[发明专利]驱动系统力矩检测

说明书

本发明涉及车辆的自动或部分自动机械传动系统，特别是涉及在不使用驱动系统力矩传感器的情况下感受供传动系统控制之用的驱动系统力矩相位、大小和/或驱动系统力矩大小的变化的、用于车辆的全部或部分自动机械传动系统的控制系统/方法。

更具体地说，本发明的优选实施例涉及一种自动机械传动控制系统/方法，它通过监视表明输入轴转速(IS)、输出轴转速(OS)和啮合的齿轮速比(GR)的各参数值以确定表明驱动系统力矩相位和/或驱动系统力矩大小和/或驱动系统力矩大小的变化的参数值，从而提高改善换档的判断和/或换档的实现。

全自动传动系统(既用于载重卡车之类的载重车辆，也用于普通汽车)在已有技术中是人们都熟悉的，它们感受油门(throttle)的开启程度或位置、车速、引擎转速、传动轴转速等等，并且根据这些情况自动对车辆变速箱进行换档。这样的全自动改变齿轮的传动系统包括下面的自动传动，其中使用了加压的流体以便用摩擦方式把一个或多个部件啮合到其它部件或基本件而实现选定的齿轮速比，也包括这样的自动机械传动，它利用电子和/或气压的逻辑及执行机构来使机械的(例如刚性的)离合器啮合或脱开以实现某一要求的齿轮速比。这种传动的例子可参考美国专利3，961，546号；4，081，065号以及4，361，060号，它们的说明也包括在此作为参考。

利用电子控制的半自动传动系统是已为大家所熟悉的已有技术，它感受油门位置、引擎速度、输入轴转速、输出轴转速和/或车辆速度等，并利用自动控制的油门装置、齿轮换档装置和/或主离合器操作装置等以基本上实现由操作人员手动选择传动变速比的改变。这类半自动传动系统的例子可参考美国专利4，425，620号，4，631，679号及4，648，290号，它们的说明也包括在此以供参考。

另外还提出过用于车辆的机械传动系统的半自动换档实施系统/方法，它们具有仅能手动控制的引擎油门设施和/或只能手动控制的主离合器。这类系统可参考美国专利5，053，959号、5，053，961号、5，053，962号、5，063，511号、5，050，079号、5，081，588号、5，089，962及5，105，357号，它们的说明也包括在此供参考。

上述全自动或部分自动的传动系统的自动换档选择和/或换档实施在可以得到有关驱动系统的力矩相位和/或其大小的情况下就能得到改善，但最好不要因为要提供驱动系统力矩传感器之类而带来外加的复杂性和费用。

根据本发明，将提供一种系统/方法，用于检测能表明车辆驱动系统力矩相位、驱动系统力矩大小和/或车辆驱动系统力矩变化的值，但不需要驱动系统力矩传感器。

对于车辆自动传动系统、最好是自动机械传动系统(它具有一个控制器以接收表明输入轴转速(IS)、输出轴转速(OS)及啮合的齿轮速比(GR)的输入信号)而言，上面所说的是这样来实现的，即，将输入轴转速(IS)和输出轴转速与当前啮合的齿轮速比的乘积(OS*GR)相比较。

当车辆行驶时，除了在平坦的公路上以恒定状态前进外，一般它总是处在至少是轻微加速或减速的状态下，这意味着驱动系统总是在两个方向上“拧紧”(上劲)或放松。在这种非恒定状态下，表明驱动系统力矩的“相位”的值可以通过比较IS和乘积OS*GR而感受到。如果IS＞OS*GR，这表明引擎是在驱动车辆，这时驱动系统力矩被认为是“正”。如果IS＜OS*GR，这表明车辆的驱动轮在驱动引擎，此时驱动系统力矩被认为是“负”。输入轴转速和输出轴转速与齿轮速比的乘积之间的差异的大小(即其绝对值)|IS-(OS*GR)|是驱动系统力矩大小的指示值，而输入轴转速和输出轴转速与啮合的齿轮速比的乘积之差的大小的变化率d/dt|IS-(OS*GR)|则是驱动系统力矩大小的变化率的指示值。

上面所说的在不用驱动系统力矩传感器的情况下通过通常能得到的IS、OS及GR信号而取得的驱动系统力矩相位和/或大小的信息可以用来提高车辆的全自动或部分自动机械传动系统的换档判定和/或换档实施。

作为一个例子，对于从某个啮合比换到空档时最好或必须在不脱开主离合器的情况下完成的系统来说，仅在作为预期的非力矩锁定情况的标志即驱动系统力矩的相位突然反转或其大小减小的情况被感受时才能起动或增加换档执行机构上的力。作为进一步的例子，如果在车辆正在加速时(d/dt OS＞0)而引擎却在阻止其前进(即负的驱动系统力矩相位)，这是一个指示，表明车辆是在引擎制动的情况下下坡行驶，并表明这时不希望换高速档。