用于确定由离合器传递的扭矩的方法和设备与流程

1.本发明涉及用于确定由离合器特别是包括一个或多个离合器盘的湿式离合器传递的扭矩的方法和设备的领域。


背景技术：

2.确定由机动车辆的离合器实际传递的扭矩是有用的，特别是为了提高车辆舒适性的质量和可重复性。为了确定传递的扭矩，已知的是确定离合器的特征曲线，其根据代表离合器致动器的控制变量例如离合器的控制压力的变量来表示由离合器传递的扭矩。离合器的特征曲线使得可以根据湿式离合器的致动压力来估计由离合器实际传递的扭矩。
3.然而，当使用湿式离合器时，特征曲线根据许多参数变化，使得湿式离合器传递的扭矩不精确，并导致车辆舒适性降低(过度滑动、震动等)。
4.由de102015226537描述的用于确定传递的扭矩的方法是已知的，其中湿式离合器的特征曲线是预先确定的。这种方法包括根据离合器的摩擦系数校正特征曲线，该摩擦系数可根据离合器的工作条件而变化。然而，这种方法不允许以可靠和精确的方式估计传递的扭矩。


技术实现要素：

5.本发明的一方面始于通过提出一种方法和设备来解决现有技术的缺点的想法，该方法和设备使得能够以精确可靠的方式确定由离合器传递的扭矩，从而提高车辆的舒适性。
6.根据一实施例，本发明提供了一种用于确定由车辆离合器传递的扭矩的方法，该方法包括：
7.从所述离合器的致动器接收控制变量，所述致动器配置为移动所述离合器，
8.测量所述离合器的一个或多个操作状态，
9.根据操作状态计算增益；
10.根据操作状态计算偏移；以及
11.通过使用离合器的特征函数来计算根据控制变量传递的扭矩，离合器的所述特征函数是根据控制变量传递的扭矩的仿射函数，具有作为斜率的增益和作为原点纵坐标的偏移。
12.根据本发明的方法的优点在于，离合器的特征函数的参数根据离合器的操作状态来确定。具体地，如此实时确定的特征函数考虑了离合器操作状态的变化，例如油温、油的老化、油的流速、致动压力、致动速度、离合器的滑动速度、发动机转速、发动机扭矩、离合器中消耗的功率、离合器中消耗的能量、离合器的老化和磨损。因此，由离合器传递的扭矩被更精确和更可靠地估计。
13.特别地，在本发明中，旨在：
14.根据操作状态计算要加到标称增益上的校正值，
15.根据操作状态计算要加到标称偏移上的校正值，
16.通过使用离合器的特征函数计算根据控制变量传递的扭矩，离合器的所述特征函数是根据控制变量传递的扭矩的仿射函数，具有作为斜率的校正增益和作为原点纵坐标的校正偏移。
17.根据一实施例，离合器是油在其中流通的湿式离合器，并且配置为在输入轴和输出轴之间传递扭矩。特别地，操作状态选自：油温、油的流速、输入轴的速度、输入轴和输出轴之间的速度差、离合器衬片的摩擦系数、车辆驱动轴的转速、驱动轴的扭矩、离合器中消耗的功率或离合器中消耗的能量、或离合器的磨损。
18.根据一实施例，该方法包括根据每个标称操作状态的预定标称增益、增益相对于每个测量操作状态的偏导数以及测量操作状态相对于标称操作状态之间的差来计算增益。特别地，增益等于标称增益加上与所考虑的操作状态相关的偏导数乘以测量操作状态相对于标称增益的操作状态的偏差的乘积。
19.有利地，标称增益相对于每个操作状态的偏导数可以存储在数据库中。可替代地，该方法可以包括计算标称增益相对于每个操作状态的偏导数。
20.根据一实施例，该方法还包括由根据每个标称操作状态的预定标称偏移、偏移相对于每个测量操作状态的偏导数以及测量操作状态相对于标称操作状态之间的差来计算偏移构成的步骤。特别地，偏移等于标称偏移加上与所考虑的操作状态相关的偏导数乘以测量操作状态相对于标称偏移的操作状态的偏差的乘积。
21.有利地，标称偏移相对于每个操作状态的偏导数存储在数据库中。可替代地，该方法可以包括由计算标称偏移相对于每个操作状态的偏导数构成的步骤。
22.根据一实施例，该方法包括以下步骤：
23.根据控制变量和/或所述控制变量的时间变化来确定校正系数，以及
24.加权由所述校正系数传递的扭矩。
25.根据另一实施例，该方法包括以下步骤：
26.根据控制变量的时间变化和控制变量的时间变化的符号来确定滞后扭矩，
27.将所述滞后扭矩添加到所传递的扭矩。
28.滞后扭矩使得可以考虑离合器的致动方向。因此，由离合器传递的扭矩更加精确。特别地，当离合器移动到接合位置时，滞后扭矩为正，当离合器移动到分离位置时，滞后扭矩为负。
29.根据一实施例，该方法包括由响应于离合器分离位置的检测来根据操作状态确定剩余扭矩构成的步骤。特别地，本发明旨在响应于离合器的分离位置的检测来根据操作状态确定要添加到剩余扭矩的校正值。
30.根据一实施例，该方法还包括由以下构成的步骤：根据每个标称操作状态的预定标称剩余扭矩、剩余扭矩相对于一个或每个测量操作状态的偏导数以及测量操作状态相对于标称操作状态之间的差来确定剩余扭矩。特别地，剩余扭矩等于标称剩余扭矩加上与所考虑的操作状态相关的偏导数乘以测量操作状态相对于标称偏移的操作状态的偏差的乘积。
31.有利地，标称剩余扭矩相对于每个操作状态的偏导数可以存储在数据库中。可替代地，该方法可以包括由计算标称剩余扭矩相对于每个操作状态的偏导数构成的步骤。
32.特别地，标称增益、标称偏移和标称剩余扭矩存储在数据库中。该方法可以包括由以下构成的步骤：在车辆使用的不同时间，例如当启动车辆时，从数据库中检索标称增益、标称偏移或剩余扭矩。
33.根据一实施例，该方法包括由通过咨询远程服务器或由车辆用户手动更新数据库构成的步骤。特别地，当售后更换离合器时，标称增益、标称偏移或标称剩余扭矩被更新。根据一实施例，该方法包括在更换离合器之后，相对于多个操作状态中的每个操作状态更新标称增益。类似地，该方法可以包括由以下构成的步骤：在分别标称偏移、标称剩余扭矩的每次更新之后，相对于每个操作状态分别更新标称偏移、标称剩余扭矩的偏导数。
34.根据一实施例，车辆包括多个离合器，特别是多个湿式离合器。具体地，该方法包括以下步骤：
35.根据每个离合器的滑动速度确定分配系数，以及
36.用分配系数加权剩余扭矩。
37.根据一实施例，致动器是液压致动器，控制变量是致动器的致动压力。
38.根据另一方面，本发明提供了一种用于控制离合器的方法，包括以下步骤：
39.接收设定点扭矩；
40.实施根据本发明的用于确定传递扭矩的方法；以及
41.确定致动器的控制变量，以便将如此确定的传递扭矩从属于设定点扭矩。
42.根据另一方面，本发明提供了一种用于确定由车辆离合器传递的扭矩的设备，该设备包括配置用于以下的装置：
43.从所述离合器的致动器接收控制变量，所述致动器配置为移动所述离合器，
44.测量所述离合器的一个或多个操作状态，
45.根据操作状态计算增益；
46.根据操作状态计算偏移；以及
47.通过使用离合器的特征函数来计算根据控制变量传递的扭矩，离合器的所述特征函数是根据控制变量传递的扭矩的仿射函数，具有作为斜率的增益和作为原点纵坐标的偏移。
48.特别地，本发明旨在：
49.根据操作状态计算要加到增益上的校正值；
50.根据操作状态计算要加到偏移上的校正值；以及
51.通过使用离合器的特征函数来计算根据控制变量传递的扭矩，离合器的所述特征函数是根据控制变量传递的扭矩的仿射函数，具有作为斜率的校正增益和作为原点纵坐标的校正偏移。
52.根据另一方面，本发明提供了一种车辆，特别是机动车辆，包括离合器和根据本发明的设备。
附图说明
53.参考附图，从本发明的多个特定实施例的以下描述中，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加清楚，这些描述仅通过非限制性说明的方式提供。
54.图1是机动车辆的扭矩传递设备的示意图。
55.图2是用于确定传递扭矩的方法的第一示例的示意图，该方法可由图1的扭矩传递设备实施。
56.图3是用于确定传递扭矩的方法的第二示例的框图，该方法可由图1的扭矩传递设备实施。
57.图4是离合器的有效特征函数和由图3的设备确定的离合器特征函数的示意图。
58.图5是可以实施图2或图3的方法的用于控制离合器的设备的示意图。
具体实施方式
59.图1示出了机动车辆的扭矩传递设备100的示意图。在该示例性实施例中，扭矩传递设备是双离合器。一方面，扭矩传递设备100旨在安装成与驱动轴102旋转联接，比如发动机104的曲轴，例如内燃机。另一方面，扭矩传递设备100旨在将扭矩传递至齿轮箱108的两个同轴从动轴1061和1062中的一个或另一个。当离合器1101接合时，可以将扭矩从驱动轴102传递到从动轴1061，而当另一个离合器1102接合时，可以将扭矩从驱动轴102传递到从动轴1062。一个从动轴1061与齿轮箱的偶数比配合，而另一个从动轴1062与齿轮箱的奇数比配合。因此，可以在不中断扭矩的情况下换档。在所示的实施例中，每个离合器110是湿式离合器类型的，并且由液压致动器(未示出)致动，该液压致动器通过泵112被供应油并且配置成移动离合器110。优选地，每个离合器110包括多盘组件，其包括与驱动轴102旋转联接的多个摩擦盘，以及分别布置在每个摩擦盘的任一侧的多个板，其与从动轴1061或1062旋转联接。摩擦盘在其支撑盘的每一侧都紧固有摩擦衬片。在离合器1101和/或1102的接合位置，这些板夹紧摩擦衬片，以便在驱动轴102和从动轴1061和/或1062之间传递扭矩。
60.根据未示出的另一实施例，扭矩传递设备是单离合器类型的，并且仅包括一个离合器110。
61.当离合器1101和/或1102处于接合位置时，传递扭矩由扭矩传递设备100通过它们分别朝向轴1061和/或1062传递。此外，当离合器110中的一个处于分离位置时，由于油的阻力，剩余扭矩由该离合器传递。
62.由扭矩传递设备100传递的扭矩取决于液压致动器的控制变量和离合器110的特征函数，其表示根据控制变量传递的扭矩。
63.为了根据从动轴1061、1062和/或1063的期望设定点扭矩来控制传递的扭矩，重要的是以可靠精确的方式确定离合器110的特征函数。
64.为此，图2所示的方法200的第一示例通过实时估计离合器110的特征函数来确定由离合器110传递的扭矩。特别地，离合器的特征函数是根据控制变量传递的扭矩的仿射函数，具有作为斜率的增益和作为原点纵坐标的偏移。方法200可以由扭矩传递设备100实施。
65.方法200包括：
66.从液压致动器接收控制变量的步骤202，
67.测量离合器110的操作状态的步骤204，
68.根据离合器110的操作状态计算增益和根据离合器110的操作状态计算偏移的步骤206，
69.计算根据控制变量和用步骤206中确定的增益和偏移更新的特征函数传递的扭矩
的步骤208。
70.有利地，控制变量是致动压力，优选地由液压致动器使用泵112施加。
71.特别地，离合器的操作状态是离合器110的部件的温度，例如离合器110的一个或多个盘的温度，或者油的温度或油的流速，或者从动轴106的速度，或者驱动轴104的扭矩，或者驱动轴104和从动轴106之间的滑动速度，或者与油的老化相关的参数，或者与离合器110的磨损相关的参数，或者离合器110中消耗的能量，或者离合器110中消耗的功率等。
72.根据一实施例，方法200包括响应于离合器分离位置的检测来根据操作状态确定剩余扭矩的步骤。
73.用于确定由离合器110传递的扭矩的方法300的第二示例在图3中通过实时估计离合器110的特征函数来表示。方法300可以由扭矩传递设备100实施。
74.方法300包括从液压致动器接收控制变量特别是致动压力的步骤。
75.方法300还包括确定多个操作状态的步骤304，特别是：油温、油的流速和滑动速度；滑动速度是驱动轴104和从动轴106的速度之差。
76.该方法还包括从第一数据库306提取标称增益相对于油温的偏导数、标称增益相对于油的流速的偏导数以及标称增益相对于滑动速度的偏导数的步骤。有利地，第一数据库306包括标称增益和标称增益相对于每个操作状态的偏导数。例如，第一数据库306包括标称增益相对于多个油温的多个偏导数。以同样的方式，第一数据库306可以包括标称增益分别相对于多个油流速、多个滑动速度的多个偏导数。
77.方法300还包括根据第一数据库306返回的数据计算增益的步骤。特别地，根据操作状态的变化的增益的变化根据下式确定：
78.[数学1]
[0079][0080]
其中，t：油温，q：油的流速，vg：滑动速度。
[0081]
增益则根据下式确定：
[0082][0083]
其中，gn：标称增益，tn：油的标称温度，qn：油的标称流量，标称滑动速度。
[0084]
根据一实施例，方法300包括更新数据库306的步骤。标称增益可以通过咨询远程服务器或由车辆用户来更新。标称增益可以预定的频率或响应于扭矩传递设备100的修改的确定而更新，例如与扭矩传递设备100的正常磨损相关的修改。
[0085]
可替代地，方法300可以包括用于计算标称增益相对于操作状态的偏导数的步骤。根据该实施例，第一数据库306可以用于仅存储标称增益。
[0086]
该方法还包括从第二数据库312提取标称偏移相对于油温的偏导数、标称偏移相对于油的流速的偏导数以及标称偏移相对于滑动速度的偏导数的步骤。有利地，第二数据库312包括标称偏移和标称偏移相对于每个操作状态的偏导数。例如，第二数据库312包括标称偏差相对于多个油温的多个偏导数。以同样的方式，第二数据库312可以包括标称偏移分别相对于多个油流速、多个滑动速度的多个偏导数。
[0087]
方法300还包括根据第二数据库312返回的数据来计算偏移的步骤。特别地，根据操作状态的变化的增益的变化根据下式确定：
[0088]
[数学2]
[0089][0090]
其中，t：油温，q：油的流速，vg：滑动速度。
[0091]
偏移则根据下式确定：
[0092][0093]
其中，offsetn：标称偏移，tn：油的标称温度，qn：油的标称流量，标称滑动速度。
[0094]
方法300可以包括以与更新标称增益及其偏导数相同的方式更新标称偏移和标称偏移相对于操作状态的偏导数的步骤。
[0095]
根据一实施例，方法300包括计算偏移相对于操作状态的偏导数的步骤。在这种情况下，第二数据库312可以用于仅存储标称偏移。
[0096]
方法300还包括步骤316，用于通过校正系数加权由特征函数如此确定的传递扭矩。方法300包括步骤318，用于根据致动压力和致动压力的时间变化计算校正系数。
[0097]
方法300包括步骤320，将滞后扭矩添加到在步骤316中加权的传递扭矩。在步骤322，根据致动压力的时间变化和致动压力的时间变化的符号来确定滞后扭矩。该步骤320使得可以考虑离合器110的致动方向。例如，当离合器110移动到最大接合位置时，滞后扭矩的符号为正，这增加传递扭矩。当离合器110移动到分离位置时，滞后扭矩为负，这减小传递扭矩。
[0098]
根据一实施例，方法300包括确定当一个或多个离合器110处于分离位置时由扭矩传递设备100传递的剩余扭矩的步骤324。在步骤324之前，方法324包括接收多个操作状态的步骤326，特别是：油温、油的流速、滑动速度、驱动轴106的速度和致动压力。
[0099]
该方法还包括从第三数据库328提取标称剩余扭矩相对于油温的偏导数、标称剩余扭矩相对于油的流速的偏导数以及标称剩余扭矩相对于滑动速度的偏导数的步骤。有利地，第三数据库328包括标称剩余扭矩和标称剩余扭矩相对于多个操作状态中的每个操作状态的偏导数。例如，第三数据库328包括标称剩余扭矩相对于多个油温的多个偏导数。类似地，第一数据库306可以包括标称剩余扭矩分别相对于多个油流速、多个滑动速度、驱动轴106的速度和致动压力的多个偏导数。
[0100]
在步骤324，根据下式确定根据操作状态的变化的剩余扭矩的变化：
[0101]
[数学3]
[0102][0103]
其中，γr：剩余扭矩，t：油温，q：油的流速，vg：滑动速度，ve：驱动轴106的速度，p：
致动压力。
[0104][0105]
式中，γ
rn
：标称剩余扭矩，：标称偏移，tn：油的标称温度，qn：油的标称流量，ve：发动机标称转速，标称滑动速度，pn：标称致动压力。
[0106]
方法300可以包括以与更新标称增益和标称偏移及其偏导数相同的方式更新标称剩余扭矩和剩余扭矩相对于操作状态的偏导数的步骤。
[0107]
根据一实施例，方法300包括计算剩余扭矩相对于操作状态的偏导数的步骤。在这种情况下，第三数据库328可以用于仅存储标称剩余扭矩。
[0108]
根据一实施例，来自第一数据库306、第二数据库312和第三数据库328中的每个的数据存储在单个数据库中。
[0109]
根据一实施例，第一数据库306、第二数据库312和第三数据库328中的每个存储在计算机的存储器中，该计算机集成到实现用于确定由离合器传递的扭矩的方法300的设备中。
[0110]
根据另一实施例，第一数据库306、第二数据库312和第三数据库328中的每个存储在远离实现方法300的设备的计算机的存储器中，例如云，其与实现方法300的所述设备通信。
[0111]
根据一实施例，扭矩传递设备100包括多个离合器110。在这种情况下，方法300包括通过分配系数加权剩余扭矩的步骤326。在步骤330，根据滑动速度vg确定分配系数。
[0112]
根据一实施例，方法300包括将步骤320中校正的传递扭矩和步骤326中加权的剩余扭矩进行比较的步骤332，以及返回传递扭矩和剩余扭矩之间的最大值的步骤。
[0113]
图4表示通过实验获得的扭矩传递设备100的真实特征函数402和通过方法300获得的传递设备100的理论特征函数的示例。在图4中，横坐标轴406代表致动压力的变化，纵坐标轴408代表传递扭矩的变化。当离合器110处于接合位置时，根据致动压力通过理论特征函数402来表示传递的扭矩。特征函数402是仿射函数，具有增益410作为斜率和偏移412作为原点纵坐标。
[0114]
特征函数402根据离合器110的操作状态实时变化。特别地，特征函数402在离合器110移动到分离位置时的下限414和离合器移动到接合位置时的上限416之间变化。
[0115]
在离合器110处于分离位置的情况下，只有剩余扭矩418被扭矩传递设备110传递。在这种情况下，根据离合器110的操作状态确定剩余扭矩418。
[0116]
图5表示用于控制离合器的设备500，例如扭矩传递设备100的离合器110。设备500配置为接收设定点扭矩γc，例如来自用于控制包括扭矩传输设备100的车辆的设备。设备500还配置成确定将被施加到离合器110的致动压力p，以便将从离合器110传递的扭矩从属于设定点扭矩γc。具体地，设备500配置成根据由方法200或方法300确定的离合器110的特征曲线来确定致动压力。
[0117]
尽管已经结合多个特定实施例描述了本发明，但非常明显的是，本发明决不局限
于此，并且本发明包括所描述的装置的所有技术等同物及其组合，这些都落入本发明的范围内。
[0118]
动词“具有”、“包括”或“包含”及其变化形式的使用不排除权利要求中所述之外的元件或步骤的存在。
[0119]
在权利要求中，括号之间的任何参考符号都不应解释为限制权利要求。