專利名稱：用于控制機械式自動變速器的離合器的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明特別涉及用于控制機械式自動變速器的離合器的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法適用于在車輛起動時(下文中將其稱為“在起動時”)控制離合器。
背景技術(shù)：
車輛(裝備有機械式自動變速器，通過分別為變速齒輪箱機構(gòu)和離合器機構(gòu)提供執(zhí)行器而實現(xiàn)自動變速)在起動時(或者當(dāng)車輛慢速運行時)執(zhí)行離合器部分嚙合控制操作。比如，如圖8所示，根據(jù)離合器行進(jìn)速度與發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率(即，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的微分值)的映射表來執(zhí)行離合器部分嚙合控制。
例如，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化率為C1(C1＞0)，則控制離合器以行進(jìn)速度V1向嚙合方向移動。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化率為C2(C2＜0)時，控制離合器以行進(jìn)速度V2向分離方向移動。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化率為0時，控制離合器保持在當(dāng)前位置。
其結(jié)果是，在車輛起動時，在司機踏上油門的時刻開始離合器部分嚙合控制操作，并且逐步嚙合離合器，從而加速車輛。
JP-A-6-117454(下文稱為“專利公報1”)說明了一種根據(jù)起動時的節(jié)氣門開度，計算插入離合器的目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速以平穩(wěn)地驅(qū)動車輛的技術(shù)，從而增大或減小電磁粉末式離合器的勵磁電流，使實際發(fā)動機轉(zhuǎn)速達(dá)到目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
在柴油發(fā)動機中，與駕駛員設(shè)定的油門開度VA(％)對應(yīng)的發(fā)動機輸出扭矩具有如圖9所示的與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相關(guān)的特性。
如圖9所示，例如，當(dāng)油門開度為0％時，在650rpm的怠速下的輸出扭矩為0值。當(dāng)?shù)∷僭鲋链笥诎l(fā)動機轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機輸出扭矩將逐漸降低。
例如，當(dāng)油門開度為10％時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，發(fā)動機輸出扭矩就越高。然而，在特定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速P10下發(fā)動機輸出扭矩達(dá)到峰值(最大扭矩)，在隨后的操作中發(fā)動機輸出扭矩逐步降低。同樣，當(dāng)油門開度為20％時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，發(fā)動機扭矩就越高。然而，在特定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速P20下，發(fā)動機輸出扭矩達(dá)到峰值，并且在隨后的操作中發(fā)動機輸出扭矩逐步降低。
如上所述，柴油機具有拋物線特性，其中當(dāng)油門開度增大，發(fā)動機轉(zhuǎn)速峰值移至更高的范圍，并且當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過峰值后發(fā)動機輸出扭矩逐步降低。
因此，當(dāng)不考慮這種輸出扭矩特性而在車輛起動時執(zhí)行離合器部分嚙合控制操作時，離合器部分嚙合，而發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在達(dá)到峰值(最大扭矩輸出)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速之下(即，發(fā)動機轉(zhuǎn)速出現(xiàn)降低)或者高于達(dá)到峰值的發(fā)動機轉(zhuǎn)速(即，發(fā)動機轉(zhuǎn)速出現(xiàn)上升)。
在此情況下，即使執(zhí)行了離合器部分嚙合操作，也不能輸出足夠的驅(qū)動扭矩，因為發(fā)動機輸出扭矩太低，所以難以實現(xiàn)車輛的平穩(wěn)起動。尤其是，在車輛坡起或者車輛重載起動時，該問題變得尤為顯著。
與該問題的發(fā)生相應(yīng)，車輛起動前經(jīng)過的時間變長，也就是說，離合器部分嚙合的時間變長，從而離合器可能變得過早磨損，或者由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的過度提速使得噪音增大。
根據(jù)上述專利文獻(xiàn)1中的技術(shù)，并不總是把達(dá)到最大扭矩時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速設(shè)定為目標(biāo)發(fā)動機轉(zhuǎn)速。由于這種原因，當(dāng)車輛處于重載下時，難以實現(xiàn)車輛的平穩(wěn)起動。此外，專利文獻(xiàn)1中說明的離合器是電磁能型的，其中沒有注意到離合器中的磨損問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種用于控制機械式自動變速器的離合器的設(shè)備和方法，以實現(xiàn)平穩(wěn)起動。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征在于一種機械式自動變速器的離合器控制器，其通過為傳動齒輪機構(gòu)提供執(zhí)行器并為離合器機構(gòu)提供執(zhí)行器而使得能夠執(zhí)行自動變速操作，該控制器包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置，用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速；油門開度檢測裝置，用于檢測油門開度；范圍設(shè)定裝置，用于在由油門開度檢測裝置檢測到的油門開度下設(shè)定一個發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍，在該范圍內(nèi)發(fā)動機輸出扭矩落在一個包括最大值的預(yù)定范圍內(nèi)；以及控制裝置，用于在開動車輛時實現(xiàn)離合器的直接嚙合，同時控制離合器的連接狀態(tài)，使得由發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在由范圍設(shè)定裝置設(shè)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)。
根據(jù)此控制器，在車輛起動時可保證輸出扭矩，從而使得能夠平穩(wěn)起動。從而，當(dāng)車輛坡起時或者當(dāng)車輛重載起動時，駕駛員可以實現(xiàn)平穩(wěn)起動。
此外，與傳統(tǒng)離合器相比，可減少部分嚙合離合器時間，從而可以防止離合器的過早磨損。另外，可以防止在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)由發(fā)動機轉(zhuǎn)速的過度降低而導(dǎo)致的發(fā)動機停轉(zhuǎn)的發(fā)生，也可以防止在高速范圍內(nèi)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的過度提速，從而防止了噪音的產(chǎn)生。
優(yōu)選地，范圍設(shè)定裝置在低于所述油門開度下發(fā)動機輸出扭矩變?yōu)樽畲笾禃r的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定第一閾值，并在高于該發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定第二閾值，從而設(shè)定發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍。
第一閾值和第二閾值優(yōu)選為根據(jù)油門開度來設(shè)定。
優(yōu)選地，控制裝置包括存儲部，用于存儲映射表，在該映射表中根據(jù)三個范圍設(shè)定了與發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率相應(yīng)的離合器行進(jìn)速度，即發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于第一閾值的第一范圍，落入第一閾值和第二閾值之間的第二范圍，以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第二閾值的第三范圍；確定部，用于確定由發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入三個范圍中的哪一個；以及離合器控制部，其從映射表中選擇與由確定部確定的范圍相對應(yīng)的離合器行進(jìn)速度并控制離合器的離合器行進(jìn)速度。
優(yōu)選地，作為映射表，存儲部存儲有在由發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率和離合器行進(jìn)速度構(gòu)成的坐標(biāo)上與這三個范圍對應(yīng)的控制線；設(shè)定第二范圍的控制線，使得當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率增大時在離合器嚙合方向上提高離合器行進(jìn)速度，并且當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率降低時在離合器分離方向上提高離合器行進(jìn)速度；并且第一范圍的控制線優(yōu)選為作為第二范圍中的控制線向發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率增大的方向移動的結(jié)果而獲得的控制線，以及第三范圍的控制線是作為第二范圍控制線向發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率降低方向移動的結(jié)果而獲得的控制線。
優(yōu)選地，存儲部存儲一個映射表，在該映射表中設(shè)定了對應(yīng)于與第一范圍劃分成的多個范圍相關(guān)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率的離合器行進(jìn)速度；確定部確定在所檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第一范圍內(nèi)時，第一范圍內(nèi)的多個范圍中哪一個包括由發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測到的這個發(fā)動機轉(zhuǎn)速；以及離合器控制部優(yōu)選為通過從映射表中選擇與確定部確定的范圍相應(yīng)的離合器行進(jìn)速度來控制離合器行進(jìn)速度。
優(yōu)選地，作為映射表，存儲部存儲有在由發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率和離合器行進(jìn)速度構(gòu)成的坐標(biāo)中與第一范圍內(nèi)的多個范圍對應(yīng)的副控制線；并且這些為第一范圍內(nèi)多個范圍指定的副控制線優(yōu)選為通過第二范圍的控制線按照一定間隔向發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率增大方向移動而形成。
優(yōu)選地，存儲部存儲一個映射表，該映射表中設(shè)定對應(yīng)于與第三范圍劃分成的多個范圍相關(guān)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率的離合器行進(jìn)速度；確定部優(yōu)選為確定在所檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第三范圍內(nèi)時，第三范圍的多個范圍中哪一個包括由發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置檢測到的這個發(fā)動機轉(zhuǎn)速；以及離合器控制部優(yōu)選為通過從映射表中選擇與確定部確定的范圍相應(yīng)的離合器行進(jìn)速度來控制離合器行進(jìn)速度。
優(yōu)選地，作為映射表，存儲部存儲有在由發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率和離合器行進(jìn)速度構(gòu)成的坐標(biāo)中與第三范圍內(nèi)的多個范圍對應(yīng)的副控制線；并且這些為第三范圍內(nèi)多個范圍指定的副控制線優(yōu)選為通過第二范圍的控制線按照一定間隔向發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率減小方向移動而形成。
一種用于控制機械式自動變速器的離合器的方法，通過為傳動齒輪機構(gòu)配置執(zhí)行器并為離合器機構(gòu)配置執(zhí)行器來得以進(jìn)行自動變速操作，該方法包括以下步驟檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油門開度；當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于在所檢測的油門開度處發(fā)動機輸出扭矩變?yōu)樽畲髸r的發(fā)動機轉(zhuǎn)速時設(shè)定第一閾值，并且在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于該發(fā)動機轉(zhuǎn)速時設(shè)定第二閾值；以及實現(xiàn)離合器的直接嚙合，同時控制離合器的連接狀態(tài)，以使檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入所設(shè)定的第一閾值和第二閾值之間。
根據(jù)該方法，在車輛起動時可以保證輸出扭矩，從而使得能夠平穩(wěn)起動。從而，當(dāng)車輛坡起時或者當(dāng)車輛重載起動時，駕駛員可以實現(xiàn)穩(wěn)定起動。
優(yōu)選地，當(dāng)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于第一閾值時，控制離合器使其分離；并且，當(dāng)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第二閾值時，控制離合器使其嚙合。
優(yōu)選為在低于第一閾值的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值；并且當(dāng)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于該發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值時，與所檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入第一閾值和低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間的情況相比，優(yōu)選為向離合器分離方向增大離合器行進(jìn)速度。
在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于第一閾值時，優(yōu)選為設(shè)定多個低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值；并且，當(dāng)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速從第一閾值向著低發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第(n+1)個(n為自然數(shù))低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值和第(n+2)個低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間時，與檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第n個低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值和第(n+1)個低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間的情況相比，優(yōu)選為向離合器分離方向增大離合器行進(jìn)速度。
優(yōu)選為在高于第二閾值的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值；并且當(dāng)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于該高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值時，與所檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第一閾值和該高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間的情況相比，離合器行進(jìn)速度向著離合器嚙合方向而增大。
在高于第一閾值的多個發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定多個高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值；并且，當(dāng)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速從第一閾值向著更高發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第(n+1)個(n為自然數(shù))高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值和第(n+2)個高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間時，與檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第n個高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值和第(n+1)個高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間的情況相比，離合器行進(jìn)速度向著離合器嚙合方向而增大。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的安裝了用于控制機械式自動變速器的裝置的車輛的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是發(fā)動機輸出特性的圖表，描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定裝置；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于設(shè)定發(fā)動機開度閾值的映射表；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率而設(shè)定離合器行進(jìn)速度的映射表；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的在車輛起動時發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的曲線圖；圖7是用于本發(fā)明的一個改進(jìn)的映射表；圖8是用于在傳統(tǒng)發(fā)動機中根據(jù)變化率而設(shè)定離合器行進(jìn)速度的映射表；以及圖9是普通發(fā)動機的發(fā)動機輸出特性的圖表。
具體實施例方式
下面將參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。
圖1至圖6用以說明根據(jù)本發(fā)明實施例的用于控制機械式自動變速器的離合器的設(shè)備和方法。如圖1所示，配置機械式自動變速器，從而通過分別為變速箱(變速齒輪機構(gòu))8和離合器(離合器機構(gòu))9提供執(zhí)行器81和91使得能夠自動變速，其中變速箱8和離合器9與手動變速車輛中的相似。
如圖2所示，本實施例的車輛配置有發(fā)動機7、變速箱8和離合器9；發(fā)動機7的輸出軸7a和變速箱8的輸入軸8a通過離合器9連接在一起。
當(dāng)插入離合器9時，從發(fā)動機7輸出的發(fā)動機扭矩通過變速箱8傳輸?shù)津?qū)動輪(未顯示)，從而驅(qū)動車輛。圖2中，箭頭指示為驅(qū)動離合器從動盤的方向。
如圖1所示，離合器9由ECU1控制，發(fā)動機7和變速箱8也由其控制。詳細(xì)地說，通過驅(qū)動執(zhí)行器91的方式來控制離合器9。
相應(yīng)地，向ECU1提供從用于檢測車輛速度的車速傳感器2輸出的信號、從檢測或計算發(fā)動機輸出軸7a旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器(即，發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置)5輸出的信號、以及從用于檢測油門踏板(未顯示)壓下程度的油門開度傳感器6(APS；油門開度檢測裝置)輸出的信號。
如上所述，與駕駛員的油門開度VA(％)相應(yīng)的發(fā)動機輸出扭矩本質(zhì)上具有與發(fā)動機速度相關(guān)的特性，如圖3所示。圖3顯示了柴油機的發(fā)動機輸出特性，即油門開度為0％、30％、和100％時所達(dá)到的輸出扭矩特性。
控制器彌補了在裝備有機械式自動變速器的車輛起動(或者低速運行中)時出現(xiàn)的扭矩不足，從而執(zhí)行最優(yōu)的離合器部分嚙合控制，使得車輛更加平穩(wěn)地起動。作為示例，現(xiàn)在將對油門開度為30％時執(zhí)行的離合器部分嚙合控制進(jìn)行說明。
如圖1所示，控制器具有與范圍設(shè)定部(范圍設(shè)定裝置)10、確定部11、存儲部12以及離合器控制部13對應(yīng)的功能。在此，控制裝置由確定部11、存儲部12和離合器控制部13構(gòu)成。
范圍設(shè)定部10配置為在由油門開度傳感器6檢測到的油門開度下設(shè)定一個發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍，其中發(fā)動機輸出扭矩處于包含最大值的預(yù)定范圍內(nèi)。
具體而言，如圖3所示，閾值NA(即第一閾值)設(shè)定為低于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NP的一個轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速NP下輸出扭矩達(dá)到峰值P30(即最大輸出扭矩)，并且另一個閾值NB(即第二閾值)設(shè)定為高于發(fā)動機轉(zhuǎn)速NP的一個轉(zhuǎn)速。從而，發(fā)動機轉(zhuǎn)速被分割為三個范圍；即，發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值NA的范圍R1；落入閾值NA和NB之間的范圍R2；以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于閾值NB的范圍R3。
在該實施例中，閾值NA和NB設(shè)定為與發(fā)動機轉(zhuǎn)速NP基本等距，并且，例如，將閾值NA和NB之間的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍設(shè)定為300到400rpm。
由于圖3中所示的發(fā)動機輸出扭矩特性為示意圖，峰值P30被顯示為一個點。然而，如果峰值P30的最高點為平緩曲線形狀，則轉(zhuǎn)速范圍最好設(shè)定得更寬一些。
自然，最大輸出扭矩(峰值)根據(jù)油門開度而改變，因此根據(jù)油門開度來設(shè)定閾值NA和NB，從而可以獲得與油門開度相對應(yīng)的發(fā)動機輸出扭矩。例如，優(yōu)選為基于圖4顯示的映射表來設(shè)定閾值NA和NB。
確定部11確定范圍R1、R2和R3中哪一個包括由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器5檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速。
如圖5所示，存儲部12存儲離合器行進(jìn)速度與發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率(即發(fā)動機轉(zhuǎn)速的微分值)的映射表。
該映射表包括三條控制線L1、L2和L3。根據(jù)確定部11所確定的結(jié)果，離合器控制部13從三條控制線中按需要選擇任意一條，并且將這樣選擇的控制線用于在車輛起動時控制離合器。
在此，分別介紹各個控制線。首先，線L2是同樣用于控制傳統(tǒng)離合器的控制線。線L2顯示當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率為0(不上升也不降低)時離合器行程保持在當(dāng)前位置。線L2還顯示當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率上升時，增大向離合器嚙合方向(即嚙合方向)的離合器行進(jìn)速度，并且當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率降低時，增大向離合器分離方向(即分離方向)的離合器行進(jìn)速度。
線L1是通過將線L2按預(yù)定變化率S1向發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率上升的方向(即圖5中向右方向)移動所獲得的控制線。具體而言，線L1顯示當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率為S1(S1＞0)時離合器沖程保持在當(dāng)前位置。當(dāng)離合器轉(zhuǎn)速變化率大于S1時，增大向離合器嚙合方向(即嚙合方向)的離合器行進(jìn)速度。當(dāng)離合器轉(zhuǎn)速變化率小于S1時，增大向離合器分離方向(即分離方向)的離合器行進(jìn)速度。
例如，當(dāng)關(guān)注于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率為0的情況時，線L1顯示向離合器分離方向的離合器行進(jìn)速度增大。
從而，當(dāng)根據(jù)線L1來控制離合器時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率逐漸趨近于S1，并且離合器沖程保持在S1的狀態(tài)中(也就是說，離合器嚙合，從而發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大)，從而發(fā)動機可保持很高的轉(zhuǎn)速。結(jié)果，范圍R1內(nèi)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速可上升至范圍R2中，并且可以輸出范圍R2中得到的扭矩，即接近于最大扭矩的扭矩。
線L3是通過將線L2按預(yù)定變化率S2向發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率降低的方向(即圖5中向左方向)移動所形成的控制線。線L3顯示當(dāng)達(dá)到發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率S2(S2＞0)時，離合器沖程保持在當(dāng)前位置。當(dāng)離合器轉(zhuǎn)速變化率大于S2時，離合器沖程向離合器嚙合方向(即嚙合方向)增大。當(dāng)離合器轉(zhuǎn)速變化率小于S2時，離合器沖程向離合器分離方向(即分離方向)增大。
例如，當(dāng)關(guān)注于發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率為0的情況時，線L3顯示向離合器分離方向的離合器行進(jìn)速度增大。
從而，當(dāng)根據(jù)線L3來控制離合器時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率逐漸趨近于S2，并且離合器沖程保持在S2的狀態(tài)中(也就是說，離合器嚙合，從而發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低)，從而發(fā)動機可保持低的轉(zhuǎn)速。結(jié)果，范圍R3內(nèi)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速可降低至范圍R2中，并且可以輸出范圍R2中得到的扭矩，即接近于最大扭矩的扭矩。
當(dāng)車輛起動時從油門開度傳感器6輸出的油門開度發(fā)生變化時；也就是說，當(dāng)由車速傳感器2檢測到的車輛速度處于或低于預(yù)定速度時，就根據(jù)由確定部11所做出的確定結(jié)果來從存儲于存儲部12中的映射表中選擇線L1、L2和L3中的任意一條，以此來控制離合器9。
具體而言，當(dāng)確定部11確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入范圍R1中時，離合器控制部13從映射表中選擇線L1，以此在根據(jù)線L1來控制離合器沖程的同時執(zhí)行離合器部分嚙合操作。
當(dāng)確定部11確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入范圍R2中時，離合器控制部13就從映射表中選擇線L2，并在根據(jù)線L2來控制離合器沖程的同時執(zhí)行離合器部分嚙合操作。
此外，當(dāng)確定部11確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入范圍R3中時，離合器控制部13就從映射表中選擇線L3，以此在根據(jù)線L3來控制離合器沖程的同時執(zhí)行離合器部分嚙合操作。
具體而言，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入范圍R1內(nèi)時，離合器控制部13執(zhí)行離合器部分嚙合控制，從而增大發(fā)動機轉(zhuǎn)速(即發(fā)動機轉(zhuǎn)速位于高速端)。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入范圍R2內(nèi)時，離合器控制部13執(zhí)行離合器部分嚙合控制，從而保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入范圍R3內(nèi)時，離合器控制部13執(zhí)行離合器部分嚙合控制，從而降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速(即發(fā)動機轉(zhuǎn)速位于低速端)根據(jù)本發(fā)明實施例的機械式自動變速器離合器控制器配置如前所述。例如，如圖6所示，當(dāng)駕駛員壓下油門以起動車輛時(即圖6中所示時間t1的點)，則發(fā)動機轉(zhuǎn)速增大。然而，執(zhí)行離合器部分嚙合控制，從而發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入閾值NA和NB之間，并且當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速與離合器速度變?yōu)橥綍r(即圖6中所示時間t2的點)，離合器完全嚙合，隨之終止離合器部分嚙合控制。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的控制器和控制方法，即使在車輛起動時也可以無故障地保證驅(qū)動扭矩，因此可以彌補在相關(guān)技術(shù)中車輛起動時出現(xiàn)的扭矩不足，從而使得能夠更平穩(wěn)地起動。從而，例如，當(dāng)車輛坡起或者車輛重載起動時，駕駛員可以實現(xiàn)穩(wěn)定的起動。
迄今為止，由于扭矩不足使車輛不能平穩(wěn)地起動，因而執(zhí)行離合器部分嚙合所需的時間就變得相當(dāng)長。然而，根據(jù)本發(fā)明的控制器和控制方法，駕駛員所需的平穩(wěn)起動成為現(xiàn)實，因此與傳統(tǒng)離合器的情況相比，可以縮短執(zhí)行離合器部分嚙合所需的時間，并可以抑制離合器的過早磨損。
此外，可以防止在低速范圍內(nèi)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的過度降低時導(dǎo)致的發(fā)動機停轉(zhuǎn)(也就是說，作為發(fā)動機輸出扭矩不能克服發(fā)動機載荷的結(jié)果而發(fā)生的發(fā)動機停轉(zhuǎn))。此外，可以防止高速范圍內(nèi)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的過度提速，這樣又防止了噪音的產(chǎn)生。
雖然目前已經(jīng)對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了說明。但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，可對本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)。
例如，該實施例配置如下，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值NA(即在范圍R1中)時，根據(jù)線L1來執(zhí)行離合器控制。然而，除線L1之外，可參照線L1向右提供多個附加控制線，從而根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的大小可以更精確地執(zhí)行離合器控制操作。同樣，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于閾值NB(即在范圍R3中)，除了線L3外，可參照線L3向左提供多個附加控制線，從而可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的大小來更精確地執(zhí)行離合器控制。
具體而言，在低于閾值NA的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定多個(比如，“n”)副閾值(即低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值)。如圖7所示，向映射表中添加與多個副閾值分割的范圍相應(yīng)的副控制線a0、a1、…ak-1、ak。例如，圖7中所示的副控制線a0是對應(yīng)于閾值NA與在從閾值NA到更低發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方向上首先出現(xiàn)的副閾值之間范圍的控制線。副控制線a1是對應(yīng)于第一副閾值和第二副閾值之間范圍的控制線。副控制線ak-1是對應(yīng)于第(n-1)個副閾值和第n個副閾值之間范圍的控制線。副控制線ak是對應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于第n個副閾值的范圍的控制線。從而，例如，參照從閾值NA到更低發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方向，由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器5檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第一副閾值和第二副閾值之間(即副控制線a1)，而與發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在閾值NA和第一副閾值(即副控制線a0)時相比，離合器行進(jìn)速度以更大的程度向離合器分離方向增大。
換句話說，在低于閾值NA的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定多個副閾值。當(dāng)參照由閾值NA向更低發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方向，由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器5檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第(n+1)個副閾值和第(n+2)個副閾值之間時(n為自然數(shù))，與發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第n個副閾值和第(n+1)個副閾值之間的情況相比，增大朝離合器分離方向的離合器行進(jìn)速度。
按照這種配置，當(dāng)由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器5檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速位于發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值NA的水平上時，可以隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速而逐步地提高朝向離合器分離方向的離合器行進(jìn)速度，從而可以高度精確地控制范圍R1內(nèi)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高。
具體而言，在高于閾值NB的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定多個(例如“n”)副閾值(即，高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值)。如圖7所示，向映射表中添加與多個副閾值分割的范圍相應(yīng)的副控制線b0、b1、…bk-1、bk。例如，圖7中所示的副控制線b0是對應(yīng)于閾值NB與在從閾值NB到更高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方向上首先出現(xiàn)的副閾值之間范圍的控制線。副控制線b1是對應(yīng)于第一副閾值和第二副閾值之間范圍的控制線。副控制線bk-1是對應(yīng)于第(n-1)個副閾值和第n個副閾值之間范圍的控制線。副控制線bk是對應(yīng)于發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于第n個副閾值的范圍的控制線。從而，例如，參照從閾值NB到更高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方向，由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器5檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第一副閾值和第二副閾值之間(即副控制線b1)，而與發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在閾值NB和第一副閾值(即副控制線b0)的情況相比，離合器行進(jìn)速度將向離合器嚙合方向增大。
換句話說，在高于閾值NB的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定多個副閾值。參照由閾值NB向高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的方向，當(dāng)由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器5檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第(n+1)個副閾值和第(n+2)個副閾值之間時(“n”為自然數(shù))，與發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第n個副閾值和第(n+1)個副閾值之間的情況相比，朝向離合器嚙合方向的離合器行進(jìn)速度增大。
按照這種配置，當(dāng)由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器5檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速位于發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于閾值NB的水平上時，可以隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速而逐步地提高朝向離合器嚙合方向的離合器行進(jìn)速度，從而可以高度精確地控制范圍R3內(nèi)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的降低。
雖然上面的說明中，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于閾值NA的水平上設(shè)定了多個副閾值，當(dāng)然，可以僅設(shè)定一個副閾值。同樣，雖然在上面的說明中，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于閾值NB的水平上設(shè)定了多個副閾值，當(dāng)然，可以僅設(shè)定一個副閾值。
雖然在范圍R1和R3中都設(shè)定了副閾值，但也可以僅在范圍R1和R3中的一個中設(shè)定副閾值。
在此實施例中，從存儲在存儲部12中的映射表中選擇一條控制線。然而，可以在存儲部12中存儲用于控制線L1、L2和L3的映射表(即三個映射表)，并且可以從這三個映射表中選擇任意一個，以控制離合器。
權(quán)利要求
1.一種機械式自動變速器的離合器控制器，通過為傳動齒輪機構(gòu)(8)提供執(zhí)行器(81)并為離合器機構(gòu)(9)提供執(zhí)行器(91)，從而實現(xiàn)自動變速操作，該控制器包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置(5)，用于檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速；油門開度檢測裝置(6)，用于檢測油門開度；范圍設(shè)定裝置(10)，用于在由所述油門開度檢測裝置(6)檢測到的所述油門的開度下設(shè)定一個發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍，在該發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍中，發(fā)動機輸出扭矩落入包括最大值的預(yù)定范圍中；以及控制裝置，用于在開動車輛時實現(xiàn)離合器的直接嚙合，同時控制所述離合器的連接狀態(tài)，使得所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置(5)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入由所述范圍設(shè)定裝置(10)設(shè)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式自動變速器的離合器控制器，其中在所述油門的所述開度下，所述范圍設(shè)定裝置(10)在低于所述發(fā)動機輸出扭矩變?yōu)樽畲笾禃r的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定第一閾值(NA)，并在高于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定第二閾值(NB)，從而設(shè)定所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機械式自動變速器的離合器控制器，其中根據(jù)所述油門的所述開度來設(shè)定所述第一閾值(NA)和所述第二閾值(NB)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的機械式自動變速器的離合器控制器，其中所述控制裝置(11、12、13)包括存儲部(12)，用于存儲映射表，在該映射表中根據(jù)三個范圍設(shè)定了與所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率對應(yīng)的離合器行進(jìn)速度；該三個范圍即，發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于所述第一閾值(NA)的第一范圍(R1)，落在所述第一閾值(NA)和所述第二閾值(NB)之間的第二范圍(R2)，以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于所述第二閾值(NB)的第三范圍(R3)；確定部(11)，用于確定由所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置(5)檢測到的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在所述三個范圍中的哪一個內(nèi)；以及離合器控制部(13)，用于從所述映射表中選擇與所述確定部(11)確定的范圍對應(yīng)的離合器行進(jìn)速度并控制所述離合器(9)的離合器行進(jìn)速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機械式自動變速器的離合器控制器，其中作為所述的映射表，所述存儲部(12)存儲有由所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率和所述離合器行進(jìn)速度構(gòu)成的坐標(biāo)系中的與所述三個范圍對應(yīng)的控制線(L1、L2、和L3)；設(shè)定第二范圍的所述控制線(L2)，使得當(dāng)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化率增大時，在離合器嚙合方向上增大所述離合器行進(jìn)速度，并且當(dāng)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化率降低時，在離合器分離方向上增大所述離合器行進(jìn)速度；以及所述第一范圍的所述控制線(L1)是作為將所述第二范圍中的所述控制線(L2)向所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率的增大方向移動的結(jié)果而獲得的控制線，并且所述第三范圍中的所述控制線(L3)是作為將所述第二范圍中的所述控制線(L2)向所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率的降低方向移動的結(jié)果而獲得的控制線。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的機械式自動變速器的離合器控制器，其中所述存儲部(12)存儲有映射表，在該映射表中根據(jù)所述第一范圍(R1)分割成的多個范圍而設(shè)定有與所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率對應(yīng)的離合器行進(jìn)速度；當(dāng)所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速位于所述第一范圍(R1)內(nèi)時，所述確定部(11)確定在所述第一范圍(R1)中的所述多個范圍中哪一個包括由所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置(5)檢測到的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速；以及所述離合器控制部(13)通過從所述映射表中選擇與所述確定部(11)所確定的所述范圍對應(yīng)的離合器行進(jìn)速度來控制所述離合器(9)的所述離合器行進(jìn)速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機械式自動變速器的離合器控制器，其中作為所述的映射表，所述存儲部(12)存儲有由發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率和所述離合器行進(jìn)速度構(gòu)成的坐標(biāo)系中的副控制線(a1、a2、…，ak-1、ak)，這些副控制線與所述第一范圍(R1)內(nèi)的所述多個范圍相對應(yīng)；以及為所述第一范圍(R1)內(nèi)所述多個范圍指定的所述副控制線(a1、a2、…，ak-1、ak)是通過按一定間隔將所述第二范圍(R2)的所述控制線(L2)向所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率增大的方向移動而形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求4到7中任意一項所述的機械式自動變速器的離合器控制器，其中所述存儲部(12)存儲有映射表，在該映射表中根據(jù)所述第三范圍(R3)分割成的多個范圍而設(shè)定有與所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率對應(yīng)的離合器行進(jìn)速度；當(dāng)所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速位于所述第三范圍(R3)內(nèi)時，所述確定部(11)確定在所述第三范圍(R3)中的所述多個范圍中哪一個包括由所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置(5)檢測到的所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速；以及所述離合器控制部(13)通過從所述映射表中選擇與所述確定部(11)所確定的所述范圍對應(yīng)的離合器行進(jìn)速度來控制所述離合器(9)的所述離合器行進(jìn)速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械式自動變速器的離合器控制器，其中作為所述映射表，所述存儲部(12)存儲有由發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率和所述離合器行進(jìn)速度構(gòu)成的坐標(biāo)系中的副控制線(b1、b2、…，bk-1、bk)，這些副控制線與所述第三范圍(R3)內(nèi)的所述多個范圍相對應(yīng)；以及為所述第三范圍(R3)內(nèi)所述多個范圍指定的所述副控制線(b1、b2、…，bk-1、bk)是通過按一定間隔將所述第二范圍(R2)的所述控制線(L2)向所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化率減小的方向移動而形成的。
10.一種用于控制機械式自動變速器的離合器的方法，通過為傳動齒輪機構(gòu)(8)提供執(zhí)行器(81)并為離合器機構(gòu)(9)提供執(zhí)行器(91)而實現(xiàn)自動變速操作，該方法包括以下步驟檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速和油門的開度；在所檢測到的所述油門的所述開度下，在低于所述發(fā)動機輸出扭矩變?yōu)樽畲笾禃r的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定第一閾值，并在高于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定第二閾值；以及當(dāng)控制所述離合器的連接狀態(tài)時實現(xiàn)所述離合器(9)的直接嚙合，使得所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入所述的設(shè)定第一閾值(NA)和第二閾值(NB)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制機械式自動變速器的離合器的方法，其中，當(dāng)所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于所述第一閾值(NA)時，控制所述離合器(9)以使其分離；并且，當(dāng)所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于所述第一閾值(NB)時，控制所述離合器(9)以使其嚙合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的控制機械式自動變速器的離合器的方法，其中在低于所述第一閾值(NA)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值；并且，當(dāng)所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值時，與所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在所述第一閾值(NA)和所述低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間的情況相比，朝著所述離合器分離方向增大離合器行進(jìn)速度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制機械式自動變速器的離合器的方法，其中在低于所述第一閾值(NA)的多個發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定多個所述低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值；并且，當(dāng)所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速從所述第一閾值(NA)向著更低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第(n+1)個(n為自然數(shù))低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值和第(n+2)個低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間時，與所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第n個低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值和第(n+1)個低發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間的情況相比，向著所述離合器分離方向增大所述離合器行進(jìn)速度。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任意一項所述的控制機械式自動變速器的離合器的方法，其中在高于所述第二閾值(NB)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值；并且，當(dāng)所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于所述高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值時，與所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在所述第二閾值(NB)和所述高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間的情況相比，向著所述離合器嚙合方向增大所述離合器行進(jìn)速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制機械式自動變速器的離合器的方法，其中在高于所述第二閾值(NB)的多個發(fā)動機轉(zhuǎn)速處設(shè)定多個所述高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值；并且，當(dāng)所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速從所述第二閾值(NB)向著更高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第(n+1)個(n為自然數(shù))高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值和第(n+2)個高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間時，與所述檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落在第n個高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值和第(n+1)個高發(fā)動機轉(zhuǎn)速副閾值之間的情況相比，向著所述離合器嚙合方向增大所述離合器行進(jìn)速度。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種用于控制機械式自動變速器的離合器的設(shè)備和方法，以實現(xiàn)更加平穩(wěn)的起動。為了實現(xiàn)上述目的，范圍設(shè)定裝置(10)設(shè)定一個發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍，在該范圍中在由油門開度檢測裝置(6)檢測到的油門開度下達(dá)到的發(fā)動機輸出扭矩定義了一個包含最大值的預(yù)定范圍。離合器控制裝置(13)在控制離合器(9)的連接狀態(tài)同時插入離合器，使得由發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測裝置(5)檢測到的發(fā)動機轉(zhuǎn)速落入由范圍設(shè)定裝置(10)設(shè)定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)。
文檔編號F16D48/08GK1533930SQ200410030710
公開日2004年10月6日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者熊澤厚 申請人:三菱扶?？蛙嚬?