控制具有泵轮离合器的传动装置的方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及车辆控制领域。更具体地，本公开涉及传动系统的控制，该传动系统包 括具有栗轮分离离合器的变矩器。
【背景技术】
[0002] 许多车辆在包括前进运动和倒车运动两者的宽的车速范围内被使用。但是，某些 类型的发动机只能够在窄的速度范围内有效地运转。因此，经常采用能够以多种传动比有 效地传递动力的传动装置。当车辆处于低速时，传动装置通常以高传动比运转，从而使发动 机扭矩倍增以提高加速度。在高车速时，使传动装置以低传动比运转允许与安静、节省燃料 的巡航关联的发动机转速。通常，传动装置具有安装到车辆结构的壳体、由发动机曲轴驱动 的输入轴和通常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，所述差速器总成在车辆转弯时允许左 车轮和右车轮以稍微不同的转速旋转。
[0003] 即使选择了非常高的传动比，当车辆静止时，齿轮箱的输入转速也是零。由于内燃 发动机在轴转速为零时不能够产生扭矩，因此通常在发动机和齿轮箱输入轴之间使用某种 类型的起动装置。用于自动传动装置的常用的起动装置是液力耦合器。液力耦合器是具有 栗轮和涡轮的液力扭矩传递装置，栗轮和涡轮以环面形状围绕传动装置轴线。当栗轮旋转 得比涡轮快时，栗轮使流体沿着环面旋转而在涡轮上施加扭矩并且在栗轮上施加阻力矩。 变矩器是一种还包括保持不旋转的导轮的液力耦合器。所述导轮改变流体方向，使得施加 到涡轮的扭矩大于栗轮上的阻力矩。当车辆静止时，涡轮也静止而栗轮可连接到发动机曲 轴。由于栗轮和涡轮之间的转速差，使得栗轮阻碍曲轴的旋转。阻力矩足够小而不会使发 动机熄火。然而，为了克服阻力矩，发动机除消耗空载怠速下所需要的燃料之外还必须消耗 额外的燃料。多倍的发动机扭矩被传递至连接到涡轮的齿轮箱输入。
【发明内容】
[0004] 一种传动装置包括变矩器和控制器。变矩器包括栗轮和涡轮，栗轮通过栗轮离合 器选择性地连接到传动装置输入轴，涡轮通过栗轮被液力地驱动。控制器基于估计的栗轮 转速调节栗轮离合器的扭矩容量。基于涡轮转速和涡轮扭矩的估计值以及栗轮转速、涡轮 转速和涡轮扭矩之间的已知的关系来估计栗轮转速。例如，已知的关系可被存储为得出涡 轮扭矩的涡轮转速和栗轮转速的二次多项式。控制器可通过针对栗轮转速求解这样的方程 式来估计栗轮转速。控制器可使用输入轴转速的测量值和栗轮转速的估计值来调节栗轮离 合器的扭矩容量以在栗轮和输入轴之间保持目标打滑速度。
[0005] -种控制栗轮离合器的方法包括：测量涡轮转速；估计涡轮扭矩；基于所述涡轮 转速和涡轮扭矩估计栗轮转速；然后基于估计的栗轮转速调节栗轮离合器的扭矩容量。所 述方法还可包括：测量传动装置输入转速，并通过从测量的传动装置输入转速减去估计的 栗轮转速来估计栗轮离合器打滑。扭矩容量可被调节以保持目标打滑速度。可通过接收来 自涡轮轴扭矩传感器的信号来估计涡轮扭矩。或者，可通过估计不同的轴（例如，输出轴） 上的扭矩并除以已知的扭矩比来估计涡轮扭矩。
[0006] 根据本发明，提供一种传动装置，包括：栗轮；离合器，被构造为选择性地将栗轮 连接至输入轴；涡轮；以及控制器，被配置为：估计涡轮转速和涡轮扭矩；基于栗轮转速、涡 轮转速和涡轮扭矩之间的关系估计栗轮转速；基于估计的栗轮转速调节离合器的扭矩容 量。
[0007] 根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：接收指示输入轴的转速的信 号；通过从输入轴的转速减去估计的栗轮转速来计算栗轮离合器打滑。
[0008] 根据本发明的一个实施例，所述控制器通过控制器局域网接收指示输入轴的转速 的信号。
[0009] 根据本发明的一个实施例，所述控制器存储将涡轮扭矩等同于栗轮转速和涡轮转 速的函数的方程式的表示，并通过利用估计的涡轮转速和估计的涡轮扭矩针对栗轮转速求 解所述方程式来估计栗轮转速。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述函数是二次多项式。
[0011] 根据本发明，提供一种方法，包括：接收来自涡轮转速传感器和涡轮扭矩传感器的 信号；基于所述信号调节栗轮离合器的扭矩容量以保持目标栗轮离合器打滑。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：接收来自传动装置输入转速传感器 的信号，其中，调节栗轮离合器的扭矩容量以在栗轮和传动装置输入轴之间保持目标打滑 速度。
【附图说明】
[0013] 图1是车辆动力传动系统的示意图。
[0014] 图2是具有栗轮离合器的变矩器的示意图。
[0015] 图3是控制图2的栗轮离合器的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，公开的实施例仅为示例，其它实 施例可以采取多种和替代的形式。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特 定组件的细节。所以，此处公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅为教导本领域 技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的，参照 任一【附图说明】和描述的多个特征可以与一个或更多个其它附图中说明的特征组合以产生 未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与 本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可以期望用于特定应用或实施方式。
[0017] 图1示意性地示出了车辆动力传动系统10。粗实线指示机械动力流而虚线指示信 息流。内燃发动机12通过转化在燃料源中储存的化学能而产生机械动力。传动装置14调 节由发动机产生的机械动力的转速和扭矩，以适合车辆的当前需求。来自传动装置14的机 械动力通过差速器20到达左车轮16和右车轮18。差速器20将大致相等的扭矩提供至每 个车轮，同时（例如，当车辆转弯时）允许微小的转速差异。在后轮驱动的车辆布置中，差 速器还使旋转轴线改变大致90°，并通过固定的主减速比调节转速和扭矩。在前轮驱动构 造中，差速器可集成到传动装置中，这可被称为驱动桥。
[0018] 传动装置14包括两个动力传递阶段：具有栗轮离合器的变矩器22和齿轮箱24。 变矩器将来自传动装置输入轴26的动力和扭矩传递至涡轮轴28。齿轮箱24提供多个传 动比，包括多个前进档传动比和至少一个倒档传动比。齿轮箱24可包括多个可控离合器， 所述多个可控离合器以多种组合方式接合从而建立多个固定的传动比。可选地或组合地， 齿轮箱24可包括能够在固定的极限之间建立任何传动比的变速机（variator)。变速机和 离合器对来自传动装置控制器30的命令作出响应。这些命令可例如通过调节电流（进而 调节活塞应用室（piston apply chamber)中的流体压力）被传达。传动装置控制器30基 于来自多个传感器的输入信息确定合适的命令。这些传感器可包括涡轮转速传感器32、涡 轮扭矩传感器34或加速计36。传动装置控制器30与发动机控制器38双向通信，发动机 控制器38将命令发送至发动机12以调节机械动力产生。发动机控制器38从各种传感器 (例如，发动机转速传感器40)接收信号，并可经由控制器局域网将这些信号提供至传动装 置控制器30。虽然传动装置控制器30和发动机控制器38被示出为单独的通信控制器，但 是它们的功能可集成到单个控制器中或分配至车辆中的其它通信控制器。
[0019] 图2示意性地示出了变矩器22。变矩器22将两个平行的动力流路径从传动装置 输入轴26提供至涡轮轴28。液力动力流路径包括栗轮离合器42、栗轮44和涡轮46。栗轮 44通过栗轮离合器42选择性地连接至输入轴26。栗轮离合器是选择性地将变矩器的栗轮 连接至传动装置输入轴的主动控制摩擦离合器。涡轮46固定地连接到涡轮轴28。导轮48 通过被动单向离合器52连接到传动装置壳体50。在低涡轮轴转速时，当栗轮离合器42至 少部分地接合时，栗轮44使流体围绕环面（torus)从栗轮44流动到涡轮46、导轮48并返 回到栗轮44。导轮48通过单向离合器52被保持不旋转，使得导轮48能够改变流体方向并 提供反作用扭矩用于扭矩倍增。当涡轮46的转速接近栗轮42的转速时，环面中的流体随 栗轮和涡轮围绕输入轴周向地流动。然后单向离合器52超越，从而导轮48能够旋转而不 是阻止这种流动。传动装置输入轴26通过旁通离合器54选择性地连接到涡轮轴28而提 供第二动力流路径。
[0020] 栗轮离合器42和旁通离合器54两者均是具有对液压回路中的流体压力变化作出 响应的扭矩容量的主动控制摩擦离合器。液压回路可以是专用的回路，其唯一的功能是控 制离合器。或者，液压回路还可以用于其它功能（例如，将流体供应至变矩器环面）。当扭 矩容量被命令为零时，通过离合器被选择性地连接的元件以不同的转速自由旋转，被传递 的唯一的扭矩是小的寄生阻力矩。这被称为打开状态。在部分