专利名称：控制车辆动力传动系统中车轮跳动的方法
技术领域：
本发明总体上涉及机动车辆的动力传动系统，并且独立于驱动轮构造。例如，机动 车辆动力传动系统可以是具有或不具有锁止式差速器轮轴的前轮驱动、后轮驱动和/或全 轮驱动。更具体地，本发明涉及通过检测、测量、监控以及自动变速器单向离合器保护来检 测和控制车轮跳动。
背景技术：
车轮跳动是一种出现在机动车辆动力传动系统中的令人讨厌的工作状态。已知动 力传动系统的扭转振荡在特征频率也就是系统的固有频率下激发车辆。当驱动轮由于与路 面摩擦接触然后车轮失去接触(有时被称为停留(stick)和滑行(slip))而扭转振荡时， 车轮跳动明显。在车轮跳动的情况下，车辆的悬挂系统往往扭转振荡，产生垂直和角位移 (有时称为包裹(wrap-up))。车轮跳动所产生的周期性动力传动系统冲击负荷可能会超过许多动力传动部件 的设计极限。在行业中需要一种可靠的、可重复的技术以检测、测量、监控和保护包括自动变速 器及其内部元件的主要动力传动部件不受到破坏并且避免车轮跳动引起的性能问题。
发明内容
控制机动车辆动力传动系统中车轮跳动的方法包括通过确定将动力传输至动 力传动系统的车轮的部件的速度振荡的幅度和频率来检测车轮跳动情况的出现，接合动力 传动系统中在发动机和车轮之间传输扭矩的变速器摩擦离合器，以及调节要求的发动机扭矩。摩擦离合器是液压驱动的并与动力传动系统中的单向离合器平行设置在发动机 和车轮之间。如果速度幅度大于参考速度幅度，则减少传输到车轮的发动机输出扭矩。该方法保护动力传动系统部件不受扭转冲击负荷的影响，提高了变速器部件的耐 久性，并保持了变速器非同步换档事件的校准优点。该方法支持嵌入车辆动力系控制模块中的控制系统策略，其能持续地检测、测量、 监控和保护自动变速器不受车轮跳动产生的不利负载状况的影响。通过以下详细的说明、权利要求和附图，优选实施例的适用范围将变得显而易见。 应理解的是，虽然说明书和示例性实施例指出了本发明的优选实施例，但其仅通过示例的 方式给出。对于本领域技术人员而言，对描述的实施例和例子所作的各种改变和修改将变 得显而易见。
参考以下说明，并结合附图，本发明将更容易理解，其中图1为机动车辆动力传动系统的俯视图，其包括变速器、分动箱、前和后驱动轴以及延伸至前轮和后轮的轴；图2是表示控制车轮跳动的算法的逻辑流程的图示；以及图3是表示由输出轴速度传感器生成的典型速度信号振荡的图表。
具体实施例方式现在参考附图特别是图1，可以应用本发明的机动车辆的动力系8包括前轮10 和后轮12，用于产生多个前进速比和后退驱动的动力变速器14，可驱动地连接至变速器的 发动机15，将变速器输出17连续可驱动地连接至后驱动轴18的分动箱16。当手动或电子 地选择四轮驱动模式时，分动箱16选择性地将变速器输出连接至前驱动轴20和后驱动轴 18。后驱动轴18将动力传输至后差速器装置22，动力从后差速器装置22通过包含在 差速器壳体内的车轴2446有差别地传输至后轮12。通常后差速器装置22是锁止式差速 器，其在一定条件下将后车轴24 J6互相固定防止有差别地驱动后轮12。前轮10可驱动地 连接至右侧和左侧半轴32、34，动力从前驱动轴20通过前差速器装置36传输至该右侧和左 侧半轴32、34。分动箱总成16将旋转动力持续地传输至后驱动轴18和后轮12，这是主要的动力 路径。分动箱16通过分动离合器和链条装置38将旋转动力间歇地传输至前驱动轴20和 前轮10，这是第二动力路径。启动并接合位于分动箱16中的分动离合器以使其将动力传输 至前驱动轴20。当分动离合器分离时，变速器输出17的动力仅传输至后轮12。用于控制发动机15、变速器14和分动箱16运行的电子控制器包含微处理器56， 其可通过通信网络58访问包括RAM60、R0M62和KAM63的电子存储器。输出轴速度(OSS) 传感器50产生持续的电子信号，其表示变速器输出轴17的速度的幅度随时间的变化。速 度信号由线52传输至控制器56的输入端M。传感器68产生的表示油门踏板66位置、即 踏板被压下的程度的信号，由线70传输至控制器的输入端M。变速器14包括液压驱动的摩擦离合器72和与离合器72平行设置的单向离合器 74。当变速器生成特定前进齿数比例如一档和后退驱动时，旋转动力通过单向离合器74传 输至变速器输出17。控制器56的输出端76传送各种输出信号，一种输出信号由线78传输至电磁驱动 阀，其使离合器72交替接合和分离；另一种信号由线82传输，其运行以控制发动机15产生 的扭矩的量；以及多种信号，其控制变速器14在其各种速比下工作。控制器的R0M64包含算法90，图2示出了它的步骤，其检测、控制和调节或消除车 轮跳动。在步骤92，执行测试以确定指示车轮跳动的特定条件是否存在。那些准入条件包 括小于参考速度的车速、运行在合适档位最好是第一或第二前进档或倒档的变速器14。如果测试92的结果是逻辑假，算法90重新执行步骤92的测试。当测试92的结 果是逻辑真时，算法90在进入步骤102之前采集由OSS传感器50生成的数据。当算法在 执行它的其他步骤时，不断重复地执行步骤94-100并在RAM62中更新新的数据。在步骤94，从OSS传感器50生成的信号中取样以确定OSS的最大当前振荡速度。 在步骤96，确定OSS的取样幅度和频率。在步骤98，从取样的振荡OSS信号确定最小0SS。图3是表示OSS传感器50生成的典型速度信号振荡的图表。第一振荡104具有第一峰值106和第二峰值108。类似地，第二振荡110具有第一峰值112和第二峰值114。 双峰值的出现会影响用来确定信号周期、频率和幅度的数据的准确性。为了提高频率数据的准确性，该算法建立了幅度的校准参考减小量116，其必须出 现在每个峰值幅度106、108之后的当前振荡过程中。当幅度的参考减小量116出现时，将 紧在前的峰值确定为该振荡的最大幅度。双峰值的出现会使能从OSS速度信号50确定的周期长度118、119以及相应的频 率产生大的变化。为了提高频率数据的准确性，该算法从连续的下降沿120、122或连续的 上升沿124、126的相同幅度来确定周期长度，并从如此确定的周期长度计算频率。在步骤100，从OSS传感器50生成的信号取样以确定参考图3所述的OSS的振荡 速度的当前幅度和频率。在步骤102，执行测试以确定OSS幅度和频率是否处在相应的为该机动车辆动力 传动系统凭经验确定的参考范围内。如果测试102返回真，这表明OSS传感器50产生的信 号的振荡具有表示该车辆动力传动系统中存在车轮跳动的特征，例如幅度、持续不变的循 环和周期。速度信号的频率应该在车辆动力传动系统的引起共振的扭转频率的可接受范围 内。在一已知的实例中，该频率范围介于六和十Hz之间。如果测试102的结果是真，在步骤130，车轮跳动振荡计数器增值。如果测试102 的结果为假，在步骤132，车轮跳动振荡计数器减值。在步骤134，执行测试以确定辆跳动振荡的当前值或计数是否足以得出车轮跳动 正在出现的结论。如果测试134的结果为假，在步骤136中执行测试以确定是否满足允许 退出算法90的条件。如果满足，在步骤140终止算法的执行。如果测试134的结果为真，在步骤140，控制器使离合器72接合，由此调节单向离 合器74和车辆动力传动系统中的扭转振荡。在步骤142，参考OSS信号50的幅度以及在当前事件中已经发生的车轮跳动振荡 的数量来确定一个指标，该指标表示因车轮跳动振荡而产生的动力传动系统部件的耐用性 或使用寿命的变化。控制器56将指标存储在KAM63中。在步骤144，进行测试以确定OSS幅度相对于凭经验确定的参考幅度是否足够高 到使得动力传动系统部件有损坏的风险。如果测试144的结果为假，控制运行至步骤136。如果测试144的结果为真，在步骤146，控制器56调节发动机运行参数以减少或消 除车轮跳动。调节的发动机运行参数可以包括发动机输出扭矩、发动机气流、发动机节气门 位置、发动机点火时间和发动机空燃比中的任何一个或这些参数的任意组合。然后，控制运 行至测试136。步骤136的测试的退出条件包括车速大于参考退出车速、油门踏板位置小于参考 退出踏板位置持续超过参考时间段，OSS速度信号幅度的持续减少超过参考时间段。如果测试136的结果为假，控制回到步骤94-100。根据专利法规的规定，已经描述了优选实施例。然而，应当注意的是，可以实施与 详细示出和描述的实施例不同的替换实施例。
权利要求
1.一种控制车辆动力传动系统中车轮跳动的方法，包含在确定将动力传输至动力传动系统的车轮的部件的速度振荡的幅度和频率后检测车 轮跳动情况正在发生；以及接合动力传动系统中在发动机和车轮之间传输扭矩的变速器摩擦离合器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，摩擦离合器是液压驱动的并与动力传动系统中的单向离合器平行设置在发动机和车 轮之间；以及所述部件是单向离合器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如果速度幅度大于参考速度幅度， 则减少传输到车轮的发动机输出扭矩。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，减少步骤包含调节包括发动机气流、发动 机节气门位置、发动机点火时间和发动机空燃比中的至少一个发动机参数或这些参数的任思组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，驱动轮可驱动地连接至变速器输出轴，并 且确定的幅度和频率是输出轴速度的幅度和频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含如果所述幅度和频率处在指示车轮跳动事件正在发生的范围内，累加包含动力传动系 统已经历的车轮跳动振荡的连续总数的计数器；以及如果所述幅度和频率处在指示车轮跳动事件未发生的范围内，递减该计数器。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含确定和记录在每个车轮跳动事件 中发生的车轮跳动速度振荡数以及每个相应的车轮跳动速度振荡的幅度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定速度振荡的幅度的步骤包含 建立幅度的参考减小量，其必须出现在振荡过程中出现的每个峰值幅度之后；当幅度的参考减小量出现，将紧位于该参考减小量之前的振荡峰值的幅度确定为振荡 的幅度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定速度振荡的频率的步骤包含 在速度振幅恒定的情况下，确定连续速度振荡的下降沿之间的周期长度；以及 将频率设置为等于所述周期长度的倒数。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定速度振荡的频率的步骤包含 在速度振幅恒定的情况下，确定连续速度振荡的上升沿之间的周期长度；以及 将频率设置为等于所述周期长度的倒数。
全文摘要
一种控制车辆动力传动系统中车轮跳动的方法，包括在确定将动力传输至动力传动系统的车轮的部件的速度振荡的幅度和频率后检测发生车轮跳动情况；接合动力传动系统中在发动机和车轮之间传输扭矩的变速器摩擦离合器，以及调节要求的发动机扭矩。
文档编号B60W10/04GK102126498SQ20111000218
公开日2011年7月20日 申请日期2011年1月6日 优先权日2010年1月13日
发明者丹尼尔·T·林, 尼古拉斯·J·威特, 张建平, 戴维·M·狄龙, 查尔斯·W·苏特, 约瑟夫·F·库哈尔斯基, 迈克尔·J·奥德 申请人:福特全球技术公司