[发明专利]用于估计离合器摩擦的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于估计车辆动力传动系中的离合器的摩擦系数的方法，以及涉及一种使用该方法的车辆动力传动系。

背景技术

精确认知匹配离合器表面的摩擦系数对于动力传动系中离合器的自动控制是重要的，以便于例如控制施加到离合器的第一和第二侧的压力从而预定的期望扭矩可以被传递，预测在预定压力下同步离合器的第一和第二侧所需的时间，以及由此控制换挡过程。车辆动力系中离合器的扭矩传输能力取决于各种量，其可以在不同动力传动系之间由于离合器和它们的周边部件(例如用于驱动打开和关闭离合器的促动器)的制造公差，离合器摩擦表面的温度和磨损等而彼此不同。特别地，温度可以对离合器匹配表面之间的摩擦产生重要影响，且可在短时间内由于这些表面处产生的焦耳热而显著变化。而且，用于操作离合器的机械特性和其固有控制参数可以对扭矩传递性能产生影响。例如，如果控制参数是促动器的位置，连接促动器到离合器的部件的刚性可以影响对应于给定离合器位置的离合器压力。

很多传统的离合器控制器使用基于软件的发动机模型，其允许基于诸如发动机速度、燃料喷射量等来计算发动机输出扭矩。原则上，基于计算的发动机输出扭矩，离合器的传输能力可以被估计：如果离合器处于打滑状态，在该状态下未通过离合器传递的扭矩(即扭矩超过离合器的传输能力)将导致发动机速度增加。基于已知的发动机的转动惯量以及检测到的发动机旋转加速度，未被传递的发动机扭矩可以被计算。由于总扭矩通过发动机模型给出，传递的扭矩于是可以被容易地计算。然而，该方法具有显著的缺点：发动机的任意误差和不精确将影响传输能力估计。由于传输扭矩是在从发动机模型获得的总扭矩和与发动机的旋转加速度相关的扭矩之间的差，传输能力估计的误差可以是很可观的，且不能直接地确定该误差的上限。

发明内容

本发明的目的由此是提供一种用于估计车辆动力传动系中离合器传输能力的方法，该方法是简单和可靠的。

该目的通过一种方法实现，该方法包括下列步骤：

a)关闭驱动离合器第一侧的发动机的燃料供应；

b)设定在离合器第一侧和第二侧之间的离合器压力到一正值，在该值处在离合器第一和第二侧处的角加速度之间存在非零差异；以及

c)从所述角加速度差异和由发动机的阻力矩导致的角加速度之间的偏差获得所述离合器的估计传输能力。通过切断发动机的燃料供应，几乎所有的关于一般发动机模型的使用的不精确性都被消除。阻力矩，即用于保持发动机旋转所必须施加到发动机的输出轴的扭矩，但显然不依赖于燃料供应特性，而仅仅依赖于发动机内部摩擦系数，其又在实践中排他地依赖于发动机温度。然而，发动机温度是容易获取的，因为实践中任何机动车的发动机都配备有冷却水温度传感器。

发动机燃料供应应该被切断的需求并不对本发明的实用性产生限制，因为本方法的应用可以容易地限制到发动机的燃料供应基于其他原因被切断的时间。例如，该方法可以在车辆滑行时被执行。

当滑行时，离合器通常被闭合，从而发动机通过移动车辆的惯性能保持运行。只要离合器被闭合，在离合器的第一和第二侧之间的角加速度的差异为零。根据本发明的方法的第一优选实施例，滑行车辆的离合器压力被降低到一值，在该值处所述角加速度差异刚开始不同于零，即它可以被认为小到可以忽略，但是非零，对应于离合器的两侧刚开始打滑的状态。估计的传输能力于是可以在步骤c)中假设角加速度差异为零的情况下获得。

根据上述第一实施例，在离合器压力和扭矩传输能力之间的关系仅在单个特定压力值下，即在打滑极限的情况下测得。由于其它压力值在实际中也是相关的，比较实用的是感测不同压力下的特性。这可以通过在步骤b)中逐渐增加离合器压力来实现。优选地，该增加为从零到一压力，在该压力处在离合器的第一和第二侧处的角加速度之间的差异变为零。

逐渐增加可以被执行而不会影响车辆的操作的适当场合是变速器的升档过程。不管变化的离合器压力，通过基于较早的传输能力和发动机阻力矩估计值计算第一离合器侧的预测旋转速度，和作为第一离合器侧的所述预测旋转速度和实际旋转速度的函数来获得传输能力升级值，偏差可以在步骤c)中被直接处理。