[发明专利]用于近似求出由车辆动力系统的离合器实际传递的扭矩的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1特征的用于近似求出由车辆动力系统的离合器实际传递的扭矩的方法。

背景技术

在并联式混合动力车辆中内燃机曲轴通常通过分离离合器与变速器输入轴连接，在变速器输入轴上设置电机。变速器输入轴因此可选择性地由内燃机或电机或同时由内燃机和电机驱动。变速器通常指自动变速器，其具有“集成的起动元件”、即设计用于起动过程的离合器。

所谓的“全混合动力车辆”也可在没有内燃机的情况下、即纯电动地行驶。在纯电动运行中，设置在内燃机曲轴和变速器输入轴之间的分离离合器断开并且内燃机停止运转。

为了过渡到由内燃机驱动的行驶运行或“混合运行”中——在混合运行中车辆不仅由内燃机而且由电机驱动，内燃机必须从纯电动行驶运行中起动。

在许多目前已知的混合动力设计方案中，为此设置一个单独的起动系统。内燃机在此不由配置给动力系统的电机起动，而是由一个单独的“起动器”起动。在曲轴转速与混合动力驱动装置的电机转速同步之后，分离离合器闭合并且内燃机可提供用于驱动车辆的扭矩。

单独的起动系统的优点在于：混合动力驱动装置的电机不受或不直接受内燃机起动的影响。但单独的起动系统的缺点在于与此有关的附加成本。另外必须高投入地扩展14伏车载电网，以便在内燃机起动过程期间限制电压波动。单独的起动系统通常通过皮带传动机构与内燃机耦合。这种皮带传动机构需要车辆纵向上附加的结构空间。

放弃单独的起动系统基于多方面技术上的边界条件通常不容易实现。当内燃机在电动运行中借助混合动力驱动装置的电机通过闭合分离离合器起动时，则为了“高质量控制”起动过程（避免车辆驱动轮上的扭矩波动）需要尽可能精确地了解由分离离合器传递的扭矩。

发明内容

本发明的任务在于提出一种用于尽可能精确地“近似求出”由车辆、尤其是混合动力车辆的动力系统的离合器实际传递的扭矩的方法。

该任务通过权利要求1的特征得以解决。本发明的有利方案和扩展方案由从属权利要求给出。

离合器、尤其是分离离合器（其例如安装在车辆动力系统中）通常以液压或电液方式被控制。即使了解各种不同参数（如液压控制压力、离合器温度等，借助所述参数来控制离合器的控制装置），也只能从其中相对粗略地推导出可由离合器传递的扭矩或由离合器实际传递的扭矩。因为实际由离合器传递的扭矩取决于大量部分未知或仅近似已知的参数（如离合器的磨损状态、油温和与此相关的粘度等）。

本发明出发点在于：将由离合器实际可传递或传递的扭矩看作“通过离合器控制装置控制的扭矩”或者说“理论上传递或可传递的扭矩”和“干扰扭矩”之和，所述干扰扭矩可受到许多干扰因素影响。

本发明的基本原理在于，借助状态估算器、例如卡尔曼滤波器通过干扰量观察求出干扰扭矩（在控制技术的意义上）。

为了提高由离合器实际传递的扭矩的求算精确度，使用离合器扭矩作为“状态空间模型的状态”。该由液压控制装置计算出的离合器扭矩（理论上传递或可传递的扭矩）附加地通过干扰量观察器校正。可规定，卡尔曼滤波器校正仅在内燃机起动时刻起作用。校正应基于模型和现实之间的离合器转速误差（离合器转速=内燃机和电机之间的转速差）。

越了解由离合器实际传递的扭矩，就可越好地补偿内燃机起动时叠加到动力系统上的内燃机拖拽力矩。内燃机拖拽力矩被越好地补偿，则起动对于驱动轮的驱动力矩的影响越小并且因此舒适性就越高。

近似求出由离合器实际传递的扭矩的前提条件在于提供描述动力系统的“状态空间模型”。术语“动力系统”例如可理解为扭矩传递元件的总体、即从内燃机或者说内燃机曲轴至车辆驱动轮。

在所观察的离合器闭合时（即应求出其扭矩的离合器），基于预定的离合器物理模型和被控制的闭合参数（如被控制的液压压力等）求出由离合器理论上可传递或传递的扭矩。

由离合器实际传递的扭矩可与理论上可传递或传递的扭矩存在偏差，这通过加上已经提到的“干扰扭矩”被考虑。

干扰扭矩基于描述动力系统的状态空间模型以及基于动力系统各组件的实际转速和/或基于由动力系统各组件当前传递的实际扭矩求出。因此干扰扭矩在控制技术上借助动力系统的状态观察求出。进入状态观察中的实际转速或实际扭矩可直接测得或由其它所测得的或以其它方式求出或已知的动力系统状态参数导出。

本发明另一优点在于，借助根据本发明的方法可相对精确地求出由离合器实际可传递或传递的扭矩，这是用于从纯电动行驶运行高质量控制内燃机起动的前提条件。因此本发明允许省却单独的起动系统。