专利名称：转矩变换器离合器锁定方法和少量滑动调节的制作方法
转矩变换器离合器锁定方法和少量滑动调节技术领域0001本发明涉及用于控制转矩变换器离合器的方法和系统。
背景技术：
0002本部分中公开的内容仅提供与本发明有关的背景信息， 并不构成现有技术。0003自动变速器采用已知为转矩变换器的流体离合器从发动 机向变速器传递发动机转矩。所述转矩变换器通过由来自自动变速器 的加压流体施加的液压力运行。转矩变换器使发动机转矩增大并将其 传递通过变速器。0004传统的转矩变换器包括充以液压流体的密封腔体。该腔 体包括由发动机驱动的泵(或叶轮)、与输出轴连接的涡轮、以及提供 转矩倍增的定子。随着叶轮转动，离心力推动加压流体向外，使得涡 轮转动。离开涡轮的流体冲击定子。定子叶片的作用在于使流体运动 的径向方向反向，从而使得当流体再进入叶轮腔体时，以与叶轮相同 的方向移动。这种反向大大增加了叶轮的效率。冲击定子叶片的流体 力还在涡轮输出轴上施加转矩，提供与更高级传动比相当的附加的转 矩倍增。0005当叶轮转速和涡轮转速不相等时，转矩变换器开始所述 的"滑动"。高的滑动率降低了转矩变换器效率，并且可产生过量热能。 一些变换器采用锁定机构，例如机械离合器，该离合器在巡航速度下 接合以将叶轮与涡轮物理连接。所述物理连接使得叶轮和涡轮以相同或接近相同的转速转动，由此将少或消除滑动。离合器借助通过转动 的转换器组件中心轴线处的中空轴供给的流体接合和释放。0006锁定转矩变换器离合器在车辆运行的所有模式中并不是 都希望的。通常，转矩变换器离合器仅在高速、小节气门开度(巡航) 条件下才完全锁定。在其他运行模式过程中，为了获得锁定转矩变换 器离合器的益处，可以为离合器添加一种材料以提高其在滑行条,下 的总体耐久性。这使得离合器可以部分锁定。这些类型的转矩变换器
的滑动被电子控制到接近目标值(通常为20rpm)。0007转矩变换器离合器的接合程度可以通过指令转矩变换器在多种模式中的一种下运行而调节。当"开启模式"被指令时，电子 控制施加给离合器的压力以获得目标滑动值。变换器并不完全锁定。 当"锁定模式"被指令时，最大压力施加到转矩变换器上以使转矩变 换器离合器完全锁定。在锁定模式中，滑动基本上被消除。在整个驱 动循环中，转矩变换器的运行在这些和其他模式之间转换。在这些转 换过程中调节供给转矩变换器的压力提高了车辆的整体驱动性能。发明内容0008因此，提供一种转矩变换器离合器控制系统。该系统包 括模式确定模块，该模块基于锁定需求选择锁定少量滑动调节模式 和硬锁定模式中的一种；压力控制模块，该模块调节在锁定少量滑动 调节模式过程中供给转矩变换器的压力从而维持目标滑动，并且该模 块在硬锁定模式过程中指定最大压力供给转矩变换器以防止滑动。0009在其他特征中，提供一种控制转矩变换器离合器(TCC) 的方法。该方法包括接收锁定转矩变换器离合器的需求；转换到锁 定少量滑动调节模式；并且指令压力从而使得在锁定少量滑动调节模 式过程中保持目标滑动。0010其他适用范围将会从下文所提供的描述中体现。应当理 解，所有描述和特定实施例仅用于说明的目的而不对本发明的范围起 到限定。
0011下文中描述的附图仅用于说明的目的在任何情况下都不对本发明的范围起到限定。0012图l是包括传统转矩变换器系统的车辆的功能性结构图。0013图2是转矩变换器控制系统的数据流图。0014图3是状态转换图，显示了转矩变换器离合器(TCC)锁定控制系统的模式和转换。0015图4是显示根据TCC锁定控制方法的示例性数据输出图。
0016以下的描述实质上仅作为示例而并非对本发明、申请或 使用进行限定。应当理解，在附图中，相应的附图标记指示相同或相 应的部件和要素。本文中所使用的词汇"模块，，指代特定用途集成电 路(ASIC)、电子电路、处理器(共用处理器、专用处理器或群式处理 器)和执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路和/或 其他提供所述功能的适当组件。0017图1示出包括传统转矩变换器系统的车辆10。发动机12燃烧空气和燃料的混合物以产生驱动转矩。空气通过节气门16吸入进 气歧管14。节气门16调节进入进气歧管14的气流量。进气歧管14中 的空气被分配进入气缸18。尽管图中显示出6个气缸18，然而应当可 以理解发动机可具有多个气缸，包括但不仅限于2、 3、 5、 6、 8、 10、 12和16个气缸。0018来自发动机12的转矩通过转矩变换器(TC) 22供给变 速器20。转矩变换器可以是任何已知的包括涡轮、定子和转矩变换器 离合器(TCC)的锁定式变换器。变速器包括液压泵26，该液压泵26 调节变速器中的加压流体，并且控制流体通过至少一个螺线管操作阀 30流入或流出TC22。发动机12驱动液压泵26。电流和/或脉冲宽度调 节信号由控制模块32输出给螺线管以便改变向转矩变换器22提供的 加压流体。TC22的滑动率基于加压流体的控制而改变。0019控制模块32基于从TC22、发动机12和变速器20接收 到的输入确定适当的信号。向控制模块32提供的输入包括但不局限 于接收自发动机转速传感器34的发动机转速信号；接收自涡轮转速 传感器36的涡轮转速信号；接收自节气门位置传感器38的节气门位 置信号；和接收自变速器油温传感器40的变速器油温信号。控制模块 32根据常规方法确定何时需要TCC锁定模式。当需要TCC锁定时， 控制模块32基于本发明的TCC锁定方法确定施加给TC22的适当压 力，并据此向螺线管30发出指令信号。0020参考图2，数据流图示出可嵌入控制模块32的TCC锁定 控制系统的各种实施方式。根据本发明的TCC锁定系统的各种实施方 式可包括嵌入控制模块32的任意数量的子模块。所显示的子模块可组
合和/或进一步拆分以同样控制转矩变换器离合器。在不同的实施方式中，图2的控制模块32包括模式确定模块44和TCC压力控制模 块46。0021模式控制模块44接收TCC滑动误差48、发动机转矩50、 锁定需求52和切换状态54作为输入。所述输入可以由控制模块32中 的其他子模块确定，或者由车辆10中的其他控制模块(未示出)确定。 TCC滑动误差48可被确定为理想滑动和实际测得滑动之间的差异。输 入给TCC压力控制模块46的实际测得滑动57可被确定为发动机转速 和涡轮转速之间的差异。发动机转矩50可基于各种发动机运行参数例 如气流、发动机转速、负载和温度值来确定。锁定需求52代表理想 的锁定模式。切换状态54代表加速或减速的当前状态。基于接收到的 输入，模式确定模块44确定当前锁定模式56为少量滑动调节模式和 硬锁定模式中的至少一种，下文中将进一步进行讨论。TCC压力控制 模块46接收锁定模块56和TCC滑动57作为输入。TCC压力控制模 块46调节到达转矩变换器22的压力(图1)，从而使得离合器被锁定。 基于TCC锁定模式，所述压力变化以控制TCC锁定的强度。0022参考图3，状态转换图显示了模式确定模块"如何在开 启模式60和锁定模式62之间进行转换，以及更具体地如何在锁定模 式62内进行转换。当处于锁定模式62时，根据本发明，控制在锁定 少量滑动调节子模式64和硬锁定子模块66之间的转换。当处于锁定 少量滑动调节子模式64时，控制指令压力从而使得通过保持最低可能 的测得滑动水平，离合器基本锁定。例如，滑动可调节至7.5rpm。当 处于硬锁定模式66时，指令最大压力，从而使得TCC完全锁定(发 动机转速等于涡轮转速)。0023锁定少量滑动调节模式64的增加使得压力可被控制从而 离合器可完全锁定但离合器没有任何额外负荷。基本上，该模式过程 中的压力可被调节为仅仅是保持离合器锁定所需的量。在锁定条件过 程中以这种方式调节压力降低了发动机负载和燃油消耗，并且使得随 后的离合器释放可以更迅速地发生。0024在图3中，模式之间的转换标记为A-C。控制基，常规 的转换方法确定向锁定模式62的转换需求。 一旦确定需要锁定模式， 以转换A显示，控制基于以下条件转换到锁定少量滑动调节模式64: 1)如果是第一次进入TCC锁定模式；2)如果接收到少量滑动指令； 3)如果接收到硬锁定需求，在先的锁定模式不是硬锁定，并且滑动误 差大于预定阈值；或4)如果当前时间点处于加速或减速的之前或之后 的特定时间范围内，或处于加减速过程中。0025
一旦处于锁定少量滑动调节模式64，以转换B显示，控 制基于以下条件转换到硬锁定模式66: 1)如果接收到硬锁定指令，并 且滑动误差小于预定阈值；或2)如果接收到锁定少量滑动需求，发动 机转矩大于预定阈值，并且滑动误差小于预定阈值。当满足以下条件 条件时控制将会保持在硬锁定模式66: 1)如果在先模式是硬锁定模 式，发动机转矩大于预定的出口阈值，并且接收到锁定少量滑动需求； 或2)如果在先模式是硬锁定模式，并且滑动误差大于预定的出口阈 值。如果2)中的条件在一个时间段内都得到满足，那么以转换C显 示，控制将转换回锁定少量滑动调节模式64。控制基于常规转换方法 从少量滑动调节模式64转换成其他模式(该转换未显示)。0026如可以理解的那样，上面所做的所有比较可以才艮据对阈 值的选择以不同的方式执行。例如，比较式"大于"可以在不同的实 施方式中执行为"大于或等于"。类似地，比较式"小于，，可以在不同 的实施方式中执行为"小于或等于"。比较式"在一范围内，，可以在不 同的实施方式中等价执行为"小于或等于最大阈值"并且"大于或等 于最小阈值"。0027现在参考图4，坐标图显示了当从开启模式进入锁定模式 时的一种示例性情况。时间沿着X轴线，以100表示。供给转矩变换 器的压力数据以102表示。实际测得滑动数据以104表示。理想滑动 参考数据以106表示。少量滑动倾斜数据以108表示。在时间X点， 控制从开启模式向锁定少量滑动调节模式转换。滑动静区以110表示。 该滑动静区代表可被电子控制而不存在任何系统测量不准确度的滑动 最小值。在时间点Y，滑动被调节在7.5rpm附近，以减小离合器后的 超额能力。在时间点Z，控制转换到硬锁定模式，此时对压力值增加压 力补偿以保证离合器的硬锁定。0028现在本领域技术人员从前面的描述中可以得出i，本发明 的广泛教导可以各种形式执行。因此，尽管本发明以其特定的实施例 被描述，然而本发明的实际范围不应如此限定，因为本领域技术人员
对附图、说明书和权利要求书进行研究后可以显而易见地得出其他的 改进方式。
权利要求
1.一种转矩变换器离合器控制系统，包括模式确定模块，该模块基于锁定需求选择锁定少量滑动调节模式和硬锁定模式中的一种；压力控制模块，该模块调节在锁定少量滑动调节模式过程中供给转矩变换器的压力从而维持目标滑动，并且该模块在硬锁定模式过程中指定最大压力供给转矩变换器以防止滑动。
2. 如权利要求l所述的系统，其中，所述目标滑动基于转矩变换 器离合器功率确定。
3. 如权利要求1所述的系统，其中，所述目标滑动是小于和等于7.5转每分(RPM)中的至少一个。
4. 如权利要求l所述的系统，其中，如果基于发动机运行参数接 收到锁定少量滑动需求，则所述模式确定模块确定所需模式为锁定少 量滑动调节模式。
5. 如权利要求l所述的系统，其中，如果基于发动机运行参数接 收到硬锁定需求、在先模式不是硬锁定模式、并且滑动误差大于预定 阈值，则所述模式确定模块确定所需模式为锁定少量滑动调节模式。
6. 如权利要求l所述的系统，其中，如果切换状态指示当前时间 处于加速和减速中的至少一个的预定时间段范围内，则所述模式确定 模块确定所需模式为锁定少量滑动调节模式。
7. 如权利要求l所述的系统，其中，如果由于发动机运行参数接 收到硬锁定需求、并且滑动误差小于预定阈值，则所述模式确定模块 确定所需模式为硬锁定模式。
8. 如权利要求l所述的系统，其中，如果由于发动机运行参数接 收到锁定少量滑动需求、发动机转矩大于预定阈值、并且滑动误差小 于预定阈值，则所述模式确定模块确定所需模式为硬锁定模式。
9. 如权利要求1所述的系统，其中，当在先模式为硬锁定模式、 发动机转矩大于预定出口阈值、并且接收到锁定少量滑动需求时，所述模式确定模块保持所述硬锁定模式。
10. 如权利要求l所述的系统，其中，当在先模式是硬锁定模式并 且滑动误差大于预定出口阈值时，所述模式确定模块保持所述硬锁定 模式。
11. 如权利要求l所述的系统，其中，在处于锁定少量滑动调节模 式中时，如果在预定时间段内，在先模式为硬锁定模式、滑动误差大 于预定出口阈值、并且接收到锁定少量滑动需求，则所述模式确定模 块确定所述模式为硬锁定模式。
12. —种控制转矩变换器离合器(TCC)的方法，包括 接收锁定所述转矩变换器离合器的需求； 转换为锁定少量滑动调节模式；并且指令压力从而使得在锁定少量滑动调节模式过程中，保持目标滑动。
13. 如权利要求12所述的方法，还包括 转换为硬锁定模式；并且指令压力处于最大压力从而使得在硬锁定模式中保持零滑动。
14. 如权利要求12所述的方法，其中，如果基于发动机运行参数 接收到指示少量滑动的需求，则发生所述向锁定少量滑动调节模式的 转换。
15. 如权利要求12所述的方法，其中，如果基于发动机运行参数 接收到指示硬锁定的需求、在先模式不是硬锁定模式、并且滑动误差 大于预定阈值，则发生所述向锁定少量滑动调节模式的转换。
16. 如权利要求12所述的方法，其中，如果切换状态指示当前时 间处于加速和减速中的至少一个的预定时间段内，则发生所述向锁定少量滑动调节模式的转换。
17. 如权利要求13所述的方法，其中，如果由于发动机运行参数接收到指示硬锁定的需求并且滑动误差小于预定阈值，则发生所述向硬锁定模式的转换。
18. 如权利要求13所述的方法，其中，如果由于发动机运行参数接收到指示少量滑动的需求、发动机转矩大于预定阈值、并且滑动误 差小于预定阈值，则发生所述向硬锁定模式的转换。
19. 如权利要求13述的方法，还包括当在先模式为硬锁定模式、 发动机转矩大于预定出口阈值、并且接收到锁定少量滑动需求时，保 持所述硬锁定模式。 ，,
20. 如权利要求13述的方法，还包括当在先模式为硬锁定模式 并且滑动误差大于预定出口阈值时，保持所述硬锁定模式。
21.如权利要求13述的方法，还包括如果在一个预定时间段内， 在先模式为硬锁定模式、滑动误差大于预定出口阈值、并且接收到指 示少量滑动的需求，则从所述硬锁定模式转换为所述锁定少量滑动调 节模式。
全文摘要
提供一种转矩变换器离合器控制系统。该系统包括模式确定模块，该模块基于锁定需求选择锁定少量滑动调节模式和硬锁定模式中的一种；压力控制模块，该模块调节在锁定少量滑动调节模式过程中供给转矩变换器的压力从而维持目标滑动，并且该模块在硬锁定模式过程中指定最大压力供给转矩变换器以防止滑动。
文档编号F16H61/14GK101118017SQ20071013840
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月1日 优先权日2006年8月1日
发明者J·西菲尔特, V·霍尔茨 申请人:通用汽车环球科技运作公司