CN108286576A - 一种离合器系统安全控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离合器系统安全控制方法及装置，所述方法包括：确定离合器的行程中的接触点的位置，所述接触点为所述离合器的主动盘和从动盘分离与结合的临界点；响应于指令扭矩信号，根据所述离合器的位置传感器信号以及所述接触点的位置，计算所述离合器的实际扭矩，所述位置传感器信号指示所述离合器的行程位置；响应于所述指令扭矩信号，计算针对所述指令扭矩信号的当前扭矩上下限，所述当前扭矩上下限基于所述指令扭矩信号指示的扭矩，以及对应于该扭矩的预设的扭矩余量计算得到；比较所述实际扭矩与所述当前扭矩上下限，以根据比较的结果进行对离合器的安全控制。本发明提供的技术方案的安全性更高。

Description

一种离合器系统安全控制方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种离合器系统安全控制方法及装置。

背景技术

汽车安全技术领域中，一个重要部分是离合器系统安全。离合器的控制通常根据用户的指令完成，例如可以基于用户对离合器操作机构的操作完成离合器的控制，或者在更为智能的应用场景中，可以响应于用户对汽车智能控制系统的操作完成对离合器的控制。

但是，现有技术中离合器系统的控制方式的安全性均有待提升。

发明内容

本发明解决的技术问题是提升离合器的控制方式的安全性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种离合器系统安全控制方法，包括：确定离合器的行程中的接触点的位置，所述接触点为所述离合器的主动盘和从动盘分离与结合的临界点；响应于指令扭矩信号，根据所述离合器的位置传感器信号以及所述接触点的位置，计算所述离合器的实际扭矩，所述位置传感器信号指示所述离合器的行程位置；响应于所述指令扭矩信号，计算针对所述指令扭矩信号的当前扭矩上下限，所述当前扭矩上下限基于所述指令扭矩信号指示的扭矩，以及对应于该扭矩的预设的扭矩余量计算得到；比较所述实际扭矩与所述当前扭矩上下限，以根据比较的结果进行对离合器的安全控制。

可选的，根据比较的结果进行对离合器的安全控制包括：判断所述实际扭矩是否在所述当前扭矩上下限的范围内；若所述实际扭矩在所述当前扭矩上下限的范围内，则确认所述离合器系统为安全状态；若所述实际扭矩未在所述当前扭矩上下限的范围内，则采取预设的措施。

可选的，所述预设的措施包括以下至少一种：复位所述离合器控制器、报警、主动下电、控制整车进入保护状态。

可选的，所述确定离合器的行程中的接触点的位置包括：控制电机转速为目标转速；控制所述离合器从分离状态转换至结合状态；根据实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号中的至少一项确定所述接触点的位置。

可选的，所述实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号、所述离合器的位置传感器信号以及所述指令扭矩信号中的至少一项符合预设的安全标准。

可选的，所述预设的安全标准为混合动力汽车的功能安全标准。

可选的，所述离合器的位置传感器信号由专用于监控的传感器产生。

本发明实施例还提供一种离合器系统安全控制装置，包括：接触点位置确定单元，适于确定离合器的行程中的接触点的位置，所述接触点为所述离合器的主动盘和从动盘分离与结合的临界点；实际扭矩计算单元，适于响应于指令扭矩信号，根据所述离合器的位置传感器信号以及所述接触点的位置，计算所述离合器的实际扭矩，所述位置传感器信号指示所述离合器的行程位置；当前扭矩上下限计算单元，适于响应于所述指令扭矩信号，计算针对所述指令扭矩信号的当前扭矩上下限，所述当前扭矩上下限基于所述指令扭矩信号指示的扭矩，以及对应于该扭矩的预设的扭矩余量计算得到；安全控制单元，适于比较所述实际扭矩与所述当前扭矩上下限，以根据比较的结果进行对离合器的安全控制。

可选的，所述安全控制单元包括：判断子单元，适于判断所述实际扭矩是否在所述当前扭矩上下限的范围内；安全状态确认子单元，适于当所述实际扭矩在所述当前扭矩上下限的范围内时，则确认所述离合器系统为安全状态；措施采取子单元，适于当所述实际扭矩未在所述当前扭矩上下限的范围内时，采取预设的措施。

可选的，所述预设的措施包括以下至少一种：复位所述离合器控制器、报警、主动下电、控制整车进入保护状态。

可选的，所述接触点位置确定单元包括：转速控制子单元，适于控制电机转速为目标转速；状态转换子单元，适于控制所述离合器从分离状态转换至结合状态；接触点位置确定子单元，适于根据实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号中的至少一项确定所述接触点的位置。

可选的，所述实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号、所述离合器的位置传感器信号以及所述指令扭矩信号中的至少一项符合预设的安全标准。

可选的，所述预设的安全标准为混合动力汽车的功能安全标准。

可选的，所述离合器的位置传感器信号由专用于监控的传感器产生。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

在本发明实施例中，响应于指令扭矩信号，根据离合器位置传感器信号以及接触点位置，计算离合器实际扭矩，并计算当前扭矩上下限，比较实际扭矩与当前扭矩上下限，根据比较的结果进行对离合器的安全控制。由于接触点的位置是针对需进行控制的离合器确定的，根据位置传感器信号以及接触点位置计算得到的实际扭矩的准确性更高；由于当前扭矩上下限是针对指令扭矩信号指示的扭矩计算得到的，针对性更强；由此，通过比较实际扭矩和当前扭矩上下限，并根据比较结果完成的对离合器的安全控制，是更为精准的安全控制，故可以有效提升离合器的控制方法的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例中一种离合器系统安全控制方法的流程图；

图2是图1中步骤S11的一种具体实现的流程图；

图3是本发明实施例中一种确定接触点的位置过程中的信号示意图；

图4是本发明实施例中一种根据比较的结果进行对离合器的安全控制的流程图；

图5是本发明实施例中一种实际扭矩与当前扭矩上下限的关系示意图；

图6是本发明实施例中一种离合器系统安全控制装置的结构示意图；

图7是图6中安全控制单元64的一种具体实现的结构示意图；

图8是图6中接触点位置确定单元61的一种具体实现的结构示意图。

具体实施方式

如先前背景技术中所述，离合器的控制通常根据用户的指令完成，例如可以基于用户对离合器操作机构的操作完成离合器的控制，或者在更为智能的应用场景中，可以响应于用户对汽车智能控制系统的操作完成对离合器的控制。

故在现有技术中，离合器的控制几乎完全依靠用户的判断，离合器控制方法的安全性有待提升。

在本发明实施例中，响应于指令扭矩信号，根据离合器位置传感器信号以及接触点位置，计算离合器实际扭矩，并计算当前扭矩上下限，比较实际扭矩与当前扭矩上下限，根据比较的结果进行对离合器的安全控制。

由于接触点的位置是针对需进行控制的离合器确定的，根据位置传感器信号以及接触点位置计算得到的实际扭矩的准确性更高；由于当前扭矩上下限是基于指令扭矩信号指示的扭矩计算得到的，针对性更强；由此，通过比较实际扭矩和当前扭矩上下限，并根据比较结果完成的对离合器的安全控制，是更为精准的安全控制，故可以有效提升离合器的控制方法的安全性。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明实施例中一种离合器系统安全控制方法的流程图，具体可以包括步骤S11至步骤S14，以下详细对各个步骤进行描述。

在步骤S11中，确定离合器的行程中的接触点的位置，所述接触点为所述离合器的主动盘和从动盘分离与结合的临界点。

接触点的位置可以是在车辆的行驶过程中确定，或者也可以是在对车辆的标定过程中确定。由于在车辆的使用过程中，接触点的位置可能会发生变化，故可以以预设的周期对接触点的位置进行重新确定，以使得接触点的位置更加准确，进而提升离合器的控制方法的安全性。

接触点的位置可以是以自学习的方式进行确定，例如，结合图2，可以通过以下步骤确定：

步骤S21，控制电机转速为目标转速；

步骤S22，控制所述离合器从分离状态转换至结合状态；

步骤S23，根据实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号中的至少一项确定所述接触点的位置。

其中，步骤S21中的目标转速可以是经验值，步骤S22中的状态转换可以是较为平缓的过程，可以由离合器控制器(ACU)控制离合器从分离状态缓慢结合。

在步骤S23的具体实施中，可以根据电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号中的一项或多项确定接触点的位置，为更为准确的确定接触点的位置，可以结合电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号进行确定。

在确定离合器的行程中的接触点的位置时，还可以在步骤S21之前，得到车辆控制系统对接触点自学习的许可，以确定接触点的位置确定过程是安全的。

具体地，接触点自学习的过程可以由离合器控制器进行控制，由整车控制器许可离合器控制器进行接触点自学习的过程。

本发明实施例中的离合器系统安全控制方法可以应用于混合动力汽车，此时，整车控制器可以是混合动力控制器。

以下结合图3，对本发明实施例中的一种适于混合动力汽车的确定接触点位置的过程进行说明。

离合器控制器发起进行接触点位置自学习的请求，其信号示意如曲线L1，高电平为请求对应的电平；

混合动力控制器许可进行接触点位置自学习的请求，混合动力控制器信号示意如曲线L2所示，高电平对应于许可电平。

混合动力控制器控制电机转速为目标转速，其信号示意如曲线L3所示。

曲线L5为电机转速的，虚线L4标识目标转速，例如目标转速可以为400rpm。

曲线L6为离合器位置的信号，可以是离合器位置传感器信号。

曲线L7示出了离合器的输出扭矩信号。

在判断接触点位置时，可以结合电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号进行。如图3所示，在离合器接触点位置前后，电机转速的示意图，也即曲线L5有波动部分；离合器位置的信号，也即曲线L6，有明显的上升及平稳的变化部分；离合器的输出扭矩信号也即曲线L7有保持输出扭矩值持续大于预设值的部分，例如，持续大于3Nm的部分。

在本实施例中，可以以离合器的输出扭矩信号作为主要判断标准，例如可以判断离合器的输出扭矩在预设时间内首次均大于预设值的位置，将该时间位置对应的离合器行程位置作为所述接触点的位置。

基于离合器行程中的接触点位置，以及离合器的位置传感器信号，可以计算离合器的实际扭矩，并进行后续的判断。具体过程继续参见图1：

在步骤S12中，响应于指令扭矩信号，根据所述离合器的位置传感器信号以及所述接触点的位置，计算所述离合器的实际扭矩，所述位置传感器信号指示所述离合器的行程位置。

在步骤S13中，响应于所述指令扭矩信号，计算针对所述指令扭矩信号的当前扭矩上下限，所述当前扭矩上下限基于所述指令扭矩信号指示的扭矩，以及对应于该扭矩的预设的扭矩余量计算得到。

扭矩指令信号可以是对扭矩输出的控制信号，根据指令扭矩信号可以控制离合器的扭矩输出。扭矩指令信号可以是以预设的周期循环输出的，例如以500ms的时间间隔循环输出。扭矩指令信号可以是响应于用户的指令的信号。

对应于该扭矩的预设的扭矩余量可以是不同的，对应于车辆的当前状态，可以有不同的扭矩余量，车辆的当前状态越安全，扭矩余量值可以越大。例如，当前车辆车速较高时，扭矩余量的数值可以较小，当前车辆车速较低时，扭矩余量的数值可以较大。

由此，当前扭矩上下限是可以结合所述指令扭矩信号指示的扭矩以及车辆的当前状态确定的，可以充分考虑到车辆在行驶过程中的状态，是针对性更强、更为准确的扭矩的范围，可以进一步提升离合器系统安全控制方法的安全性。

在通过步骤S11至步骤S13确定离合器的实际扭矩和当前扭矩上下限后，可以在步骤S14中，比较所述实际扭矩与所述当前扭矩上下限，以根据比较的结果进行对离合器的安全控制。

具体地，参见图4，根据比较的结果进行对离合器的安全控制可以包括：

步骤S41，判断所述实际扭矩是否在所述当前扭矩上下限的范围内；

步骤S42，若所述实际扭矩在所述当前扭矩上下限的范围内，则确认所述离合器系统为安全状态；

步骤S43，若所述实际扭矩未在所述当前扭矩上下限的范围内，则采取预设的措施。

当实际扭矩未在所述当前扭矩上下限的范围内时，可以采取以下任意一种措施：复位所述离合器控制器、报警、主动下电、控制整车进入保护状态。

其中，整车进入保护状态可以是限制车辆时速，使得用户可以在限制的时速范围内，进行应急处置。

图5是本发明实施例中一种实际扭矩与当前扭矩上下限的位置关系示意图。横轴表示离合器位置，纵轴表示离合器的输出扭矩，曲线51为当前扭矩上下限中下限的示意，曲线53为上限的示意，曲线52为实际扭矩的示意。在图5所示的关系下，所述实际扭矩在所述当前扭矩上下限的范围内。

本发明实施例中的离合器的位置传感器可以是专用于本发明中离合器系统安全控制方法的传感器，而在离合器的控制过程中，采用其它的信号传感器进行反馈。换言之，本实施例中，位置传感器信号来源的位置信号传感器是专用的，与常规的用于离合器控制过程的位置传感器并非同一个。

并且本发明实施例中，利用专用的软件和/或硬件系统进行用于监控的信号的传递以及信号处理，例如前述的实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号、所述离合器的位置传感器信号以及所述指令扭矩信号等。

例如，可以利用离合器控制器中，独立于离合器控制层的功能安全层进行用于监控的信号信号处理。该专用的软件和/或硬件系统独立于实际控制离合器时采用的软件和/或硬件系统，但可以从实际控制离合器获取控制信号，例如指令扭矩信号。

由于本发明实施例中的位置传感器和相应的软件系统可以为专用的，故在进行系统设计时，可以更注重系统的安全性能指标，而无需考虑操控性能相关的其它指标。专用的软件系统的判断结果更加准确，根据该判断结果进行离合器的控制，安全性更高。

在本发明实施例中，所述实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号、所述离合器的位置传感器信号以及所述指令扭矩信号中的至少一项符合预设的安全标准。

为了更高的系统安全性，所述实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号、所述离合器的位置传感器信号以及所述指令扭矩信号可以均符合预设的安全标准。

预设的安全标准可以是由ISO标准组织制定的功能安全标准，例如可以是ISO标准组织制定的关于混合动力汽车的功能安全标准标准。

在本发明实施例中，响应于指令扭矩信号，根据离合器位置传感器信号以及接触点位置，计算离合器实际扭矩，并计算当前扭矩上下限，比较实际扭矩与当前扭矩上下限，根据比较的结果进行对离合器的安全控制。由于接触点的位置是针对需进行控制的离合器确定的，根据位置传感器信号以及接触点位置计算得到的实际扭矩的准确性更高；由于当前扭矩上下限是基于指令扭矩信号指示的扭矩计算得到的，针对性更强；由此，通过比较实际扭矩和当前扭矩上下限，并根据比较结果完成的对离合器的安全控制，是更为精准的安全控制，故可以有效提升离合器的控制方法的安全性。

本发明实施例还提供一种离合器系统安全控制装置，其结构示意图参见图6，包括：

接触点位置确定单元61，适于确定离合器的行程中的接触点的位置，所述接触点为所述离合器的主动盘和从动盘分离与结合的临界点；

实际扭矩计算单元62，适于响应于指令扭矩信号，根据所述离合器的位置传感器信号以及所述接触点的位置，计算所述离合器的实际扭矩，所述位置传感器信号指示所述离合器的行程位置；

当前扭矩上下限计算单元63，适于响应于所述指令扭矩信号，计算针对所述指令扭矩信号的当前扭矩上下限，所述当前扭矩上下限基于所述指令扭矩信号指示的扭矩，以及对应于该扭矩的预设的扭矩余量计算得到；

安全控制单元64，适于比较所述实际扭矩与所述当前扭矩上下限，以根据比较的结果进行对离合器的安全控制。

参见图7，图6中安全控制单元64可以包括：

判断子单元71，适于判断所述实际扭矩是否在所述当前扭矩上下限的范围内；

安全状态确认子单元72，适于当所述实际扭矩在所述当前扭矩上下限的范围内时，则确认所述离合器系统为安全状态；

措施采取子单元73，适于当所述实际扭矩未在所述当前扭矩上下限的范围内时，采取预设的措施。

在具体实施中，所述预设的措施包括以下至少一种：复位所述离合器控制器、报警、主动下电、控制整车进入保护状态。

参见图8，图6中接触点位置确定单元61可以包括：

转速控制子单元81，适于控制电机转速为目标转速；

状态转换子单元82，适于控制所述离合器从分离状态转换至结合状态；

接触点位置确定子单元83，适于根据实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号中的至少一项确定所述接触点的位置。

在具体实施中，所述实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号、所述离合器的位置传感器信号以及所述指令扭矩信号中的至少一项符合预设的安全标准。

所述预设的安全标准可以是混合动力汽车的功能安全标准。所述离合器的位置传感器信号可以由专用于监控的传感器产生。

本发明实施例中离合器系统安全控制装置的具体实现和有益效果可以参见本发明实施例中离合器系统安全控制方法，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种离合器系统安全控制方法，其特征在于，包括：

确定离合器的行程中的接触点的位置，所述接触点为所述离合器的主动盘和从动盘分离与结合的临界点；

响应于指令扭矩信号，根据所述离合器的位置传感器信号以及所述接触点的位置，计算所述离合器的实际扭矩，所述位置传感器信号指示所述离合器的行程位置；

响应于所述指令扭矩信号，计算针对所述指令扭矩信号的当前扭矩上下限，所述当前扭矩上下限基于所述指令扭矩信号指示的扭矩，以及对应于该扭矩的预设的扭矩余量计算得到；

比较所述实际扭矩与所述当前扭矩上下限，以根据比较的结果进行对离合器的安全控制。

2.根据权利要求1所述的离合器系统安全控制方法，其特征在于，根据比较的结果进行对离合器的安全控制包括：

判断所述实际扭矩是否在所述当前扭矩上下限的范围内；

若所述实际扭矩在所述当前扭矩上下限的范围内，则确认所述离合器系统为安全状态；

若所述实际扭矩未在所述当前扭矩上下限的范围内，则采取预设的措施。

3.根据权利要求2所述的离合器系统安全控制方法，其特征在于，所述预设的措施包括以下至少一种：复位所述离合器控制器、报警、主动下电、控制整车进入保护状态。

4.根据权利要求1所述的离合器系统安全控制方法，其特征在于，所述确定离合器的行程中的接触点的位置包括：

控制电机转速为目标转速；

控制所述离合器从分离状态转换至结合状态；

根据实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号中的至少一项确定所述接触点的位置。

5.根据权利要求4所述的离合器系统安全控制方法，其特征在于，所述实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号、所述离合器的位置传感器信号以及所述指令扭矩信号中的至少一项符合预设的安全标准。

6.根据权利要求5所述的离合器系统安全控制方法，其特征在于，所述预设的安全标准为混合动力汽车的功能安全标准。

7.根据权利要求1所述的离合器系统安全控制方法，其特征在于，所述离合器的位置传感器信号由专用于监控的传感器产生。

8.一种离合器系统安全控制装置，其特征在于，包括：

接触点位置确定单元，适于确定离合器的行程中的接触点的位置，所述接触点为所述离合器的主动盘和从动盘分离与结合的临界点；

实际扭矩计算单元，适于响应于指令扭矩信号，根据所述离合器的位置传感器信号以及所述接触点的位置，计算所述离合器的实际扭矩，所述位置传感器信号指示所述离合器的行程位置；

当前扭矩上下限计算单元，适于响应于所述指令扭矩信号，计算针对所述指令扭矩信号的当前扭矩上下限，所述当前扭矩上下限基于所述指令扭矩信号指示的扭矩，以及对应于该扭矩的预设的扭矩余量计算得到；

安全控制单元，适于比较所述实际扭矩与所述当前扭矩上下限，以根据比较的结果进行对离合器的安全控制。

9.根据权利要求8所述的离合器系统安全控制装置，其特征在于，所述安全控制单元包括：

判断子单元，适于判断所述实际扭矩是否在所述当前扭矩上下限的范围内；

安全状态确认子单元，适于当所述实际扭矩在所述当前扭矩上下限的范围内时，则确认所述离合器系统为安全状态；

措施采取子单元，适于当所述实际扭矩未在所述当前扭矩上下限的范围内时，采取预设的措施。

10.根据权利要求9所述的离合器系统安全控制装置，其特征在于，所述预设的措施包括以下至少一种：复位所述离合器控制器、报警、主动下电、控制整车进入保护状态。

11.根据权利要求8所述的离合器系统安全控制装置，其特征在于，所述接触点位置确定单元包括：

转速控制子单元，适于控制电机转速为目标转速；

状态转换子单元，适于控制所述离合器从分离状态转换至结合状态；

接触点位置确定子单元，适于根据实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号，以及所述离合器的位置传感器信号中的至少一项确定所述接触点的位置。

12.根据权利要求11所述的离合器系统安全控制装置，其特征在于，所述实时的电机转速信号、所述离合器的输出扭矩信号、所述离合器的位置传感器信号以及所述指令扭矩信号中的至少一项符合预设的安全标准。

13.根据权利要求12所述的离合器系统安全控制装置，其特征在于，所述预设的安全标准为混合动力汽车的功能安全标准。

14.根据权利要求8所述的离合器系统安全控制装置，其特征在于，所述离合器的位置传感器信号由专用于监控的传感器产生。