包括以下步驟(i)檢測嚙合的傳動比；(ii)按照以下關(guān)系設(shè)置第一、第二、第三和第四轉(zhuǎn)矩限制值A(chǔ)、B、C和DA＜B＜C＞D以及B＜D(iii)(a)如果變速箱以開始傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第一轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤A)，(b)如果變速箱以中間傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第二轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤B)，(c)如果變速箱以直接傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第三轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤C)，并且(d)如果變速箱以超速傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第四轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤D)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述發(fā)動機具有已知的最大轉(zhuǎn)矩容量，所述第三轉(zhuǎn)矩限制值(C)等于或大于所述最大轉(zhuǎn)矩容量。
3.一種用于控制車輛動力系系統(tǒng)(10)的控制方法，所述車輛動力系系統(tǒng)包括燃料控制的發(fā)動機(12)，用于控制發(fā)動機加注燃料的發(fā)動機控制器(40)，多速變速箱(14)，其具有一個或幾個中間傳動比，直接傳動比，和一個或幾個超速傳動比，用于檢測嚙合的傳動比的裝置(44)，以及控制器(26)，用于接收輸入信號(24)，并按照邏輯規(guī)則處理所述信號，從而向包括所述發(fā)動機控制器的系統(tǒng)啟動器發(fā)出指令輸出信號，所述方法包括以下步驟(i)檢測嚙合的傳動比；(ii)按照以下關(guān)系設(shè)置第二、第三和第四轉(zhuǎn)矩限制值B、C和DB＜C＞D以及B＜D(iii)(a)如果變速箱以中間傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第二轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤B)，(b)如果變速箱以直接傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第三轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤C)，并且(c)如果變速箱以超速傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第四轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤D)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述發(fā)動機具有已知的最大轉(zhuǎn)矩容量，所述第三轉(zhuǎn)矩限制值(C)等于或大于所述最大轉(zhuǎn)矩容量。
5.一種用于控制車輛動力系系統(tǒng)(10)的控制系統(tǒng)，所述車輛動力系系統(tǒng)包括燃料控制的發(fā)動機(12)，用于控制發(fā)動機加注燃料的發(fā)動機控制器(40)，多速變速箱(14)，其具有一個或幾個開始傳動比，一個或幾個中間傳動比，直接傳動比，和一個或幾個超速傳動比，用于檢測嚙合的傳動比的裝置(44)，以及控制器(26)，用于接收輸入信號(24)，并按照邏輯規(guī)則處理所述信號，從而向包括所述發(fā)動機控制器的系統(tǒng)啟動器發(fā)出指令輸出信號，所述邏輯規(guī)則包括用于執(zhí)行以下步驟的規(guī)則(i)檢測嚙合的傳動比；(ii)按照以下關(guān)系設(shè)置第一、第二、第三和第四轉(zhuǎn)矩限制值A(chǔ)、B、C和DA＜B＜C＞D以及B＜D(iii)(a)如果變速箱以開始傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第一轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤A)，(b)如果變速箱以中間傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第二轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤B)，(c)如果變速箱以直接傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第三轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤C)，并且(d)如果變速箱以超速傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第四轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤D)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)動機具有已知的最大轉(zhuǎn)矩容量，所述第三轉(zhuǎn)矩限制值(C)等于或大于所述最大轉(zhuǎn)矩容量。
7.一種用于控制車輛動力系系統(tǒng)(10)的控制系統(tǒng)，所述車輛動力系系統(tǒng)包括燃料控制的發(fā)動機(12)，用于控制發(fā)動機加注燃料的發(fā)動機控制器(40)，多速變速箱(14)，其具有一個或幾個中間傳動比，直接傳動比，和一個或幾個超速傳動比，用于檢測嚙合的傳動比的裝置(44)，以及控制器(26)，用于接收輸入信號(24)，并按照邏輯規(guī)則處理所述信號，從而向包括所述發(fā)動機控制器的系統(tǒng)啟動器發(fā)出指令輸出信號，所述邏輯規(guī)則包括用于執(zhí)行以下步驟的規(guī)則(i)檢測嚙合的傳動比；(ii)按照以下關(guān)系設(shè)置第二、第三和第四轉(zhuǎn)矩限制值B、C和DB＜C＞D以及B＜D(iii)(a)如果變速箱以中間傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第二轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤B)，(b)如果變速箱以直接傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第三轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤C)，并且(c)如果變速箱以超速傳動比嚙合，則發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩被限制為所述第四轉(zhuǎn)矩限制值(TE≤D)。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種用于根據(jù)變速箱(14)的傳動比控制發(fā)動機(12)的輸出轉(zhuǎn)矩的動力系統(tǒng)控制系統(tǒng)(10)。對于開始傳動比、中間傳動比、直接傳動比和超速傳動比分別設(shè)置各自的轉(zhuǎn)矩限制值A(chǔ)、B、C和D。所述轉(zhuǎn)矩限制值被這樣設(shè)置,使得滿足A< B< C> D以及B< D。
文檔編號F02D45/00GK1273919SQ00108929
公開日2000年11月22日 申請日期2000年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月17日
發(fā)明者T·J·莫斯徹克 申請人:易通公司