[发明专利]空档怠速离合器的控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及在具有发动机起停动力系的车辆中对具有空档怠速功能的变速器的换档控制。

背景技术

车辆变速器被设计成从发动机传递扭矩到一组驱动轮以便在输出速度范围之内驱动车辆。发动机输出轴可以在需要发动机推进时选择性地连接到变速器输入轴。在手动变速器中，可以压下离合器踏板以允许驾驶员换档和/或把变速器置入空档状态。在自动变速器中，液力变矩器自动地提供这样的发动机/变速器连接。

变矩器包括泵轮/泵、涡轮和定轮。变矩器充满着油。泵可以通过螺栓连接到旋转的发动机飞轮上从而以发动机转速连续旋转，泵把油排入涡轮。涡轮连接到变速器输入轴，因此涡轮的旋转最终引起相连的变速器输入轴的旋转。定轮把从涡轮排出的油改流回泵。因此，变矩器的运用使可变液力耦合效应能够自动出现在发动机与变速器之间，由此允许车辆减速到停止而不熄火，同时还允许在车辆低输出速度下出现所需扭矩增大。

该可变滑差能力在处于某些变速器状态或模式例如驻车档(P)、空档(N)或行驶状态即前进模式(D)或倒车模式(R)下的车辆怠速时允许发动机继续旋转。在一些变速器设计中，这些变速器在行驶停止位置期间在空档(N)状态下工作，也就是，当车辆达到处于停止的零输出速度或怠速并且发动机继续运转时，变速器可以自动切换到液压空档状态，称作空档怠速(NI)。

某些车辆动力系例如混合动力电动车辆(HEV)动力系能够选择性地利用不同的能量源以优化燃油效率。具有全混合动力动力系的HEV能够使用内燃机和高压能量储存系统(ESS)中的任一个或这两个进行推进。也就是说，典型的全混合动力系能够在起动HEV后就立即用电推进以及在车辆加速至较低阈值速度期间用电力推进。一个或多个高压电动机/发电机单元(MGU)可以根据需要交替地从ESS抽取能量和向ESS传递能量。高于阈值速度时，发动机能够重新起动并且与变速器接合来提供所需推进扭矩。

轻度HEV的动力系缺乏单纯通过电动方式推进HEV的能力，但是仍然保留了全混合动力系的某些关键设计特征，例如，在怠速时选择性关闭发动机或使发动机断电的能力。任何HEV的在车辆停止和/或运行在稳定低速行驶模式下时选择性关闭和重新起动发动机的能力相对于传统车辆设计而言具有特别省油的益处。

发明内容

因此，本文提供一种方法和装置用于控制空档怠速(NI)离合器换档操作以允许带有自动发动机起停功能的车辆利用NI状态作为过渡换档状态。通过使用NI状态作为过渡换档状态，发动机刚关闭或关闭之前以及刚重新起动发动机，车辆传动系就分离以最小化传动系干扰，并且可以在刚重新起动发动机时阻止扭矩增大。如上所述的，关闭发动机会降低油耗，然而，这样做可能引起变速箱的各个离合器和齿轮的暂时油压损失。在刚重新起动发动机和发动车辆时，最优变速器控制就需要一定量的油压，因此辅助装置例如辅助泵或压力波动蓄能器可以用于这个目的，只要不脱离本发明的预期范围。

在传统动力系中，用辅助装置维持油压使得变速器能够停留在第一档。然而，起动电动机必须抵抗静止的涡轮和锁定的齿轮箱转动曲柄，这种状况在发动机重新起动期间可以沿着传动系出现摇动和与燃烧相关的扭转瞬态。因此，如本文所述的，根据所使用的特定辅助装置，本方法和装置能够使发动机关闭并且在空载或部分负载的状态下重新起动。

车载控制器对使本方法具体化的算法的执行在发动机刚关闭时使发动机卸载，并且在发动机重新起动事件期间，在指定NI离合器重新应用时使发动机卸载或部分负载。车辆包括多档自动变速器，例如本文所公开类型的6档或8档变速器，该变速器具有多个扭矩传递机构或离合器。这些离合器中的一个可以指定为NI离合器。该指定NI离合器可以选择性地被致动以进入NI状态，并且还可以用于在第一档发动车辆。

当进入NI状态时，空载发动机关闭。该算法命令离合器压力，根据具体的油助力类型或辅助装置(如果使用了的话)例如辅助泵或压力波动蓄能器，该离合器压力为零或预知的复位弹簧压力。发动机刚重新起动后，NI离合器就可以保持在预知的复位弹簧压力下或者经由填充脉冲被命令，这同样取决于油助力类型。用于车辆发动的离合器重新应用开始于发动机重新起动事件的预定时刻。当车辆在发动期间开始移动时，继续NI离合器的重新应用直到NI离合器被锁止且车辆移动，该NI离合器还构造成第一档离合器。当使用部分负载状态时，NI离合器可以在该过程的早期开始滑差并且拉低涡轮转速。