CN106314418B - 确定车辆中的电子致动离合器的接触点的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确定车辆中的电子离合器系统的接触点的方法。该方法包括：在当发动机速度的变化率降至阈值以下时的瞬间，确定第一离合器位置；在当变速器输出轴的运动和所述车辆的车轮的运动中的至少一个被识别时的瞬间，确定第二离合器位置；以及基于所述第一离合器位置和所述第二离合器位置来计算所述电子离合器系统的接触点。

Description

确定车辆中的电子致动离合器的接触点的方法
技术领域
本发明涉及一种确定车辆中的电子致动离合器的接触点的方法。
背景技术
近年来，对车辆中的驱动系的自动控制的兴趣正在不断增加。驱动系的自动化包括电子致动离合器。连接到电子控制器的致动器控制离合器片的运动。
对于电子致动离合器来说，检测接触点是非常重要的。接触点指一个点，在该点处一对离合器片彼此啮合，使得扭矩从一个离合器片传递到另一个离合器片。该接触点应该被准确地检测，使得从发动机到变速器的扭矩传递在没有任何延迟的情况下被有效地控制。此外，这个点是很关键的，因为电子控制器利用该点计算基于发动机运行状态的合适齿轮，因为没有实际的扭矩早于此点从发动机传递到变速器。
根据韩国专利文件KR1355620，检测接触点的方法包括通过使用参考值来测量输入轴的角加速度值和减少输入轴的旋转速度以确定离合器的接触点。
在另外一份PCT申请WO2014021234中，接触点是基于发电机的状态改变和发动机的振动来检测的。
附图说明
以下参考附图在原理上解释本发明的示例实施例。附图为：
附图1是例示车辆中的电子离合器系统的示意性框图；以及
附图2是例示根据本公开的一个实施例的确定电子致动离合器的接触点的方法的流程图；以及
具体实施方式
附图1是例示手动变速器或自动手动变速器车辆或者半自动变速器车辆中的电子控制离合器系统的框图。电子控制器14从位于曲柄轴中的曲柄轴传感器接收发动机速度。另外，位于变速器输出轴16上的变速器输出轴传感器或者位于后车轮18a上的车轮速度传感器连接到电子控制器14，以用于分别指示车轮的运动和提供车轮速度。齿轮箱24也连接到电子控制器14，以用于向电子控制器14提供当前啮合的齿轮信息。当齿轮改变时，电子控制器14向离合器致动器20提供致动器信号。该致动器信号使得离合器22能够与发动机12啮合或脱离。在一个示例中，致动器20可以是液压致动器。然而，应该注意的是，致动器20并不限定于液压致动器，也可以使用各种其它致动器如气动致动器或机械致动器。在换挡期间，致动器20发出信号到离合器22使得离合器22脱离发动机12。离合器的接触点是下述这样的点，在该点处没有扭矩能够早于该点被传递通过离合器。通常，当用另一个离合器片啮合一个离合器片时，电子控制器快速推进一个离合器片直至该点，并从该点一个离合器片与其它离合器片的啮合变慢。因此，通过电子控制器确定接触点是关键的。如果接触点被错误地计算，则可能导致在离合器片的啮合期间的离合器片之间的碰撞，从而导致离合器片的磨损和撕裂，且使驾驶员感到顿挫。
在以下的段落中详细地解释计算接触点的方式。
为了检测接触点，电子控制器14确定第一离合器位置。第一离合器位置对应于发动机速度的变化率降至阈值以下的瞬间。发动机速度的变化率降至阈值以下表示发动机12与变速器啮合。在这样的啮合期间，车轮上的负载将与发动机12啮合，并且因此在这样的啮合期间存在发动机速度的下降。
发动机速度的变化率是通过对发动机速度相对于时间求微分来计算得到的。电子控制器14根据安装在发动机12的曲柄轴上的曲柄轴传感器来确定发动机速度。曲柄轴传感器输出由电子控制器14接收，以用于确定发动机速度。曲柄轴传感器输出是电压信号，其通过电子控制器14映射到发动机速度值。电子控制器14然后通过对发动机速度相对于时间求微分来确定发动机速度的变化率。发动机速度的变化率由电子控制器14连续计算，并且发动机速度的变化率降至阈值以下的瞬间被识别。
在这个瞬间，第一离合器位置被确定。第一离合器位置涉及一个离合器片相对于固定到发动机12的飞轮的另一个离合器片的距离。第一离合器位置基于从致动器20获得的信号被确定，且被储存在电子控制器14的存储器中。第一离合器位置现在被认为是用于接触点检测的一个输入。第一离合器位置本身并不认为是接触点，因为被确定的第一离合器位置可能受到一个或多个因素的影响。所述因素的示例包括但并不限于，发动机12的动态行为(如点火时间的增加或减少)可能影响第一离合器位置。另外，外部因素(如对发动机12的空气供应)可能并不合适，并且因此可能瞬间改变发动机速度，这可能影响被确定的第一离合器位置。因此，被确定的第一离合器位置可能与噪声有重叠，其需要进一步处理，且在下文中进一步说明。
当确定第一离合器位置时，由电子控制器14确定第二离合器位置。第二离合器位置对应于变速器输出轴的旋转被检测或车轮的旋转被检测的瞬间。变速器输出轴的旋转表示发动机12与变速器啮合。类似地，当发动机12与变速器啮合时，车轮的旋转被检测。变速器输出轴的这样的运动通过使用安装在变速器输出轴上的变速器输出轴传感器来检测，且车轮的运动能够通过使用安装在车轮上的车轮速度传感器来检测。
第二离合器位置也涉及一个离合器片相对于固定到发动机12的飞轮的另一个离合器片的距离。第二离合器位置基于来自致动器20的信号确定。被确定的第二离合器位置因而被储存在电子控制器14的存储器中。第二离合器位置也被认为是用于接触点的检测的另一个输入。被确定的第二离合器位置也可能受到一个或多个因素(如道路状态和载荷状态)的影响。因而被确定的第二离合器位置需要经受处理以用于确定电子控制器14电子地控制的离合器的合适的接触点。第一离合器位置和第二离合器位置是电压信号的形式。为了便于理解，在本文中这里将第一离合器位置称为第一离合器信号，将第二离合器位置称为第二离合器信号。
第一离合器信号和第二离合器信号都需要经受信号处理技术，以用于获得电子控制离合器的接触点。
在一个实施例中，信号处理技术是卡尔曼滤波技术。嵌入在电子控制器14中的卡尔曼滤波算法对离合器信号进行递归估计，以用于从离合器信号消除噪声。第一离合器信号和第二离合器信号作为输入被发送至卡尔曼滤波器算法。卡尔曼滤波器基于第一权重因素、第二权重因素和挠曲因素处理第一离合器信号和第二离合器信号。
第一权重因素表示给测量值和估计值的权重程度。测量值涉及第一离合器信号和第二离合器信号，该第一离合器信号和第二离合器信号对应于由发动机速度传感器测量的发动机速度和由车轮速度传感器测量的车轮速度。估计值涉及接触点，该接触点由卡尔曼滤波器算法的前一个周期确定。这样的预测是基于前一个周期中的第一离合器信号值和第二离合器信号值作出的。
第二权重因素基于第一离合器信号和第二离合器信号的标准偏差提供权重至第一离合器信号和第二离合器信号。第一离合器信号的标准偏差定义在多个周期中的一组第一离合器信号的值的变化，并且第二离合器信号的标准偏差定义在多个周期中的一组第二离合器信号的值的变化。在一个示例中，如果第一离合器信号的标准偏差大于预先制定的阈值，则第二权重因素将会使得权重提供给第二离合器信号。类似地，如果第二离合器信号的标准偏差大于预先制定的阈值，则第二权重因素将会使得权重提供给第一离合器信号。
挠曲因素意味着接触点的适应程度。例如，如果离合器片被替换，则测量值将不同于预测值。在这种情况下，挠曲因素定义确定该变化的能力，且将被调整使得权重被给予测量值。此外，在几个迭代之后，当测量值和预测值将落入常见范围内时，则该情况被识别，且权重被均等地给予测量值和估计值。因而，在这种情况下，挠曲因素定义适应基于一个或多个情况(如离合器片被替换)而提供权重至测量值和估计值的能力。
基于应用到第一离合器信号和第二离合器信号的三个因素，获得了电子控制离合器的接触点。使用卡尔曼滤波器的处理能够从第一离合器信号和第二离合器信号移除噪声，且三个因素能够为各个离合器信号提供合适的权重，从而获得接触点。
附图2是例示根据本公开的一个实施例的确定电子致动离合器的接触点的方法的流程图。
在步骤105，在当发动机速度的变化率降至阈值以下时的瞬间，确定第一离合器位置。第一离合器位置表示发动机12与变速器啮合的瞬间。当这样的啮合发生时，发动机速度会下降，因为来自变速器的负载耦合到发动机12。因此，第一离合器位置被认为是用于确定电子致动离合器的接触点的一个输入。
在步骤110，确定第二离合器位置。第二离合器位置对应于当变速器输出轴的运动或车辆的车轮的运动中的至少一个被识别时的瞬间。变速器输出轴的运动表示发动机12与变速器啮合。类似地，车轮的运动表示发动机12与变速器啮合。因此，第二离合器位置被确定，使得其成为接触点的确定的另一个输入。
在步骤115，使用信号处理技术基于第一离合器位置和第二离合器位置计算电子控制离合器的接触点。例如，信号处理技术可以是用于基于第一离合器位置和第二离合器位置来确定接触点的卡尔曼滤波技术。卡尔曼滤波器基于在上面的段落中详细地解释的三个因素(即第一权重因素、第二权重因素和挠曲因素)计算接触点。
本公开提供动态地获取电子控制离合器的接触点的技术，使得即使离合器中存在磨损或离合器被替换，也能使电子控制器14适于动态地获取接触点并适应接触点值。另外，通过精确地确定接触点，离合器片的啮合是平滑的，从而不会给驾驶员带来顿挫。
必须明白的是，在上面详细的描述中解释的实施例仅是例示性的，并且不限制本发明的范围。本发明的范围仅由权利要求书的范围限定。

Claims (10)

1.一种确定车辆中的电子离合器系统的接触点的方法，所述方法包括：
在当发动机速度的变化率降至阈值以下时的瞬间，确定第一离合器位置(105)；
在当变速器输出轴的运动和所述车辆的车轮的运动中的至少一个被识别时的瞬间，确定第二离合器位置(110)；以及
基于所述第一离合器位置和所述第二离合器位置来计算所述电子离合器系统的接触点(115)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用于确定所述发动机速度的变化率的发动机速度由曲柄轴传感器测量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述变速器输出轴的所述运动通过使用变速器输出轴传感器确定。
4.根据权利要求1所述方法，其中，车轮的所述运动通过使用车轮速度传感器确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一离合器位置和所述第二离合器位置基于来自离合器致动器(20)的信号来确定。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述第一离合器位置和所述第二离合器位置的所述接触点通过使用卡尔曼滤波技术来计算。
7.一种用于确定车辆中的电子离合器系统的接触点的电子控制器(14)，所述电子控制器(14)适于：
在当发动机速度的变化率降至阈值以下时的瞬间，确定第一离合器位置；
在当变速器输出轴的运动和所述车辆的车轮的运动中的至少一个被识别时的瞬间，确定第二离合器位置；以及
使用卡尔曼滤波技术基于所述第一离合器位置和所述第二离合器位置来计算所述电子离合器系统的接触点。
8.根据权利要求7所述的电子控制器(14)，其中，用于确定所述发动机速度的变化率的发动机速度从连接到所述电子控制器(14)的曲柄轴传感器获得。
9.根据权利要求7所述的电子控制器(14)，其中，所述变速器输出轴的所述运动从连接到所述电子控制器(14)的变速器输出轴传感器获得，并且车轮的所述运动从连接到所述电子控制器(14)的车轮速度传感器获得。
10.根据权利要求7所述的电子控制器(14)，其中，所述第一离合器位置和所述第二离合器位置从位于所述电子离合器系统中的致动器(20)接收。
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