專利名稱：一種控制機動車輛傳動裝置中的摩擦離合器的方法
一種控制機動車輛傳動裝置中的摩擦離合器的方法
技術領域：
本發明涉及一種控制機動車輛傳動裝置中的摩擦離合器的方法，所述機動車輛配
置有內燃機。
更具體地說，本發明的主題是一種控制方法，其包括步驟 ——儲存作為所述離合器的位置的函數的、由摩擦離合器傳輸的扭矩的曲線或特 征， ——通過離合器計算將要傳輸的扭矩的期望值， ——修改離合器的位置，以便將其引至根據所儲存的曲線或特征所期望的傳輸扭 矩值對應的位置。
背景技術：
所控制的摩擦離合器被越來越多用在機動車輛傳動裝置中，例如，用在所謂的"雙 離合器"傳動裝置中。使用中，通過適合的常規致動器將這類離合器的活動部引向操作位 (相對于靜止部而言)，離合器在該操作位傳輸期望的額定扭矩。 由于降損和老化現象并且因為摩擦襯片的磨損，這類離合器的已傳輸扭矩/位置 的曲線或特征不可避免地隨時間而改變。 因此，對應這類離合器的(活動部的)預定位置扭矩傳輸隨著時間流逝逐漸下降。
發明內容
本發明的一個目的是提出一種控制方法，其克服了這種缺點。 根據本發明，這個及其它目的通過上述類型方法得以實現，該方法特征在于，當預 定的運轉條件出現時，通過作為已輸送扭矩的所檢測瞬時值的函數以及發動機軸的角速度 的函數的算法，估計由離合器傳輸的扭矩的值，并檢測離合器相應瞬時位置或估計位置，隨 后，根據已傳輸扭矩的估計值和已傳輸扭矩的值之間的差值，先前已儲存的曲線或特征按 照預定的步驟進行修改，根據先前已儲存的曲線或特征，所述已傳輸扭矩的值對應估計位置。
典型地，在聯合致動器的正常操作循環期間，尤其是在提速(pick-up)和變速階 段，估計摩擦離合器傳輸的扭矩。 在一個實施例中，儲存的傳輸率曲線或特征包括多個鄰接(contiguous)的線性 部分，其對應離合器的位置值的各自鄰近的范圍或帶。 在實施該方法期間，按照預定的步驟修改與其中包括有估計位置的范圍或帶的端 點相關的已傳輸的扭矩值。 特別而言，根據在已傳輸扭矩的估計值和根據先前已儲存的特征或曲線與離合器 的相同位置相關的值之間的差值，修改與端點相關的扭矩值。
本發明的其它特征和優點將從下面的詳細描述變得清楚，參照附圖，下面的詳細描述僅僅通過非限制性的示例給出，其中 圖1是機動車輛傳動裝置的框圖，所述機動車輛傳動裝置包括由根據本發明的方 法控制的摩擦離合器， 圖2是示出摩擦離合器的傳輸率曲線或特征的線性化軌跡的圖表，以及
圖3和圖4是闡釋用于更新儲存傳輸率曲線或特征的步驟的兩圖表。
具體實施方式
圖1中，標明為E的機動車輛內燃機具有軸S，所述軸S可通過控制的摩擦離合器 FC連接到傳動裝置TR的初動軸PS。離合器FC是已經種類的，它的活動部的位置x通過聯 合致動器EA進行控制，所述聯合致動器可以是，舉例來說，電磁操作致動器。
致動器EA由通常稱為ECS的電子控制系統驅動。這種系統包括電子處理控制單元 ECU，其從多個傳感器和檢測器接收信號或數據。特別而言，下列連接至所述電子單元ECU :
檢測器D1，用于提供指示在發動機E的軸S中產生的扭矩^的值的信號或數據，
檢測器D2，例如，音輪類(phonic wheel type)的檢測器，用于提供指示發動機E 的軸S的角速度"E， 檢測器D3，用于提供指示離合器FC的活動部相對于關靜止部的位置x的信號或數 據，以及 檢測器D4，用于提供指示摩擦離合器FC的溫度TFC的信號或數據。 未在圖1中示出的其它傳感器或檢測器也連接至所述單元ECU，用于向其提供信
號或數據，所述單元ECU可以在此基礎上檢測預定的運轉條件的出現，例如，將在下面進一
步描述的狀態。 運行中，根據離合器FC的閉合程度，離合器將由發動機E產生的扭矩TE的可變部 分傳遞到傳動裝置TR的軸PS。通過離合器FC傳輸到傳動裝置TR的軸PS的扭矩在圖1以 及下圖中標明為T。 因此，已傳輸的扭矩T是離合器FC的(活動部的)位置x的函數。 儲存器M(圖1)與電子單元ECU關聯；作為位置x的函數的代表為由離合器FC傳
輸的扭矩T的曲線或特征被儲存在儲存器M中。 —般來說，對用于汽車使用的典型摩擦離合器而言，傳輸率的曲線或特征(作為 位置的函數傳輸的扭矩)具有非線性形狀。 在根據本發明的方法中，這類離合器的傳輸率曲線或特征通過多個鄰接線性部分 取近似，所述鄰接線性部分對應離合器位置值的各自鄰近的范圍或帶，如圖2所示。
在該圖中，離合器位置X設在橫坐標上，而由離合器傳輸的扭矩T設在縱坐標上。
位置X可準確對應離合器的活動部的實際位置x或可為獲得的"標準化"的位置， 例如，通過用值XM(位置x的最大值)除位置x的值獲得，并可能乘以比例系數，例如，lOOO。
參照圖2，對一個"新的"離合器(從未使用)而言，傳輸率曲線或特征是，例如，A 所標示的。 在最大磨損的情況下，相同離合器的傳輸率曲線或特征具有如圖2的曲線B所示 的線性化軌跡的類型。 在介于最小(零)磨損和最大磨損之間的一般中間狀態下，離合器的傳輸率曲線或特征具有曲線A和曲線B之間的中間軌跡，例如，圖2所示的線性化曲線的軌跡。 圖2所示的傳輸率特征的線性化讓各曲線或特征包括在離合器位置X的值的各鄰
近范圍或帶Z1-Z3中的三個鄰接線性部分A1-A3，B1-B3，C1-C3。 圖2中，帶Zl在值0 (原點)和位置X的值XI間延伸，帶Z2在值XI和位置X的 值X2間延伸，以及帶Z3在值X2和位置X的值X3間延伸。 值0， XI， X2及X3在下面還將被稱為上述離合器位置值的帶或范圍的"端點"。
最初，在那些對應"新的"離合器狀態和"最大磨損"狀態之間的中間傳輸率曲線 或特征，例如，圖2中C所示類型的傳輸率曲線，被儲存在電子單元ECU的儲存器M中。
隨后，當機動車輛使用中時，單元ECU不時地讓傳輸率曲線或特征進行檢查并可 能按下面將述的方式進行更新。 不時地，單元ECU在預定的運轉條件下設置為估計由離合器瞬時傳輸的扭矩T的 值TC，該值TC是由發動機E輸送的扭矩TE的檢測瞬時值的函數以及發動機軸S的角速 度"E的函數，同時檢測離合器的對應瞬時位置的對應值XC，其在下文中被定義為"估計位 置"。 由離合器傳輸的扭矩T的值TC例如在以下等式的基礎上進行估計
7C = 7WE— (l) 其中JE是發動機E的軸S的轉動慣量(the moment of inertia) ， t是時間。
可選地，用更"精煉"的方法，由離合器FC傳輸的扭矩T的值TC可在以下等式的 基礎上進行估計7U = /(7FC) 其中f (TFC)是摩擦離合器FC的溫度TFC的預定函數。 摩擦離合器位置的估計值TC以及相關值XC確定在圖3的平面T， X中標明為PC 的點。 在對應摩擦離合器的位置XC的值TC被估計時的時刻儲存在電子單元ECU的儲存 器M中的傳輸率曲線或特征在圖3中用C。表示。 若由數值對TC， XC確定的點PC處于曲線或特征C。上或預定寬度的鄰近區域內，
電子單元ECU不會進行儲存在儲存器M中的傳輸率曲線或特征的任何更新。 另一方面，如圖3的示例，若點PC處于曲線C。相當遠的外面，單元ECU設置為以
下面將述的方式修改儲存在儲存器M中的傳輸率曲線或特征。 圖3的圖表涉及一種情形，其中由離合器傳輸的扭矩T的估計值TC以及相關離合 器位置值XC確定了處于范圍或帶Zl內的點PC ;換句話說，估計位置XC落入從0延伸至XI 的位置范圍內，該范圍的寬度在圖3中用B表示。 在這類情形下，電子單元ECU被設置為通過修改對應帶Z1的曲線的所有部分的第 一部分，然后修改落入帶Z2和Z3的曲線或特征的部分來修改儲存在儲存器M中傳輸率曲 線或特征。 在圖3涉及到的例子中，其中估計點PC落入帶Z1內，所修改的傳輸率或特征然而 必須穿過原點參照點T， X，以便單元ECU大致設置修改傳輸率曲線或特征的第一線性部分 的傾角或斜率。實際上，這就傳變成與第一范圍或帶Zl的上端點XI相關的扭矩值的修改；
6此扭矩值按對應(估計值TC和根據先前儲存的曲線或特征C。對應估計位置XC的已傳輸 的扭矩T之間的)扭矩差值AT的量進行修改，其乘以是估計位置XC的函數的系數。
以下的等式可通過簡單的幾何考慮從圖3容易地獲知<formula>formula see original document page 7</formula> 其中 T1N是與位置XI相關的新扭矩傳輸值， Tl。是與根據先前儲存的傳輸率特征的位置XI相關的舊扭矩傳輸值，A是范圍 XC-0的寬度，以及 B = Xl-0是第一范圍或帶Zl的寬度。 因此，先前儲存的傳輸率曲線或特征C。的第一線性部分被連接原點0和點T1N，X1 的線段代替。 如圖3所示，第一部分之后的傳輸率曲線或特征的線性部分同樣通過由相同的量 ATl轉化(translation)也被修改。 然后，圖3的曲線或特征C,被儲存在儲存器M中，以替代先前儲存的曲線或特征 C0。 另一方面，圖4的圖表示出，當由已傳輸扭矩的估計值TC以及相關位置(估計位 置)XC確定的估計的點PC處于第一范圍或帶Zl之后范圍或帶內，尤其是在范圍或帶Z2中 時，用于修改儲存的傳輸率曲線或特征的步驟。 在這種情況下，儲存的傳輸率曲線或特征的對應線性部分進行修改，以便與該范 圍或帶內的端點X1和X2相關的所傳輸的扭矩值按各自的量AT1， AT2進行修改，所述各 自的量A Tl， A T2根據估計值TC和扭矩值T之間的扭矩差值A T進行確定，根據先前儲存 的傳輸率曲線，所述扭矩值T對應估計位置XC。 根據圖3中使用的符號類推，圖4中，估計位置XC和位置XC處于其中的帶Z2的 下端點XI之間的距離，以及帶Z2的寬度X2-X1分別用A和B表示。 在以下根據簡單的幾何考慮從圖4容易獲知的等式的基礎上，電子單元ECU被設 置為計算與位置XI和X2相關的新扭矩傳輸值T1N和T2N，其作為與根據先前儲存的傳輸率 曲線或特征的那些位置相關的值Tl。和T2。的函數
<formula>formula see original document page 7</formula> 簡言之，與估計位置XC處于其中的范圍的端點相關的傳輸扭矩值按各自的量進 行修改，所述各自的量取決于扭矩差值A T以及這些端點離估計位置XC的各自距離A，B-A。
仍然參照圖4的例子，在估計位置(XC)處于其中的范圍Z2之后的傳輸率或特征 的(多個)線性部分按與對應范圍Z2的上端點X2的傳輸扭矩值的修改值AT2相等的量 進行轉化。 再次參照圖4，在估計位置XC處于其中的范圍Z2之前的傳輸率曲線的線性部分進 行修改，以便與前面范圍或帶Zl的上端點XI相關的扭矩值按對應于估計位置處于其中的范圍Z 2的下端點(XI)的扭矩修改值AT1進行修改。換句話說，新傳輸率曲線C,的起始 線性部分通過將原點參照點T， X連接至新傳輸率曲線的第二線性部分的起始點而獲得。
若估計位置XC處于上范圍或帶Z3中，由離合器FC傳輸的扭矩的值TC在該位置 XC進行估計，如果需要，參照估計點PC處于第二范圍或帶Z2的例子，單元ECU設置為修改 通過上述相同的方法操作儲存的傳輸率曲線。 如上已述，在任何情況下，只有當預定的運轉條件出現時，例如，當下面的條件同 時出現時，單元ECU才能夠更新儲存在儲存器M中的傳輸率曲線或特征
——提速(pick-up)階段正在進行；—由發動機E產生的扭矩K在預定范圍內(例如，20牛頓米至450牛頓米之 間)；—發動機E已達到預定最小溫度(例如，大于75°C ); ——離合器FC的溫度TFC在預定范圍內(例如，70至20(TC之間)； ——發動機E的軸S的角加速度小于預定值(例如，50rad/s2); ——離合器FC的滑移速度(sli卯ing velocity)大于閾值(例如，150轉每分)；—由離合器FC傳輸的扭矩T的時間導數的絕對值小于或等于預定閾值；—離合器FC的相對位置的改變保持在閾值之上一段預定時間段(例如，10毫秒)。 上述控制方法補償了使用的摩擦離合器FC的降損和老化并能在組件的整個可用 壽命周期中基本保證控制系統的性能。 當然，在本發明的原理保持一致的情況下，相對于僅僅通過非限制性的示例所描 述和闡釋的，實施例的形式和結構的細節可廣泛變化，因此不會背離如附加的權利要求中
所限定的發明的范圍。
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權利要求
一種控制配置有內燃機(E)的機動車輛的傳動裝置(TR)中的摩擦離合器(FC)的方法，該方法包括步驟——儲存作為離合器的位置(X)的函數、由摩擦離合器(FC)傳輸的扭矩(T)的曲線或特征(C0)，——計算通過離合器(FC)將要傳輸的扭矩的期望值，以及——修改離合器(FC)的位置(X)，以便將其引至位置(X)，根據儲存的曲線或特征(C0)，期望的傳輸扭矩值(T)對應該位置(X)，所述方法特征在于——當預定的運轉條件出現時，通過作為輸送扭矩(TE)的檢測瞬時值的函數以及發動機(E)的軸(S)的角速度(ωE)的函數的算法，估計由離合器(FC)傳輸的扭矩(T)的值(TC)，并檢測離合器(FC)的對應的瞬時位置或估計位置(XC)，以及——根據傳輸扭矩(T)的估計值(TC)和傳輸扭矩(T)的值之間的差值(ΔT)，按照預定的步驟然后修改先前儲存的曲線或特征(C0)，根據先前儲存的曲線或特征(C0)，所述傳輸扭矩(T)的值對應所述估計位置(XC)。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述儲存曲線或特征包括多個鄰接的線性部分 (C1，C2，C3)，其對應所述離合器(FC)的位置(X)值的各自鄰近的范圍或帶(Z1，Z2，Z3)。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，按照所述預定的步驟修改與其中包括有所述估 計位置(XC)的范圍或帶(Zl ;Z2 ;Z3)的端點(0， XI ;X1， X2 ;X2， X3)相關的扭矩值。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中，根據在所述傳輸扭矩(T)的估計值(TC)和根據 所述先前已儲存的特征或曲線(C。)與離合器(FC)的相同位置(XC)相關的值之間的差值 (AT)，修改與所述端點(O，Xl ;X1，X2 ;X2，X3)相關的扭矩值。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中，對從原點(0)開始的第一范圍或帶(Zl)而言，傳 輸扭矩的所述曲線或特征(C。)的修改是這樣修改的曲線或特征(CN)也源自原點(0)。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中，當所述估計位置(XC)處于所述第一范圍或帶 (Zl)內時，將所述儲存曲線或特征(C。)的對應的第一線性部分進行修改，以便與所述第一 范圍或帶(Zl)的上端點(XI)相關的扭矩值(Tl)按對應于乘以系數(B/A)的傳輸扭矩的 差值(AT)的量進行修改，所述系數(B/A)是所述估計位置(XC)的函數。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中，所述系數(B/A)是所述估計位置(XC)和所述第 一范圍或帶(Zl)的端點(O，Xl)之間的距離的函數。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述系數(B/A)等于所述第一范圍或帶(Zl)的 寬度(B)與所述估計位置(XC)和所述原點(0)間的距離(A)之比。
9. 根據權利要求6所述的方法，其中，所述第一部分之后的曲線或特征的線性部分由 上述相同的量(AT)進行轉化(translated)。
10. 根據權利要求4所述的方法，其中，當所述估計位置(XC)處于所述第一范圍(Zl) 之后的范圍內時，將所述儲存曲線或特征的對應線性部分進行修改，以便與范圍(Z2)的端 點(X1，X2)相關的傳輸扭矩值(T1，T2)按照按各自的量(ATI ; AT2)進行修改，所述各自 的量(ATI ;AT2)根據扭矩差值(AT)和從所述估計位置(XC)的各距離(A ;B_A)預先確 定。
11. 根據權利要求IO所述的方法，其中，所述估計位置(XC)處于其中的所述范圍(Z2)之后的儲存曲線或特征的線性部分由等于所述傳輸扭矩(T2)的值在所述范圍(Z 2)的上端點(X2)處修改的量(AT2)進行轉化。
12. 根據權利要求10所述的方法，其中，將所述估計位置(XC)處于其中的所述范圍(Z2)之前的儲存曲線或特征的線性部分進行修改，以便與前面范圍(Zl)的上端點(XI)相關的扭矩值按對應所述估計位置(XC)處于其中的所述范圍(Z2)的下端點(XI)的扭矩值的修改的量(ATI)進行修改。
13. 根據權利要求l所述的方法，其中，通過尋找檢測的發動機扭矩(TE)和發動機(E)的軸(S)的轉動慣量(JE)與軸(S)的角加速度(d"E/dt)間的乘積之間的差值來估計由離合器(FC)傳輸的扭矩。
14. 根據權利要求13所述的方法，其中，所述差值乘以系數(f(TFC))，所述系數(f(TFC))為離合器(FC)的檢測溫度(TFC)的預定函數。
全文摘要
一種控制機動車輛傳動裝置中的摩擦離合器的方法包括步驟儲存作為所述離合器的位置(X)的函數的、由摩擦離合器(FC)傳輸的扭矩(T)的曲線或特征(C0)；通過離合器(FC)計算將要傳輸的扭矩的期望值；以及修改離合器(FC)的位置(X)，以便將其引至位置(X)，根據所儲存的曲線或特征(C0)，期望的傳輸扭矩值(T)對應所述位置(X)；當預定的運轉條件出現時，通過作為已輸送扭矩(TE)的所檢測瞬時值的函數以及發動機(E)軸(S)的角速度(ωE)的函數的算法，估計由離合器(FC)傳輸的扭矩(T)的值(TC)，并檢測離合器(FC)相應瞬時位置或估計位置(XC)；以及隨后，根據已傳輸扭矩(T)的估計值(TC)和已傳輸扭矩(T)的值之間的差值(ΔT)，按照預定的步驟修改先前已儲存的曲線或特征(C0)，根據先前已儲存的曲線或特征(C0)，所述已傳輸扭矩(T)的值對應估計位置(XC)。
文檔編號F16H61/21GK101749414SQ200910253679
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月2日 優先權日2008年12月3日
發明者A·波塔, D·德爾平, E·科里格利阿諾, G·奧塞拉, M·盧波, M·蒙圖 申請人:C.R.F.阿西安尼顧問公司