CN105683607A - 机动车辆传动链上的转矩确定 - Google Patents

Abstract

用于确定机动车辆传动链(1)转矩(C_e)的方法，其中所采用的变速箱(5)适于将输出轴耦联到输入轴，所述方法包括：测量输入轴的转速(Wp)，测量输出轴的转速(Wv)，提供由计算机(32a，32b)实施的数字模型，其通过扭转变形系统模拟所述传动链，所述数字模型具有从由如下各项构成的集合中详尽地选择的多个状态变量(X)：输入轴的转速(Wp)、输出轴的转速(Wv)、作用在输入轴上的输入转矩(Ce)，前述变量的任意阶的时间导数和时间积分，和前述变量和其任意阶的时间导数和时间积分的组合。

Description

机动车辆传动链上的转矩确定

技术领域

本发明涉及机动车辆传动链上转矩的测量领域，更具体地涉及带单离合器的传动链或带双离合器的传动链。

背景技术

对于各种功能、尤其对于对被安置在传动链上的执行机动车辆传动链上的一个或多个耦联装置的准确操控来说，准确测量机动车辆传动链上的转矩可起到重要作用。

机动车辆通常包括在机动车辆发动机轴与变速箱输入轴之间的耦联装置，其中通过内燃机和/或电动机旋转驱动发动机轴。变速箱可为带多个传动比的机械类型的，具有或不具有自动换档功能。

耦联装置通常为摩擦离合器，根据如位置、速度、加速度、作用力、转矩、压力和电压的一定数量的测量或估量参数，通过信息处理系统操控的致动器控制。控制离合器的致动器作用在所述离合器的移动机构上，移动机构例如离合器推力轴承，其确定压力板的位置和通过环形膜片应用在所述板上的负载，以夹持联接变速箱输入轴的盘摩擦衬片，所述夹持决定由离合器传送的转矩。

例如通过机械或液压联接，致动器还可直接作用应用于压力板上的负载。离合器自动化控制应涉及可在发动机、变速箱和车辆其它部分上测量和估量的大量的物理量、状态量和控制量、以及表示驾驶员意图、对驾驶员驾驶风格的传动行为适应性、车辆动态状态以及控制模块状态(初始化、正常模式、降级模式、学习模式、停止模式……)等。

WO-A-2010007321描述了一种与传动链的两个离合器相耦联的控制模块。该控制模块具有由双离合器传输转矩的估量计。估量计的缺点在于，离合器上的转矩的估量基于由发动机计算机提供的发动机转矩信息的准确度。该信息通常仅在发动机转速稳定阶段上是准确的，而在如传动比跳变或改变的强动态阶段可导致极大误差。另外，该估量计不具有足够的可观测条件来在两个离合器同时传输转矩时、尤其在换档期间由一个离合器向另一个传送转矩期间在两个离合器的每一个上重建转矩。

发明内容

基于本发明的方案在于，提供不依靠发动机转矩信息的准确性而能够确定由一个或多个离合器传输的转矩的测量方法和装置。本发明的一些方面另外提供估量方法，能够估量在任何运行阶段、尤其在换档期间自一个离合器向另一离合器传送转矩阶段期间的双离合器传动机构各个离合器的转矩。本发明一些方面的目的在于，根据轴的角位移测量值、尤其利用一个或多个高解析度角位移传感器确定由一个或多个离合器传输的转矩。

根据一种实施方式，本发明提供一种确定机动车辆传动链中的转矩的方法，其中所采用的传动链具有供耦联到机动车辆发动机的输入轴、供耦联到机动车辆驱动轮的输出轴以及变速箱，所述变速箱具有多个同步齿轮，能够根据多个传动比分别将输出轴耦联到输入轴，所述方法包括：

测量输入轴的转速，

测量输出轴的转速，

提供由计算机实施的数字模型，通过扭转变形系统模拟所述传动链，所述数字模型具有变形系统的扭转刚度系数、变形系统的扭转粘滞阻尼系数和表示扭转变形系统暂态的多个状态变量，其中状态变量从由如下各项构成的集合中详尽地选择：

输入轴的转速、输出轴的转速、作用在输入轴上的输入转矩，

前述变量的任意阶的时间导数和时间积分，和

前述变量和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

以及其中，所述状态变量包括从由以下各项构成的集合中选择的输出变量：输入轴和输出轴的转速、输入轴和输出轴转速的任意阶的时间导数和时间积分、输入轴和输出轴转速和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

通过收敛输出变量与所测量的输入轴和输入轴转速，计算在相继时刻数字模型的状态变量，

以及，根据所计算的状态变量确定在相继时刻作用在输入轴上的输入转矩。

根据一种实施方式，所述确定方法具有如下一个或多个特征。

根据一种实施方式，所采用的传动链具有的两个输入轴被相互独立地耦联到机动车辆发动机上，所述变速箱包括第一半箱和第二半箱，所述第一半箱包括第一组多个同步齿轮，能够分别根据第一组多个传动比将输出轴耦联到两个输入轴中的第一个，第二半箱包括第二组多个同步齿轮，能够分别根据第二组多个传动比将输出轴耦联到两个输入轴中的第二个。

在这种情况下，所述方法包括：

测量两个输入轴中每一个的转速，

测量输出轴的转速，

提供由计算机实施的第一和第二数字模型，所述计算机分别通过第一和第二扭转变形系统分别模拟第一和第二半箱，所述第一和第二数字模型分别具有变形系统的第一和第二扭转刚度系数、变形系统的第一和第二扭转粘滞阻尼系数以及表示扭转变形系统暂态的多个第一和第二状态变量，其中所述第一和第二状态变量都从由如下各项构成的集合中详尽地选择：

第一和第二输入轴的转速、输出轴的转速、分别作用在第一和第二输入轴上的输入转矩，

前述变量的任意阶的时间导数和时间积分，和

前述变量和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

以及其中，所述第一和第二状态变量分别具有从由以下各项构成的集合中选择的第一和第二输出变量：输入轴和输出轴的第一和第二转速、输入轴和输出轴转速的任意阶的时间导数和时间积分、输入轴和输出轴的转速和它们的任意阶的时间导数和时间积分的组合，

通过收敛第一和第二输出变量与所测量的输入轴和输入轴转速，分别计算在相继时刻第一和第二数字模型的第一和第二状态变量，

以及，根据所计算的第一和第二状态变量，确定在相继时刻分别作用在第一和第二输入轴上的输入转矩。

由于使用所述两个数字模型、即每个输入轴用一个，因此得到独立和不同的两个状态表示。

根据一种实施方式，所述数字模型另外具有变形系统的粘滞摩擦系数。

根据一种实施方式，所述数字模型的状态变量由输入轴转速、输入轴转速的一阶时间导数、输入转矩的一阶时间导数和输入转矩的二阶时间导数构成；数字模型的输出变量为输入轴的转速。

由于所述可观测模型，输入轴的速度测量能够通过将模型的“输入轴速度”可变状态收敛于输入轴速度实际测量值上来估量整个状态。

优选地在该情况下，通过对等于输入转矩一阶时间导数的状态变量进行时间积分来确定输入转矩。

根据另一种实施方式，数字模型的变化状态包括输出轴转速，和数字模型规定输出轴转速的预设动态。例如，在一阶动态方程中，模型通过将输出轴转速与负比例系数相乘来计算输出轴转速的一阶时间导数。

由于所述模型，可将预设动态施加到“输出轴转速”变量上，这能够简化模型并使其可观测，同时保证正确重建所述变量。

优选地在该情况下，数字模型变量由输入轴转速、输出轴转速和输入转矩构成；数字模型的输出变量为输入轴转速和转出轴转速。

根据另一种实施方式，所述数字模型的状态变量由输入轴转速、输入转矩与由于变形系统弹性变形所提取的转矩之间的差值、以及输入转矩与由于变形系统弹性变形所提取转矩之间的差值的一阶时间导数组成；所述数字模型的输出变量为输入轴转速。

优选地在该情况下，根据等于输入转矩与由于变形系统弹性变形所提取的转矩之间差值的状态变量来确定输入转矩，所述方法另外包括：

通过输入轴转速乘以变速箱主动传动比和输出轴转速之间的差值来计算即时变形速率，

计算即时变形速率的一阶时间积分，和

根据即时变形速率的一阶时间积分来计算由于变形系统弹性变形所提取的转矩。。

优选地在该情况下，根据等于所述输入转矩和由于变形系统弹性变形所提取的转矩之间的差值的一阶时间导数的状态变量，来确定输入转矩，所述方法另外包括：

通过输入轴转速乘以变速箱主动传动比和输出轴转速之间的差值来计算即时变形速率，和

计算所述状态变量和所述即时变形速率比例因子之间的差值的一阶时间积分。

根据一种实施方式，利用具有角分辨率小于或等于每转1/400^e、优选地小于或等于每转1/600^e的物理传感器测量输入轴转速和/或输出轴转速。所述特征尤其对于具有4至8个开口的变速箱是有利的。

根据一种实施方式，为了根据作用在输入轴上的输入转矩估量机动车辆发动机的发动机转矩，所述方法包括如下步骤：

测量发动机转速，

提供由计算机实施的发动机数字模型，所述计算机(34)通过不变形转动系统模拟车辆发动机，其中从发动机扭矩中减去输入转矩，所述发动机数字模型具有发动机惯性矩和发动机粘性摩擦系数以及包含发动机转速和发动机转矩的多个状态变量，

通过收敛所计算的发动机转速与所测量的发动机转速，来计算在相继时刻发动机数字模型的状态变量。

优选地在该情况下，所述方法另外包括：

检测输入轴或其中一个输入轴是否接收全部发动机转矩，

估量数字模型的扭转刚度系数，其中数字模型根据由发动机数字模型计算的发动机转矩模拟包括所述输入轴的传动链。所述特征尤其能够在转速稳定阶段对所计算的发动机转速执行刚度校准。

根据一种实施方式，本发明还提供一种测量系统，用于确定机动车辆传动链中的转矩，适用于包括供耦联到机动车辆发动机的输入轴、供耦联到机动车辆驱动轮的输出轴和变速箱的传动链，变速箱包括适用于根据多个传动比分别将输出轴耦联到输入轴的多个同步齿轮，所述测量系统具有：

适于测量输入轴转速的输入物理传感器，

适于测量输出轴转速的输出物理传感器，

由计算机实施的计算装置，计算机提供的数字模型通过扭转变形系统模拟所述传动链，所述数字模型具有变形系统的扭转刚度系数、变形系统的扭转粘滞阻尼系数和表示扭转变形系统暂态的多个状态变量，其中状态变量从由如下各项构成的集合中详尽地选择：

输入轴的转速、输出轴的转速、作用在输入轴上的输入转矩，

前述变量的任意阶的时间导数和时间积分，和

前述变量和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

以及其中，所述状态变量包括从由以下各项构成的集合中选择的输出变量：输入轴和输出轴的转速、输入轴和输出轴转速的任意阶的时间导数和时间积分、输入轴和输出轴转速和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

计算装置，适于通过收敛输出变量与所测量的输入轴和输出轴转速计算在相继时刻的数字模型的状态变量，和

根据所计算的状态变量确定在相继时刻作用在输入轴上的输入转矩。

附图说明

通过以下参照附图的仅以示意而非限制性方式给出的本发明多种具体实施方式的详细描述，本发明将被更好地理解，以及其它目标、细节、特性和优点将变得明显。

在附图中：

·图1为机动车辆上带双离合器传动链的俯视原理图。

·图2为图1传动链和关联的转矩测量装置的功能框图。

·图3为用于确定系统状态的通过计算机实施的未知输入估量计的规范表示。

·图4为用于转矩估量计上的传动链物理模型的功能性表示。

·图5和6分别表示根据第一实施方式的转矩估量计和该估量计的参数。

·图7表示根据第二实施方式的转矩估量计和该估量计的参数。

·图8表示根据第二实施方式的转矩估量计和该估量计的参数。

·图9为示出其上可使用转矩估量计的离合器控制装置的功能框图。

具体实施方式

图1示意性示出机动车辆1的带双离合器自动化传动系统。所述车辆1具有的热力发动机2，其输出轴或曲轴3被通过离合器对6联接到变速箱5的两个主轴4a和4b。各个主轴4a和4b被分别连接到双离合器6的各自的摩擦盘。双离合器6能够使得通过两个主轴4a和4b中的一个或/和另一个相摩擦而联接到发动机飞轮15，进而传输发动机转矩。

变速箱5具有分别平行于主轴4a和4b的两个副轴7a和7b。各个副轴7a、7b被分别装配有惰轮(pignonfous)8a、8b，惰轮8a、8b分别与分别由主轴4a、4b支承的转速轮9a、9b相啮合。各个副轴还支承有带爪形联接器的同步器10，能够将惰轮旋转联结到副轴，以在主轴4a或4b与副轴7a或7b之间传输转矩。两个副轴7a和7b与差动器12的输入齿轮11相啮合，以将转矩传输至驱动轮13。

例如，主轴4a支承对应奇数档的齿轮和主轴4b支承对应偶数档的齿轮。主轴4a和4b的齿轮9a和9b接合于由副轴7a和7b支承的惰轮8a、8b。在所述惰轮通过同步器的操控联结副轴7a或7b时，对应的主轴转矩被传输到副轴，副轴带有的减速比由同步器爪形连接件采用的接合转矩定义。副轴7a和7b被通过接合转矩14a和14b连接到差动器输入端12并向驱动轮13传输转矩。而且，构件4a、7a、8a和9a构成带有奇数档的半手动变速箱，和构件4b、7b、8b和9b构成带偶数档的半手动变速箱。

所述双离合器传动的主要优点在于，能够结合手动变速箱的良好性能与自动变速箱舒适性，并尤其在换档而不中断向车轮传输转矩时可向另一半变速箱传送发动机转矩。发动机计算机17操控热力发动机2并向传输计算机18提供信息，尤其是发动机转矩、发动机转速和驾驶员意图，传输计算机18操控操纵双离合器6的离合器致动器19和操纵同步器10的换档致动器20。

位置和角速度传感器还可被安装在不同位置，以测量不同传动轴的转速。图1以示意性方法示出：

-传感器21，测量发动机主飞轮15的转速且被连接到发动机计算机17，发动机计算机17通过数据总线向传输计算机18传送发动机速度信息Wm。由于延时的原因，传感器21还可被直接连接到传输计算机18以及发动机计算机17；

-传感器22a和22b，测量主轴4a和4b的转速且被连接到传输计算机18；

-传感器23a和23b，测量副轴7a和7b的转速，且被直接连接到传输计算机18；

-测量差动器12的输入轴转速的传感器26，即通常与副轴7a和7b的传感器23a和23b相同的信息；

-传感器24，测量驱动轮13的转速且被连接到ABS计算机(未示出)，ABS计算机在传输计算机18被连接的总线上传送信息。

优选地以角位置传感器的形式实施所述传感器，角位置传感器在轴的每转上具有较大分辨率，例如每转至少400点、优选地每转至少600点、或者理想地每转2000到2500点。如在下面将解释的，所述较大解析度对于能够估量传输转矩并测量轴的扭曲变形是有用的。在应在带有较大啮合比的低转速上执行测量时，较大解析度是必需的。

角位置传感器可为任何技术类型的，尤其是光、磁、例如霍尔效应或磁通门、或电容类型的。在一种实施方式中，目标被安置在要测量角度的轴上。所述目标可为高分辨率金属目标、一对多个目标、磁极目标或一组极性轮、又或被粘附或组装在轴上的磁块，磁块的磁场随转动而变化。

使用角位置传感器，直接测量角度，其中通过两个连续测量时刻之间的角度差、或者在所测量角度上实施卷曲线性估量计并通过重建转速估量，来导出轴转速。

在一种实施方式中，速度估量计实施如下类型的数字模型：

$\frac{d\widehat{\mathrm{\α}}}{dt}=\frac{1}{\mathrm{\τ}}\widehat{\mathrm{\α}}+L(\mathrm{\α}-\widehat{\mathrm{\α}})$

其中α表示所测量的角度，和表示所估量的角度，和其中τ与L为根据所期望轴转速信息的准确度选择的两个固定参数。

为了管理对离合器的操控，传输计算机18需要确定由双离合器6的每一个传输的转矩。现在将描述可用于此的根据多种实施方式的转矩估量计。根据一种实施方式，可使用上面描述的角速度传感器的子组件。下面对估量计实施方式的描述另外说明在各种情况下需要何种传感器。

图2示出转矩测量装置高位置处的示意性表示。图2的上部30表示图1描述的实际车辆的功能分解，其中识别出相互施加作用力的动态单元，即发动机2、自发动机2接收发动机转矩Cm的双离合器6、分别自双离合器6的每一个接收两个输入转矩Ce1和Ce2的变速箱5，和车辆1，在其组件中一方面接收来自变速箱5的传输转矩Ctr、以及表示由于车辆13抓地施加于轴承的阻力的总阻力转矩Cr。

图2的下部31表示测量装置的功能分解图。所述装置具有带未知输入端32a和32b的两个估量计，分别基于图4所示的物理模型彼此独立且并行运行。在专用于主轴4a的第一估量计32a上，其输入通过传感器22a提供的主轴4a的角速度测量值Wpa和在变速箱5输出端的角速度测量值Wv，其或者由传感器23a测量于副轴7a、或者由传感器24测量于车轮而提供值的平均值、或者由传感器26测量于差动器输入轴。使用最接近变速箱的传感器获得最佳估量准确度，以使车轮速度传感器24的使用不是优选的。估量计32a构成由离合器6在主轴4a上传输转矩Ce1的估量值，标记为

在专用于主轴4b的第二估量计32b上，其输入通过传感器22b提供的主轴4b的角速度测量值Wpa和在变速箱5输出端的角速度测量值Wv，其或者被传感器23b测量于副轴7b、或者由传感器24测量于车轮而提供值的平均值、或者被传感器26测量于差动器输入轴。估量计32b构成由离合器6在主轴4b上传输转矩Ce2的估量值，标记为

基于由发动机2惯性构成的物理模型的带未知输入端的第三估量计34能够建立发动机转矩Cm的估量值，标记为估量计34进行发动机转矩Cm与估量离合器转矩C_e1和C_e2之和间差值的积分，以导出发动机转速Wm。其在输入端接收由传感器21提供的发动机转矩测量值Wm和由另外两个估量计32a和32b提供的估量转矩和

参照图3，揭示出用于估量系统∑状态X的带未知输入端的估量计的几个主要功能块。

状态X为由多个状态变量构成的向量，其中一些变量为测量值和另外的不为测量值。观测矩阵C提取测量状态变量，即测量状态Y＝CX为导出在实际系统∑中有效测量状态变量的状态向量。系统响应由激励向量u表示的外部激励，激励向量u具有被增益矩阵B相乘的一个或多个激励变量。

与设置有测量传感器的实际系统并行地设置有数字模型，用于估量系统完整状态，和因此尤其估量未被测量的状态变量。用标记根据模型估量的状态。将相同观测矩阵C应用于估量状态并计算测量状态Y与输出估量状态之间的差值。根据所述差值和增益K，计算误差参数将其再加入模型中以使估量状态向实际状态收敛。

事实上，假设实际系统∑与拥有由发展(évolution)矩阵A表征的线性发展物理模型相符，以使状态X满足：

$\stackrel{\·}{X}=AX+Bu$

其中表示X的时间导数。

因此数字模型基于不同等式组

可在保持满足观测条件时求解所述等式，本领域技术人员已知带未知输入端的观测器。应确定观测器的增益矩阵K，如矩阵(A-KC)应为稳定矩阵。通过施加表征矩阵(A-KC)的多项式执行计算，标记为P_but(λ)，并求解方程P_but(λ)＝P_A-KC(λ)。根据观测矩阵C的结构，增益矩阵K的一些元素是无用的。事实上，如果观测矩阵C具有零值，极点移动仅取决于部分增益k_ji。

图4示意性示出的物理模型用于表示各个估量计32a和32中的半变速箱。所述模型包括：

-转动质量，由惯性矩Jp表征且表示半箱转动质量的总惯性(主轴、副轴、齿轮和同步器)，

-减速器，由减速比q表征且表示副轴速度与主轴速度的比值，

-扭曲弹簧，由扭曲刚度系数kt表征且表示半箱转动质量的总扭曲刚度(主轴、副轴、齿轮和同步器)，

-粘滞阻尼器，由扭曲粘滞阻尼系数It表征且表示半箱转动质量的扭曲粘滞阻尼(内部消耗)，和

-任选地粘滞摩擦，由摩擦系数fp表征且表示施加在半箱转动质量上的外部摩擦(外部消耗)。

所述物理模型满足如下动态方程：

为了求解该方程，例如通过将变量零值时间导数加到第一阶、第二阶或任意阶，或通过在预设发展方程中加入例如指数或线性变量，可对一些变量的动态发展作出不同简化假设，尤其是估量转矩变量C_e。

现在将描述基于所述物理模型的估量计的多种实施方式，其适于实施估量计32a或32b。图5和6中示出第一实施方式。图5表示所使用的数学运算和图6提供变量和在所述数学运算中包含的参数的定义。在未具体表述何种运算时，指乘法运算。通常，乘以参数l/p表示时间积分。以相同方式，通常乘以参数p表示时间导数。事实上，通过执行拉普拉斯变换，可通过乘法实施时间积分和时间导数。然而，存在其它可能的数学方法来计算时间导数和时间积分。

根据上面说明的原理固定增益参数k₁₁，以得到稳定矩阵。

在所述第一种实施方式中，所测量的唯一变量为主轴角速度Wp。状态变量为角速度Wp、其一阶时间导数、输入转矩C_e的一阶和二阶时间导数。将输入转矩C_e的三阶时间导数设置为零。激励向量u包括输出角速度Wv和其相对于时间的导数。因此观察到，最终以状态向量第三分量X_ob在时间上的积分得到所估量的输入转矩C_e。

所述转矩C_e值即不取决于时刻t上的发动机转矩信息的获知、亦非车辆质量实际值、车辆负载。值的准确度取决于刚度参数kt的精确度。如下面将描述的，可随时间变化调节所述参数。

在变化形式中，可施加其它输入转矩C_e的动态发展，例如较高阶或较低阶时间导数零值。

图7表示第二种实施方式，其中使用相同表示方式。在该情况下，通过估量计重建的状态向量X包括主轴角速度Wp、输出角速度Wv和输入转矩C_e，其构成未知输入端。所测量的变量为角速度主轴角速度Wp和输出角速度Wv。

施加于输出角速度Wv的动态发展，如：

$\frac{dWv}{dt}=-\frac{1}{\mathrm{\θ}}Wv.$

注意到，扭曲弹簧的变形角度标记为α_τ，其根据主轴角速度Wp、输出角速度Wv和减速比q计算其导数：

${\stackrel{\·}{\mathrm{\α}}}_t=qWp-Wv$

对所述估量计作出假设，输入转矩C_e随时间变化较小，以将使其一阶时间导数设为零。

可根据上面说明的原理固定增益参数k₂₁和k₂₄，以得到稳定矩阵。

图8示出第三种实施方式，其中使用相同表示方式。状态向量包括主轴角速度Wp、离合器转矩减去由扭曲弹簧提取的转矩、以及所述量相对时间的导数。由扭曲弹簧提取的转矩等于刚度kt乘以扭曲弹簧变形角度α_τ、且被乘上变速箱啮合比值、即减速比q。

激励向量u由构成。

可根据上面说明的原理固定增益参数k₃₁，以得到稳定矩阵。

为了最终得到离合器转矩C_e，向状态向量X的第二分量注入用测量角速度Wp和Wv计算的由扭曲弹簧提取的转矩。

在任何情况下，无需使用由发动机计算机17提供的发动机转矩信息即可得到离合器传输至输入轴的转矩估量值C_e。在发动机控制器17不能够精确估量所述信息时，所述估量值被用于确定动态阶段中精确的发动机转矩值C_m。为此现在描述估量计34的一种实施方式。

用如下动态方程定义用于估量发动机转矩值C_m的数字模型：

$J_m\·{\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}}_m=C_m-f_m\·{\mathrm{\ω}}_m-{\hat{C}}_{e_1}-{\hat{C}}_{e_2}$

其中

-J_m：发动机惯性矩

-ω_m：发动机角速度

-f_m：应用在发动机轴上的粘滞摩擦系数

-和由离合器1和2传输的转矩，通过上面描述的转矩估量计估量。

模型状态表示如下：

${\stackrel{\·}{\mathrm{\ω}}}_m=\[-f_m/J_m\]\·\[{\mathrm{\ω}}_m\]+\[\begin{array}{ccc}1/J_m& -1/J_m& -1/J_m\end{array}\]\·\left[\begin{array}{c}{C}_m\\ {\hat{C}}_{e_1}\\ {\hat{C}}_{e_2}\end{array}\right]$

为了估量发动机转矩，应集成在状态中。为此，设此模型应为：

$y=CX=\[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\end{array}\]\·\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_m\\ C_m\\ {\stackrel{\·}{C}}_m\end{array}\right]$

用Kalman标准验证所述模型的可观测性：

$rank\left[\begin{array}{c}C\\ CA\\ {\mathrm{CA}}^2\end{array}\right]=3$

因此系统是可观测的。还可估量发动机转矩以及第二状态分量X，同时收敛输出变量ω_m与发动机速度测量值。

然而注意到，通常，在稳定转速阶段、尤其在单一离合器传输转矩(所啮合和稳定的变速箱传动比)时，由发动机计算机17设定的转矩值C_m是正确的。在所述情况下，可使用所述发动机转矩正确估量值C_m以调节用于重建离合器转矩C_e1和C_e2的估量计32a和32b、和尤其是所述估量计的参数数值，如扭曲刚度kt。为了调节估量计32a或32b的扭曲刚度kt，在单一离合器对应于传输转矩的估量器且另一离合器转矩为0的某一时刻上转速稳定的阶段中，用如上说明的估量计34重建发动机转矩，比较所述估量值和由发动机计算机17给出的相同条件下的值。偏差能够使得能够校正扭曲刚度kt或所采用的其它物理模型参数。

参照图9，现在将描述离合器控制系统，其中可采用上面描述的转矩估量器。

图9所示的控制系统由三个主要功能模块构成：转矩估量模块40、转矩校正模块41和转矩特征学习模块42。

转矩估量模块132根据如下信息实时计算由离合器传输的转矩以及转矩的负荷(capacité)43：

-热力发动机和/或混合牵引传动链电机的动态信息44，如发动机转速、和发动机转矩，

-车辆动态信息45，如主轴速度、车辆啮合传动比和车辆速度，

-离合器致动器位置信息46，和

-根据离合器位置表示传输转矩的学习特征曲线47。

以实时等待由传输控制器18对相关离合器要求的转矩定值49的方式，转矩校正模块41计算要应用到离合器致动器19的位置定值48。根据实际转矩负荷估量值43和特征曲线50计算所述定值，特征曲线50根据待传送转矩表示离合器位置。所述转矩校正能够针对在温度影响下离合器摩擦系数的改变造成的快速变化快速地实时调节离合器中传送的转矩，并能够补偿学习曲线47与指定时刻上的实际曲线之间的偏差。

离合器转矩特征学习模块42在离合器的每次操作中识别和更新曲线参数47和50，以跟踪如磨损和制造公差的迟缓现象。根据离合器所估量的转矩负荷信息43和离合器致动器19的测量位置来执行所述更新。

公开文件FR-A-2863327中提供了所述控制系统的其它特征。

上面参考双离合器和热力发动机描述的转矩估量方法还可应用其它传动系统，尤其是单离合器、电动机和热力与电动混合动力系统。

可以不同形式、以统一或分立方式、利用硬件和/或软件实施所示出的一些构件、尤其是转矩估量计、控制器和操控单元。可用硬件为ASIC专用集成电路、FPGA可编程逻辑网络或微处理器。可以不同的解释或编译程序语言描述所述软件元件，例如C、C++、Java或VHDL。所述举例列表不是排它性的。

在估量取决于可采用多个值的尤其是变速箱的减速比q的参数时，实施分别用不同参数值并行运行的多个计算机是可能的，这能够通过选择由对应于所涉及时刻的实际参数值的计算机提供的结果，极快速选择与任何时刻相关的估量。

可以理解，已关联多种具体实施方式描述了本发明，显然其不是限制性的，且包括在本发明范围内所描述部件和它们的组合的所有等同技术。

动词“具有”、“包括”或“包含”和其结合形式不排除权利要求中主张的其它构件或其它步骤。除非另有说明，在构件或步骤中不定冠词“一”或“一个”的使用不排除多种所述构件或步骤。

在所述权利要求中，括号内的所有参考标号不被解释为作为对权利要求的限制。

Claims (14)

1.一种确定机动车辆(1)传动链中的转矩(Ce)的方法，其中所采用的传动链具有供耦联到机动车辆发动机(2)的输入轴(4a，4b)、供耦联到机动车辆驱动轮(13)的输出轴(7a，7b)以及变速箱(5)，所述变速箱(5)具有多个同步齿轮(8a，8b)，能够根据多个传动比分别将输出轴耦联到输入轴，所述方法包括：

测量输入轴的转速(Wp)，

测量输出轴的转速(Wv)，

提供由计算机(32a，32b)实施的数字模型，通过扭转变形系统模拟所述传动链，所述数字模型具有变形系统的扭转刚度系数(kt)、变形系统的扭转粘滞阻尼系数(lt)和表示扭转变形系统暂态的多个状态变量(X)，其中状态变量从由如下各项构成的集合中详尽地选择：

输入轴的转速(Wp)、输出轴的转速(Wv)、作用在输入轴上的输入转矩(Ce)，

前述变量的任意阶的时间导数和时间积分，和

前述变量和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

以及其中，所述状态变量包括从由以下各项构成的集合中选择的输出变量：输入轴和输出轴的转速(Wp，Wv)、输入轴和输出轴转速的任意阶的时间导数和时间积分、输入轴和输出轴转速和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

通过收敛输出变量与所测量的输入轴和输入轴转速，计算在相继时刻数字模型的状态变量(X)，

以及，根据所计算的状态变量确定在相继时刻作用在输入轴上的输入转矩(Ce)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所采用的传动链具有供相互独立地耦联到机动车辆发动机上的两个输入轴(4a，4b)，所述变速箱包括第一半箱和第二半箱，所述第一半箱包括第一组多个同步齿轮(8a)，能够分别根据第一组多个传动比将输出轴耦联到两个输入轴中的第一个(4a)，第二半箱包括第二组多个同步齿轮(8b)，能够分别根据第二组多个传动比将输出轴耦联到两个输入轴中的第二个(4b)，

其中所述方法包括：

测量两个输入轴(Wp1，Wp2)中每一个的转速，

测量输出轴(Wv)的转速，

提供由计算机(32a，32b)实施的第一和第二数字模型，所述计算机(32a，32b)分别通过第一和第二扭转变形系统分别模拟第一和第二半箱，所述第一和第二数字模型分别具有变形系统的第一和第二扭转刚度系数、变形系统的第一和第二扭转粘滞阻尼系数以及表示扭转变形系统暂态的多个第一和第二状态变量，其中所述第一和第二状态变量都从由如下各项构成的集合中详尽地选择：

第一和第二输入轴的转速、输出轴的转速、分别作用在第一和第二输入轴上的输入转矩，

前述变量的任意阶的时间导数和时间积分，和

前述变量和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

以及其中，所述第一和第二状态变量分别具有从由以下各项构成的集合中选择的第一和第二输出变量：输入轴和输出轴的第一和第二转速、输入轴和输出轴转速的任意阶的时间导数和时间积分、输入轴和输出轴的转速和它们的任意阶的时间导数和时间积分的组合，

通过收敛第一和第二输出变量与所测量的输入轴和输入轴转速，分别计算在相继时刻第一和第二数字模型的第一和第二状态变量，

以及，根据所计算的第一和第二状态变量，确定在相继时刻分别作用在第一和第二输入轴上的输入转矩(Ce1，Ce2)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字模型另外具有变形系统的粘滞摩擦系数(fp)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字模型的状态变量由输入轴转速、输入轴转速的一阶时间导数、输入转矩的一阶时间导数和输入转矩的二阶时间导数构成；数字模型的输出变量为输入轴的转速。

5.根据权利要求4所述的方法，其中通过对等于输入转矩一阶时间导数的状态变量进行时间积分来确定输入转矩。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字模型的状态变量包括输出轴转速，以及其中，所述数字模型规定输出轴转速的预设动态。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述数字模型的状态变量由输入轴转速、输出轴转速和输入转矩组成；所述数字模型的输出变量为输入轴转速和输出轴转速。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述数字模型的状态变量由输入轴转速、输入转矩与由于变形系统弹性变形所提取的转矩之间的差值、以及输入转矩与由于变形系统弹性变形所提取转矩之间的差值的一阶时间导数组成；所述数字模型的输出变量为输入轴转速。

9.根据权利要求8所述的方法，其中根据等于输入转矩与由于变形系统弹性变形所提取的转矩之间的差值的状态变量来确定输入转矩，所述方法另外包括：

通过输入轴转速乘以变速箱主动传动比和输出轴转速之间的差值来计算即时变形速率，

计算即时变形速率的一阶时间积分，和

根据即时变形速率的一阶时间积分来计算由于变形系统弹性变形所提取的转矩。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中根据等于所述输入转矩和由于变形系统弹性变形所提取的转矩之间的差值的一阶时间导数的状态变量，来确定输入转矩，所述方法另外包括：

通过输入轴转速乘以变速箱主动传动比和输出轴转速之间的差值来计算即时变形速率，和

计算所述状态变量和所述即时变形速率比例因子之间的差值的一阶时间积分。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的方法，其中利用具有角分辨率小于或等于每转1/400^e、优选地小于或等于每转1/600^e的物理传感器(22a，22b，23a，23b，26)来测量输入轴转速和/或输出轴转速。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，为了根据作用在输入轴上的输入转矩来估量机动车辆发动机的发动机转矩，所述方法包括如下步骤：

测量发动机转速，

提供由计算机(34)实施的发动机数字模型，所述计算机(34)通过不变形转动系统模拟车辆发动机，其中从发动机扭矩中减去输入转矩，所述发动机数字模型具有发动机惯性矩和发动机粘性摩擦系数以及包含发动机转速和发动机转矩的多个状态变量，

通过收敛所计算的发动机转速与所测量的发动机转速，来计算在相继时刻发动机数字模型的状态变量。

13.根据权利要求12所述的方法，另外包括：

检测输入轴或其中一个输入轴是否接收全部发动机转矩，

估量数字模型的扭转刚度系数(kt)，其中数字模型根据由发动机数字模型计算的发动机转矩(Cm)模拟包括所述输入轴的传动链。

14.一种测量系统，用于确定机动车辆传动链中的转矩(Ce1，Ce2)，适用于包括供耦联到机动车辆发动机的输入轴(4a，4b)、供耦联到机动车辆驱动轮的输出轴(7a，7b，11)和变速箱(5)的传动链，变速箱(5)包括适用于根据多个传动比分别将输出轴耦联到输入轴的多个同步齿轮，所述测量系统具有：

适于测量输入轴转速的输入物理传感器(22a，22b)，

适于测量输出轴转速的输出物理传感器(23a，23b，24，26)，

由计算机实施的计算装置(32a，32b)，计算机提供的数字模型通过扭转变形系统模拟所述传动链，所述数字模型具有变形系统的扭转刚度系数(kt)、变形系统的扭转粘滞阻尼系数(lt)和表示扭转变形系统暂态的多个状态变量(X)，其中状态变量从由如下各项构成的集合中详尽地选择：

输入轴的转速(Wp)、输出轴的转速(Wv)、作用在输入轴上的输入转矩(Ce)，

前述变量的任意阶的时间导数和时间积分，和

前述变量和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

以及其中，所述状态变量包括从由以下各项构成的集合中选择的输出变量：输入轴和输出轴的转速、输入轴和输出轴转速的任意阶的时间导数和时间积分、输入轴和输出轴转速和其任意阶的时间导数和时间积分的组合，

计算装置，适于通过收敛输出变量与所测量的输入轴和输出轴转速计算在相继时刻的数字模型的状态变量(X)，和根据所计算的状态变量确定在相继时刻作用在输入轴上的输入转矩(Ce)。