CN112145670B - 用于车辆的离合器控制装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的离合器控制装置和方法。离合器控制装置包括：抖动提取器，用于基于变速器输入轴的速度提取抖动分量；抗抖动信号发生器，用于基于由抖动提取器提取的抖动分量来生成基本控制信号，该基本控制信号是抖动分量的反相信号；信号分离器，用于分离从抗抖动信号发生器接收的基本控制信号的幅度和相位；以及信号后处理设备，用于分别调整从信号分离器输出的幅度和相位，并然后将它们组合在一起来输出抗抖动扭矩。

Description

用于车辆的离合器控制装置和方法
技术领域
本公开总体上涉及一种用于车辆的离合器控制装置。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
双离合器变速器(DCT)或自动手动变速器(AMT)通过操作设置在变速器和发动机之间的离合器来控制输入到变速器的动力，并且因此，离合器控制性能严重影响车辆的加速和变速性能。DCT或AMT中使用的离合器分为液压控制的湿式离合器和机械操作简单的干式离合器。在正常驾驶情况下，已知干式离合器比湿式离合器具有更高的动力传递效率，并且因此作为改善燃料经济性的技术引起了人们的关注。
然而，我们已经发现，干式离合器由于摩擦而具有较大的温度变化。由于这种温度变化和硬件特性随时间的变化，传递扭矩的特性根据致动器的控制量而显著变化，这使得控制变得困难。
特别地，在配备有干式离合器(以下简称为“离合器”)的车辆中，在车辆加速期间，频繁发生由离合器引起的抖动现象。当发生抖动现象时，驾驶员会感觉到车辆的振动，从而降低了驾驶性能。
上述抖动现象是由离合器中产生的传递扭矩的变化引起的。我们已经发现，离合器传递扭矩的这种变化是由离合器的制造偏差、离合器摩擦材料的摩擦性能不稳定等引起的，使得难以从根本上减少抖动现象，甚至在对于同一车辆，抖动的状态随车辆的每次加速度而有所不同，因此很难预先控制。
前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而并非旨在表示本公开落入本领域技术人员已知的相关技术的范围之内。
发明内容
本公开提出一种用于车辆的离合器控制装置，其中，当在将发动机和变速器连接在一起的离合器中产生抖动时，主动控制离合器以减少抖动来防止或减少车辆的振动，从而提高车辆的乘坐舒适性。
在本公开的一个方面，用于车辆的离合器控制装置可以包括：抖动提取器，用于基于变速器输入轴的速度从中提取抖动分量；抗抖动信号发生器，用于基于由抖动提取器提取的抖动分量来生成基本控制信号，该基本控制信号是抖动的反相信号；信号分离器，用于分离基本控制信号的幅度和相位；信号后处理设备，用于分别调整从信号分离器输出的幅度和相位，并然后通过将调整后的幅度和相位组合在一起来输出抗抖动扭矩。
抖动提取器可以包括陷波滤波器。
抗抖动信号发生器可以包括：参考信号发生器，用于生成参考信号；以及自适应最小均方滤波器，用于基于从参考信号发生器提供的参考信号和从抖动提取器提供的抖动分量来生成基本控制信号。
信号后处理设备可以包括：幅度调节器，用于通过将基本控制信号的幅度乘以幅度增益来改变幅度；相位调节器，用于调节基本控制信号的相位；以及组合器，用于将幅度调节器的输出信号和相位调节器的输出信号组合在一起以生成抗抖动扭矩。
为了实现上述目的，根据本公开的另一方面，车辆的离合器控制方法可以包括：由抖动提取器基于变速器输入轴的速度提取抖动分量；由抗抖动信号发生器通过对抖动分量进行自适应最小均方滤波，来生成基本控制信号，该基本控制信号是抖动分量的反相信号；由信号分离器分离基本控制信号的幅度和相位；以及由信号后处理设备在调整分离的幅度和相位之后并然后将调整后的幅度和相位组合在一起，来生成抗抖动扭矩。
该方法可以进一步包括：由控制器通过将抗抖动扭矩加到从控制器输出的目标控制扭矩来控制驱动离合器的离合器致动器。
在生成基本控制信号时，可以通过使用抖动分量和重复生成的参考信号来执行自适应最小均方滤波，以生成基本控制信号。
生成抗抖动扭矩包括：通过将基本控制信号的幅度乘以幅度增益来调整基本控制信号的幅度，并且调整基本控制信号的相位。
根据本公开，当在将发动机和变速器连接在一起的离合器中产生抖动时，主动控制离合器以减少抖动来防止或减少车辆的振动，从而提高车辆的乘坐舒适性。
根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应当理解，描述和特定示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为了使本公开易于理解，现在将通过示例的方式描述本公开的各种形式，并参考附图，其中：
图1是配备有适用于本公开的双离合器变速器(DCT)的车辆的框图；
图2是根据本公开的一种形式的用于车辆的离合器控制装置的框图；
图3是根据本公开的另一种形式的车辆的离合器控制方法的流程图；
图4A是未施加抗抖动扭矩时的曲线图；以及
图4B是当施加抗抖动扭矩时的曲线图。
本文描述的附图仅出于说明目的，并且无意以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
图1是配备有适用于本发明的双离合器变速器(DCT)的车辆的框图，其中，发动机E的动力通过DCT的两个离合器CL供给至两个输入轴IN，并且从DCT传递的动力通过输出轴OUT输出到驱动轮W。
两个离合器CL由各自的离合器致动器CA驱动，齿轮致动器GA通过选择和换档动作来改变变速档，从而进行换档，离合器致动器CA和齿轮致动器GA由控制器CLR控制，并且控制器CLR可以接收驾驶员的加速踏板操作的程度等，其中在图1中，控制器CLR通过加速器位置传感器(APS)信号接收驾驶员的加速踏板操作的程度。
当然，发动机可以被配置为由诸如发动机控制单元(ECU)的单独控制器控制，并且控制DCT的控制器CLR可以由变速器控制单元(TCU)等组成，并且ECU和TCU可以被配置为经由控制器局域网(CAN)相互发送所需的信息。
参照图2，根据本公开的一种形式的用于车辆的离合器控制装置包括：抖动提取器1，用于从变速器输入轴速度提取抖动分量；抗抖动信号发生器3，用于通过接收由抖动提取器1提取的抖动分量来生成基本控制信号，该基本控制信号是抖动的反相信号；信号分离器5，用于分离从抗抖动信号发生器3输出的基本控制信号的幅度和相位；以及信号后处理设备7，用于分别调整从信号分离器5输出的幅度和相位，并将其组合在一起以输出抗抖动扭矩。
换句话说，本公开的离合器控制装置被配置成使得离合器的抖动从连接至离合器的输入轴的速度所引起的振动中提取；通过使用提取的抖动分量，生成与抖动信号反相的基本控制信号；并且调整基本控制信号的幅度和相位以生成抗抖动扭矩。
当然，抗抖动扭矩被添加到默认情况下从控制器CLR输出以控制离合器的目标控制扭矩，以形成最终控制扭矩以供应到离合器致动器，由此抵消离合器的抖动并减小离合器的抖动。
抖动提取器1可以通过从测量输入轴的速度的速度传感器接收输入轴速度，来通过滤波来提取抖动分量。
特别地，抖动提取器可以包括陷波滤波器，其中，通过从输入轴的速度中减去通过陷波滤波器的输入轴速度，可以提取几乎没有时间延迟的抖动。
抗抖动信号发生器3包括用于生成参考信号的参考信号发生器9，并且包括自适应最小均方滤波器，该自适应最小均方滤波器通过使用从参考信号发生器9提供的参考信号和从抖动提取器1提供的抖动分量来生成基本控制信号。
由参考信号发生器9生成的参考信号可以形成为随时间重复的脉冲形状，例如正弦波，并且参考信号发生器9可以被配置为以与由抖动提取器1提取的抖动分量的频率形成预定关系(例如，预定倍数)的频率来生成参考信号。
自适应最小均方滤波器接收参考信号和抖动分量以生成基本控制信号，该基本控制信号是抖动的反相信号，可以通过自适应最小均方滤波来实现，这是传统上已知的方法。
在信号分离器5中，从抗抖动信号发生器3输出的基本控制信号被分离成其幅度和相位，并且该幅度和相位被传送到信号后处理设备7。
信号后处理设备7可以包括：幅度调节器11，用于通过将基本控制信号的幅度乘以幅度增益K来改变幅度；相位调节器13，用于调节基本控制信号的相位Ψ；以及组合器15，用于将幅度调节器11的输出信号和相位调节器13的输出信号组合在一起以生成抗抖动扭矩。
可以通过根据抖动的最大或平均幅度选择适当的值来获得在幅度调节器11中使用的幅度增益K，并且相位调节器13能够考虑到抖动的相位和离合器致动器的控制延迟来改变基本控制信号的相位，以当抗抖动扭矩通过离合器致动器作用在离合器上时，可以有效地抵消抖动，。
如上所述，组合器15分别调节基本控制信号的幅度和相位，并然后将其组合以生成并输出抗抖动扭矩。
当然，如上所述生成的抗抖动扭矩被添加到目标控制扭矩，该目标控制扭矩默认从控制器被提供给离合器致动器，以形成最终控制扭矩以便与目标控制扭矩一起被传递到离合器致动器，以使抗抖动扭矩的分量抵消离合器的抖动。
这里，默认地从控制器CLR提供给离合器致动器CA的目标控制扭矩是指控制器输出来控制离合器致动器以便在不考虑离合器的抖动情况下执行车辆加速或换档的控制扭矩，这是传统的方式。
同时，本公开可以如下表示为车辆的离合器控制方法。如图3所示，该方法包括：提取步骤S10，从变速器输入轴速度提取抖动分量；基本控制信号生成步骤S20，通过接收抖动分量，通过自适应最小均方滤波来生成基本控制信号，该基本控制信号是抖动的反相信号；分离步骤S30，分离基本控制信号的幅度和相位；抗抖动扭矩生成步骤S40，分别调整分离后的幅度和相位，并然后将其组合在一起以生成抗抖动扭矩；以及控制步骤S50，将抗抖动扭矩加到从控制离合器的控制器输出的目标控制扭矩，从而控制驱动离合器的离合器致动器。
在基本控制信号生成步骤S20中，通过使用抖动分量和重复生成的参考信号来执行自适应最小均方滤波，以生成基本控制信号。
在抗抖动扭矩生成步骤S40中，在通过将基本控制信号的幅度乘以幅度增益来调节幅度以及分别调节基本控制信号的相位之后，通过组合幅度和相位生成抗抖动扭矩。
图4A和图4B是示出如上所述的本公开的效果的曲线图。图4A是未应用本公开的抗抖动扭矩的曲线图，并且由于变速器输入轴速度的变化而生成的抖动，在车辆的加速度中发生振动，因此由于乘坐者感受到振动而使乘坐舒适性下降。然而，如图4B所示，当应用根据本公开的抗抖动扭矩时，抗抖动扭矩的施加通过将变速器输入轴速度的变化和车辆的加速度振动减小约30％来改善车辆的乘坐舒适性。
作为参考，在施加抗抖动扭矩的图中，通过以5倍放大示出抗抖动扭矩，抗抖动扭矩更容易被识别。
尽管参考诸如特定结构元件的特定项，参考仅一些形式以及附图描述了本公开，但是本文公开的这种特定细节仅是代表性的，用于帮助更全面地理解本公开。然而，本公开不仅限于本文阐述的示例形式，并且本领域技术人员将理解，本公开可以以许多替代形式来体现。

Claims (5)

1.一种用于车辆的离合器控制装置，所述装置包括：
抖动提取器，被配置为基于变速器输入轴的速度提取抖动分量；
抗抖动信号发生器，被配置为基于由所述抖动提取器提取的所述抖动分量来生成基本控制信号，其中，所述基本控制信号是所述抖动分量的反相信号；
信号分离器，被配置为分离所述基本控制信号的幅度和相位；以及
信号后处理设备，被配置为分别调整从所述信号分离器输出的所述幅度和所述相位，并且被配置为通过将调整后的幅度和相位组合在一起来输出抗抖动扭矩，
其中，所述抗抖动信号发生器包括：
参考信号发生器，被配置为生成参考信号；以及
自适应最小均方滤波器，被配置为基于从所述参考信号发生器提供的所述参考信号和从所述抖动提取器提供的所述抖动分量来生成所述基本控制信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述抖动提取器包括陷波滤波器。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号后处理设备包括：
幅度调节器，被配置为将所述基本控制信号的所述幅度乘以幅度增益，以改变所述幅度；
相位调节器，被配置为调节所述基本控制信号的所述相位；以及
组合器，被配置为将所述幅度调节器的输出信号和所述相位调节器的输出信号组合在一起以生成所述抗抖动扭矩。
4.一种用于车辆的离合器控制方法，所述方法包括：
由抖动提取器基于变速器输入轴的速度提取抖动分量；
由抗抖动信号发生器通过对所述抖动分量进行自适应最小均方滤波来生成基本控制信号，所述基本控制信号是所述抖动分量的反相信号；
由信号分离器分离所述基本控制信号的幅度和相位；
由信号后处理设备在调整分离的幅度和相位之后、并然后将调整后的幅度和相位组合在一起，来生成抗抖动扭矩；
由控制器通过将所述抗抖动扭矩加到从所述控制器输出的目标控制扭矩来控制离合器致动器，所述离合器致动器被配置为驱动离合器，
其中，在生成所述基本控制信号时，通过使用所述抖动分量和重复生成的参考信号来执行所述自适应最小均方滤波，以生成所述基本控制信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，生成所述抗抖动扭矩包括：
通过将所述基本控制信号的所述幅度乘以幅度增益来调整所述基本控制信号的所述幅度；以及
调整所述基本控制信号的所述相位。
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