Способ (варианты) и система управления муфтой сцепления трансмиссии автомобиля с ручным переключением
Изобретение относится к трансмиссиям. В способе управления муфтой сцепления трансмиссии автомобиля автоматически размыкают муфту сцепления трансмиссии с ручным переключением, если педаль сцепления для управления муфтой сцепления не нажата и скорость меньше порогового значения, когда включена передача в первом режиме управления. Размыкают муфту сцепления, если водитель нажимает педаль сцепления во втором режиме управления, и автоматически останавливают двигатель, без команды водителя на остановку двигателя, с использованием предназначенного для этого устройства ввода «старт/стоп». Повышается комфорт от вождения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к системам и способам управления автомобилем с трансмиссией с ручным переключением, присоединенной к двигателю. Настоящие способы и система могут быть особенно полезны для транспортных средств, которые могут эксплуатироваться в тяжелых условиях движения.
Уровень техники и краткое изложение
Трансмиссия с ручным переключением может переключаться, когда водитель нажимает педаль сцепления и изменяет положение рычага переключения передач. Педаль сцепления размыкает однодисковую муфту сцепления, разъединяя тем самым, все шестерни трансмиссии и двигатель. Трансмиссия с ручным переключением содержит рычаг переключения передач для индивидуального взаимодействия с каждой из шестерен трансмиссии соответственно, а рычаг переключения устанавливается водителем автомобиля в определенной положение для обеспечения взаимодействия нужной шестерни. Если водитель автомобиля действует в сложных условиях движения, водитель может неоднократно включать и выключать муфту сцепления из-за того, что автомобиль движется медленно. Водитель может быстро устать, постоянно включая и выключая муфту сцепления, чтобы не отстать от движения соседних транспортных средств. То же самое справедливо, если автомобиль с трансмиссией с ручным переключением является автомобилем с системой «старт/стоп», при использовании которой вращение двигателя автоматически останавливается в зависимости от включения и размыкания муфты сцепления и условий движения, когда водитель не выключает двигатель намеренно, используя предназначенный для этого орган управления.
Авторы настоящего изобретения рассмотрели вышеуказанные недостатки и разработали способ управления автомобилем, содержащий: автоматическое размыкание муфты сцепления трансмиссии с ручным переключением в случае, если педаль сцепления для управления муфтой сцепления не нажата, и скорость меньше порогового значения, когда в трансмиссии с ручным переключением включена передача, в первом режиме управления; и размыкание муфты сцепления в случае, если водитель нажимает педаль сцепления, во втором режиме управления.
При помощи автоматического размыкания и замыкания муфты сцепления трансмиссии с ручным переключением можно управлять автомобилем в условиях перегруженного трафика, причем водителю не требуется постоянно нажимать и отпускать педаль сцепления. Например, при низких скоростях автомобиля муфта сцепления может размыкаться и замыкаться электрическим приводом так, что автомобиль может остановиться, в то время как двигатель будет продолжать потреблять воздушно-топливную смесь, а водителю не потребуется нажимать и отпускать сцепление для остановки и ускорения автомобиля. Кроме того, муфтой сцепления можно управлять способом, позволяющим двигателю автомобиля прекратить вращение, когда автомобиль остановлен, что дает возможность снизить потребление топлива. Во время других условий движения муфта сцепления может размыкаться и замыкаться в зависимости от положения педали сцепления таким образом, что водитель может переключать передачи в соответствии с пожеланиями и выполняемыми действиями.
Настоящее изобретение предлагает несколько преимуществ. В частности, данный подход может снизить утомляемость водителя. Кроме того, с помощью данного подхода можно улучшить характеристики выбросов вредных веществ за счет улучшения процесса запуска автомобиля. Кроме того, данный подход позволяет уменьшить количество программных шагов для осуществления автоматического пуска и остановки двигателя.
Вышеизложенные преимущества, другие преимущества, а также особенности настоящего изобретения будут очевидны из приведенного ниже «Подробного описания», с которым можно ознакомиться без прилагаемых иллюстраций или совместно с ними.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое изложение предназначено для ознакомления в упрощенной форме с выбором концепций, которые дополнительно раскрыты в подробном описании. Краткое изложение не предназначено для идентификации ключевых или существенных особенностей заявленного существа изобретения, объем которого определяется исключительно формулой изобретения, которая следует за подробным описанием. Кроме того, заявленное существо изобретения не ограничивается реализациями, устраняющими какие-либо указанные выше недостатки или присутствующими в какой-либо части настоящего раскрытия.
Краткое описание иллюстраций
Раскрытые здесь преимущества могут быть поняты более легко путем ознакомления с примером конструкции, относящимся к «Подробному описанию», которое может использоваться без иллюстраций или со следующими иллюстрациями:
На фиг. 1 показана схема двигателя;
На фиг. 2 показан пример конфигурации системы привода автомобиля;
На фиг. 3 показан график передаваемого крутящего момента муфты сцепления как функции от направления движения муфты сцепления и перемещения привода муфты сцепления;
На фиг. 4 показан первый пример скоростей вращения двигателя и муфты сцепления по отношению к управлению передаваемым крутящим моментом муфты сцепления;
На фиг. 5 показан второй пример скоростей вращения двигателя и муфты сцепления по отношению к управлению передаваемым крутящим моментом муфты сцепления;
На фиг. 6 показан второй пример скоростей вращения двигателя и муфты сцепления по отношению к управлению передаваемым крутящим моментом муфты сцепления;
На фиг. 7 показан второй пример скоростей вращения двигателя и муфты сцепления по отношению к управлению передаваемым крутящим моментом муфты сцепления; и
На фиг. 8 показана блок-схема примера способа управления муфтой сцепления в трансмиссии с ручным переключением.
Подробное описание
Настоящее изобретение относится к управлению автомобилем, содержащим двигатель внутреннего сгорания и трансмиссию с ручным переключением. Двигатель может быть скомпонован, как показано на фиг. 1. Двигатель может быть механически соединен с компонентами системы привода для обеспечения конфигурации системы привода, показанной на фиг. 2. Однодисковой муфтой сцепления, позволяющей набору шестерен выборочно взаимодействовать друг с другом и прекращать взаимодействие в период, когда автомобиль движется или стоит, можно управлять, как показано на фиг. 3-7. Настоящий способ, раскрытый на фиг. 8, может использоваться в системах, показанных на фиг. 1 и 2, для управления муфтой сцепления и двигателем, как показано на фиг. 3-7.
На фиг. 1 показан двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий несколько цилиндров, причем одним цилиндром, показанным на фиг. 1, управляет электронный контроллер 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и соединенным с коленчатым валом 40. К коленчатому валу 40 присоединены маховик 97 и зубчатый венец 99. Стартер 96 содержит вал 98 шестерни и шестерню 95. Вал 98 шестерни может выборочно сдвигать шестерню 95 для взаимодействия с зубчатым венцом 99. Стартер 96 может быть установлен непосредственно на передней или задней части двигателя. В некоторых примерах стартер 96 может выборочно передавать крутящий момент на коленчатый вал 40 при помощи ремня или цепи. Например, стартер 96 находится в исходном состоянии, когда не взаимодействует с коленчатым валом двигателя. Показано, что камера 30 сгорания сообщается с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждым впускным и выпускным клапаном может управлять впускной кулачок 51 и выпускной кулачок 53. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может быть определено датчиком 57 выпускного кулачка.
Показано, что инжектор 66 жидкого топлива установлен для впрыска жидкого топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области как прямой впрыск. В качестве альтернативы, жидкое топливо может быть введено через впускной канал, что известно специалистам в данной области как впрыск во впускные каналы. Топливный инжектор 66 доставляет жидкое топливо в количестве, пропорциональном длительности импульса, полученного от контроллера 12. Топливо поступает к топливному инжектору 66 от топливной системы (не показана на схеме) содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не показана на схеме).
Показано, что впускной коллектор 44 связан с дополнительным электронным дросселем 62, корректирующим положение дроссельной заслонки 64 для управления потоком воздуха от воздухозаборника 42 к впускному коллектору 44. В некоторых примерах электронный дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 могут быть расположены между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44 так, что дроссель 62 представляет собой дроссель впускного канала.
Система 88 зажигания без распределителя обеспечивает искру зажигания для камеры 30 сгорания при помощи свечи 92 зажигания по команде контроллера 12. Показано, что универсальный датчик 126 кислорода в отработавших газах УДКОГ (UEGO) соединен с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы бистабильный датчик кислорода в отработавших газах может быть заменен датчиком 126 УДКОГ.
Нейтрализатор 70 может содержать, к примеру, несколько брикетов катализатора. В другом примере может использоваться несколько устройств для уменьшения выбросов, каждое из которых может иметь несколько брикетов. Нейтрализатор 70 может быть, к примеру, трехрежимным катализатором.
Водитель 132 вводит заданный водителем крутящий момент в контроллер 12 при помощи педали 130 акселератора и датчика 134 положения педали акселератора. Заданный водителем крутящий момент может быть функцией скорости автомобиля и положения педали акселератора.
Контроллер 12, показан на фиг. 1 как обычный микрокомпьютер, содержащий: микропроцессорное устройство (МПУ) 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 106 (долговременную память), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 108, энергонезависимое запоминающее устройство (ЭЗУ) 110 и обычную шину данных. Показано, что контроллер 12 получает различные сигналы от датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к вышеуказанным сигналам, а именно: температура хладагента двигателя ТХД (ЕСТ) от датчика 112 температуры, присоединенного к гильзе 114; сигнал измеренного давления в коллекторе двигателя ДКД (MAP) от датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; положение двигателя от датчика 118 Холла, измеряющего положение коленчатого вала 40; измеренное значение массы воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120; и измеренное положение дросселя от датчика 58. Атмосферное давление также может быть измерено (датчик не показан на схеме) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего раскрытия позиционный датчик 118 двигателя генерирует заранее заданное число равномерно распределенных импульсов на каждый оборот коленчатого вала, что позволяет определить скорость вращения двигателя СВД (RPM).
Во время эксплуатации каждый цилиндр в двигателе 10, как правило, работает по четырехтактному циклу: цикл содержит такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. Во время такта впуска, как правило, выпускной клапан 54 закрывают и открывают впускной клапан 52. Воздух подают в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, причем поршень 36 двигается к нижней части цилиндра, чтобы увеличить объем в камере 30 сгорания. Положение, при котором поршень 36 находится около нижней части цилиндра в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания имеет наибольший объем), специалисты в данной области, как правило, называют нижней мертвой точкой НМТ (BDC). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрывают. Поршень 36 двигается к головке цилиндра, чтобы сжать воздух в камере 30 сгорания. Положение, при котором поршень 36 находится в конце своего хода и расположен ближе всего к головке цилиндра (например, когда камера 30 сгорания имеет наименьший объем), специалисты в данной области, как правило, называют верхней мертвой точкой ВМТ (TDC). В ходе процесса, именуемого в дальнейшем как инжекция, топливо поступает в камеру сгорания. В ходе процесса, именуемого в дальнейшем как зажигание, введенное топливо поджигают каким либо известным способом, таким, как свеча 92 зажигания, что приводит к сгоранию. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 назад к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время такта выпуска выпускной клапан 54 открывают для выпуска сгоревшей воздушно-топливной смеси в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается к ВМТ. Обратите внимание, что вышеуказанное является только примером, поскольку времена открытия и закрытия впускного и выпускного клапана могут изменяться, обеспечивая положительные или отрицательные перекрытия периодов работы клапанов, позднее закрытие впускного клапана или различные другие варианты.
На фиг. 2 показана блок-схема системы 200 привода автомобиля. Система 200 привода может приводиться в действие двигателем 10 в автомобиле 290. Двигатель 10 может быть запущен при помощи системы запуска двигателя, показанной на фиг. 1. Кроме того, двигатель 10 может обеспечивать дополнительный крутящий момент через механизм 204 передачи крутящего момента, такой как топливный инжектор, кулачок, дроссель и т.д. Двигатель 10 может обеспечивать крутящий момент для генератора 202 переменного тока через ремень 210 для снабжения электроэнергией электронных устройств. Таким образом, генератор 202 переменного тока выборочно прилагает отрицательный крутящий момент к двигателю 10. Кроме того, электроэнергия подается от генератора 202 переменного тока к устройству 291 хранения электроэнергии (например, к аккумулятору). Устройство хранения электроэнергии обеспечивает электроэнергией вспомогательные электрические устройства 292 (например, обогреватель стекол, радиоприемник и т.д.). Устройство 220 также выборочно прилагает отрицательный крутящий момент к двигателю 10 через ремень 222. Устройство 220 может быть воздушным компрессором кондиционера, вакуумным насосом, или другим устройством, использующим крутящий момент.
Выходной крутящий момент двигателя может быть передан муфте 206 сцепления. Муфта 206 сцепления содержит входную сторону 257 и выходную сторону 259. Муфта 206 сцепления выборочно взаимодействует с маховиком 97 для передачи крутящего момента от двигателя к входному валу 270 трансмиссии. Привод 205 сдвигает пластины муфты сцепления в продольном направлении для присоединения или отсоединения входного вала 270 трансмиссии к маховику 97 двигателя. Привод 205 муфты сцепления может состоять из электрических компонентов, гидравлических компонентов или комбинации электрических и гидравлических компонентов. В одном режиме положение привода 205 муфты сцепления изменяют путем движения пропорционально положению педали 234 сцепления так, что муфта 206 сцепления может включаться и выключаться. Положение педали 234 сцепления передают в контроллер при помощи датчика 232. Педаль 234 сцепления находится в исходном положении, когда водитель 132 не касается педали сцепления 234. Водитель 132 прилагает усилие, чтобы сдвинуть педаль сцепления из ее исходного положения, при этом муфта 206 сцепления может быть разомкнута, когда педаль 234 сцепления нажата. Муфта 206 сцепления может быть замкнута, когда педаль 234 сцепления отпущена. Привод 205 муфты сцепления также может размыкать и смыкать муфту сцепления, независимо от положения педали сцепления 234, когда происходит автоматическое управление муфтой 206 сцепления.
Трансмиссия 208 с ручным переключением содержит шестерни 255 (например, шестерни 1-6). Шестерни 255 представляют собой шестерни с постоянным передаточным числом, обеспечивающие различные передаточные числа между входным валом 270 трансмиссии и выходным валом 260. При помощи управления вручную шестерни 255 могут входить в зацепление и выходить из зацепления во время размыкания муфты 206 сцепления и перемещения водителем 132 рычага 216 переключения передач для выбора конкретных взаимодействующих шестерен 255. Таким образом, шестерни трансмиссии 208 с ручным переключением не переключаются автоматически или при помощи приводов без участия человека, таких как электромагниты. Замыкание муфты 206 сцепления передает мощность от двигателя 10 к колесам 218, когда одна из шестерен 255 входит в зацепление при помощи механизма ручного переключения передач или рычага 216. Информация о положении шестерен от датчиков 275 положения шестерен поступает в контроллер 12. Выходной вал 260 соединяет трансмиссию 208 с ручным переключением с колесами 218. В некоторых случаях ось и шестерни могут располагаться между трансмиссией 208 с ручным переключением и колесами 216.
Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью принимать входные сигналы от двигателя 10, как показано более подробно на фиг. 1, и, соответственно, управлять выходным крутящим моментом двигателя и/или работой генератора 202 переменного тока и устройством 222. Например, выходным крутящим моментом двигателя можно управлять путем регулировки комбинации следующих параметров: момента зажигания, ширины импульса впрыска топлива, синхронизации импульса впрыска топлива и/или наддува - путем управления открытием дросселя и/или синхронизацией клапана, подъемом клапана и наддувом для двигателей с турбонагнетателем или турбокомпрессором. Контроллер 12 может также получать входные сигналы от водителя и сообщать водителю данные о состоянии при помощи человеко-машинного интерфейса 299. Человеко-машинный интерфейс 299 может быть клавиатурой или устройством с сенсорным экраном.
Таким образом, способ, показанный на фиг. 1 и 2, обеспечивает систему автомобиля, содержащую:
двигатель; трансмиссию с ручным переключением, соединенную с двигателем, причем трансмиссия с ручным переключением содержит муфту сцепления, выполненную с возможностью перемещения в зависимости от положения педали сцепления; и контроллер, содержащий исполнимые команды, хранящиеся долговременной памяти для автоматического размыкания муфты сцепления трансмиссии с ручным переключением в зависимости от того, нажата или нет педаль сцепления, и уменьшения значения скорости ниже порогового значения, когда в трансмиссии с ручным переключением включена передача, и дополнительные инструкции для автоматического замыкания муфты сцепления в ответ на по крайней мере частичное отпускание педали тормоза. Система автомобиля подразумевает, что педаль тормоза по крайней мере частично отпускают, когда педаль тормоза перемещается к своему исходному положению, где исходное положение педали тормоза представляет собой положение, в которое она возвращается, когда к ней не прикладывают никакого усилия.
В некоторых случаях система автомобиля содержит дополнительные команды для регулирования скорости возрастания передаваемого крутящего момента муфты сцепления в зависимости от скорости автомобиля. Система автомобиля также содержит дополнительные команды для регулирования скорости возрастания передаваемого крутящего момента муфты сцепления в зависимости от уклона дороги. Система автомобиля также содержит дополнительные команды для увеличения передаваемого крутящего момента двигателя путем увеличения скорости вращения двигателя в качестве реакции на оценку передаваемого крутящего момента муфты сцепления для запуска автомобиля. Система автомобиля обеспечивает увеличение передаваемого крутящего момента двигателя путем увеличения скорости вращения двигателя. Система автомобиля также содержит электропривод муфты сцепления, причем электропривод муфты сцепления работает в зависимости от положения педали сцепления.
На фиг. 3 показан моделирующий пример графика передаваемого крутящего момента муфты сцепления (например, значение крутящего момента, который может быть передан при некотором положении привода муфты сцепления) как зависимости от положения привода муфты сцепления. Вертикальная ось отображает значения передаваемого крутящего момента муфты сцепления, а горизонтальная ось отображает положение привода муфты сцепления. Передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает в направлении стрелки на вертикальной оси.
Горизонтальная ось отображает положение привода муфты сцепления. Исходное положение привода муфты сцепления соответствует пересечению вертикальной и горизонтальной осей, при котором передаваемый крутящий момент муфты сцепления имеет наибольшее значение. Положение привода муфты сцепления отдаляется от исходного положения в направлении стрелки на горизонтальной оси. Фрикционный диск муфты сцепления входит в контакт с маховиком двигателя на протяжении от вертикальной оси до точки 310 касания. Когда положение привода муфты сцепления соответствует величине правее точки 310 касания, фрикционный диск муфты сцепления не находится в контакте с маховиком двигателя.
График содержит первую кривую 302 и вторую кривую 304. Первая кривая 302 (сплошная линия) соответствует передаваемому крутящему моменту муфты сцепления, когда муфта сцепления разомкнута или не находится под нагрузкой. Вторая кривая 304 (пунктирная линия) соответствует передаваемому крутящему моменту муфты сцепления, когда муфта сцепления замкнута или находится под нагрузкой. Таким образом, можно видеть, что зависимость передаваемого крутящего момента муфты сцепления от положения привода муфты сцепления отличается для случаев, когда муфта сцепления находится под нагрузкой и без нагрузки.
График также содержит стрелку 306, показывающую траекторию крутящего момента муфты сцепления для примера последовательности нагружения и разгрузки относительно передаваемого крутящего момента муфты сцепления, когда водитель изменяет направление педали сцепления от замыкания или зацепления муфты сцепления до размыкания муфты сцепления. Можно видеть, что передаваемый крутящий момент муфты сцепления изменяется очень быстро, когда водитель изменяет направление муфты сцепления в точке 308. Быстрое изменение передаваемого крутящего момента муфты сцепления может ухудшить управляемость автомобиля. Показанные на фиг. 4-7 способы управления муфтой сцепления могут уменьшить вероятность подобных изменений передаваемого крутящего момента муфты сцепления, когда управление муфтой сцепления происходит автоматически.
На фиг. 4 показан первый пример последовательности управления для запуска автомобиля, содержащего трансмиссию с ручным переключением с приводом муфты сцепления. Последовательность, показанная на фиг. 4, может быть обеспечена при помощи способа, показанного на фиг. 8, в системе, показанной на фиг. 1 и 2. Последовательность, показанная на фиг. 4, иллюстрирует запуск автомобиля, когда водитель не использует педаль сцепления после остановки автомобиля, а двигатель автоматически остановлен (например, двигатель остановлен без использования водителем устройства, которое предназначено исключительно для запуска и остановки двигателя, наподобие замка зажигания) в ответ на условия использования автомобиля. Муфта сцепления размыкается с помощью привода муфты сцепления, когда скорость автомобиля меньше порогового значения или когда скорость вращения двигателя меньше порогового значения. Автоматическая остановка двигателя и автомобиля возможна, если водитель использует тормоз, и заданный водителем крутящий момент меньше порогового значения.
Первый график в верхней части фиг. 4 является графиком зависимости скорости вращения двигателя и скорости вращения муфты сцепления от времени. Вертикальная ось отображает скорость вращения двигателя и скорость вращения муфты сцепления, где скорость вращения возрастает в направлении стрелки вертикальной оси. Горизонтальная ось отображает время, где время возрастает от левой стороны графика к правой стороне графика. Кривая 450 (сплошная линия) отображает скорость вращения двигателя. Кривая 452 (пунктирная линия) отображает выходную скорость вращения муфты сцепления (например, скорость вращения на стороне муфты сцепления, противоположной стороне муфты сцепления с присоединенным двигателем). Скорость вращения двигателя на уровне 402 является пороговым значением для запуска двигателя. Скорость вращения муфты сцепления на уровне 404 является минимальной выходной скоростью вращения муфты сцепления. Разность между скоростью вращения двигателя и скоростью вращения муфты сцепления, показанная на уровне 406, является пороговым значением пробуксовки муфты сцепления.
Второй график в верхней части фиг. 4 является графиком зависимости заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления от времени. Вертикальная ось отображает передаваемый крутящий момент муфты сцепления (например, значение крутящего момента, который способна передать муфта сцепления), где передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает по направлению стрелки вертикальной оси. Горизонтальная ось отображает время, где время возрастает от левой стороны графика к правой стороне графика. Пунктирная линия 408 отображает максимальный передаваемый крутящий момент муфты сцепления. Сплошная линия 412 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для автомобиля, управляемого на дороге без какого-либо уклона. Пунктирная линия 410 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для такого же автомобиля, управляемого на дороге с ненулевым положительным (например, подъемом в гору) уклоном, причем все другие условия, за исключением уклона, точно такие же. Штрихпунктирная линия 414 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для автомобиля, управляемого на дороге с ненулевым отрицательным (например, спуском с горы) уклоном, причем все другие условия, за исключением уклона, точно такие же. Разность между различными уровнями крутящего момента определяют уравнением:
Tgrade = RrMg sin(θ)
где Tgrade - поправка к значению крутящего момента с учетом уклона дороги, Rr - радиус качения колес, М - масса автомобиля, g - гравитационная постоянная, и θ - уклон дороги в градусах.
В первом и втором графиках использованы данные для одного и того же времени. Кроме того, графики выровнены по времени, чтобы показать взаимосвязь между переменными.
В момент времени Т0 двигатель запускается автоматически в ответ на отпускание водителем педали тормоза или на другие условия (не показано на графике). Двигатель запускается путем взаимодействия со стартером, обеспечения искры зажигания и подачи топлива в двигатель, или двигатель может быть запущен другим способом при помощи мотора в системе привода. Скорость вращения двигателя возрастает в качестве реакции на процесс сгорания топлива в двигателе. Муфта сцепления находится в выключенном состоянии.
В момент времени Т1 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с первой скоростью, поскольку скорость вращения двигателя превышает пороговое значение для скорости вращения двигателя при запуске. Например, пороговое значение для скорости вращения двигателя при запуске представляет собой скорость вращения, которая больше, чем скорость прокручивания коленчатого вала двигателя (например, скорость вращения, которую обеспечивает стартер двигателя перед началом процесса сгорания в двигателе) и меньше, чем наименьшая скорость вращения двигателя на холостом ходу (например, скорость вращения для обеспечения низкого крутящего момента, когда стабильность процесса сгорания выше порогового значения). Выходная скорость вращения муфты сцепления начинает возрастать в ответ на увеличенный заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления.
В момент времени Т2 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает со второй скоростью, более низкой, чем первая скорость, поскольку скорость вращения муфты сцепления становится больше минимального порогового значения выходной скорости вращения муфты сцепления. Выходная скорость вращения муфты сцепления продолжает возрастать в ответ на увеличенный заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления и скорость вращения двигателя.
В момент времени ТЗ заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с третьей скоростью, более низкой, чем вторая скорость, поскольку значение пробуксовки муфты сцепления меньше порогового значения. Пробуксовка муфты сцепления - это разность между скоростью вращения двигателя (например, 450) и выходной скоростью вращения муфты сцепления (например, 452), которая больше, чем пороговое значение скорости вращения двигателя при запуске. Выходная скорость вращения муфты сцепления продолжает возрастать в ответ на заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления и скорость вращения двигателя.
В момент времени Т4 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с максимальной скоростью, поскольку значение скорости пробуксовки муфты сцепления равно нулю. За счет быстрого возрастания заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления можно избежать пробуксовки муфты сцепления, даже если крутящий момент двигателя возрастает.
Таким образом, для того чтобы запустить автомобиль эквивалентным способом, заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления может быть увеличен для движения автомобиля на подъеме и уменьшен для движения автомобиля на спуске. Заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления меньше, чем максимальный передаваемый крутящий момент муфты сцепления в течение действия всей последовательности управления. Регулирование заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления таким способом может уменьшить вероятность увеличения контроллером передаваемого крутящего момента муфты сцепления и последующего уменьшения передаваемого крутящего момента муфты сцепления для уменьшения вероятности аварийной остановки двигателя во время запуска автомобиля, когда двигатель был первоначально остановлен.
На фиг. 5 показан второй пример последовательности управления для запуска автомобиля, содержащего трансмиссию с ручным переключением с приводом муфты сцепления. Последовательность, показанная на фиг. 5 может быть обеспечена при помощи способа, показанного на фиг. 8, в системе, показанной на фиг. 1 и 2. Последовательность, показанная на фиг. 5, иллюстрирует запуск автомобиля, когда водитель не использует педаль сцепления после остановки автомобиля, а двигатель автомобиля продолжает вращаться и происходит сгорание топливовоздушной смеси. Муфта сцепления размыкается с помощью привода муфты сцепления, когда автомобиль остановлен. Автоматическая остановка автомобиля возможна, если водитель использует тормоз, и заданный водителем крутящий момент меньше порогового значения.
Первый график в верхней части фиг. 5 является графиком зависимости скорости вращения двигателя и скорости вращения муфты сцепления от времени. Вертикальная ось отображает скорость вращения двигателя и скорость вращения муфты сцепления, где скорость возрастает в направлении стрелки вертикальной оси. Горизонтальная ось отображает время, где время возрастает от левой стороны графика к правой стороне графика. Кривая 550 (сплошная линия) отображает скорость вращения двигателя. Кривая 552 (пунктирная линия) отображает выходную скорость вращения муфты сцепления (например, скорость вращения на стороне муфты сцепления, противоположной стороне муфты сцепления с присоединенным двигателем). Скорость вращения муфты сцепления на уровне 502 является минимальной выходной скоростью вращения муфты сцепления. Разность между скоростью вращения двигателя в момент времени Т12 и скоростью вращения муфты сцепления, показанной на уровне 506 и в момент времени Т12, является пороговым значением пробуксовки муфты сцепления.
Второй график в верхней части фиг. 5 является графиком зависимости заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления от времени. Вертикальная ось отображает передаваемый крутящий момент муфты сцепления (например, значение крутящего момента, который способна передать муфта сцепления), где передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает по направлению стрелки вертикальной оси. Горизонтальная ось отображает время, где время возрастает от левой стороны графика к правой стороне графика. Пунктирная линия 508 отображает максимальный передаваемый крутящий момент муфты сцепления. Сплошная линия 512 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для автомобиля, управляемого на дороге без какого-либо уклона. Пунктирная линия 510 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для такого же автомобиля, управляемого на дороге с ненулевым положительным (например, подъемом в гору) уклоном, причем все другие условия, за исключением уклона, точно такие же. Штрихпунктирная линия 514 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для автомобиля, управляемого на дороге с ненулевым отрицательным (например, спуском с горы) уклоном, причем все другие условия, за исключением уклона, точно такие же.
В первом и втором графиках использованы данные для одного и того же времени. Кроме того, графики выровнены по времени, чтобы показать взаимосвязь между переменными.
В момент времени Т10 двигатель работает при скорости вращения холостого хода, а водитель отпускает педаль тормоза или существуют другие условия (не показано на графике). Заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с первой скоростью в ответ на отпускание педали тормоза, а выходная скорость вращения муфты сцепления меньше минимальной выходной скорости вращения муфты сцепления. Выходная скорость вращения муфты сцепления начинает возрастать в ответ на увеличенный заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления.
В момент времени Т11 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает со второй скоростью, более низкой, чем первая скорость, поскольку скорость вращения муфты сцепления становится больше минимального порогового значения выходной скорости вращения муфты сцепления. Выходная скорость вращения муфты сцепления продолжает возрастать в ответ на увеличенный заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления и скорость вращения двигателя.
В момент времени Т12 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с третьей скоростью, более низкой, чем вторая скорость, поскольку значение пробуксовки муфты сцепления меньше порогового значения. Пробуксовка муфты сцепления - это разность между скоростью вращения двигателя (например, 550) и выходной скоростью вращения муфты сцепления (например, 552), которая больше, чем пороговое значение для скорости вращения двигателя при запуске. Выходная скорость вращения муфты сцепления продолжает возрастать в ответ на заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления и скорость вращения двигателя.
В момент времени Т13 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с максимальной скоростью, поскольку значение пробуксовки муфты сцепления равно нулю. За счет быстрого возрастания заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления можно избежать пробуксовки муфты сцепления, даже если крутящий момент двигателя возрастает.
Таким образом, для того чтобы запустить автомобиль эквивалентным способом, когда двигатель работает на холостом ходу, заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления может быть увеличен для движения автомобиля на подъеме и уменьшен для движения автомобиля на спуске. Заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления меньше, чем максимальный передаваемый крутящий момент муфты сцепления в течение действия всей последовательности управления. Регулирование заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления таким способом может уменьшить вероятность увеличения контроллером передаваемого крутящего момента муфты сцепления и последующего уменьшения передаваемого крутящего момента муфты сцепления для уменьшения вероятности аварийной остановки двигателя во время запуска автомобиля, когда двигатель был первоначально остановлен.
На фиг. 6 показан третий пример последовательности управления для запуска автомобиля, содержащего трансмиссию с ручным переключением с приводом муфты сцепления. Последовательность, показанная на фиг. 6, может быть обеспечена при помощи способа, показанного на фиг. 8 в системе, показанной на фиг. 1 и 2. Последовательность, показанная на фиг. 6, иллюстрирует запуск автомобиля, когда водитель не использует педаль сцепления после остановки автомобиля, а двигатель автомобиля продолжает вращаться, происходит сгорание топливовоздушной смеси и когда максимальный крутящий момент двигателя меньше максимального передаваемого крутящего момента муфты сцепления. Максимальный передаваемый крутящий момент двигателя может быть меньше максимального передаваемого крутящего момента муфты сцепления во время запуска автомобиля (например, ускоряемого с нулевой скорости), когда в трансмиссии включена передача (шестерня) выше 1-й (например, 2-я передача). Максимальный крутящий момент двигателя может быть ограничен преждевременным зажиганием, низкой стабильностью процесса сгорания и/или детонацией. Муфту сцепления размыкают с помощью привода муфты сцепления, когда автомобиль остановлен. Автоматическая остановка автомобиля возможна, если водитель использует тормоз, и заданный водителем крутящий момент меньше порогового значения.
Первый график в верхней части фиг. 6 является графиком зависимости скорости вращения двигателя и скорости вращения муфты сцепления от времени. Вертикальная ось отображает скорость вращения двигателя и скорость вращения муфты сцепления, где скорость вращения возрастает в направлении стрелки вертикальной оси. Горизонтальная ось отображает время, где время возрастает от левой стороны графика к правой стороне графика. Кривая 650 (сплошная линия) отображает скорость вращения двигателя. Кривая 652 (пунктирная линия) отображает выходную скорость вращения муфты сцепления (например, скорость вращения на стороне муфты сцепления, противоположной стороне муфты сцепления с присоединенным двигателем). Скорость вращения муфты сцепления на уровне 602 является минимальной выходной скоростью вращения муфты сцепления.
Второй график в верхней части фиг. 6 является графиком зависимости заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления от времени. Вертикальная ось отображает передаваемый крутящий момент муфты сцепления (например, значение крутящего момента, который способна передать муфта сцепления), где передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает по направлению стрелки вертикальной оси. Горизонтальная ось отображает время, где время возрастает от левой стороны графика к правой стороне графика. Пунктирная линия 608 отображает максимальный передаваемый крутящий момент муфты сцепления. Пунктирная линия 609 отображает максимальный передаваемый крутящий момент двигателя при существующей скорости вращения двигателя. Сплошная линия 610 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для автомобиля, управляемого на дороге без какого-либо уклона.
В первом и втором графиках использованы данные для одного и того же времени. Кроме того, графики выровнены по времени, чтобы показать взаимосвязь между переменными.
В момент времени Т20 двигатель работает на скорости вращения холостого хода, а водитель отпускает педаль тормоза или существуют другие условия (не показано на графике). Заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с первой скоростью в ответ на отпускание педали тормоза, а выходная скорость вращения муфты сцепления меньше минимальной выходной скорости вращения муфты сцепления. Выходная скорость вращения муфты сцепления начинает возрастать в ответ на увеличенный заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления.
В момент времени Т21 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает со второй скоростью, более низкой, чем первая скорость, поскольку скорость вращения муфты сцепления становится больше минимального порогового значения выходной скорости вращения муфты сцепления. Выходная скорость вращения муфты сцепления продолжает возрастать в ответ на увеличенный заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления и скорость вращения двигателя.
В момент времени Т22 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с третьей скоростью, более низкой, чем вторая скорость, поскольку заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления находится в пределах порогового значения крутящего момента для максимального крутящего момента двигателя. Расстояние между линиями 609 и 607 отображает пороговое значение крутящего момента. Выходная скорость вращения муфты сцепления продолжает возрастать в ответ на заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления и скорость вращения двигателя.
В момент времени Т23 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с максимальной скоростью, поскольку значение пробуксовки муфты сцепления равно нулю. За счет быстрого возрастания заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления можно избежать пробуксовки муфты сцепления, даже если крутящий момент двигателя возрастает.
Таким образом, для того чтобы запустить автомобиль эквивалентным способом, когда двигатель работает на холостом ходу, и максимальный крутящий момент двигателя ограничен, заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления может быть основан на пороговом значении крутящего момента, который меньше максимального крутящего момента двигателя, поэтому скорость вращения двигателя не уменьшается, что, в свою очередь, может уменьшить вероятность аварийной остановки двигателя.
На фиг. 7 показан четвертый пример последовательности управления для запуска автомобиля, содержащего трансмиссию с ручным переключением с приводом муфты сцепления. Последовательность, показанная на фиг. 7, может быть обеспечена при помощи способа, показанного на фиг. 8, в системе, показанной на фиг. 1 и 2. Последовательность, показанная на фиг. 7, иллюстрирует запуск автомобиля, когда водитель не использует педаль сцепления после того, как автомобиль остановлен, а двигатель автомобиля продолжает вращаться, происходит сгорание топливовоздушной смеси и когда максимальный крутящий момент двигателя меньше максимального передаваемого крутящего момента муфты сцепления. Максимальный передаваемый крутящий момент двигателя может быть меньше максимального передаваемого крутящего момента муфты сцепления во время запуска автомобиля (например, ускоряемого с нулевой скорости), когда в трансмиссии включена передача (шестерня) выше 1-й (например, 2-я передача). Кроме того, максимальный крутящий момент двигателя может быть ограничен преждевременным зажиганием, низкой стабильностью процесса сгорания и/или детонацией. Муфта сцепления выключается с помощью привода муфты сцепления, когда автомобиль остановлен. Автоматическая остановка автомобиля возможна, если водитель использует тормоз, и заданный водителем крутящий момент меньше порогового значения.
Первый график в верхней части фиг. 7 является графиком зависимости скорости вращения двигателя и скорости вращения муфты сцепления от времени. Вертикальная ось отображает скорость вращения двигателя и скорость вращения муфты сцепления, где скорость вращения возрастает в направлении стрелки вертикальной оси. Горизонтальная ось отображает время, где время возрастает от левой стороны графика к правой стороне графика. Кривая 750 (сплошная линия) отображает скорость вращения двигателя. Кривая 752 (пунктирная линия) отображает выходную скорость вращения муфты сцепления (например, скорость вращения на стороне муфты сцепления, противоположной стороне муфты сцепления с присоединенным двигателем). Скорость вращения муфты сцепления на уровне 602 является минимальной выходной скоростью вращения муфты сцепления. Разность между скоростью 750 вращения двигателя и скоростью вращения муфты сцепления, показанной линией 706, является пороговым значением пробуксовки муфты сцепления.
Второй график в верхней части фиг. 7 является графиком зависимости заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления от времени. Вертикальная ось отображает передаваемый крутящий момент муфты сцепления (например, значение крутящего момента, который способна передать муфта сцепления), где передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает по направлению стрелки вертикальной оси. Горизонтальная ось отображает время, где время возрастает от левой стороны графика к правой стороне графика. Пунктирная линия 708 отображает максимальный передаваемый крутящий момент муфты сцепления. Пунктирная линия 709 отображает максимальный передаваемый крутящий момент двигателя при существующей скорости вращения двигателя. Сплошная линия 712 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для автомобиля, управляемого на дороге без какого-либо уклона. Пунктирная линия 709 отображает заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления для автомобиля, управляемого на дороге с положительным ненулевым уклоном.
В первом и втором графиках использованы данные для одного и того же времени. Кроме того, графики выровнены по времени, чтобы показать взаимосвязь между переменными.
В момент времени ТЗО двигатель работает на скорости вращения холостого хода, а водитель отпускает педаль тормоза или существуют другие условия (не показано на графике). Заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с первой скоростью в ответ на отпускание педали тормоза, а выходная скорость вращения муфты сцепления меньше минимальной выходной скорости вращения муфты сцепления. Выходная скорость вращения муфты сцепления начинает возрастать в ответ на увеличенный заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления. Вскоре после момента времени ТЗО скорость вращения двигателя возрастает, чтобы увеличить максимальный крутящий момент двигателя.
В момент времени Т31 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает со второй скоростью, более низкой, чем первая скорость, поскольку скорость вращения муфты сцепления становится больше минимального порогового значения выходной скорости вращения муфты сцепления. Выходная скорость вращения муфты сцепления продолжает возрастать в ответ на увеличенный заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления и скорость вращения двигателя.
В момент времени Т32 заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с третьей скоростью, более низкой, чем вторая скорость, поскольку значение пробуксовки муфты сцепления меньше порогового значения. Пробуксовка муфты сцепления - это разность между скоростью вращения двигателя (например, 750) и выходной скоростью вращения муфты сцепления (например, 752). Пороговое значение пробуксовки муфты сцепления представляет собой расстояние от линии 706 до значения скорости вращения двигателя 750. Выходная скорость вращения муфты сцепления продолжает возрастать в ответ на заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления и скорость вращения двигателя.
В момент времени ТЗЗ заданный передаваемый крутящий момент муфты сцепления возрастает с максимальной скоростью, поскольку значение пробуксовки муфты сцепления равно нулю. За счет быстрого возрастания заданного передаваемого крутящего момента муфты сцепления можно избежать пробуксовки муфты сцепления, даже если крутящий момент двигателя возрастает.
Таким образом, для запуска автомобиля на дороге с ненулевым положительным уклоном, скорость вращения двигателя может быть увеличена без использования водителем педали акселератора, за счет управления вращательным приводом двигателя в ответ на отпускание педали тормоза автомобиля. Таким образом, может быть снижена вероятность аварийной остановки двигателя.
На фиг. 8 показан способ управления автомобилем. Способ, показанный на фиг. 8, может быть по крайней мере частично реализован при помощи исполнимых команд, хранящихся в долговременной памяти контроллера. Способ, показанный на фиг. 8, может взаимодействовать с системой, показанной на фиг. 1 и 2, или быть частью этой системы. По крайней мере, части способа, показанного на фиг. 8, могут быть материальными действиями для изменения рабочего состояния автомобиля. Кроме того, способ, показанный на фиг. 8, применительно к системе, показанной на фиг. 1 и 2, может обеспечить управляющую последовательность для муфты сцепления, как показано на фиг. 4-7.
На шаге 802 способ 800 определяет условия эксплуатации автомобиля. Условия эксплуатации автомобиля могут быть определены при помощи ввода в контроллер данных от датчиков и приводов автомобиля. Условия эксплуатации автомобиля могут включать, без ограничения этим, скорость вращения двигателя, скорость автомобиля, выбранную в данный момент, положение педали акселератора, положение педали сцепления, уклон дороги при помощи инклинометра и положение педали тормоза. Способ 800 переходит к шагу 804 после того, как условия эксплуатации автомобиля определены.
На шаге 804 способ 400 определяет, включена ли муфта сцепления в трансмиссии с ручным переключением для автоматической работы (например, работы без сигнала от педали сцепления, подаваемого водителем). Например, способ 800 может определить, что муфта сцепления в трансмиссии с ручным переключением может автоматически работать на низких скоростях автомобиля, когда водитель выбирает автоматический режим работы муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением при помощи человеко-машинного интерфейса. Если способ 800 определяет, что автоматический режим работы трансмиссии с ручным переключением должен обеспечиваться на низких скоростях автомобиля (например, меньше, чем 10 км/ч), то ответ «да», и способ 800 переходит к шагу 808. В противном случае, ответ «нет», и способ 800 переходит к шагу 806.
На шаге 806 способ 800 управляет муфтой сцепления в трансмиссии с ручным переключением в соответствии с положением педали сцепления, управляемой водителем. В частности, привод муфты сцепления управляет положением подшипника, установленного с возможностью двигаться продольно вдоль оси входного вала трансмиссии. Привод изменяет положение подшипника в зависимости от положения педали сцепления, управляемой вручную. Если педаль сцепления полностью нажата, то муфта сцепления разомкнута при помощи привода. Если педаль сцепления полностью отпущена, муфта сцепления замкнута при помощи привода. Если педаль сцепления частично нажата, муфта сцепления замкнута для обеспечения передаваемого крутящего момента муфты сцепления, изменяемого вместе с положением педали сцепления. Например, передаваемый крутящий момент муфты сцепления может быть увеличен, когда педаль сцепления приближается к исходному положению, при котором педаль сцепления полностью отпущена. Способ 800 возвращается к шагу 802 после управления муфтой сцепления в трансмиссии с ручным переключением при помощи привода муфты сцепления, в зависимости от положения педали сцепления.
На шаге 808 способ 800 определяет, управляет ли водитель педалью сцепления. На основе положения педали сцепления способ может определить, что водитель управляет педалью сцепления. Например, если положение педали сцепления отличается от положения, при котором педаль отпущена, способ 800 решает, что водитель управляет педалью сцепления. Ответ «да», если водитель управляет педалью сцепления, и способ 800 переходит к шагу 806. Таким образом, если водитель нажимает на педаль сцепления, когда выбрано автоматическое управление муфтой сцепления для низких скоростей автомобиля, привод муфты сцепления отрабатывает положение педали сцепления. Таким образом, водитель может иметь более высокий приоритет для управления муфтой сцепления. Ответ «нет», если способ 800 определяет, что водитель не управляет педалью сцепления, и способ 800 переходит к шагу 810.
На шаге 810 способ 800 определяет, нажата ли педаль тормоза автомобиля, отпущена ли педаль сцепления и меньше ли значение скорости вращения входного вала трансмиссии, чем пороговое значение, или меньше ли скорость вращения двигателя, чем пороговое значение. Если это так, то ответ «да», и способ 800 переходит к шагу 812. В противном случае, ответ «нет», и способ 800 переходит к шагу 830. Нажатая педаль тормоза, отпущенная педаль сцепления и значение скорости автомобиля меньше порогового значения могут быть условиями для автоматического размыкания муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением - при помощи привода муфты сцепления. Однако основанием для размыкания муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением могут быть дополнительные или некоторые особые условия.
На шаге 812 способ 800 автоматически размыкает муфту сцепления в трансмиссии с ручным переключением при помощи привода муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением, а скорость вращения двигателя изменяет на скорость вращения для холостого хода. Водитель не нажимает и не отпускает педаль сцепления, когда муфтой сцепления управляют автоматически. Способ 800 переходит к шагу 814 после размыкания муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением.
На шаге 814 способ 800 определяет, включен ли автоматический режим двигателя «старт/стоп». Автоматический режим двигателя «старт/стоп» - это автоматическое включение и выключение двигателя автомобиля без использования водителем предназначенного для этого устройства ввода «старт/стоп», служащего только для включения и/или выключения двигателя. Автоматическое выключение двигателя возможно, если контроллер определит, что существуют заданные условия для выключения двигателя. Например, водитель может включить или выключить функцию «старт/стоп» при помощи человеко-машинного интерфейса. Если способ 800 определяет, что автоматический режим двигателя «старт/стоп» включен, то ответ «да», и способ 800 переходит к шагу 816. В противном случае, ответ «нет», и способ 800 переходит к шагу 818.
На шаге 816 способ 800 останавливает вращение двигателя и процесс сгорания топлива в двигателе путем прекращения подачи топлива и энергии для искры зажигания. Способ 800 переходит к шагу 830 после того, как топливо и энергия для искры зажигания перестают подаваться в цилиндры двигателя.
На шаге 818 способ 800 управляет двигателем на заранее заданной скорости вращения холостого хода и продолжает подавать воздушно-топливную смесь в цилиндры двигателя. Способ 800 переходит к шагу 830 после того, как скорость вращения двигателя приводится к скорости вращения холостого хода.
На шаге 830 способ 800 определяет, разомкнута ли муфта сцепления в трансмиссии с ручным переключением, нажата или нет педаль сцепления и отпущена ли педаль тормоза. Дополнительно, в некоторых случаях, могут рассматриваться другие условия работы. Если способ 800 определяет, что указанные условия присутствуют, то ответ «да», и способ 800 переходит к шагу 840. В противном случае, ответ «нет», и способ 800 переходит к шагу 832.
На шаге 832 способ 800 удерживает ручное управление муфтой сцепления в существующем рабочем состоянии. Например, если муфта сцепления в трансмиссии с ручным переключением замкнута, то муфта остается замкнутой. Способ 800 возвращается к шагу 802 после удержания состояния муфты сцепления.
На шаге 840 способ 800 включает двигатель, если двигатель не работает и не потребляет воздушно-топливную смесь. Двигатель включают путем проворачивания коленчатого вала и подачи в двигатель топлива и энергии для искры зажигания. Скорость вращения двигателя на холостом ходу также могут увеличить для увеличения передаваемого крутящего момента двигателя на шаге 840 в случае, если максимальный крутящий момент двигателя меньше порогового значения (например, заранее заданной величины или максимального передаваемого крутящего момента муфты сцепления). Способ 800 переходит к шагу 842 после включения двигателя.
На шаге 842 способ 800 определяет, больше ли (G.T.) скорость вращения двигателя, чем пороговое значение скорости вращения двигателя или больше скорости вращения холостого хода. Например, пороговое значение скорости вращения больше скорости прокручивания коленчатого вала двигателя и меньше скорости вращения двигателя на холостом ходу. Если способ 800 определяет, что скорость вращения двигателя больше порогового значения скорости вращения или скорости вращения холостого хода, то ответ «да», и способ 800 переходит к шагу 844. В противном случае, ответ «нет», и способ 800 возвращается к шагу 842.
На шаге 844 способ 800 увеличивает передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением. Передаваемый крутящий момент муфты сцепления могут увеличить по крайней мере частично, отпустив муфту сцепление (разомкнутую) или уменьшив разность между скоростью вращения муфты сцепления на стороне входа и стороне выхода муфты сцепления. Передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением могут увеличить с первой скоростью (например, 20 Н⋅м/с), поскольку скорость вращения двигателя превышает пороговое значение скорости вращения или соответствует скорости вращения холостого хода. Скорость и величину, с которой возрастает передаваемый крутящий момент муфты сцепления, могут также изменять в зависимости от уклона дороги по следующему уравнению: Tgrade = RrMg sin(θ), как было указано выше. Подобным образом, управление передаваемым крутящим моментом муфты сцепления на шаге 848 и шаге 852 могут также выполнять в зависимости от уклона дороги. Скоростью возрастания передаваемого крутящего момента муфты сцепления могут также управлять в зависимости от включенной передачи (например, скорость изменения передаваемого крутящего момента муфты сцепления уменьшается при повышении выбранной передачи, то есть, скорость возрастания для второй передачи меньше скорости возрастания для первой передачи). Кроме того, скоростью возрастания передаваемого крутящего момента муфты сцепления могут управлять так, чтобы передаваемый крутящий момент муфты сцепления был меньше максимального крутящего момента двигателя на существующей рабочей скорости - для уменьшения вероятности аварийной остановки двигателя. Способ 800 переходит к шагу 846 после увеличения передаваемого крутящего момента муфты сцепления с первой скоростью.
На шаге 846 способ 800 определяет, превышает ли скорость автомобиля пороговое значение или превысила ли скорость вращения муфты сцепления на стороне выхода пороговое значение. Если это так, то ответ «да», и способ 800 переходит к шагу 848. В противном случае, ответ «нет», и способ 800 возвращается к шагу 844.
На шаге 848 способ 800 увеличивает передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением со второй скоростью (например, 15 Н⋅м/с). Передаваемый крутящий момент муфты сцепления могут увеличить по крайней мере частично путем отпускания муфты сцепления или уменьшения разности между скоростью вращения муфты сцепления на стороне входа и стороне выхода муфты сцепления. Передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением могут увеличить со второй скоростью, если скорость автомобиля превышает пороговое значение или выходная скорость вращения муфты сцепления превышает пороговое значение. Способ 800 переходит к шагу 850 после увеличения передаваемого крутящего момента муфты сцепления со второй скоростью.
На шаге 850 способ 800 определяет, меньше ли значение пробуксовки муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением (например, разность между входной скоростью вращения и выходной скоростью вращения муфты сцепления) 1-го порогового значения. Если это так, то ответ «да», и способ 800 переходит к шагу 852. В противном случае, ответ «нет», и способ 800 возвращается к шагу 848. В качестве альтернативы, если максимальный крутящий момент двигателя меньше первого порогового уровня, то способ 800 может определить, находится ли передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением в пределах заранее заданного крутящего момента (например, второго порогового значения) для максимального крутящего момента двигателя, и если ответ «да», то способ 800 переходит к шагу 852. В противном случае, способ 800 возвращается к шагу 848. Таким образом, способ 800 может управлять заданным вручную передаваемым крутящим моментом муфты сцепления в зависимости от нахождения максимального крутящего момента двигателя в пределах порогового значения для крутящего момента или в случае, когда значение пробуксовки муфты сцепления меньше соответствующего порогового значения.
На шаге 852 способ 800 увеличивает передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением с третьей скоростью (например, 10 Н⋅м/с). Передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением могут увеличить по крайней мере частично путем отпускания муфты сцепления или уменьшения разности между скоростью вращения муфты сцепления на стороне входа и стороне выхода муфты сцепления. Передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением могут увеличить с третьей скоростью, если значение скорости пробуксовки муфты сцепления меньше порогового значения. Способ 800 переходит к шагу 854 после увеличения передаваемого крутящего момента муфты сцепления с третьей скоростью.
На шаге 854 способ 800 определяет, меньше ли значение пробуксовки муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением (например, разность между входной скоростью вращения и выходной скоростью вращения муфты сцепления) 2-го порогового значения или по существу равна нулю (например, меньше, чем 20 об/мин). Если это так, то ответ «да», и способ 800 переходит к шагу 856. В противном случае, ответ «нет», и способ 800 возвращается к шагу 852.
На шаге 856 способ 800 увеличивает передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением с четвертой скоростью (например, 35 Н⋅м/с). Передаваемый крутящий момент муфты сцепления могут увеличить по крайней мере частично, путем отпускания муфты сцепления или уменьшения разности между скоростью вращения муфты сцепления на стороне входа и стороне выхода муфты сцепления. Передаваемый крутящий момент муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением могут увеличить с четвертой скоростью, если значение скорости пробуксовки муфты сцепления меньше порогового значения или по существу равно нулю. Способ 800 возвращается к шагу 802 после увеличения передаваемого крутящего момента муфты сцепления с четвертой скоростью.
Таким образом, муфтой сцепления в трансмиссии с ручным переключением могут управлять для уменьшения вероятности аварийной остановки двигателя и для запуска автомобиля, который был остановлен без использования водителем педали сцепления.
Таким образом, способ, показанный на фиг. 8, обеспечивает способ управления автомобилем, содержащий: автоматическое размыкание муфты сцепления в трансмиссии с ручным переключением, если педаль сцепления для управления муфтой сцепления не нажата, и скорость меньше порогового значения, когда в трансмиссии с ручным переключением включена передача, в первом режиме управления; и размыкание муфты сцепления в случае, если водитель нажимает педаль сцепления, во втором режиме управления. Способ использует скорость, которая является скоростью автомобиля, муфту сцепления, которая является муфтой в трансмиссии с ручным переключением. Способ предусматривает автоматическое размыкание муфты сцепления при помощи электропривода муфты сцепления.
В некоторых случаях способ также содержит автоматическую остановку двигателя без команды водителя на остановку двигателя при помощи устройства ввода, предназначенного для остановки/запуска двигателя. Способ использует скорость вращения двигателя и передачу, которая является первой передачей. Способ также содержит автоматическое размыкание муфты сцепления, если нажата педаль тормоза автомобиля, и дополнительно содержит автоматический запуск двигателя в ответ на отпускание тормоза автомобиля. Способ подразумевает, что муфту сцепления помещают между коленчатым валом двигателя и входным валом трансмиссии с ручным переключением.
Способ, показанный на фиг. 8, также обеспечивает способ управления автомобилем, содержащий: автоматическое размыкание муфты сцепления трансмиссии с ручным переключением, если педаль сцепления для управления муфтой сцепления не нажата, а педаль тормоза нажата, когда в трансмиссии с ручным переключением включена передача; и автоматическое замыкание муфты сцепления после автоматического размыкания муфты сцепления, если педаль сцепления не нажата, и педаль тормоза по крайней мере частично отпущена. Способ предусматривает, что муфта сцепления начинает автоматически замыкаться, если скорость вращения двигателя больше минимальной скорости вращения для перезапуска двигателя, которая больше, чем скорость прокручивания коленчатого вала двигателя, и при этом педаль тормоза по крайней мере частично отпускают, когда она перемещается к исходному положению педали сцепления. Способ предусматривает, что скорость прокручивания коленчатого вала двигателя является скоростью вращения мотора, прокручивающего двигатель, и дополнительно содержит увеличение передаваемого крутящего момента муфты сцепления с первой скоростью, когда муфта сцепления начинает замыкаться.
В некоторых случаях способ также содержит увеличение передаваемого крутящего момента муфты сцепления со второй скоростью, если скорость автомобиля превышает пороговое значение. Способ также содержит увеличение передаваемого крутящего момента муфты сцепления с третьей скоростью, если значение пробуксовки муфты сцепления меньше порогового значения. Способ также содержит увеличение передаваемого крутящего момента муфты сцепления с четвертой скоростью, если значение пробуксовки муфты сцепления по существу равно нулю.
Как должно быть признано специалистами в данной области, способ, показанный на фиг. 8, может представлять собой одну или несколько стратегий обработки данных, таких как управляемые по событиям, управляемые по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.п. Кроме того, раскрытые здесь способы могут быть комбинацией действий, предпринятых контроллером относительно материальных объектов и выполняемыми инструкциями в контроллере. По крайней мере, части способов управления и программы, раскрытые здесь, могут быть сохранены как выполняемые инструкции в долговременной памяти и могут быть выполнены системой управления, в том числе контроллером, в сочетании с различными датчиками, приводами и другими средствами двигателя. Также, различные шаги или проиллюстрированные функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях пропущены. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для достижения отличительных признаков и преимуществ раскрываемых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Несмотря на то, что это не показано, один или более из иллюстрируемых шагов или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Более того, раскрытые действия, операции, способы и/или функции могут представлять в графическом виде код, который должен быть запрограммирован в долговременную память машиночитаемой среды хранения данных в управляющей системе двигателя.
Здесь завершается описание. Прочтение его специалистами могло бы напомнить о ряде изменений и модификаций, не меняющих духа и объема настоящего изобретения. Например, двигатели типа I3, I4, I5, V6, V8, V10 и двигатели V12, работающие в природном газе, бензине, дизельном топливе или других видах альтернативного топлива, могли бы использоваться в настоящей заявке.
1. Способ управления муфтой сцепления трансмиссии автомобиля, в котором: автоматически размыкают муфту сцепления трансмиссии с ручным переключением, если педаль сцепления для управления муфтой сцепления не нажата и скорость меньше порогового значения, когда в трансмиссии с ручным переключением включена передача в первом режиме управления; размыкают муфту сцепления, если водитель нажимает педаль сцепления во втором режиме управления; и автоматически останавливают двигатель, без команды водителя на остановку двигателя, с использованием предназначенного для этого устройства ввода «старт/стоп».
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость представляет собой скорость автомобиля, а муфта сцепления представляет собой исключительно муфту трансмиссии с ручным переключением.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что муфту сцепления размыкают автоматически при помощи электропривода муфты сцепления.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость представляет собой скорость вращения двигателя и передача представляет собой первую передачу.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно автоматически размыкают муфту сцепления, если нажата педаль тормоза автомобиля, и дополнительно автоматически запускают двигатель в ответ на отпускание тормоза автомобиля.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что муфта сцепления расположена между коленчатым валом двигателя и входным валом трансмиссии с ручным переключением.
7. Способ управления муфтой сцепления трансмиссии автомобиля, в котором: автоматически размыкают муфту сцепления трансмиссии с ручным переключением, если педаль сцепления для управления муфтой сцепления не нажата, а педаль тормоза нажата, когда в трансмиссии с ручным переключением включена передача; и автоматически замыкают муфту сцепления после автоматического размыкания муфты сцепления, если педаль сцепления не нажата и педаль тормоза по крайней мере частично отпущена.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что муфту сцепления начинают автоматически замыкать, когда скорость вращения двигателя больше минимальной скорости вращения для перезапуска двигателя, которая больше, чем скорость прокручивания коленчатого вала двигателя, и при этом педаль тормоза по крайней мере частично отпускают при ее перемещении к исходному положению педали сцепления.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что скорость прокручивания коленчатого вала двигателя является скоростью вращения мотора, прокручивающего двигатель, и при этом дополнительно увеличивают передаваемый крутящий момент муфты сцепления с первой скоростью, когда муфту сцепления начинают замыкать.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно увеличивают передаваемый крутящий момент муфты сцепления со второй скоростью, если скорость автомобиля превышает пороговое значение.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что дополнительно увеличивают передаваемый крутящий момент муфты сцепления с третьей скоростью, если значение пробуксовки муфты сцепления меньше порогового значения.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что дополнительно увеличивают передаваемый крутящий момент муфты сцепления с четвертой скоростью, если значение пробуксовки муфты сцепления по существу равно нулю.
13. Система управления муфтой сцепления трансмиссии автомобиля, содержащего двигатель, трансмиссию с ручным переключением, соединенную с двигателем, причем трансмиссия с ручным переключением содержит муфту сцепления, выполненную с возможностью перемещения в зависимости от положения педали сцепления, при этом система имеет контроллер, содержащий: исполнимые команды, хранящиеся в долговременной памяти, для автоматического размыкания муфты сцепления трансмиссии с ручным переключением, если педаль сцепления не нажата и скорость меньше порогового значения, когда в трансмиссии с ручным переключением включена передача, команды для автоматического начала замыкания муфты сцепления, если педаль тормоза по крайней мере частично отпущена; и команды для увеличения передаваемого крутящего момента двигателя путем увеличения скорости вращения двигателя в качестве реакции на оценку передаваемого крутящего момента муфты сцепления для запуска автомобиля.
14. Система автомобиля по п. 13, отличающаяся тем, что педаль тормоза по крайней мере частично отпущена, когда педаль тормоза перемещается к своему исходному положению, причем исходное положение педали тормоза представляет собой положение, в которое она возвращается, когда к ней не прикладывают никакого усилия.
15. Система автомобиля по п. 14, дополнительно содержащая команды для регулирования скорости возрастания передаваемого крутящего момента муфты сцепления в зависимости от скорости автомобиля.
16. Система автомобиля по п. 15, дополнительно содержащая команды для регулирования скорости возрастания передаваемого крутящего момента муфты сцепления в зависимости от уклона дороги.
17. Система автомобиля по п. 13, отличающаяся тем, что передаваемый крутящий момент двигателя увеличивают путем увеличения скорости вращения двигателя.
18. Система автомобиля по п. 13, дополнительно содержащая электропривод муфты сцепления, причем электропривод муфты сцепления выполнен с возможностью работы в зависимости от положения педали сцепления.
