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CN103112448B - 用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法 - Google Patents

用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法 Download PDF

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CN103112448B
CN103112448B CN201210066593.2A CN201210066593A CN103112448B CN 103112448 B CN103112448 B CN 103112448B CN 201210066593 A CN201210066593 A CN 201210066593A CN 103112448 B CN103112448 B CN 103112448B
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Abstract

本发明公开了一种用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，该方法可以包括确定车辆的外部驱动条件是否满足惯性滑行条件、根据车辆的内部驱动条件确定离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量、利用所确定的离合器滑移控制时间和扭矩对工作在自动变速器的每一档中的离合器执行滑移控制，其中可以减小传递至自动变速器的最后输出轴的发动机制动扭矩。

Description

用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法
技术领域
本发明涉及用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法。更具体而言，本发明涉及用于控制自动变速器的离合器的方法，该方法可以使用自动变速器的离合器滑移逻辑来提高燃料效率。
背景技术
通常，决定车辆性能的最重要因素可能是车辆的燃料效率。
实际上，鉴定的燃料效率和感测的燃料效率根据驾驶习惯和行车条件(路面和诸如天气的其它条件)而明显不同。从而，已经在使用满足车辆的实际燃料效率的多种方法。例如，存在一种停供燃料的控制方法。
停供燃料的控制方法涉及以下方法：当驾驶员将脚挪离加速器来使车辆惯性滑行时，通过中断向发动机的燃料注入来防止不必要的燃料消耗。
从而，当驾驶员及早将脚挪离加速器时，可以通过停供燃料控制来使车辆减速，而不用踩制动器。
然而，当驾驶员将脚挪离加速器而使用停供燃料控制时，发动机制动同步地起动。由此，车辆的速度可能比驾驶员的预期减小得更快，进而驾驶员不得不踩加速器。这使燃料效率稍微地提高。
例如，当驾驶员在目的地前方大约1km处将脚挪离加速器以便通过停供燃料来使车辆惯性滑行时，车辆可以朝向目的地逐渐减速。在该情形下，车辆在到达目的地之前可能因发动机制动而过快地减速，由此驾驶员不得不踩加速器以使车辆加速至期望速度或更高。由此，燃料效率的提高可能较小。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，该方法使用自动变速器的离合器滑移逻辑而非典型的停供燃料逻辑来使发动机制动最小化，并且实现车辆的惯性滑行。
本发明的一方面中，用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法可以包括：确定车辆的外部驱动条件是否满足惯性滑行条件、根据车辆的内部驱动条件确定离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量、利用所确定的离合器滑移控制时间和扭矩对工作在自动变速器的每一档的离合器执行滑移控制，其中减小了传递至自动变速器的最后输出轴的发动机制动扭矩。
确定车辆的外部驱动条件是否满足惯性滑行条件是在加速器和制动器处于关闭状态之后执行的。
车辆的内部驱动条件可以包括发动机速度、扭矩变换器的涡轮速度、车辆的减速度和驱动抗扭矩。
离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量的确定可以包括，确定发动机速度与自动变速器的扭矩变换器的涡轮速度之差、以及确定车辆的驱动抗扭矩。
外部驱动条件的确定，即确定车辆是否行使在可惯性滑行的道路上，可以包括当车辆的驱动倾角在预定角度内时确定满足惯性滑行条件。
当车辆的驱动倾角与平路或下坡路的角度对应时满足惯性滑行条件。
车辆的驱动倾角由G传感器测量。
滑移控制的执行可以包括基于所确定的离合器滑移控制时间和扭矩来减小施加至工作在自动变速器的每一档的离合器的离合器启动油压。
该方法还可以包括在离合器滑移控制期间当确定加速器处于打开状态时，根据再加速时的车辆速度确定发动机扭矩增量和离合器启动油压的再施加量，然后正常地向离合器施加启动油压。
以下，对本发明的其它方面和示例性实施例进行描述。
应该理解，文中使用的术语“车辆”或“车辆的”及其它类似术语一般包括机动车辆，诸如，包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车的载客汽车，包括多种小船和轮船的船只，航行器等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合动力电动车、以氢做动力的车及其它新能源车(如，取自除石油以外的资源的燃料)。文中所称混合动力车辆是具有两种或多种动力源的车辆，例如以汽油和电为动力的车辆。
下面，论述本发明的以上及其它特征。
本发明的方法和装置具有可从附图中明显看出或者在附图中具体阐明的其它特征和优点，纳入本文的附图与以下的具体实施方式部分一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是示出根据本发明示例性实施例的用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法的流程图。
图2是示出根据本发明示例性实施例的用于控制离合器滑移以提高燃料效率的操作的示意图。
图3和图4是示出根据本发明示例性实施例的能够施加离合器滑移控制且具有八个向前档和一个向后档的自动变速器的动力传递的示意图。
图5是示出根据本发明示例性实施例的能够施加离合器滑移控制且具有八个向前档和一个向后档的自动变速器的离合器的每一档操作的图表。
附图中提到的附图标记包括对下面进一步论述的如下要素的引用：
应该理解，附图不一定成比例，其示出了对本发明的基本原理进行说明的各种优选特征的稍微简化的表示。文中所公开的本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、方位、位置和形状，将根据特定的预期用途和使用环境来确定。
对于附图中的所有图，图中的附图标记涉及本发明中相同或等同的部件。
具体实施方式
下面，详细地介绍本发明的各个实施例，本发明的实例示出在附图中并且在下文中进行描述。虽然结合示例性实施例来描述本发明，但应该理解，该描述的目的不是将本发明限制为这些实施例。相反，本发明意在不仅涵盖示例性实施例，并且涵盖可以落在所附权利要求书所限定的本发明主旨和范围内的多种替换、修改、等同物和其它实施例。
与强调停供燃料来提高燃料效率的典型燃料效率驱动方式不同，本发明通过应用自动变速器的离合器滑移逻辑来提高燃料效率。
例如，当驾驶员在目的地前方大约1km处将脚挪离加速器以使车辆惯性滑行时，车辆可以朝向目的地逐渐减速。在该情形下，代替典型的停供燃料控制方法，可以通过对自动变速器中的离合器进行滑移控制以使传递至输出轴的发动机制动扭矩最小化，来使车辆到达目的地而没有迅速减速至期望水平(驾驶员没必要踩加速器的水平)或更小。
为了便于理解本发明，对根据本发明示例性实施例的能够施加离合器滑移逻辑且具有八个向前档和一个向后档的自动变速器的动力传递的结构和流程进行简要地描述。
图3和图4是示出根据本发明示例性实施例的能够施加离合器滑移控制且具有八个向前档和一个向后档的自动变速器的动力传递的示意图。图3示出了档D1的向前动力传递流程，并且图4示出了档R的向后动力传递流程。
在档D1的向前动力传递流程中，如图3所示，发动机动力可以经由扭矩变换器输入至输入轴10，然后可以按前行星齿轮组的前环状齿轮11、前支架12、中行星齿轮组的中太阳齿轮13、中支架14、后行星齿轮组的后太阳齿轮(单个)16、后环状齿轮17和输出轴18的顺序依次传递。作为内部回路，动力可以传递经过中行星齿轮组的中太阳齿轮13、减速传动(UD)鼓、减速传动(UD)毂和后行星齿轮组的后太阳齿轮(两个)19。
在该情形下，可以对第一制动器B1和第一离合器C1进行操作。
在档R的向后动力传递流程中，如图4所示，发动机动力可以输入至输入轴10，然后可以按前行星齿轮组的前环状齿轮11、前支架12、中行星齿轮组的中太阳齿轮13、中支架14、后行星齿轮组的后环状齿轮17和输出轴18的顺序依次传递。
在该情形下，可以对制动器B1和第四离合器C4进行操作。
当将根据本发明示例性实施例的滑移控制逻辑应用于包含在具有八个向前档的自动变速器中的多个离合器C1、C2、C3和C4，并且驾驶员通过将脚挪离加速器而打算使车辆惯性滑行至目的地时，惯性滑行速度不会因发动机制动而迅速减小，而是可以缓慢减小至期望速度(驾驶员没有踩加速器时的速度)，从而使车辆惯性滑行至目的地。
下面，参考图1描述根据本发明示例性实施例的自动变速器的离合器滑移逻辑。
首先，执行逻辑的ECU和TCU可以正常地识别车辆信息(S101)。确定加速器是打开还是关闭(S102)，然后确定制动器是否没被踩踏。
ECU可以识别车辆速度和发动机速度(rpm)，并且变速器控制单元(TCU)可以识别齿轮档和变速器速度和温度。当驾驶员将脚挪离加速器以允许加速器关闭同时制动器没有被踩踏时，可以进行进入离合器滑移逻辑的准备阶段。
进入离合器滑移逻辑的准备阶段确定惯性滑行(在没有发动机动力的情况下由惯性驱动)条件是否满足。准备阶段可以分为，根据车辆的外部驱动条件来确定惯性滑行条件，并且根据车辆的内部驱动条件来确定离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量。
惯性滑行条件的确定可以包括确定车辆是否行驶在可惯性滑行的道路上，并且可以基于由车辆的G传感器测得的车辆的驱动倾角(坡度信息)(S103)。
可以从TCU接收由车辆的G传感器测得的驱动倾角，以确定惯性滑行是否可行。例如，当对应于平路的驱动倾角处于从约0度至约5度的范围时，或者对应于下坡路的驱动倾角为大约0度时，可以判定满足惯性滑行条件。
当满足惯性滑行条件时，可以根据车辆的内部驱动条件来确定离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量。车辆的内部驱动条件可以包括发动机转速、扭矩变换器的涡轮速度、车辆的减速度和诸如发动机制动的驱动抗扭矩。
离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量的确定可以包括，计算发动机速度与扭矩变换器的涡轮速度之差、计算车辆的减速度、以及计算车辆的驱动抗扭矩(发动机(涡轮)制动)(S104)。
在该情形下，计算发动机速度与自动变速器的扭矩变换器的涡轮速度之差的目的可以是，当发动机驱动扭矩因发动机速度与扭矩变换器的涡轮速度之间的差异而小于扭矩变换器的涡轮的驱动扭矩时通过识别来得到离合器滑移时间，并且当发动机速度在增加与减小之间的变化为最大时，即尖点(tip-out point)，通过识别来得到离合器滑移时间。
计算车辆的减速度的目的可以是，通过获取车辆在加速之后减速的点来执行离合器滑移控制。
计算车辆的驱动抗扭矩的目的可以是，利用车辆抗扭矩(因空气、轮胎、坡度等)来测量纯发动机抗扭矩，并且根据发动机抗扭矩的量来确定离合器滑移扭矩。
从而，可以通过计算发动机速度与自动变速器的扭矩变换器的涡轮速度之差并且计算车辆的减速度来确定最适合的离合器滑移控制时间，并且可以通过计算车辆的驱动抗扭矩来确定离合器滑移扭矩的量。
可以通过在发动机制动扭矩作用时预先调整变速器的齿轮档数、坡度信息、车辆速度和发动机速度与扭矩变换器的涡轮速度之差来制作TCU图，所述TCU图确定离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量。离合器滑移控制可以由TCU图来执行。
从而，当满足惯性滑行条件，同时确定了离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量时，大体上可以执行根据本发明示例性实施例的离合器滑移控制。
可以通过计算能够使随着加速器关闭而施加在自动变速器的输出轴上的发动机制动扭矩(反向扭矩)最小化的离合器滑移扭矩来执行离合器滑移控制。
根据本发明示例性实施例的离合器滑移控制可以包括通过缓慢减小通过自动变速器的每一档工作的离合器启动油压来执行离合器滑移(S105)。
更具体而言，离合器滑移控制可以缓慢减小工作在自动变速器的当前档中的离合器的启动油压，但是可以根据遵循TCU图的离合器滑移扭矩指令来缓慢减小启动油压直到构成离合器的圆盘和摩擦片彼此完全分离，从而在圆盘与摩擦片之间引起滑移摩擦。从而，可以使传递至自动变速器的最后输出轴的发动机制动的扭矩最小化。此外，在车辆惯性滑行期间，车辆速度不会迅速减小，而可以按期望的水平减小。
例如，当驾驶员在目的地前方大约1km处将脚挪离加速器以便通过停供燃料来使车辆惯性滑行时，工作在当前档的离合器的启动油压可以缓慢减小，从而产生离合器滑移。从而，可以使传递至最后输出轴的发动机制动的扭矩最小化，并且可以使得车辆以期望的水平(驾驶员不需要踩加速器的水平)缓慢减速，从而实现燃料效率的提高。
在典型的停供燃料方法中，在车辆到达目的地时，由于车辆以期望水平(驾驶员不需要再次踩加速器的水平)或更低水平迅速减速，因此驾驶员可能再次踩加速器以离开目的地，从而导致燃料效率提高的效果较小。
然而，在本实施例中，由于通过执行离合器滑移控制而使传递至最后输出轴的发动机制动的扭矩最小化，因此可以使得车辆以期望水平(驾驶员不需要再次踩加速器的水平)缓慢减速。因此，可以防止因踩加速器而引起的不必要的燃料消耗，从而可以提高燃料效率。
下面，参考图2和图5详细地描述六档自动变速器中执行的离合器滑移控制。
在六个向前动力的传递流程中，如图2所示，发动机动力可以经由扭矩变换器输入至输入轴10，同时可以传递至作为内部回路的前行星齿轮组的前环状齿轮11、前支架12、中行星齿轮组的中太阳齿轮13和中支架14。此外，输入至输入轴10的动力可以按后行星齿轮组的后支架20、后环状齿轮17和输出轴18的顺序依次传递。
在该情形下，可以操作第二离合器C2和第三离合器C3。
当驾驶员在六档动力传递期间将脚挪离加速器时，启动发动机制动。发动机制动扭矩(与输出轴的旋转方向相反的反向扭矩)可以均一地作用在六档动力传递路径上。
从而，当发动机制动扭矩作用时，可以对为了中支架14的动力传递而接合的第二离合器C2以及为了后支架20的动力传递而接合的离合器C3实现滑移控制。
可以通过根据遵循TCU图的离合器滑移扭矩指令而缓慢减小使第二离合器C2和第三离合器C3动作所施加的启动油压直到构成离合器的圆盘和摩擦片彼此完全分离，来实现第二离合器C2和第三离合器C3的滑移。从而，由于第二离合器C2和第三离合器C3的滑移，可以减小直接作用在输出轴上的发动机制动扭矩。
由于发动机制动扭矩因第二离合器C2和第三离合器C3的滑移而减小，并且作用在输出轴上，因此可以使作用在输出轴上的发动机制动扭矩最小化。
由此，由于使传递至自动变速器的最后输出轴18的发动机制动扭矩最小化，因此在惯性滑行期间车辆没有迅速减速，而是可以期望水平(驾驶员不需要再次踩加速器的水平)缓慢减速直到车辆到达其目的地，从而能够提高燃料效率。
在离合器滑移控制期间，如果驾驶员确定惯性滑行已经充分执行，进而再次踩加速器以使加速器能够处于开状态(S106)，则可以计算再加速期间根据车辆速度的发动机扭矩增量和根据该发动机扭矩增量而优化的离合器启动油压的再施加量，然后可以将启动油压正常地施加至离合器(S107)。
根据本发明实施例，与车辆惯性滑行期间用于增加燃料效率的典型停供燃料的控制相比，可以通过控制自动变速器的离合器滑移来提高燃料效率。
由此，由于可以利用自动变速器的离合器滑移逻辑而非典型停供燃料逻辑而使发动机制动扭矩最小化，来实现车辆惯性滑行，即车辆速度以期望水平(驾驶员不需要踩加速器的水平)缓慢减速，因此与典型的停供燃料控制方法相比可以提高燃料效率。
出于说明和描述的目的阐述了本发明具体示例性实施例的以上描述。其目的不在于穷举或将本发明限制于所公开的确切形式，显然可以根据以上教授内容进行许多修改和变形。出于解释本发明的某些原理及其实际应用的目的，选择并描述了示例性实施例，从而使本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施例以及本发明的各种替换和修改。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同内容来限定。

Claims (8)

1.一种用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，该方法包括：
确定车辆的外部驱动条件是否满足惯性滑行条件；
根据车辆的内部驱动条件确定离合器滑移控制时间和离合器滑移扭矩的量；
利用所确定的离合器滑移控制时间和扭矩对工作在所述自动变速器的每一档的离合器执行滑移控制，
其中减小了传递至所述自动变速器的最后输出轴的发动机制动扭矩；
其中所述车辆的内部驱动条件包括发动机速度、扭矩变换器的涡轮速度、车辆的减速度和驱动抗扭矩。
2.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，其中确定所述车辆的外部驱动条件是否满足所述惯性滑行条件是在加速器和制动器处于关闭状态之后执行的。
3.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，其中所述离合器滑移控制时间和所述离合器滑移扭矩的量的确定包括：
确定所述发动机速度与所述自动变速器的扭矩变换器的涡轮速度之差；以及
确定所述车辆的驱动抗扭矩。
4.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，其中所述外部驱动条件的确定，即确定所述车辆是否行使在可惯性滑行的道路上，包括当车辆的驱动倾角在预定角度内时确定满足惯性滑行条件。
5.根据权利要求4所述的用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，其中当所述车辆的驱动倾角与平路或下坡路的角度对应时满足所述惯性滑行条件。
6.根据权利要求4所述的用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，其中所述车辆的驱动倾角由G传感器测量。
7.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，其中滑移控制的执行包括，基于所确定的离合器滑移控制时间和扭矩来减小施加至工作在自动变速器的每一档的离合器的离合器启动油压。
8.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器的离合器以提高燃料效率的方法，还包括，在离合器滑移控制期间，当确定加速器处于打开状态时，根据再加速时的车辆速度确定发动机扭矩增量和离合器启动油压的再施加量，然后正常地向离合器施加启动油压。
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