控制车辆动力传动系统扭矩的方法技术方案

控制车辆动力传动系统的方法，包括：确定当前车辆运行状态下的发动机初始输出扭矩，在该扭矩下，动力传动系统满足预定的结构标准；确立随着变矩器转差而变化的系数；通过将当前变矩器转差相应的系数乘以初始的发动机输出扭矩来确定发动机扭矩极限；将与动力传动系统相连接的发动机产生的扭矩限制至发动机扭矩极限。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及在车辆使用寿命内较少发生的高需求运行状态期间尤其是通过发动机输出扭矩的传递来控制车辆动力传动系统的扭矩，同时，在常规运行期间限制扭矩来避免动力传动系统组件的疲劳性故障。
技术介绍
在车辆的使用寿命内承受输入扭矩负载时，如变速器、驱动轴、车轴等车辆动力传动系统的组件具有有限的疲劳寿命。通常使用经验数据来建立扭矩负载的大小与检测的组件的疲劳故障发生之前所应用的该负载的循环应用数量之间的关系。为了确保在正常使用条件下的组件的使用寿命的可接受的长度，可以施加扭矩限制以防止高扭转负载经常地、循环地应用。由于这种高扭矩低于组件的极限强度和屈服强度的极限，高扭矩下的有限数量的循环不会对组件的疲劳强度具有实质的不利影响。在车辆动力传动系统的控制领域中存在对如下策略的需要，即在特定的非典型情况下允许较高扭矩的应用，但是，在正常使用期间当发生更大数量的循环时阻止该扭矩大小。
技术实现思路
一种控制车辆动力传动系统的方法，包括:确定当前车辆运行状态下的发动机初始输出扭矩，在该扭矩下，动力传动系统满足预定的结构标准；确立随着变矩器转差(slip)而变化的系数；通过将当前变矩器转差相应的系数乘以发动机初始输出扭矩来确定发动机扭矩极限；将与动力传动系统相连接的发动机产生的扭矩限制至发动机扭矩极限。车辆动力传动系统，包括:发动机；与发动机曲轴连接的变矩器；与变矩器的涡轮连接的变速器；与变速器输出相连接的差速器；连接差速器与车轮的车轴；控制器，该控制器包括处理器，该处理器用于确定当前车辆运行状态下的发动机初始输出扭矩，在该扭矩下，变矩器、变速器和差速器满足预定的结构标准，该处理器还用于通过将与当前变矩器转差相应的系数乘以发动机初始输出扭矩来确定发动机扭矩极限；以及发动机控制器，该发动机控制器用于将与动力传动系统相连接的发动机产生的扭矩限制至发动机扭矩极限。本方法建立一操作区，在该操作区内，在限制疲劳循环对动力传动系统组件故障的影响的同时，额外的发动机扭矩通过动力传动系统传递。在具有挑战性的状况下，例如车辆满载或在陡坡上由静止启动时，本方法允许以高水平的扭矩使车辆启动或加速。本方法利用了变矩器转差，因为转差是动力系统控制器易于获取的信号，并且本方法区分车辆重量、道路坡度及运动阻力等的极端和正常运行状态。本方法在未要求增加桥速比(axle ratio)的情况下将启动车辆的能力提高了一个等级，桥速比的增加将增加工程研发费用和降低燃油经济性。通过以下的详细说明、权利要求书及附图，优选实施方式的适用范围将变得显而易见。需要说明的是，说明和具体示例尽管表明了本专利技术的优选实施方式，但其仅以举例的方式给出。对于所描述的实施方式和示例的各种变换和修改对本领域的技术人员而言是显而易见的。【附图说明】参考以下的说明，并结合附图，本专利技术将更加易于理解，其中:图1为具有变速器、分动器以及延伸到前轮和后轮的驱动轴的机动车辆动力传动系统的俯视图；图2为展示包含动力源、变矩器和变速器输入的车辆动力传动系统的示意图；图3为用于确定最终的发动机扭矩极限和控制发动机输出扭矩的算法；图4为展示校正发动机初始扭矩极限的函数变化的曲线图。【具体实施方式】参见图1，机动车辆动力传动系统包含前轮10、后轮12、产生多个前进转速比和至少一个后退转速比动力变速器总成14、以及分动器总成16。当选定动力传动系统的两轮驱动(2WD)操作时，分动器总成16将变速器输出与后驱动轴18驱动连接。当选定四轮驱动(4WD)操作时，分动器总成16将变速器输出同时与前驱动轴20和后驱动轴18连接。轴18将动力传输至后轮差速器机构22，动力由此通过车轴24、26差动地传输至后轮12，该车轴24、26包含在差速器箱体中。前轮与右侧车轴32和左侧车轴34驱动连接，动力由前驱动轴20通过前差速器36传输至右侧车轴32和左侧车轴34。图2显示了内燃机39或其他动力源与变速器14之间的部分动力传动系统，其中液力变矩器38与发动机曲轴40驱动连接，该发动机曲轴40与变矩器的叶片式叶轮42连接。叶片式涡轮44、叶片式定子48和叶轮42限定了变矩器壳体内环形液流回路。定子48支承于固定套轴(sleeve shaft) 50,超越制动器52将定子锚固在轴50上，以防止定子48在与叶轮旋转方向相对的方向上旋转，尽管在相对方向上的自由旋转(free-wheeling)运动是允许的。涡轮44与变速器输入轴54连接。扭振减振器56与锁止离合器58串联安置在曲轴40与变速器输入轴54之间。当离合器58啮合时，发动机通过直接的机械连接来驱动输入轴54，但是，当离合器58解离时，轴54通过变矩器与发动机液压式连接。变速器14包括齿轮、轴、轴承、离合器、制动器、液压控制伺服器及其他组件，这些组件运转以产生正和反向的传动比。动力传动系统的各种总成的每个主要组件都应当有能力达到或超过预定的结构标准，包括与由发动机39通过动力传动系统传输的扭矩大小有关的极限扭转强度、屈服扭转强度、疲劳扭转强度、扭转疲劳极限、扭转使用寿命、扭转位移等。影响这些结构标准的因素包括变速器齿轮比、变矩器38产生的发动机扭矩增加、选定的两轮驱动或四轮驱动操作、车辆加速度、车辆重量、道路坡度及运动阻力等。在图3的算法60中使用变矩器转速比、即涡轮转速除以发动机转速来作为标定函数，执行该函数以规定传输至车辆动力传动系统的输入的发动机输出扭矩的增加。[0021 ] 算法60的控制方法的步骤存储在电子处理器64可访问的计算机可读介质的电子存储器中，该电子处理器64可以控制变速器14、分动器16及差速器22的操作。使用电子处理器64执行该算法的方法。当车辆启动时，即从停止或近于停止的状态下加速时，处理器64确定当前驾驶状态下的发动机初始输出扭矩极限，该当前驾驶状态由车辆负载、车辆加速度、齿轮比、变矩器转速比等来表示。发动机初始输出扭矩极限说明了传输至动力传动系统的各个关键组件的扭矩、由变矩器38产生的发动机输出扭矩的增加效应和由变速器14产生的齿轮比。在当前驾驶状态组合下可接受的发动机输出扭矩极限说明了(i)由于发动机输出转矩而施加到动力传动系统组件的最大扭转临界点的扭转负载，以及(ii)每个这样的组件必须满足的结构标准。优选地，在步骤66中，处理器64通过每个动力传动系统组件的查找表为动力传动系统的每个组件确定发动机初始输出扭矩极限，通过当前车辆驾驶状态组合对该表进行检索。在步骤68中，处理器64使用当前测量的经过变矩器38的转差、即涡轮转速与发动机转速之间的差值通过函数70来确定转矩上升的系数72，该函数70存储于电子处理器64可访问的计算机可读的介质中。图4示出了作为变矩器转差的函数70的系数72的优选的变化。处理器64在步骤74中产生最终的发动机扭矩极限，该最终的发动机扭矩极限为系数70乘以发动机初始扭矩极限的乘积。发动机控制器76通过产生发动机输出扭矩来对最终的发动机扭矩极限信号78作出反应，该发动机输出扭矩不超过最终的发动机扭矩极限。在接近于变速器失速的较低的转速比下，函数70产生允许的发动机输出扭矩的增加，之后，在较高的转速比时，融合至正常所允许的水平。实践中，这允许在罕见的完全失速条件下增加发动机扭矩，但在车轮开始转动之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制车辆动力传动系统的方法，其特征在于，包含：确定当前车辆运行状态下的发动机初始输出扭矩，在该扭矩下，动力传动系统满足预定的结构标准；确立随着变矩器转差而变化的系数；通过将与当前变矩器转差相应的系数乘以发动机初始输出扭矩来确定发动机扭矩极限；将与动力传动系统相连接的发动机产生的扭矩限制至发动机扭矩极限。

【技术特征摘要】
2012.09.05 US 13/603,5401.一种控制车辆动力传动系统的方法，其特征在于，包含: 确定当前车辆运行状态下的发动机初始输出扭矩，在该扭矩下，动力传动系统满足预定的结构标准； 确立随着变矩器转差而变化的系数； 通过将与当前变矩器转差相应的系数乘以发动机初始输出扭矩来确定发动机扭矩极限； 将与动力传动系统相连接的发动机产生的扭矩限制至发动机扭矩极限。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在当前的变矩器转差相对较大时，所述系数大于I ;在当前的变矩器转差相对较低时，所述系数等于I。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定发动机初始输出扭矩的步骤还包含: 确立预定的发动机输出扭矩大小，在该扭矩下，发动机产生的发动机扭矩不超出动力传动系统的组件的极限扭转强度、屈服扭转强度、疲劳扭转强度和扭转疲劳极限。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：布拉德·迪恩·里德尔，布拉德·W·普罗伯特，张建平，肯尼思·E·索韦尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：