手动变速器离合器的电子控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及变速器系统领域。更具体地讲，本公开涉及通过控制器响应于离合器踏板的运动来控制具有离合器的手动变速器。
【背景技术】
[0002]图1中示出了典型的手动动力传动系统。实线表示流过旋转轴的机械动力。虚线表示控制连接，控制连接可利用机械连接来实现。发动机10通过燃烧燃料在曲轴12处产生功率。在驾驶员进一步踩下加速踏板14时，发动机对加速踏板位置的变化作出响应以产生更多的功率。变速器16将功率从曲轴12传递至示输出轴18。变速器16包括通过输入轴24连接的摩擦离合器20和齿轮箱22。齿轮箱22能够响应于驾驶员对换挡器26的操纵，而建立多个前进传动比和至少一个倒退传动比。驾驶员通过对离合器踏板28的操纵来控制离合器20的扭矩容量。差速器30将来自输出轴18的功率在驱动左车轮34的左车轴32和驱动右车轮38的右车轴36之间分流，同时允许在车辆转弯时车轴之间转速稍微不同。在典型的后轮驱动动力传动系统中，变速器输出轴是延伸到差速器的驱动轴。在典型的前轮驱动动力传动系统中，输出轴18可以通过主减速器(final drive gear)可驱动地连接到差速器。前轮驱动动力传动系统的变速器和差速器常常结合在单个壳体中并称为变速驱动桥。
[0003]对于内燃发动机10产生功率来说，曲轴12必须以足够的转速旋转。然而，当车辆在齿轮箱22建立传动比的情况下静止时，输入轴24也静止。为了使车辆开始运动，驾驶员控制离合器20的扭矩容量以将功率从运动的曲轴12传递至静止的输入轴24。随着车辆加速，输入轴24的转速逐渐增加，直到输入轴的转速等于曲轴12的转速，在这一点处，离合器20可完全接合。在离合器20完全接合的情况下，曲轴12的转速与车辆的速度成比例。当车辆在一挡下加速时，曲轴12的转速过大，迫使需要换到二挡。齿轮箱22不能够在传递功率的同时改变传动比。因此，驾驶员通过分离离合器20，然后操纵换挡器26来改变齿轮箱传动比，然后重新接合离合器20来换挡。离合器20的重新接合迫使曲轴转速等于输入轴转速(主要通过改变曲轴的转速)。
[0004]每当离合器20在以不同转速旋转的轴之间传递扭矩时，因为在车辆起动事件过程中，一定会损耗一些功率。功率是转速和扭矩的乘积。在起动事件过程中，通过曲轴施加的扭矩和施加在输入轴上的扭矩均等于离合器扭矩容量。流入离合器的功率是曲轴转速乘以扭矩容量。流出离合器的机械功率是输入轴转速乘以扭矩容量。功率流入和机械功率流出之间的差通过转换为热而消散。最初，热被离合器部件吸收，使这些部件的温度升高。然后，热通过对流、传导、辐射逐渐地传递到环境，逐渐降低了离合器部件的温度。
[0005]通过离合器消散的能量的量在一段时间间隔内等于功率损耗在时间上的积分。如果在短时间内消耗的能量的量过多，那么离合器温度将过度增加。当离合器温度升高时，离合器衬片材料的磨损率显著增加。在足够高的温度下，材料的摩擦系数下降，并且离合器不能够实现足够的扭矩容量。驾驶员操纵加速踏板、离合器踏板和换挡器的技术极大地影响能量损耗。
【发明内容】
[0006]—种车辆包括发动机、离合器、齿轮箱和控制器。齿轮箱响应于换挡杆的运动在输入轴和输出轴之间建立多个功率流路径中的一个。离合器将扭矩从发动机传递至输入轴并具有响应于离合器致动器位置而变化的扭矩容量。扭矩容量在致动器位置处于触点的释放侧上时可忽略，并且关于触点的接合侧上的致动器位置单调增加。控制器根据离合器踏板位置的函数调节致动器位置。在第一起动事件期间，控制器监测传感器阵列，并响应于接收的信号，修正所述函数。传感器阵列可包括扭矩传感器、旋转速度传感器(例如，巨磁阻(GMR)传感器)或加速度传感器。在第二起动事件期间，控制器响根据修正的踏板位置函数，调节致动器位置。该修正的函数使得，由于触点因磨损或其他原因而改变，使触点相当于恒定的、预定的离合器踏板位置。在某些条件下，控制器可将致动器位置调节至触点的释放侧上的位置，同时离合器踏板被定位在恒定的、预定的位置的接合侧上。这些条件包括在加速踏板释放情况下的滑行，变速器在前进挡功率流路径下接合的情况下的车辆静止。在某些情况下，控制器可关闭发动机，同时离合器致动器处于释放位置并且可在不论离合器踏板位置如何都保持致动器处于释放位置，直到发动机重新启动。
[0007]根据本发明的一个实施例，传感器阵列包括加速度传感器。
[0008]根据本发明，一种控制器包括:通信信道，从离合器踏板传感器和GMR传感器接收信号并向离合器致动器发送信号;控制逻辑，被配置为响应于来自离合器踏板的信号，根据关联致动器位置与离合器踏板位置的函数，命令致动器运动，并且在起动事件期间，响应于来自GMR传感器的信号，修正所述函数。
[0009]根据本发明的一个实施例，响应于来自GMR传感器的信号，修正所述函数包括:通过对来自GMR传感器的信号进行微分来计算转速;通过对转速进行微分来计算加速度;基于加速度更新致动器触点；以及修正所述函数，使得致动器触点与恒定的离合器踏板位置对应。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述控制逻辑还被配置为，响应于加速踏板的释放，将致动器位置调节至致动器触点的释放侧上的位置，同时离合器踏板被定位在恒定的踏板位置的接合侧上。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述控制逻辑还被配置为，响应于车速小于阈值以及换挡杆处于前进挡位置，将致动器位置调节至致动器触点的释放侧上的位置，同时离合器踏板被定位在恒定的踏板位置的接合侧上。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述控制逻辑还被配置为，在致动器位置被调节到触点的释放侧上的位置时，停止发动机;延迟调节致动器位置至触点接合侧上的位置，直到发动机重新启动。
[0013]根据本发明，一种控制手动变速器离合器的方法，包括:在第一起动事件期间，根据关联致动器位置与离合器踏板位置的函数调节离合器致动器位置，同时监测来自GMR传感器的加速度信号并记录制动器触点；以及在第二起动事件期间，根据修正的函数调节离合器致动器位置，使得致动器触点与预定的踏板位置对应。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括，响应于加速踏板的释放，将致动器位置调节至致动器触点的释放侧上的位置，同时离合器踏板被定位在预定的踏板位置的接合侧上。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括，响应于车速小于阈值以及换挡杆处于行驶挡位置，将致动器位置调节至致动器触点的释放侧上的位置，同时离合器踏板被定位在预定的踏板位置的接合侧上。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述方法还包括，在致动器位置被调节到触点的释放侧上的位置时，停止发动机;延迟调节致动器位置至触点接合侧上的位置，直到发动机重新启动。
【附图说明】
[0017]图1是具有手动变速器的车辆动力传动系统的示意图。
[0018]图2是具有带电致动式离合器的手动变速器的车辆动力传动系统的示意图。
[0019]图3是手动变速器的齿轮布置的示意图。
[0020]图4是电致动式手动变速器离合器处于分离位置的剖视图。
[0021 ]图5是电致动式手动变速器离合器处于触点位置的剖视图。
[0022]图6是电致动式手动变速器离合器处于接合位置的剖视图。
[0023]图7是作为离合器致动器位置的函数的离合器扭矩容量的图。
[0024]图8是利用离合器扭矩测量适应性地更新触点估计的方法的流程图。
[0025]图9是利用加速度测量适应性地更新触点估计的方法的流程图。<