CN103786714A

CN103786714A - 在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法

Info

Publication number: CN103786714A
Application number: CN201310136016.0A
Authority: CN
Inventors: 尹永珉; 曺圣铉; 李浩荣; 白承三
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2033-04-18
Also published as: CN103786714B; US8594901B1; KR101393762B1; DE102013103885A1; KR20140055191A

Abstract

一种在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法，可包括滑移确定步骤、传递扭矩估计步骤，以及更新步骤，其中，所述滑移确定步骤确定是否仅有一个离合器在发动机和变速器之间滑移；所述传递扭矩估计步骤在仅有一个离合器滑移作为执行滑移确定步骤的结果时通过使用扭矩观测器来估计干式离合器的当前传递扭矩；所述更新步骤将在传递扭矩估计步骤中估计的干式离合器的当前传递扭矩和在传递扭矩估计步骤中的致动器的扭矩反映至T-S（扭矩-冲程）曲线。

Description

在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月30日提交的韩国专利申请第10-2012-0121629号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种估计设置在车辆中的发动机和变速器之间的干式离合器的传递扭矩的技术，并且更特别地，涉及一种能够精确估计致动器的运行冲程与干式离合器的传递扭矩之间的关系，以凭借致动器适当地控制在诸如自动化手动变速器（ATM）等的自动变速器中使用的干式离合器的技术。

背景技术

诸如ATM（自动化手动变速器），或者DCT（双离合器变速器）的自动化手动变速器，是自动控制手动变速器机构，通过使用干式离合器将发动机扭矩传递至换档机构，而与使用扭矩转换器和湿式多片离合器的常见A/T（自动变速器）不同的系统。

干式离合器具有的特征为，其中干式离合器的传递扭矩根据多种因素（例如组件的单个部分的公差和由持久过程引起的磨损、由高温产生的热形变和盘的摩擦系数的改变等等）而显著变化，因此，在行驶中估计传递至干式离合器的扭矩是比较困难的。

干式离合器受制动器的控制，并且通常致动器由在图1中显示的在表示干式离合器的传递扭矩关于致动器的冲程中的变化的T-S（扭矩-冲程）曲线控制。如上所述，因为干式离合器的传递扭矩由于各种原因而变化，当在传递扭矩中的变化不可知并且在控制干式离合器时正常地被反映出来时，可能产生干式离合器的过度滑移或可能引起冲击，因此，需要实时估计干式离合器的扭矩特性的算法。

以上作为本发明的相关技术而提供的说明仅用于对本发明的背景进行理解，而不应当解释为其包括在由本领域技术人员已知的相关技术中。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法，该方法即便在车辆行驶时也能够适当地估计在传递扭矩的特性关于干式离合器的致动器的冲程中的变化，以便通过更适当的对干式离合器的控制来防止换档冲击以确保平滑的换档，并且确保干式离合器的耐久性。

在本发明的一个方面，在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法可包括滑移确定步骤、传递扭矩估计步骤，以及更新步骤，其中，所述滑移确定步骤确定是否仅有一个离合器在发动机和变速器之间滑移；所述传递扭矩估计步骤在仅有一个离合器滑移作为执行滑移确定步骤的结果时通过使用扭矩观测器来估计干式离合器的当前传递扭矩；所述更新步骤将在传递扭矩估计步骤中估计的干式离合器的当前传递扭矩和在传递扭矩估计步骤中的致动器的扭矩反映至T-S（扭矩-冲程）曲线。

在滑移确定步骤中，在车辆安装有DCT（双离合器变速器）的情况下，仅当构成DCT的两个离合器中的任意一个完全打开并且另一个滑移时，确定仅有一个离合器滑移。

在传递扭矩估计步骤中，经由车辆驱动系统模型关系方程和扭矩观测器模型关系方程，通过使用发动机扭矩和发动机的发动机速度来估计干式离合器的当前传递扭矩，所述车辆驱动系统模块关系方程为：

其中α为节流阀角度、ω_e为发动机速度、T_e为发动机扭矩、J_e为发动机惯性力矩，以及T_c为离合器扭矩，所述扭矩观测器模型关系方程为：

{\overset{\cdot}{\hat{ω}}}_{e} = \frac{1}{J_{e}} T_{e} - \frac{1}{J_{e}} {\hat{T}}_{c} + l_{0} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e}),

和

{\overset{\cdot}{\hat{T}}}_{c} = - l_{1} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e}) - {&Integral;}_{0}^{t} l_{2} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e}) dτ,

其中

为估计的发动机速度、为估计的离合器扭矩，以及l₀，l₁，l₂为观测器增益。

干式离合器的传递扭矩的估计方法可进一步包括数据存储步骤，所述数据存储步骤在传递扭矩估计步骤和更新步骤之间，存储在传递扭矩估计步骤中估计的干式离合器的当前传递扭矩和在传递扭矩估计步骤中的致动器的冲程。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如运动型多用途车辆（SUV）、公共汽车、卡车、各种商务车，包括船只，例如各种舟艇、船舶，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆（例如源于非汽油能源的燃料）。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力这两种的车辆。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为显示在干式离合器的传递扭矩关于致动器的冲程中的变化的T-S曲线的示例。

图2为显示根据本发明的示例性实施方案的在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法的示例性实施方案的流程图。

图3为显示根据本发明的示例性实施方案的在传递扭矩的估计步骤中使用的车辆驱动系统模型及其关系的视图。

应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特性。在此所公开的本发明的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、方向、位置和外形，将部分地由特定目的应用和使用环境外所确定。

在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明的相同或等效的部分。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出这些实施方案的实例。

参考图2，在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法包括，滑移确定步骤（S10）、传递扭矩估计步骤（S20），以及更新步骤（S40），其中所述滑移确定步骤（S10）确定是否仅有一个离合器在发动机和变速器之间滑移；所述传递扭矩估计步骤（S20）在仅有一个离合器滑移作为执行滑移确定步骤（S10）的结果时通过使用扭矩观测器来估计离合器的当前传递扭矩；所述更新步骤（S40）将在传递扭矩估计步骤（S20）中估计的离合器的传递扭矩和当时的致动器的扭矩反映至T-S曲线。

即是说，在本发明的示例性实施方案中，当通过滑移确定步骤（S10）确定了一个离合器滑移，经由传递扭矩估计步骤（S20）通过数学模型来估计在当时的离合器的传递扭矩，通过使用估计的传递扭矩经由更新步骤（S40）来更新现有的T-S曲线，并且其后，通过使用新的更新后的T-S曲线应用致动器来控制离合器的传递扭矩，以更精确地控制干式离合器的传递扭矩，因此，防止了换档冲击并防止了干式离合器不必要的滑移，从而改善了换档感觉和干式离合器的耐久性。

在滑移确定步骤（S10）中，在车辆安装有DCT的情况下，仅当构成DCT的两个离合器中的任意一个完全打开并且另一个滑移时，确定离合器滑移。

由于对在传递扭矩估计步骤（S20）中使用的观测器来说，难以在DCT的两个离合器同时运行的情况下进行划分并估计两个离合器的扭矩，因此仅有一个离合器滑移。

当然，在本发明的示例性实施方案中，由于即使AMT设置在发动机和变速器之间，也仅有一个离合器可以使用，在这种情况下限制是无意义的。

在传递扭矩估计步骤（S20）中，经由从如图3所示的车辆驱动系统模型得到下面的关系方程，通过使用扭矩和发动机速度来估计离合器的传递扭矩。

方程1：

J_{e} {\overset{\cdot}{ω}}_{e} = T_{e} (ω_{e}, α) - T_{c}

α：节流阀角度

ω_e：发动机速度

T_e：发动机扭矩

J_e：发动机惯性力矩

T_c：离合器扭矩

经由下面的扭矩观测器模型关系方程。

方程2：

{\overset{\cdot}{\hat{ω}}}_{e} = \frac{1}{J_{e}} T_{e} - \frac{1}{J_{e}} {\hat{T}}_{c} + l_{0} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e})

{\overset{\cdot}{\hat{T}}}_{c} = - l_{1} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e}) - {&Integral;}_{0}^{t} l_{2} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e}) dτ

估计的发动机速度

估计的离合器扭矩

l₀，l₁，l₂：观测器增益

同时，该方法进一步包括数据存储步骤（S30），所述数据存储步骤（S30）存储在传递扭矩估计步骤（S20）中估计的离合器的传递扭矩和在当时（即传递扭矩估计步骤（S20）和更新步骤（S40）之间）的致动器的冲程。

因此，通过使用存储在数据存储步骤（S30）中的致动器的冲程与通过如上所示的扭矩观测器估计的离合器的传递扭矩之间的关系，在图1中显示的T-S曲线被适当地改变而被更新，并且其后，基于更新后的T-S曲线来控制致动器的冲程，因而通过对干式离合器的更精确的控制改善了换档感觉并确保了干式离合器的耐久性。

根据本发明的示例性实施方案，即便在车辆行驶时也能够适当地估计在传递扭矩的特性关于干式离合器的致动器的冲程中的变化，以经由对干式离合器的更适当的控制，通过防止换档冲击而确保平滑的换档感觉，并确保干式离合器的耐久性。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限制为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims

1.一种在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法，包括：

滑移确定步骤，所述滑移确定步骤确定仅有一个离合器在发动机和变速器之间滑移；

传递扭矩估计步骤，所述传递扭矩估计步骤在仅有一个离合器滑移作为执行所述滑移确定步骤的结果时，通过使用扭矩观测器来估计所述干式离合器的当前传递扭矩；以及

更新步骤，所述更新步骤将在所述传递扭矩估计步骤中估计的所述干式离合器的所述当前传递扭矩和在所述传递扭矩估计步骤中的致动器的扭矩反映至扭矩-冲程曲线。

2.根据权利要求1的在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法，其中

在所述滑移确定步骤中，在所述车辆安装有双离合器变速器的情况下，仅当构成所述双离合器变速器的两个离合器中的任意一个完全打开并且另一个滑移时，确定仅有一个离合器滑移。

3.根据权利要求1所述的在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法，其中

在所述传递扭矩估计步骤中，经由车辆驱动系统模型关系方程和扭矩观测器模型关系方程，通过使用发动机扭矩和所述发动机的发动机速度来估计所述干式离合器的所述当前传递扭矩，

经由的所述车辆行驶系统模块关系方程为：

J_{e} {\overset{\cdot}{ω}}_{e} = T_{e} (ω_{e}, α) - T_{c},

其中α为节流阀角度、ω_e为所述发动机速度、T_e为所述发动机扭矩、J_e为发动机惯性力矩，以及T_c为离合器扭矩，以及

经由的所述扭矩观测器模型关系方程为：

{\overset{\cdot}{\hat{ω}}}_{e} = \frac{1}{J_{e}} T_{e} - \frac{1}{J_{e}} {\hat{T}}_{c} + l_{0} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e}),

以及

{\overset{\cdot}{\hat{T}}}_{c} = - l_{1} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e}) - {&Integral;}_{0}^{t} l_{2} (ω_{e} - {\hat{ω}}_{e}) dτ

其中

4.根据权利要求1所述的在车辆中的干式离合器的传递扭矩的估计方法，进一步包括：

数据存储步骤，所述数据存储步骤在所述传递扭矩估计步骤和所述更新步骤之间，存储在所述传递扭矩估计步骤中估计的所述干式离合器的所述当前传递扭矩和在所述传递扭矩估计步骤中的致动器的冲程。