传动装置及其控制方法与流程

本发明涉及车辆传动系统领域，并且更具体而言，涉及一种在发动机和自动变速器之间传递扭矩的传动装置，以及用于该传动装置的控制方法。

背景技术：

已知的是，车辆常设置有传动装置来将从发动机输出的扭矩传递到变速器。对于自动变速器来说，常采用液力变矩器作为该传动装置。液力变矩器的原理是通过工作轮叶片之间的相互作用，引起机械能与液体能之间的能量转换。

然而，在液力变矩器工作时，传递能量的转换期间常会发生非期望的能量损失。例如，由于传动用的油产生受迫运动，导致一部分动能转换为动能，从而引起油温升高并影响此类液力变矩器的效率和燃油经济性。

因此，所期望的是设计一种新的传动装置设计及其控制方法，其至少能够减少自动变速器扭矩传动中的传动损失。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种传动装置，其能够有效地降低自动变速器扭矩传递中的传动损失。本发明的另一个目的在于提供一种用于该传动装置的控制方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种传动装置，其包括：

扭矩输入端，其构造为输入扭矩；

扭矩输出端，其构造为输出扭矩；

第一传动路径，其包括离合器，并且构造为联接在扭矩输入端和扭矩输出端之间；以及

第二传动路径，其包括液力变矩器，并且构造为联接在扭矩输入端和扭矩输出端之间；

其中，离合器构造为与液力变矩器并联。

备选地，扭矩输入端联接到发动机的扭矩输出端上，并且扭矩输出端联接到变速器的扭矩输入端上。

一种控制方法，其用于前述传动装置，其中该控制方法包括使离合器构造为具有六种状态：离合器锁止控制状态、离合器半锁止控制状态、离合器滑差控制状态、离合器结合控制状态、离合器分离控制状态和离合器完全分离状态；并且离合器能根据转换条件来进行下述转换：

在离合器锁止控制状态与离合器半锁止控制状态之间互相转换、在离合器半锁止控制状态与离合器滑差控制状态之间互相转换、在离合器结合控制状态与离合器完全分离状态之间互相转换、以及在离合器结合控制状态与离合器分离控制状态之间互相转换；并且，

从离合器锁止控制状态转换至离合器滑差控制状态、从离合器滑差控制状态转换至离合器分离控制状态或离合器完全分离状态、从离合器结合控制状态转换至离合器分离控制状态、以及从离合器分离控制状态转换至离合器完全分离状态。

备选地，当离合器处于离合器完全分离控制状态下时，扭矩通过液力变矩器进行传递；当离合器处于离合器锁止控制状态下时，扭矩通过离合器进行传递；并且当离合器处于离合器滑差控制状态下时，扭矩通过液力变矩器和离合器进行传递。

备选地，从离合器锁止控制状态转换至离合器半锁止控制状态的转换条件是：发动机转速和涡轮转速的速差大于标定门限值；并且从离合器锁止控制状态转换至离合器滑差控制状态的转换条件是：①车速小于标定门限值、或②发动机转速超出了锁止状态的合理范围。

备选地，从离合器半锁止控制状态转换至离合器锁止控制状态的转换条件是：①发动机和涡轮转速差小于标定门限值、以及②时间大于标定门限；并且从离合器半锁止控制状态转换至离合器滑差控制状态的转换条件是：①车速小于标定门限值、或②发动机转速超出锁止状态的合理范围。

备选地，从离合器滑差控制状态转换至离合器半锁止控制状态的转换条件是：①车速大于标定门限值、以及②发动机转速处于合理范围内、以及③发动机和涡轮转速差小于标定门限值。

备选地，从离合器滑差控制状态转换至离合器分离控制状态的转换条件是：①不同油门下的车速小于标定的标定门限值、或②有换挡命令且在换挡过程中需要对离合器进行分离控制。

备选地，从离合器结合控制状态转换至离合器滑差控制状态的转换条件是：结合控制的时间大于标定门限值；并且，从离合器结合控制状态转换至离合器分离控制状态的转换条件是：①不同油门下的车速小于标定门限值、或②有换挡命令且在换挡过程中需要离合器进行分离控制的。

备选地，从离合器分离控制状态转换至离合器结合控制状态的转换条件是：①不同油门下的车速大于标定门限值、或②电磁阀打开且压力为0。

备选地，从离合器滑差控制状态或离合器结合控制状态或离合器分离控制状态转换至离合器完全分离控制状态的转换条件是：①车速与油门踏板同时小于对应的标定门限值、或②有换挡命令且在换挡过程中需要离合器进行完全分离的、或③车辆快速制动，制动踏板速度大于标定门限值、或④快速松开油门踏板，速度大于标定门限值、或⑤发动机水温低于标定门限值、或⑥变速箱油温低于标定门限值。

备选地，从离合器完全分离控制状态转换至离合器结合控制状态的转换条件是：不同油门下的车速大于标定门限值。

本发明的有益效果在于：通过采用本发明的传动装置及其控制方法能够使从发动机输出的扭矩根据需要通过液力变矩器和/或锁止离合器来传递至变速器，从而有效地提高了传递效率，降低了燃油消耗并且提高了换挡的平顺性和用户体验。

附图说明

以下将接合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限定。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并且可能进行了夸张性显示，并且附图也并非一定是按比例绘制的。

图1是本发明的传动装置的一个实施例的构造示意图。

图2是用于图1所示实施例的控制方法的状态转换示意图。

图3是用于图1所示实施例的控制方法的一部分的流程图。

图4是用于图1所示实施例的控制方法的另一部分的流程图。

图5是用于图1所示实施例的控制方法的又一部分的流程图。

图6是用于图1所示实施例的控制方法的又一部分的流程图。

图7是用于图1所示实施例的控制方法的又一部分的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。本领域技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本发明的其他实施例。

此外，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。

图1是本发明的传动装置的一个实施例的构造示意图。其中，传动装置10构造为将来自发动机输出端的扭矩传递至变速器输入端。本发明的传动装置10包括：扭矩输入端11，其构造为输入扭矩；扭矩输出端12，其构造为输出扭矩；第一传动路径20，其包括离合器21，并且构造为联接在扭矩输入端11和扭矩输出端12之间；以及第二传动路径30，其包括液力变矩器31，并且构造为联接在扭矩输入端11和扭矩输出端12之间。优选地，第二传动路径30构造为与第一传动路径10并联，使得离合器21构造为与液力变矩器31并联。

优选地，离合器21为锁止离合器。并且优选地，扭矩输入端11与发动机扭矩输出端联接，并且扭矩输出端12与变速器扭矩输入端联接。

本发明还提供了用于图1所示实施例的控制方法。具体而言，离合器21构造为具有六种状态：离合器锁止控制状态(以下简称为状态1)、离合器半锁止控制状态(以下简称为状态2)、离合器滑差控制状态(以下简称为状态3)、离合器结合控制状态(以下简称为状态4)、离合器分离控制状态(以下简称为状态5)和离合器完全分离状态(以下简称为状态6)。其中，这六种状态包括三个稳态控制状态(状态1、状态3、离合器完全分离状态)和三个瞬态过渡控制状态(状态2、状态4、状态5)。本发明的控制方法使得离合器根据一定的转换条件来在上述六个状态之间切换，以满足不同工况下的扭矩传递需要，从而根据期望将尽可能多的来自发动机的扭矩传递至变速箱。

图2是用于图1所示实施例的控制方法的状态转换示意图。其中，状态1与状态2、状态2与状态3、状态4与状态6、状态4与状态5之间可互相转换；此外，状态1可转换至状态3，状态3可转换至状态5和状态6，状态4可转换至状态5，并且状态5可转换至状态6。

以下将结合附图3-7来具体描述各个状态之间的转换条件。需要说明的是，下文所描述的涡轮优选地为液力变矩器中扭矩输入端上的涡轮。

图3是用于图1所示实施例的控制方法的一部分的流程图。具体而言，图示了离合器锁止控制状态(状态1)、离合器半锁止控制状态(状态2)、离合器滑差控制状态(状态3)之间的转换关系。

如果离合器处于离合器锁止控制状态(状态1)下：

当满足如下条件时，进入离合器半锁止控制状态(状态2)：发动机转速和涡轮转速的速差大于标定门限值。

当满足如下条件之一时，进入离合器滑差控制状态(状态3)：①车速小于标定门限值、或②发动机转速超出了锁止状态的合理范围。

如果离合器处于离合器半锁止控制状态(状态2)下：

当同时满足如下条件时，进入离合器锁止控制状态(状态1)：①发动机和涡轮转速差小于标定门限值、以及②时间大于标定门限值。

并且，当满足如下条件之一时，进入离合器滑差控制状态(状态3)：①车速小于标定门限值、或②发动机转速超出锁止状态的合理范围。

如果离合器处于离合器滑差控制状态(状态3)下：

当同时满足以下条件时，进入离合器半锁止控制状态(状态2)：①车速大于标定门限值、以及②发动机转速处于合理范围内、以及③发动机和涡轮转速差小于标定门限值。

图4是用于图1所示实施例的控制方法的另一部分的流程图。具体而言，图示了离合器滑差控制状态(状态3)、离合器结合控制状态(状态4)和离合器分离控制状态(状态5)之间的转换关系。

如果离合器处于离合器滑差控制状态(状态3)下：

当满足如下条件之一时，进入离合器分离控制状态(状态5)：①不同油门下的车速小于标定的标定门限值、或②有换挡命令且在换挡过程中需要对离合器进行分离控制。

如果离合器处于离合器结合控制状态(状态4)下：

当满足如下条件时，进入离合器滑差控制状态(状态3)：结合控制的时间大于标定门限值。

并且，当满足如下条件之一时，进入离合器分离控制状态(状态5)：①不同油门下的车速小于标定门限值、或②有换挡命令且在换挡过程中需要离合器进行分离控制的。

如果离合器处于离合器分离控制状态(状态5)下：

当满足如下条件之一时，进入离合器结合控制状态(状态4)：①不同油门下的车速大于标定门限值、或②电磁阀打开且压力为0。

图5是用于图1所示实施例的控制方法的又一部分的流程图。具体而言，图示了离合器滑差控制状态(状态3)至离合器完全分离状态(状态6)之间的转换关系。

如果离合器处于离合器滑差控制状态(状态3)下：

当满足如下条件之一时，进入离合器完全分离状态(状态6)：①车速与油门踏板同时小于对应的标定门限值、或②有换挡命令且在换挡过程中需要离合器进行完全分离的、或③车辆快速制动，制动踏板速度大于标定门限值、或④快速松开油门踏板，速度大于标定门限值、或⑤发动机水温低于标定门限值、或⑥变速箱油温低于标定门限值。

图6是用于图1所示实施例的控制方法的又一部分的流程图。具体而言，图示了离合器结合控制状态(状态4)和离合器完全分离状态(状态6)之间的转换关系。

如果离合器处于离合器结合控制状态(状态4)下：

当满足如下条件之一时，进入离合器完全分离状态(状态6)：①车速与油门踏板同时小于对应的标定门限值、或②有换挡命令且在换挡过程中需要离合器进行完全分离的、或③车辆快速制动，制动踏板速度大于标定门限值、或④快速松开油门踏板，速度大于标定门限值、或⑤发动机水温低于标定门限值、或⑥变速箱油温低于标定门限值。

如果离合器处于离合器完全分离状态(状态6)下：

当满足以下条件时，进入离合器结合控制状态(状态4)：不同油门下的车速大于标定门限值。

图7是用于图1所示实施例的控制方法的又一部分的流程图。具体而言，图示了离合器分离控制状态(状态5)和离合器完全分离状态(状态6)之间的转换关系。

如果离合器处于离合器分离控制状态(状态5)下：

当满足如下条件之一时，进入离合器完全分离状态(状态6)：①车速与油门踏板同时小于对应的标定门限值、或②有换挡命令且在换挡过程中需要离合器进行完全分离的、或③车辆快速制动，制动踏板速度大于标定门限值、或④快速松开油门踏板，速度大于标定门限值、或⑤发动机水温低于标定门限值、或⑥变速箱油温低于标定门限值。

优选地，在本发明的传动装置中，当离合器处于完全分离状态(状态6)时，扭矩通过液力变矩器进行传递，当离合器处于锁止状态(状态1)时，扭矩完全通过锁止离合器进行传递，当离合器处于滑差控制状态(状态3)时，扭矩同时通过液力变矩器和锁止离合器进行传递。

在本发明的一个优选实施例中，上述控制方法可基于matlab的stateflow组件来开发，并且以有限状态机理论来实现。

本领域技术人员将领会的是，上述各个标定门限值可根据不同的车辆、发动机和变速器配置而变化。本领域技术人员可根据实际需要来选择不同的标定门限值，以便更好地进行控制。此外，上述各个条件可由车辆上现有的传感器或控制装置来感测或计算出，并且由于如何感测或计算这些条件对本领域技术人员来说是已知的，故本文不再对其具体过程另行描述。

本发明的传动装置的控制方法可由车辆上现有的控制单元来执行，例如由发动机控制模块和整车控制模块等来执行。本发明的传动装置的控制方法也可为独立的软件模块或集成电路模块。

与现有技术相比，通过采用本发明的传动装置及其控制方法能够使从发动机输出的扭矩根据需要通过液力变矩器和/或锁止离合器来传递至变速器，从而有效地将传动效率提高到接近100%，降低了燃油消耗并且提高了换挡的平顺性和用户体验。。

本说明书参考附图来公开本发明，并且还使本领域技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本发明的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域技术人员想到的其他示例。只要此类其他示例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他示例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他示例应当视为处于由本发明的权利要求书请求保护的技术方案所确定的保护范围内。