本發明涉及車輛傳動系統領域，并且更具體而言，涉及一種在發動機和自動變速器之間傳遞扭矩的傳動裝置，以及用于該傳動裝置的控制方法。

背景技術：

已知的是，車輛常設置有傳動裝置來將從發動機輸出的扭矩傳遞到變速器。對于自動變速器來說，常采用液力變矩器作為該傳動裝置。液力變矩器的原理是通過工作輪葉片之間的相互作用，引起機械能與液體能之間的能量轉換。

然而，在液力變矩器工作時，傳遞能量的轉換期間常會發生非期望的能量損失。例如，由于傳動用的油產生受迫運動，導致一部分動能轉換為動能，從而引起油溫升高并影響此類液力變矩器的效率和燃油經濟性。

因此，所期望的是設計一種新的傳動裝置設計及其控制方法，其至少能夠減少自動變速器扭矩傳動中的傳動損失。

技術實現要素：

本發明的一個目的在于提供一種傳動裝置，其能夠有效地降低自動變速器扭矩傳遞中的傳動損失。本發明的另一個目的在于提供一種用于該傳動裝置的控制方法。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種傳動裝置，其包括：

扭矩輸入端，其構造為輸入扭矩；

扭矩輸出端，其構造為輸出扭矩；

第一傳動路徑，其包括離合器，并且構造為聯接在扭矩輸入端和扭矩輸出端之間；以及

第二傳動路徑，其包括液力變矩器，并且構造為聯接在扭矩輸入端和扭矩輸出端之間；

其中，離合器構造為與液力變矩器并聯。

備選地，扭矩輸入端聯接到發動機的扭矩輸出端上，并且扭矩輸出端聯接到變速器的扭矩輸入端上。

一種控制方法，其用于前述傳動裝置，其中該控制方法包括使離合器構造為具有六種狀態：離合器鎖止控制狀態、離合器半鎖止控制狀態、離合器滑差控制狀態、離合器結合控制狀態、離合器分離控制狀態和離合器完全分離狀態；并且離合器能根據轉換條件來進行下述轉換：

在離合器鎖止控制狀態與離合器半鎖止控制狀態之間互相轉換、在離合器半鎖止控制狀態與離合器滑差控制狀態之間互相轉換、在離合器結合控制狀態與離合器完全分離狀態之間互相轉換、以及在離合器結合控制狀態與離合器分離控制狀態之間互相轉換；并且，

從離合器鎖止控制狀態轉換至離合器滑差控制狀態、從離合器滑差控制狀態轉換至離合器分離控制狀態或離合器完全分離狀態、從離合器結合控制狀態轉換至離合器分離控制狀態、以及從離合器分離控制狀態轉換至離合器完全分離狀態。

備選地，當離合器處于離合器完全分離控制狀態下時，扭矩通過液力變矩器進行傳遞；當離合器處于離合器鎖止控制狀態下時，扭矩通過離合器進行傳遞；并且當離合器處于離合器滑差控制狀態下時，扭矩通過液力變矩器和離合器進行傳遞。

備選地，從離合器鎖止控制狀態轉換至離合器半鎖止控制狀態的轉換條件是：發動機轉速和渦輪轉速的速差大于標定門限值；并且從離合器鎖止控制狀態轉換至離合器滑差控制狀態的轉換條件是：①車速小于標定門限值、或②發動機轉速超出了鎖止狀態的合理范圍。

備選地，從離合器半鎖止控制狀態轉換至離合器鎖止控制狀態的轉換條件是：①發動機和渦輪轉速差小于標定門限值、以及②時間大于標定門限；并且從離合器半鎖止控制狀態轉換至離合器滑差控制狀態的轉換條件是：①車速小于標定門限值、或②發動機轉速超出鎖止狀態的合理范圍。

備選地，從離合器滑差控制狀態轉換至離合器半鎖止控制狀態的轉換條件是：①車速大于標定門限值、以及②發動機轉速處于合理范圍內、以及③發動機和渦輪轉速差小于標定門限值。

備選地，從離合器滑差控制狀態轉換至離合器分離控制狀態的轉換條件是：①不同油門下的車速小于標定的標定門限值、或②有換擋命令且在換擋過程中需要對離合器進行分離控制。

備選地，從離合器結合控制狀態轉換至離合器滑差控制狀態的轉換條件是：結合控制的時間大于標定門限值；并且，從離合器結合控制狀態轉換至離合器分離控制狀態的轉換條件是：①不同油門下的車速小于標定門限值、或②有換擋命令且在換擋過程中需要離合器進行分離控制的。

備選地，從離合器分離控制狀態轉換至離合器結合控制狀態的轉換條件是：①不同油門下的車速大于標定門限值、或②電磁閥打開且壓力為0。

備選地，從離合器滑差控制狀態或離合器結合控制狀態或離合器分離控制狀態轉換至離合器完全分離控制狀態的轉換條件是：①車速與油門踏板同時小于對應的標定門限值、或②有換擋命令且在換擋過程中需要離合器進行完全分離的、或③車輛快速制動，制動踏板速度大于標定門限值、或④快速松開油門踏板，速度大于標定門限值、或⑤發動機水溫低于標定門限值、或⑥變速箱油溫低于標定門限值。

備選地，從離合器完全分離控制狀態轉換至離合器結合控制狀態的轉換條件是：不同油門下的車速大于標定門限值。

本發明的有益效果在于：通過采用本發明的傳動裝置及其控制方法能夠使從發動機輸出的扭矩根據需要通過液力變矩器和/或鎖止離合器來傳遞至變速器，從而有效地提高了傳遞效率，降低了燃油消耗并且提高了換擋的平順性和用戶體驗。

附圖說明

以下將接合附圖和優選實施例來對本發明進行進一步詳細描述，但是本領域技術人員將領會的是，這些附圖僅是出于解釋優選實施例的目的而繪制的，并且因此不應當作為對本發明范圍的限定。此外，除非特別指出，附圖僅是意在概念性地表示所描述對象的組成或構造并且可能進行了夸張性顯示，并且附圖也并非一定是按比例繪制的。

圖1是本發明的傳動裝置的一個實施例的構造示意圖。

圖2是用于圖1所示實施例的控制方法的狀態轉換示意圖。

圖3是用于圖1所示實施例的控制方法的一部分的流程圖。

圖4是用于圖1所示實施例的控制方法的另一部分的流程圖。

圖5是用于圖1所示實施例的控制方法的又一部分的流程圖。

圖6是用于圖1所示實施例的控制方法的又一部分的流程圖。

圖7是用于圖1所示實施例的控制方法的又一部分的流程圖。

具體實施方式

以下將參考附圖來詳細描述本發明的優選實施例。本領域技術人員將領會的是，這些描述僅為描述性的、示例性的，并且不應被解釋為限定了本發明的保護范圍。

首先，需要說明的是，在本文中所提到的頂部、底部、朝上、朝下等方位用語是相對于各個附圖中的方向來定義的，它們是相對的概念，并且因此能夠根據其所處于的不同位置和不同的實用狀態而變化。所以，不應將這些或其他方位用語理解為限制性用語。

此外，還應當指出的是，對于本文的實施例中描述或隱含的任意單個技術特征，或在附圖中示出或隱含的任意單個技術特征，仍能夠在這些技術特征(或其等同物)之間繼續進行組合，從而獲得未在本文中直接提及的本發明的其他實施例。

此外，在不同的附圖中，相同的參考標號表示相同或大致相同的部件。

圖1是本發明的傳動裝置的一個實施例的構造示意圖。其中，傳動裝置10構造為將來自發動機輸出端的扭矩傳遞至變速器輸入端。本發明的傳動裝置10包括：扭矩輸入端11，其構造為輸入扭矩；扭矩輸出端12，其構造為輸出扭矩；第一傳動路徑20，其包括離合器21，并且構造為聯接在扭矩輸入端11和扭矩輸出端12之間；以及第二傳動路徑30，其包括液力變矩器31，并且構造為聯接在扭矩輸入端11和扭矩輸出端12之間。優選地，第二傳動路徑30構造為與第一傳動路徑10并聯，使得離合器21構造為與液力變矩器31并聯。

優選地，離合器21為鎖止離合器。并且優選地，扭矩輸入端11與發動機扭矩輸出端聯接，并且扭矩輸出端12與變速器扭矩輸入端聯接。

本發明還提供了用于圖1所示實施例的控制方法。具體而言，離合器21構造為具有六種狀態：離合器鎖止控制狀態(以下簡稱為狀態1)、離合器半鎖止控制狀態(以下簡稱為狀態2)、離合器滑差控制狀態(以下簡稱為狀態3)、離合器結合控制狀態(以下簡稱為狀態4)、離合器分離控制狀態(以下簡稱為狀態5)和離合器完全分離狀態(以下簡稱為狀態6)。其中，這六種狀態包括三個穩態控制狀態(狀態1、狀態3、離合器完全分離狀態)和三個瞬態過渡控制狀態(狀態2、狀態4、狀態5)。本發明的控制方法使得離合器根據一定的轉換條件來在上述六個狀態之間切換，以滿足不同工況下的扭矩傳遞需要，從而根據期望將盡可能多的來自發動機的扭矩傳遞至變速箱。

圖2是用于圖1所示實施例的控制方法的狀態轉換示意圖。其中，狀態1與狀態2、狀態2與狀態3、狀態4與狀態6、狀態4與狀態5之間可互相轉換；此外，狀態1可轉換至狀態3，狀態3可轉換至狀態5和狀態6，狀態4可轉換至狀態5，并且狀態5可轉換至狀態6。

以下將結合附圖3-7來具體描述各個狀態之間的轉換條件。需要說明的是，下文所描述的渦輪優選地為液力變矩器中扭矩輸入端上的渦輪。

圖3是用于圖1所示實施例的控制方法的一部分的流程圖。具體而言，圖示了離合器鎖止控制狀態(狀態1)、離合器半鎖止控制狀態(狀態2)、離合器滑差控制狀態(狀態3)之間的轉換關系。

如果離合器處于離合器鎖止控制狀態(狀態1)下：

當滿足如下條件時，進入離合器半鎖止控制狀態(狀態2)：發動機轉速和渦輪轉速的速差大于標定門限值。

當滿足如下條件之一時，進入離合器滑差控制狀態(狀態3)：①車速小于標定門限值、或②發動機轉速超出了鎖止狀態的合理范圍。

如果離合器處于離合器半鎖止控制狀態(狀態2)下：

當同時滿足如下條件時，進入離合器鎖止控制狀態(狀態1)：①發動機和渦輪轉速差小于標定門限值、以及②時間大于標定門限值。

并且，當滿足如下條件之一時，進入離合器滑差控制狀態(狀態3)：①車速小于標定門限值、或②發動機轉速超出鎖止狀態的合理范圍。

如果離合器處于離合器滑差控制狀態(狀態3)下：

當同時滿足以下條件時，進入離合器半鎖止控制狀態(狀態2)：①車速大于標定門限值、以及②發動機轉速處于合理范圍內、以及③發動機和渦輪轉速差小于標定門限值。

圖4是用于圖1所示實施例的控制方法的另一部分的流程圖。具體而言，圖示了離合器滑差控制狀態(狀態3)、離合器結合控制狀態(狀態4)和離合器分離控制狀態(狀態5)之間的轉換關系。

如果離合器處于離合器滑差控制狀態(狀態3)下：

當滿足如下條件之一時，進入離合器分離控制狀態(狀態5)：①不同油門下的車速小于標定的標定門限值、或②有換擋命令且在換擋過程中需要對離合器進行分離控制。

如果離合器處于離合器結合控制狀態(狀態4)下：

當滿足如下條件時，進入離合器滑差控制狀態(狀態3)：結合控制的時間大于標定門限值。

并且，當滿足如下條件之一時，進入離合器分離控制狀態(狀態5)：①不同油門下的車速小于標定門限值、或②有換擋命令且在換擋過程中需要離合器進行分離控制的。

如果離合器處于離合器分離控制狀態(狀態5)下：

當滿足如下條件之一時，進入離合器結合控制狀態(狀態4)：①不同油門下的車速大于標定門限值、或②電磁閥打開且壓力為0。

圖5是用于圖1所示實施例的控制方法的又一部分的流程圖。具體而言，圖示了離合器滑差控制狀態(狀態3)至離合器完全分離狀態(狀態6)之間的轉換關系。

如果離合器處于離合器滑差控制狀態(狀態3)下：

當滿足如下條件之一時，進入離合器完全分離狀態(狀態6)：①車速與油門踏板同時小于對應的標定門限值、或②有換擋命令且在換擋過程中需要離合器進行完全分離的、或③車輛快速制動，制動踏板速度大于標定門限值、或④快速松開油門踏板，速度大于標定門限值、或⑤發動機水溫低于標定門限值、或⑥變速箱油溫低于標定門限值。

圖6是用于圖1所示實施例的控制方法的又一部分的流程圖。具體而言，圖示了離合器結合控制狀態(狀態4)和離合器完全分離狀態(狀態6)之間的轉換關系。

如果離合器處于離合器結合控制狀態(狀態4)下：

當滿足如下條件之一時，進入離合器完全分離狀態(狀態6)：①車速與油門踏板同時小于對應的標定門限值、或②有換擋命令且在換擋過程中需要離合器進行完全分離的、或③車輛快速制動，制動踏板速度大于標定門限值、或④快速松開油門踏板，速度大于標定門限值、或⑤發動機水溫低于標定門限值、或⑥變速箱油溫低于標定門限值。

如果離合器處于離合器完全分離狀態(狀態6)下：

當滿足以下條件時，進入離合器結合控制狀態(狀態4)：不同油門下的車速大于標定門限值。

圖7是用于圖1所示實施例的控制方法的又一部分的流程圖。具體而言，圖示了離合器分離控制狀態(狀態5)和離合器完全分離狀態(狀態6)之間的轉換關系。

如果離合器處于離合器分離控制狀態(狀態5)下：

當滿足如下條件之一時，進入離合器完全分離狀態(狀態6)：①車速與油門踏板同時小于對應的標定門限值、或②有換擋命令且在換擋過程中需要離合器進行完全分離的、或③車輛快速制動，制動踏板速度大于標定門限值、或④快速松開油門踏板，速度大于標定門限值、或⑤發動機水溫低于標定門限值、或⑥變速箱油溫低于標定門限值。

優選地，在本發明的傳動裝置中，當離合器處于完全分離狀態(狀態6)時，扭矩通過液力變矩器進行傳遞，當離合器處于鎖止狀態(狀態1)時，扭矩完全通過鎖止離合器進行傳遞，當離合器處于滑差控制狀態(狀態3)時，扭矩同時通過液力變矩器和鎖止離合器進行傳遞。

在本發明的一個優選實施例中，上述控制方法可基于matlab的stateflow組件來開發，并且以有限狀態機理論來實現。

本領域技術人員將領會的是，上述各個標定門限值可根據不同的車輛、發動機和變速器配置而變化。本領域技術人員可根據實際需要來選擇不同的標定門限值，以便更好地進行控制。此外，上述各個條件可由車輛上現有的傳感器或控制裝置來感測或計算出，并且由于如何感測或計算這些條件對本領域技術人員來說是已知的，故本文不再對其具體過程另行描述。

本發明的傳動裝置的控制方法可由車輛上現有的控制單元來執行，例如由發動機控制模塊和整車控制模塊等來執行。本發明的傳動裝置的控制方法也可為獨立的軟件模塊或集成電路模塊。

與現有技術相比，通過采用本發明的傳動裝置及其控制方法能夠使從發動機輸出的扭矩根據需要通過液力變矩器和/或鎖止離合器來傳遞至變速器，從而有效地將傳動效率提高到接近100%，降低了燃油消耗并且提高了換擋的平順性和用戶體驗。。

本說明書參考附圖來公開本發明，并且還使本領域技術人員能夠實施本發明，包括制造和使用任何裝置或系統、選用合適的材料以及使用任何結合的方法。本發明的范圍由請求保護的技術方案限定，并且包含本領域技術人員想到的其他示例。只要此類其他示例包括并非不同于請求保護的技術方案字面語言的結構元件，或此類其他示例包含與請求保護的技術方案的字面語言沒有實質性區別的等價結構元件，則此類其他示例應當視為處于由本發明的權利要求書請求保護的技術方案所確定的保護范圍內。