一种离合器自适应控制方法及装置与流程

1.本技术涉及汽车技术领域，尤其涉及一种离合器自适应控制方法及装置。


背景技术：

2.离合器是汽车动力系统的重要组成部分，安装在发动机与变速器之间，用于在发动机与汽车传动系之间切断或传递动力。在汽车从起步到正常行驶的起步加速工况中，驾驶员可根据需要操纵离合器，使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向传动系输出的动力。
3.在起步加速工况时，发动机较高转速较高，由于离合器主从动盘存在速差，无法立刻闭合离合器需缓缓闭合离合器将整车从较低转速拖拽至当前发动机转速。此时车辆起步工况更依赖于发动机端通过离合器滑磨将车辆拖拽至较高车速完成离合器锁死，然后正常输出动力。
4.但是，如果发动机提升输出功率的速度较慢，就无法同时为离合器提供足够的扭矩并维持自身的高转速运转。由此可见，在离合器闭合的过程中发动机转速可能被离合器“拖拽”至较低转速，让驾驶者感到明显的顿挫感，降低驾驶者的驾驶体验。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例提供了一种离合器自适应控制方法及装置，旨在根据发送机实际工作情况减缓离合器的闭合速度，从而防止发动机被拖拽至较低转速。
6.一种离合器自适应控制方法，所述方法包括：
7.获取发动机的当前转速、发动机的指令扭矩和离合器的第一指令扭矩；
8.根据发动机转速和响应扭矩的对应关系确定所述当前转速对应的响应扭矩；
9.当所述发动机的指令扭矩大于或等于所述响应扭矩时，根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到离合器的第二指令扭矩，所述第二指令扭矩小于所述第一指令扭矩；
10.根据所述第二指令扭矩控制所述离合器闭合。
11.可选地，所述根据发动机转速和响应扭矩的对应关系确定所述当前转速对应的响应扭矩包括：
12.获取当前大气压力；
13.根据大气压力、发动机转速和响应扭矩的对应关系确定与所述当前转速和所述当前大气压力对应的响应扭矩。
14.可选地，所述根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到离合器的第二指令扭矩包括：
15.根据所述发动机的指令扭矩、所述响应扭矩和上一周期的第二指令扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到第二指令扭矩。
16.可选地，所述根据所述发动机的指令扭矩、所述响应扭矩和上一周期的第二指令
扭矩对第一指令扭矩进行修正，得到第二指令扭矩包括：
17.根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩计算扭矩偏差系数，所述扭矩偏差系数表示所述发动机的指令扭矩大于响应扭矩的程度；
18.根据所述上一周期的第二指令扭矩和所述响应扭矩的差值计算第一扭矩变化量；
19.根据所述扭矩偏差系数和所述第一扭矩变化量计算得到第二扭矩变化量；
20.根据所述第二扭矩变化量和所述上一周期第二指令扭矩计算得到本周期的第二指令扭矩。
21.可选地，当与所述离合器相连的动力输出轴还与电动机相连时，所述方法还包括：
22.根据所述第一指令扭矩和所述第二指令扭矩的差值得到补偿扭矩；
23.控制所述电动机按照所述补偿扭矩输出。
24.一种离合器自适应控制装置，所述装置包括：
25.获取模块，用于获取发动机的当前转速、发动机的指令扭矩和离合器的第一指令扭矩；
26.响应确定模块，用于根据发动机转速和响应扭矩的对应关系确定所述当前转速对应的响应扭矩；
27.修正计算模块，用于当所述发动机的指令扭矩大于或等于所述响应扭矩时，根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到离合器的第二指令扭矩，所述第二指令扭矩小于所述第一指令扭矩；
28.闭合控制模块，用于根据所述第二指令扭矩控制所述离合器闭合。
29.可选地，所述响应确定模块用于获取当前大气压力；并根据大气压力、发动机转速和响应扭矩的对应关系确定与所述当前转速和所述当前大气压力对应的响应扭矩。
30.可选地，所述修正计算模块用于根据所述发动机的指令扭矩、所述响应扭矩和上一周期的第二指令扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到第二指令扭矩。
31.可选地，所述修正计算模块包括：
32.偏差计算模块，用于根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩计算扭矩偏差系数，所述扭矩偏差系数表示所述发动机的指令扭矩大于响应扭矩的程度；
33.第一变化量计算模块，用于根据所述上一周期的第二指令扭矩和所述响应扭矩的差值计算第一扭矩变化量；
34.第二变化量计算模块，用于根据所述扭矩偏差系数和所述第一扭矩变化量计算得到第二扭矩变化量；
35.指令计算模块，用于根据所述第二扭矩变化量和所述上一周期第二指令扭矩计算得到本周期的第二指令扭矩。
36.可选地，当与所述离合器相连的动力输出轴还与电动机相连时，所述装置还包括：
37.补偿计算模块，用于根据所述第一指令扭矩和所述第二指令扭矩的差值得到补偿扭矩；
38.电机控制模块，用于控制所述电动机按照所述补偿扭矩输出。
39.本技术提供了一种离合器自适应控制方法及装置，可以获取发动机的当前转速、发动机的指令扭矩和离合器的第一指令扭矩，并根据所述当前转速确定当前转速下会导致发动机转速显著降低的响应扭矩；当所述发动机的指令扭矩大于所述响应扭矩时，根据所
述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对第一指令扭矩进行修正，得到第二指令扭矩，最后再根据所述第二指令扭矩控制离合器闭合；由此可见，在发动机即将被拖拽至较低转速时，离合器闭合的速度就会减缓，从而增加离合器闭合所需时间，为发动机的输出功率增加至需求功率提供了足够的时间。在这个过程中，发动机实际输出扭矩可以逐渐适应离合器的指令扭矩，不会被拖拽至较低转速，如此，发动机可以维持在较高转速的同时逐渐提高输出扭矩，以满足离合器的指令扭矩的需求，从而避免驾驶者感到顿挫感，提升驾驶体验，同时还可以提高发动机的使用寿命。
附图说明
40.为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为本技术实施例提供的离合器自适应控制方法流程图。
42.图2为本技术实施例提供的修正前后的指令扭矩波形图。
43.图3为本技术实施例提供的混合动力系统的结构示意图。
44.图4为本技术实施例提供的离合器自适应控制装置的一种结构示意图。
45.图5为本技术实施例提供的离合器自适应控制装置的一种结构示意图。
46.图6为本技术实施例提供的离合器自适应控制装置的一种结构示意图。
具体实施方式
47.离合器是机械传动中的常用部件，包括主动盘和从动盘，安装在发动机与变速器之间，可以将传动系统随时分离或接合，从而将发动机提供的动力切断或传递至动力输出轴。在发动机的起步加速工况中，控制系统可以控制离合器闭合，使得发动机可以将动力经离合器、变速箱等零件传输至动力输出轴，从而对外做功。在需要进行档位变换时，控制系统可以先控制离合器分离以终止动力传输，然后改变变速箱中齿轮的啮合关系后，最后闭合离合器，恢复动力传输。
48.离合器主从动盘分离时，发动机处于空载状态，输出扭矩很小。在离合器闭合的过程中，发动机从空载状态切换至负载状态，输出扭矩大幅度增大。如此，控制系统可以通过控制离合器的分离与闭合，控制发动机的工作状态，从而启动设备或变换档位。
49.但是，现有的离合器控制系统闭合速度较快。如果发动机性能较差，其输出功率变化速度较慢。由于发动机输出功率为输出扭矩和转速的乘积，发动机输出功率变化速度慢会导致其无法适应输出扭矩短时间内的大幅度改变。也就是说，现有的离合器控制系统无法在离合器闭合时维持发动机的转速，导致发动机被拖拽至较低转速。这不仅会降低驾驶者的驾驶体验，而且会降低发动机内部零件的使用寿命。
50.为了给出在不改变动力系统结构的基础上，通过改变控制系统就能够维持发动机转速的方案，本技术提供了一种离合器自适应控制方法及装置，以下将从离合器闭合控制系统或电子控制单元(electronic control unit，ecu)的角度对本技术优选实施例进行说明。需要特别指出的是，本技术可以用于常规动力汽车或混合动力汽车，也可以用于其他一
切动力系统包含离合器的机械设备。
51.参见图1，图1为本技术实施例提供的离合器自适应控制方法流程图，包括：
52.s101：获取发动机的当前转速、发动机的指令扭矩和离合器的第一指令扭矩。
53.在本实施例中，离合器闭合控制系统在控制离合器闭合时，可以先获取包括发动机的当前转速、发动机的扭矩指令和离合器的第一指令的相关参数。这些参数可以用于设计符合发动机及离合器当前状态的控制指令以控制离合器闭合。
54.其中，发动机的指令扭矩和离合器的第一指令扭矩是其他控制系统(如发动机控制系统，变速控制系统等)用于控制发动机或离合器的控制量，可以直接从其他控制系统中获得。发动机的当前转速可以通过现有的转速传感器测量得到。如此，无需额外添加测量设备，离合器闭合控制系统即可获得用于控制离合器闭合的相关参数。
55.s102：根据发动机转速和响应扭矩的对应关系确定所述当前转速对应的响应扭矩。
56.在获取到相关参数后，离合器闭合控制系统可以结合发动机转速和响应扭矩的对应关系确定所述发动机的当前转速对应的响应扭矩。其中，所述发动机转速和响应扭矩的对应关系可以预先通过实验测得，所述响应扭矩表示在离合器闭合过程中会导致发动机转速显著降低的发动机的指令扭矩，可以通过测试得到离合器闭合过程中发动机的转速-时间曲线，并选择该曲线的拐点处的指令扭矩作为相应扭矩。如此，通过查找发动机转速和响应扭矩的对应关系，离合器闭合控制系统可以确定当前转速下可能导致发动机转速大幅度降低的响应扭矩。
57.进一步地，考虑到大气压力可能会改变发动机的能量转化效率，在一些其他的实现方式中，确定响应扭矩时还可以考虑大气压力的影响。
58.具体地，技术人员可以预先对发动机的输出特性进行测试，得到不同大气压力下发动机转速和响应扭矩的对应关系。在离合器闭合控制系统工作时，可以使用气压计进行测量或者直接从网络或其他控制系统处获取当前大气压力。接着再根据当前大气压力和发动机的当前转速确定响应扭矩。如此，在发动机转速的基础上增加了大气压力维度，得到的响应扭矩更加精确。
59.s103：当所述发动机的指令扭矩大于或等于所述响应扭矩时，根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到离合器的第二指令扭矩。
60.在得到响应扭矩后，离合器闭合控制系统可以比较所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩的大小。当所述发动机的指令扭矩小于所述响应扭矩时，说明此时发动机输出扭矩较小，表示离合器闭合程度较松或动力输出轴需求扭矩较低；这种情况下可以不对离合器的第一指令扭矩进行修正，直接根据所述第一指令扭矩控制离合器进行闭合。当所述发动机的指令扭矩大于或等于所述响应扭矩时，离合器控制系统可以根据发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到小于第一指令扭矩的第二指令扭矩，从而减缓离合器的指令扭矩上升的趋势。
61.其中，所述离合器的第一指令扭矩相当于不采用额外手段修正时，用于控制离合器闭合的离合器的指令扭矩。在不加修正时，离合器的指令扭矩应当如图2中虚线所示，在离合器开始闭合后就快速上升，这说明不加修正时离合器闭合速度较快。修正后的第二指令扭矩如图2中实线所示，在离合器开始闭合后缓慢上升，上升速度远小于第一指令扭矩，
这说明在修正后离合器闭合速度较慢。因此，修正后离合器的指令扭矩上升趋势减缓，为发动机的输出功率增加至动力输出轴需求的输出功率提供了足够的时间。如此，发动机可以维持在较高转速的同时逐渐提高输出扭矩，以满足动力输出轴的需求。
62.进一步地，离合器闭合控制系统可以周期性地对第一指令扭矩进行修正。这样在修正本周期离合器的第一指令扭矩时，就可以参考上一周期的第二指令扭矩。如此，综合发动机的指令扭矩、响应扭矩和上一周期的第二指令扭矩对第一指令扭矩进行修正，得到的第二指令扭矩更加符合发动机当前的工作状态，更有利于维持发动机转速。
63.在一些可能的实现方式中，还可以利用发动机的指令扭矩大于响应扭矩的程度对第一指令扭矩进行修正。离合器闭合控制系统可以将所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩相减或相除，得到可以表示发动机的指令扭矩大于响应扭矩的程度的扭矩偏差系数。接着根据所述上一周期的第二指令扭矩和所述响应扭矩的差值计算第一扭矩变化量。再根据所述扭矩偏差系数和所述第一扭矩变化量计算得到第二扭矩变化量。最后根据所述第二扭矩变化量和所述上一周期第二指令扭矩计算得到本周期的第二指令扭矩。如此，当发动机的指令扭矩大于响应扭矩的程度越大，得到的扭矩偏差系数也就越大，对第一指令扭矩的修正力度也就越大。由此可见，即使发动机输出功率的上升速度较慢，得到的第二指令扭矩仍然可以适应发动机的输出功率的变化速度，从而延长离合器闭合时间，为发动机提升输出功率提供了更多的时间，进一步确保发动机可以在逐渐提高输出扭矩时维持较高转速。
64.s104：根据所述第二指令扭矩控制所述离合器闭合。
65.在对第一指令扭矩修正后，离合器闭合控制系统可以根据得到的第二指令扭矩控制离合器主从动盘闭合，发动机便可正常向离合器输出动力，从而向外输出功率。
66.本实施例提供了一种离合器自适应控制方法，可以获取发动机的当前转速、发动机的指令扭矩和离合器的第一指令扭矩，并根据所述当前转速确定当前转速下会导致发动机转速显著降低的响应扭矩；当所述发动机的指令扭矩大于所述响应扭矩时，根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对第一指令扭矩进行修正，得到第二指令扭矩，最后再根据所述第二指令扭矩控制离合器闭合；由此可见，在发动机即将被拖拽至较低转速时，离合器闭合的速度就会减缓，从而增加离合器闭合所需时间，为发动机的输出功率增加至需求功率提供了足够的时间。在这个过程中，发动机实际输出扭矩可以逐渐适应离合器的指令扭矩，不会被拖拽至较低转速，如此，发动机可以维持在较高转速的同时逐渐提高输出扭矩，以满足离合器的指令扭矩的需求，从而避免驾驶者感到顿挫感，提升驾驶体验，同时还可以提高发动机的使用寿命。
67.考虑到以上实施例提供的方法会降低离合器闭合的速度，离合器闭合所需的时间较长，在这个过程中发动机无法向离合器提供足够的扭矩。若由离合器提供动力的部件对于扭矩的要求较为严格，该部件在离合器完全闭合前可能无法正常工作。对于这种情况，可以在动力系统中额外增加一个或多个电动机用于补足离合器闭合过程中的扭矩差。
68.参见图3，发动机m经离合器与轴a相连，电动机em与轴c相连，轴a与轴c经齿轮系与动力输出轴b相连。由于电动机输出扭矩易于调节，在这种情况下，离合器闭合控制系统可以根据所述第一指令扭矩和所述第二指令扭矩的差值得到补偿扭矩，接着再控制所述电动机按照所述补偿扭矩输出。如此，电动机和发动机可同时向动力输出轴提供扭矩。在离合器闭合过程中，离合器实际输出的第二指令扭矩虽然小于动力输出轴需求离合器输出的第一
指令扭矩，但是第一指令扭矩和第二指令扭矩的差值确可由电动机进行补偿。由于电动机输出扭矩易于控制且可快速改变，可以提供足够的扭矩满足动力输出轴的需求。
69.需要特殊说明的是，图3只是本技术提供的离合器自适应控制方法的一种优选实施例，不代表本技术全部的技术方案。
70.以上为本技术实施例提供离合器自适应控制方法的一些具体实现方式，基于此，本技术还提供了对应的装置。下面将从功能模块化的角度对本技术实施例提供的上述装置进行介绍。
71.参见图4所示的离合器自适应控制装置的结构示意图，该装置400包括：
72.获取模块410，用于获取发动机的当前转速、发动机的指令扭矩和离合器的第一指令扭矩。
73.响应确定模块420，用于根据发动机转速和响应扭矩的对应关系确定所述当前转速对应的响应扭矩。
74.修正计算模块430，用于当所述发动机的指令扭矩大于或等于所述响应扭矩时，根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到离合器的第二指令扭矩，所述第二指令扭矩小于所述第一指令扭矩。
75.闭合控制模块440，用于根据所述第二指令扭矩控制所述离合器闭合。
76.本实施例提供了一种离合器自适应控制装置，可以获取发动机的当前转速、发动机的指令扭矩和离合器的第一指令扭矩，并根据所述当前转速确定当前转速下会导致发动机转速显著降低的响应扭矩；当所述发动机的指令扭矩大于所述响应扭矩时，根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩对第一指令扭矩进行修正，得到第二指令扭矩，最后再根据所述第二指令扭矩控制离合器闭合；由此可见，在发动机即将被拖拽至较低转速时，离合器闭合的速度就会减缓，从而增加离合器闭合所需时间，为发动机的输出功率增加至需求功率提供了足够的时间。在这个过程中，发动机实际输出扭矩可以逐渐适应离合器的指令扭矩，不会被拖拽至较低转速，如此，发动机可以维持在较高转速的同时逐渐提高输出扭矩，以满足离合器的指令扭矩的需求，从而避免驾驶者感到顿挫感，提升驾驶体验，同时还可以提高发动机的使用寿命。
77.可选地，所述响应确定模块420用于获取当前大气压力；并根据大气压力、发动机转速和响应扭矩的对应关系确定与所述当前转速和所述当前大气压力对应的响应扭矩，如此，在发动机转速的基础上增加了大气压力维度，得到的响应扭矩更加精确。
78.可选地，所述修正计算模块430用于根据所述发动机的指令扭矩、所述响应扭矩和上一周期的第二指令扭矩对所述第一指令扭矩进行修正，得到第二指令扭矩，如此，综合发动机的指令扭矩、响应扭矩和上一周期的第二指令扭矩对第一指令扭矩进行修正，得到的第二指令扭矩更加符合发动机当前的工作状态，更有利于维持发动机转速。
79.可选地，参见图5，在图4所示装置的基础上，所述修正计算模块430包括：
80.偏差计算模块431，用于根据所述发动机的指令扭矩和所述响应扭矩计算扭矩偏差系数，所述扭矩偏差系数表示所述发动机的指令扭矩大于响应扭矩的程度。
81.第一变化量计算模块432，用于根据所述上一周期的第二指令扭矩和所述响应扭矩的差值计算第一扭矩变化量。
82.第二变化量计算模块433，用于根据所述扭矩偏差系数和所述第一扭矩变化量计
算得到第二扭矩变化量。
83.指令计算模块434，用于根据所述第二扭矩变化量和所述上一周期第二指令扭矩计算得到本周期的第二指令扭矩。
84.如此，即使发动机的扭矩响应变差，得到的第二指令扭矩仍然可以适应发动机的扭矩变化速度，从而延长离合器闭合时间，为发动机提升输出功率提供了更多的时间，进一步确保发动机可以在逐渐提高输出扭矩时维持较高转速。
85.可选地，参见图6，在图5所示装置的基础上，当与所述离合器相连的动力输出轴还与电动机相连时，所述装置400还包括：
86.补偿计算模块450，用于根据所述第一指令扭矩和所述第二指令扭矩的差值得到补偿扭矩。
87.电机控制模块460，用于控制所述电动机按照所述补偿扭矩输出。
88.如此，电动机和发动机可同时向动力输出轴提供扭矩。在离合器闭合过程中，离合器实际输出的第二指令扭矩虽然小于动力输出轴需求离合器输出的第一指令扭矩，但是第一指令扭矩和第二指令扭矩的差值确可由电动机进行补偿。由于电动机输出扭矩易于控制且可快速改变，可以提供足够的扭矩满足动力输出轴的需求。
89.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-only memory，rom)/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
90.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
91.以上所述仅是本技术示例性的实施方式，并非用于限定本技术的保护范围。