一种控制机动车辆传动装置中的摩擦离合器的方法.pdf

一种控制机动车辆传动装置中的摩擦离合器的方法包括步骤：储存作为所述离合器的位置(X)的函数的、由摩擦离合器(FC)传输的扭矩(T)的曲线或特征(C0)；通过离合器(FC)计算将要传输的扭矩的期望值；以及修改离合器(FC)的位置(X)，以便将其引至位置(X)，根据所储存的曲线或特征(C0)，期望的传输扭矩值(T)对应所述位置(X)；当预定的运转条件出现时，通过作为已输送扭矩(TE)的所检测瞬时值的函数以及发动机(E)轴(S)的角速度(ωE)的函数的算法，估计由离合器(FC)传输的扭矩(T)的值(TC)，并检测离合器(FC)相应瞬时位置或估计位置(XC)；以及随后，根据已传输扭矩(T)的估计值(TC)和已传输扭矩(T)的值之间的差值(ΔT)，按照预定的步骤修改先前已储存的曲线或特征(C0)，根据先前已储存的曲线或特征(C0)，所述已传输扭矩(T)的值对应估计位置(XC)。

1.  一种控制配置有内燃机(E)的机动车辆的传动装置(TR)中的摩擦离合器(FC)的方法，该方法包括步骤：
——储存作为离合器的位置(X)的函数、由摩擦离合器(FC)传输的扭矩(T)的曲线或特征(C₀)，
——计算通过离合器(FC)将要传输的扭矩的期望值，以及
——修改离合器(FC)的位置(X)，以便将其引至位置(X)，根据储存的曲线或特征(C₀)，期望的传输扭矩值(T)对应该位置(X)，
所述方法特征在于：
——当预定的运转条件出现时，通过作为输送扭矩(T_E)的检测瞬时值的函数以及发动机(E)的轴(S)的角速度(ω_E)的函数的算法，估计由离合器(FC)传输的扭矩(T)的值(TC)，并检测离合器(FC)的对应的瞬时位置或估计位置(XC)，以及
——根据传输扭矩(T)的估计值(TC)和传输扭矩(T)的值之间的差值(ΔT)，按照预定的步骤然后修改先前储存的曲线或特征(C₀)，根据先前储存的曲线或特征(C₀)，所述传输扭矩(T)的值对应所述估计位置(XC)。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述储存曲线或特征包括多个邻接的线性部分(C1，C2，C3)，其对应所述离合器(FC)的位置(X)值的各自邻近的范围或带(Z1，Z2，Z3)。

3.  根据权利要求2所述的方法，其中，按照所述预定的步骤修改与其中包括有所述估计位置(XC)的范围或带(Z1；Z2；Z3)的端点(0，X1；X1，X2；X2，X3)相关的扭矩值。

4.  根据权利要求3所述的方法，其中，根据在所述传输扭矩(T)的估计值(TC)和根据所述先前已储存的特征或曲线(C₀)与离合器(FC)的相同位置(XC)相关的值之间的差值(ΔT)，修改与所述端点(0，X1；X1，X2；X2，X3)相关的扭矩值。

5.  根据权利要求4所述的方法，其中，对从原点(0)开始的第一范围或带(Z1)而言，传输扭矩的所述曲线或特征(C₀)的修改是这样：修改的曲线或特征(C_N)也源自原点(0)。

6.  根据权利要求5所述的方法，其中，当所述估计位置(XC)处于所述第一范围或带(Z1)内时，将所述储存曲线或特征(C₀)的对应的第一线性部分进行修改，以便与所述第一范围或带(Z1)的上端点(X1)相关的扭矩值(T1)按对应于乘以系数(B/A)的传输扭矩的差值(ΔT)的量进行修改，所述系数(B/A)是所述估计位置(XC)的函数。

7.  根据权利要求6所述的方法，其中，所述系数(B/A)是所述估计位置(XC)和所述第一范围或带(Z1)的端点(0，X1)之间的距离的函数。

8.  根据权利要求7所述的方法，其中，所述系数(B/A)等于所述第一范围或带(Z1)的宽度(B)与所述估计位置(XC)和所述原点(0)间的距离(A)之比。

9.  根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一部分之后的曲线或特征的线性部分由上述相同的量(ΔT)进行转化(translated)。

10.  根据权利要求4所述的方法，其中，当所述估计位置(XC)处于所述第一范围(Z1)之后的范围内时，将所述储存曲线或特征的对应线性部分进行修改，以便与范围(Z2)的端点(X1，X2)相关的传输扭矩值(T1，T2)按照按各自的量(ΔT1；ΔT2)进行修改，所述各自的量(ΔT1；ΔT2)根据扭矩差值(ΔT)和从所述估计位置(XC)的各距离(A；B-A)预先确定。

11.  根据权利要求10所述的方法，其中，所述估计位置(XC)处于其中的所述范围(Z2)之后的储存曲线或特征的线性部分由等于所述传输扭矩(T2)的值在所述范围(Z 2)的上端点(X2)处修改的量(ΔT2)进行转化。

12.  根据权利要求10所述的方法，其中，将所述估计位置(XC)处于其中的所述范围(Z 2)之前的储存曲线或特征的线性部分进行修改，以便与前面范围(Z1)的上端点(X1)相关的扭矩值按对应所述估计位置(XC)处于其中的所述范围(Z2)的下端点(X1)的扭矩值的修改的量(ΔT1)进行修改。

13.  根据权利要求1所述的方法，其中，通过寻找检测的发动机扭矩(T_E)和发动机(E)的轴(S)的转动惯量(J_E)与轴(S)的角加速度(dω_E/dt)间的乘积之间的差值来估计由离合器(FC)传输的扭矩。

14.  根据权利要求13所述的方法，其中，所述差值乘以系数(f(TFC))，所述系数(f(TFC))为离合器(FC)的检测温度(TFC)的预定函数。

一种控制机动车辆传动装置中的摩擦离合器的方法
【技术领域】
本发明涉及一种控制机动车辆传动装置中的摩擦离合器的方法，所述机动车辆配置有内燃机。
更具体地说，本发明的主题是一种控制方法，其包括步骤：
——储存作为所述离合器的位置的函数的、由摩擦离合器传输的扭矩的曲线或特征，
——通过离合器计算将要传输的扭矩的期望值，
——修改离合器的位置，以便将其引至根据所储存的曲线或特征所期望的传输扭矩值对应的位置。
【背景技术】
所控制的摩擦离合器被越来越多用在机动车辆传动装置中，例如，用在所谓的“双离合器”传动装置中。使用中，通过适合的常规致动器将这类离合器的活动部引向操作位(相对于静止部而言)，离合器在该操作位传输期望的额定扭矩。
由于降损和老化现象并且因为摩擦衬片的磨损，这类离合器的已传输扭矩/位置的曲线或特征不可避免地随时间而改变。
因此，对应这类离合器的(活动部的)预定位置扭矩传输随着时间流逝逐渐下降。
【发明内容】
本发明的一个目的是提出一种控制方法，其克服了这种缺点。
根据本发明，这个及其它目的通过上述类型方法得以实现，该方法特征在于，当预定的运转条件出现时，通过作为已输送扭矩的所检测瞬时值的函数以及发动机轴的角速度的函数的算法，估计由离合器传输的扭矩的值，并检测离合器相应瞬时位置或估计位置，随后，根据已传输扭矩的估计值和已传输扭矩的值之间的差值，先前已储存的曲线或特征按照预定的步骤进行修改，根据先前已储存的曲线或特征，所述已传输扭矩的值对应估计位置。
典型地，在联合致动器的正常操作循环期间，尤其是在提速(pick-up)和变速阶段，估计摩擦离合器传输的扭矩。
在一个实施例中，储存的传输率曲线或特征包括多个邻接(contiguous)的线性部分，其对应离合器的位置值的各自邻近的范围或带。
在实施该方法期间，按照预定的步骤修改与其中包括有估计位置的范围或带的端点相关的已传输的扭矩值。
特别而言，根据在已传输扭矩的估计值和根据先前已储存的特征或曲线与离合器的相同位置相关的值之间的差值，修改与端点相关的扭矩值。
【附图说明】
本发明的其它特征和优点将从下面的详细描述变得清楚，参照附图，下面的详细描述仅仅通过非限制性的示例给出，其中：
图1是机动车辆传动装置的框图，所述机动车辆传动装置包括由根据本发明的方法控制的摩擦离合器，
图2是示出摩擦离合器的传输率曲线或特征的线性化轨迹的图表，以及
图3和图4是阐释用于更新储存传输率曲线或特征的步骤的两图表。
【具体实施方式】
图1中，标明为E的机动车辆内燃机具有轴S，所述轴S可通过控制的摩擦离合器FC连接到传动装置TR的初动轴PS。离合器FC是已经种类的，它的活动部的位置x通过联合致动器EA进行控制，所述联合致动器可以是，举例来说，电磁操作致动器。
致动器EA由通常称为ECS的电子控制系统驱动。这种系统包括电子处理控制单元ECU，其从多个传感器和检测器接收信号或数据。特别而言，下列连接至所述电子单元ECU：
检测器D1，用于提供指示在发动机E的轴S中产生的扭矩T_E的值的信号或数据，
检测器D2，例如，音轮类(phonic wheel type)的检测器，用于提供指示发动机E的轴S的角速度ω_E，
检测器D3，用于提供指示离合器FC的活动部相对于关静止部的位置x的信号或数据，以及
检测器D4，用于提供指示摩擦离合器FC的温度TFC的信号或数据。
未在图1中示出的其它传感器或检测器也连接至所述单元ECU，用于向其提供信号或数据，所述单元ECU可以在此基础上检测预定的运转条件的出现，例如，将在下面进一步描述的状态。
运行中，根据离合器FC的闭合程度，离合器将由发动机E产生的扭矩T_E的可变部分传递到传动装置TR的轴PS。通过离合器FC传输到传动装置TR的轴PS的扭矩在图1以及下图中标明为T。
因此，已传输的扭矩T是离合器FC的(活动部的)位置x的函数。
储存器M(图1)与电子单元ECU关联；作为位置x的函数的代表为由离合器FC传输的扭矩T的曲线或特征被储存在储存器M中。
一般来说，对用于汽车使用的典型摩擦离合器而言，传输率的曲线或特征(作为位置的函数传输的扭矩)具有非线性形状。
在根据本发明的方法中，这类离合器的传输率曲线或特征通过多个邻接线性部分取近似，所述邻接线性部分对应离合器位置值的各自邻近的范围或带，如图2所示。
在该图中，离合器位置X设在横坐标上，而由离合器传输的扭矩T设在纵坐标上。
位置X可准确对应离合器的活动部的实际位置x或可为获得的“标准化”的位置，例如，通过用值X_M(位置x的最大值)除位置x的值获得，并可能乘以比例系数，例如，1000。
参照图2，对一个“新的”离合器(从未使用)而言，传输率曲线或特征是，例如，A所标示的。
在最大磨损的情况下，相同离合器的传输率曲线或特征具有如图2的曲线B所示的线性化轨迹的类型。
在介于最小(零)磨损和最大磨损之间的一般中间状态下，离合器的传输率曲线或特征具有曲线A和曲线B之间的中间轨迹，例如，图2所示的线性化曲线的轨迹。
图2所示的传输率特征的线性化让各曲线或特征包括在离合器位置X的值的各邻近范围或带Z1-Z3中的三个邻接线性部分A1-A3，B1-B3，C1-C3。
图2中，带Z1在值0(原点)和位置X的值X1间延伸，带Z2在值X1和位置X的值X2间延伸，以及带Z3在值X2和位置X的值X3间延伸。
值0，X1，X2及X3在下面还将被称为上述离合器位置值的带或范围的“端点”。
最初，在那些对应“新的”离合器状态和“最大磨损”状态之间的中间传输率曲线或特征，例如，图2中C所示类型的传输率曲线，被储存在电子单元ECU的储存器M中。
随后，当机动车辆使用中时，单元ECU不时地让传输率曲线或特征进行检查并可能按下面将述的方式进行更新。
不时地，单元ECU在预定的运转条件下设置为估计由离合器瞬时传输的扭矩T的值TC，该值TC是由发动机E输送的扭矩T_E的检测瞬时值的函数以及发动机轴S的角速度ω_E的函数，同时检测离合器的对应瞬时位置的对应值XC，其在下文中被定义为“估计位置”。
由离合器传输的扭矩T的值TC例如在以下等式的基础上进行估计：
TC=TE-JEdωEdt---(1)]]>
其中J_E是发动机E的轴S的转动惯量(the moment of inertia)，t是时间。
可选地，用更“精炼”的方法，由离合器FC传输的扭矩T的值TC可在以下等式的基础上进行估计：
TC=f(TFC)[TE-JEdωEdt]---(2)]]>
其中f(TFC)是摩擦离合器FC的温度TFC的预定函数。
摩擦离合器位置的估计值TC以及相关值XC确定在图3的平面T，X中标明为PC的点。
在对应摩擦离合器的位置XC的值TC被估计时的时刻储存在电子单元ECU的储存器M中的传输率曲线或特征在图3中用C₀表示。
若由数值对TC，XC确定的点PC处于曲线或特征C₀上或预定宽度的邻近区域内，电子单元ECU不会进行储存在储存器M中的传输率曲线或特征的任何更新。
另一方面，如图3的示例，若点PC处于曲线C₀相当远的外面，单元ECU设置为以下面将述的方式修改储存在储存器M中的传输率曲线或特征。
图3的图表涉及一种情形，其中由离合器传输的扭矩T的估计值TC以及相关离合器位置值XC确定了处于范围或带Z1内的点PC；换句话说，估计位置XC落入从0延伸至X1的位置范围内，该范围的宽度在图3中用B表示。
在这类情形下，电子单元ECU被设置为通过修改对应带Z1的曲线的所有部分的第一部分，然后修改落入带Z2和Z3的曲线或特征的部分来修改储存在储存器M中传输率曲线或特征。
在图3涉及到的例子中，其中估计点PC落入带Z1内，所修改的传输率或特征然而必须穿过原点参照点T，X，以便单元ECU大致设置修改传输率曲线或特征的第一线性部分的倾角或斜率。实际上，这就传变成与第一范围或带Z1的上端点X1相关的扭矩值的修改；此扭矩值按对应(估计值TC和根据先前储存的曲线或特征C₀对应估计位置XC的已传输的扭矩T之间的)扭矩差值ΔT的量进行修改，其乘以是估计位置XC的函数的系数。
以下的等式可通过简单的几何考虑从图3容易地获知：
T1N=T1O+ΔT1=T1O+BAΔT---(3)]]>
其中：
T1_N是与位置X1相关的新扭矩传输值，
T1₀是与根据先前储存的传输率特征的位置X1相关的旧扭矩传输值，A是范围XC-0的宽度，以及
B＝X1-0是第一范围或带Z1的宽度。
因此，先前储存的传输率曲线或特征C₀的第一线性部分被连接原点0和点T1_N，X1的线段代替。
如图3所示，第一部分之后的传输率曲线或特征的线性部分同样通过由相同的量ΔT1转化(translation)也被修改。
然后，图3的曲线或特征C_N被储存在储存器M中，以替代先前储存的曲线或特征C₀。
另一方面，图4的图表示出，当由已传输扭矩的估计值TC以及相关位置(估计位置)XC确定的估计的点PC处于第一范围或带Z1之后范围或带内，尤其是在范围或带Z2中时，用于修改储存的传输率曲线或特征的步骤。
在这种情况下，储存的传输率曲线或特征的对应线性部分进行修改，以便与该范围或带内的端点X1和X2相关的所传输的扭矩值按各自的量ΔT1，ΔT2进行修改，所述各自的量ΔT1，ΔT2根据估计值TC和扭矩值T之间的扭矩差值ΔT进行确定，根据先前储存的传输率曲线，所述扭矩值T对应估计位置XC。
根据图3中使用的符号类推，图4中，估计位置XC和位置XC处于其中的带Z2的下端点X1之间的距离，以及带Z2的宽度X2-X1分别用A和B表示。
在以下根据简单的几何考虑从图4容易获知的等式的基础上，电子单元ECU被设置为计算与位置X1和X2相关的新扭矩传输值T1_N和T2_N，其作为与根据先前储存的传输率曲线或特征的那些位置相关的值T1₀和T2₀的函数：
T1N=T1O+(B-AB)ΔT---(4)]]>
T2N=T2O+(AB)ΔT---(5)]]>
简言之，与估计位置XC处于其中的范围的端点相关的传输扭矩值按各自的量进行修改，所述各自的量取决于扭矩差值ΔT以及这些端点离估计位置XC的各自距离A，B-A。
仍然参照图4的例子，在估计位置(XC)处于其中的范围Z2之后的传输率或特征的(多个)线性部分按与对应范围Z2的上端点X2的传输扭矩值的修改值ΔT2相等的量进行转化。
再次参照图4，在估计位置XC处于其中的范围Z2之前的传输率曲线的线性部分进行修改，以便与前面范围或带Z1的上端点X1相关的扭矩值按对应于估计位置处于其中的范围Z 2的下端点(X1)的扭矩修改值ΔT1进行修改。换句话说，新传输率曲线C_N的起始线性部分通过将原点参照点T，X连接至新传输率曲线的第二线性部分的起始点而获得。
若估计位置XC处于上范围或带Z3中，由离合器FC传输的扭矩的值TC在该位置XC进行估计，如果需要，参照估计点PC处于第二范围或带Z2的例子，单元ECU设置为修改通过上述相同的方法操作储存的传输率曲线。
如上已述，在任何情况下，只有当预定的运转条件出现时，例如，当下面的条件同时出现时，单元ECU才能够更新储存在储存器M中的传输率曲线或特征：
——提速(pick-up)阶段正在进行；
——由发动机E产生的扭矩T_E在预定范围内(例如，20牛顿米至450牛顿米之间)；
——发动机E已达到预定最小温度(例如，大于75℃)；
——离合器FC的温度TFC在预定范围内(例如，70至200℃之间)；
——发动机E的轴S的角加速度小于预定值(例如，50rad/s²)；
——离合器FC的滑移速度(slipping velocity)大于阈值(例如，150转每分)；
——由离合器FC传输的扭矩T的时间导数的绝对值小于或等于预定阈值；
——离合器FC的相对位置的改变保持在阈值之上一段预定时间段(例如，10毫秒)。
上述控制方法补偿了使用的摩擦离合器FC的降损和老化并能在组件的整个可用寿命周期中基本保证控制系统的性能。
当然，在本发明的原理保持一致的情况下，相对于仅仅通过非限制性的示例所描述和阐释的，实施例的形式和结构的细节可广泛变化，因此不会背离如附加的权利要求中所限定的发明的范围。