干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法

摘要

本发明涉及一种干式离合器的转矩‑冲程曲线研究方法，其包括如下步骤：控制部在之前T‑S曲线(C1)上计算用于使得与任意转矩(y3)相应的位置变更点(P3)随着预期T‑S曲线(C3)而移动的位置变更值(a)；所述控制部在所述位置变更值(a)有效的范围内，计算能够考虑离合器的各种环境因素的概率(Pr_X3)，并将其乘以所述位置变更值(a)，从而计算最终位置变更值(a)；以及所述控制部使得所述最终位置变更值(a)用于所述之前T‑S曲线(C1)的位置变更点(P3)，从而计算新的点(P3)，并且生成连接所述新的点(P3)和接触点的最终T‑S曲线，从而进行研究。

权利要求

1.一种生成干式离合器的转矩-冲程曲线的方法，其特征在于，包括如下步骤：

控制部在之前T-S曲线(C1)上计算用于使得与任意转矩(y3)相应的位置变更点(P3)随着预期T-S曲线(C3)而移动的位置变更值(a)；

所述控制部在所述位置变更值(a)有效的范围内，计算能够考虑离合器的各种环境因素的概率(Pr_X3)，并将所述概率乘以所述位置变更值(a)，从而计算最终位置变更值(a)；

以及

所述控制部使所述最终位置变更值(a)用于所述之前T-S曲线(C1)的位置变更点(P3)，从而计算新的位置变更点(P3)，并且生成连接所述新的位置变更点(P3)和接触点的最终T-S曲线。

2.根据权利要求1所述的生成干式离合器的转矩-冲程曲线的方法，其特征在于，计算最终位置变更值(a)的步骤包括如下步骤：所述控制部在之前T-S曲线(C1)上，按照已设定的单位偏差移动与任意转矩(y3)相应的位置变更点(P3)；

所述控制部生成虚拟T-S曲线(C2)，所述虚拟T-S曲线连接在所述之前T-S曲线(C1)上使得位置移动所述单位偏差的位置变更点(P3)和接触点；

所述控制部计算在与所述虚拟T-S曲线(C2)的适配点的位置和所述适配点的转矩一一对应的之前T-S曲线(C1)的适配点上的位置的差值(x)，所述适配点为与发动机和离合器相适应的转矩对应的地点；

所述控制部计算在与所述之前T-S曲线(C1)的适配点的转矩一一对应的预期T-S曲线(C3)的适配点上的位置变化量(△pos)；以及所述控制部计算在所述之前T-S曲线(C1)的适配点和虚拟T-S曲线(C2)的适配点上的位置差值(x)与在所述之前T-S曲线(C1)的适配点和预期T-S曲线(C3)的适配点上的位置变化量(△pos)间的位置变更值(a)。

3.根据权利要求2所述的生成干式离合器的转矩-冲程曲线的方法，其特征在于，所述之前T-S曲线(C1)、虚拟T-S曲线(C2)及预期T-S曲线(C3)利用样条函数使得所述接触点和相应曲线的位置变更点(P3)以样条曲线形态连接并生成。

4.根据权利要求3所述的生成干式离合器的转矩-冲程曲线的方法，其特征在于，所述之前T-S曲线(C1)是初始设定的T-S曲线或之前研究并存储的T-S曲线，所述预期T-S曲线(C3)是车辆实际行驶时连接在全转矩区域上的各个转矩所对应的位置点所生成的T-S曲线，所述虚拟T-S曲线(C2)是连接在所述之前T-S曲线(C1)上使得位置移动所述单位偏差的位置变更点(P3)和接触点所形成的T-S曲线。

5.根据权利要求2所述的生成干式离合器的转矩-冲程曲线的方法，其特征在于，所述单位偏差设为1mm。

6.根据权利要求1所述的生成干式离合器的转矩-冲程曲线的方法，其特征在于，所述概率(Pr_X3)是以所述位置变更值(a)的正态分布曲线为基础计算的概率密度函数的结果值。

7.根据权利要求6所述的生成干式离合器的转矩-冲程曲线的方法，其特征在于，所述概率(Pr_X3)是 其中，σ1是标准偏差，a是在所述位置变更点(P3)上的位置变更值。

说明书

干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法，更为详细地涉及一种干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法，所述方法随机分析由发动机(engine)的转矩误差和离合器温度模型化(modelling)误差产生的转矩-冲程(T-S：Torque-Stroke)曲线的变形，并能够通过调整的值进行研究。

背景技术

[0002] 通常，传递发动机动力的变速器中，作为变速器部件之一的离合器的作用在于，使得与齿轮啮合的驱动轴连接于发动机来传递动力，或者从发动机分离驱动轴来中断动力。

[0003] 为了使得离合器传递发动机的转矩，通过螺线管(solenoid)或马达(motor)等致动器(actuator)改变离合器的位置，将根据离合器的移动距离的离合器传递转矩容量称作T-S(Torque-Stroke)曲线，T-S曲线由于磨损、热变形、车辆偏差必须进行研究才能根据准确的离合器移动距离预测离合器传递转矩。

[0004] 另外，双离合变速器(DCT：Dual Clutch Transmission)的离合器控制时，应准确了解离合器转矩和冲程的关系(即，T-S曲线)，才能实际上将输入的发动机转矩完全地传递至离合器。

[0005] 作为参考，所述双离合变速器(DCT：Dual Clutch Transmission)不同于现有的单离合器变速器系统，其由两组离合器组成，并且通过两个输入轴(即，向通过旋转运动或直线往返运动而分离的地方传递动力的棒状的轴)和一个输出轴连接。

[0006] 并且，发动机通过离合器(换句话说，在轴与轴连接或切断时使用，作为使得发动机的动力暂时中断或继续的一种结合装置，在用于速度变更的齿轮改变时使用)与所述输入轴连接，所述输入轴通过齿轮与输出轴连接后向车轮(轮子)传递动力。

[0007] 就常规七速DCT(双离合变速器)而言，第一输入轴连接单数段(1、3、5、7)齿轮，并具有将齿轮端与发动机连接的第一离合器。并且第二输入轴连接后退及双数段(R，2、4、6)齿轮，并具有将齿轮端与发动机连接的第二离合器。

[0008] 由此，车辆通过第一输入轴和单数段齿轮加载通过输出轴连接的运行中的第二输入轴的双数段齿轮，如果在消除第一离合器的转矩的同时使得第二离合器的转矩上升，则实现变速。在此，紧固(或结合)的离合器(例：第二离合器)为行进(ongoing)离合器，而解除紧固的离合器(例：第一离合器)为断开(offgoing)离合器。

[0009] 如图1所示，在控制所述双离合变速器DCT时所需的是：致动器(actuator)110，其负责离合器控制；变速装置120，其控制变速器的挂挡叉(Shift fork)来执行实际齿轮变速；以及控制部130，其根据车速及节流阀(throttle valve)开度等来控制所述变速装置120。

[0010] 在此，所述变速装置120不仅仅单纯进行齿轮变速，而且具备自由选择(free Select)功能，所述自由选择功能能够使得分别所属于分为单数段和双数段的两个变速系统的变速段同时一一啮合，并仅通过两个离合器的紧固及解除状态的转换来实现变速。

[0011] 此外，应具备主动联锁(active interlock)功能，所述主动联锁功能使得与变速无关的相同变速系统的变速套管(lug)保持中立状态，以便所属于相同变速系统的两个变速端无法同时啮合。当然，所述变速装置120应能够形成为具有如上所述的基本功能的简单构成及构造，并为了保证其耐久性，应确保稳定且切实的操作性。

[0012] 另外，所述双离合变速器DCT在离合器控制时，需准确了解离合器转矩和冲程的关系(T-S曲线)，才能将实际输入的发动机转矩完全地传递至离合器。如果在T-S曲线上，特定冲程匹配有正常值以上的离合器转矩，则发生过度直接冲击，与此相反，如果施加正常值以下的离合器转矩，则发动机发生加速(Run-Up)问题。

[0013] 此外，即使初期准确地匹配T-S曲线，也会随着离合器的磨损、热变形、大量偏差等使得T-S曲线与实际不同，为了防止由此发生的变速系统(或离合器系统)的异常，对T-S曲线进行研究。但是，就干式离合器而言，因为不能准确了解离合器温度，所以发生误研究的可能性较大，因为发动机的转矩并非一直固定，所以存在难以正常研究T-S曲线的问题。

[0014] 本发明的背景技术公开于韩国公开专利10-2014-0055191号(2014.05.09.公开，(车辆的干式离合器传递转矩预测方法))。

发明内容

[0015] 要解决的技术问题

[0016] 根据本发明的一方面，本发明为解决如上所述问题而提出，其目的在于提供一种干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法，所述方法随机分析因发动机的转矩误差和离合器温度模型化误差而产生的T-S(Torque-Stroke)曲线的变形，从而能够通过调整的值进行研究。

[0017] 问题的解决手段

[0018] 根据本发明的一方面的干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法包括如下步骤：控制部在之前T-S曲线C1上计算用于使得与任意转矩y3相应的位置变更点P3随着预期T-S曲线C3而移动的位置变更值a；所述控制部在所述位置变更值a有效的范围内，计算能够考虑离合器的各种环境因素的概率Pr_X3，并将其乘以所述位置变更值a，从而计算最终位置变更值a；以及所述控制部使所述最终位置变更值a用于所述之前T-S曲线C1的位置变更点P3，从而计算新的点P3，并且生成连接所述新的点P3和接触点的最终T-S曲线，从而进行研究。

[0019] 在本发明中，计算最终位置变更值a的步骤包括：所述控制部在之前T-S曲线C1上，按照已设定的单位偏差(unit bias)移动与任意的转矩y3相应的位置变更点P3；所述控制部生成虚拟T-S曲线C2，所述虚拟T-S曲线连接在之前T-S曲线C1上使得位置移动所述单位偏差的点P3和接触点；所述控制部计算在与所述虚拟T-S曲线(C2)的适配点的位置和所述适配点的转矩一一对应的之前T-S曲线(C1)的适配点上的位置的差值(x)；所述控制部计算在与所述之前T-S曲线C1的适配点的转矩一一对应的预期T-S曲线C3的适配点上的位置变化量△pos；以及所述控制部计算在所述之前T-S曲线C1和虚拟T-S曲线C2的适配点上的位置差值x与在所述之前T-S曲线C1和预期T-S曲线C3的适配点上的位置变化量△pos间的位置变更值a。

[0020] 在本发明中，所述之前T-S曲线C1、虚拟T-S曲线C2及预期T-S曲线C3利用样条函数使得所述接触点和各个T-S曲线C1、C2、C3的位置变更点P3以样条曲线形态连接并生成。

[0021] 在本发明中，所述之前T-S曲线C1是初始设定的T-S曲线或之前研究并存储的T-S曲线，所述预期T-S曲线C3是车辆实际行驶时连接在全转矩区域上的各个转矩所对应的位置点所生成的T-S曲线，所述虚拟T-S曲线C2是连接在所述之前T-S曲线C1上使得位置移动所述单位偏差的点P3和接触点所形成的T-S曲线。

[0022] 在本发明中，所述单位偏差设为1mm。

[0023] 在本发明中，所述概率Pr_X3是以所述位置变更值a的正态分布曲线为基础计算的概率密度函数的结果值。

[0024] 在本发明中，所述概率Pr_X3是 其中，σ1是标准偏差(standard deviation)aMax/2，a是在位置变更点P3上的位置变更值。

[0025] 发明效果

[0026] 根据本发明的一方面，本发明随机分析因发动机的转矩误差和离合器温度模型化误差而产生的T-S曲线的变形，从而能够通过调整的值进行研究。

附图说明

[0027] 图1是示出常规的双离合变速器控制装置的概略性构成的示例图。

[0028] 图2是用于说明根据本发明的一个实施例的干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法的流程图。

[0029] 图3是示出用于说明根据本实施例的干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法的T-S曲线的示例图。

[0030] 图4是说明根据本实施例用于形成最终T-S曲线的概率计算方法的示例图。

具体实施方式

[0031] 以下，参照附图对根据本发明的干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法的一个实施例进行说明。

[0032] 在此过程中，为了说明的清楚性和便利性，可能夸张地示出附图所示出的线条的粗细或构成要素的大小等。此外，后述的术语作为考虑到在本发明中的功能而定义的术语，其根据使用者、运用者的意图或惯例而可能不同。因此，对所述术语的定义应以本说明书的整体为基础来决定。

[0033] 本实施例涉及干式离合器系统，离合器从传递汽车发动机的动力的变速器传递或切断动力，所述系统因为离合器由空冷方式实现，所以温度特性不准确，且离合器的位置由马达控制，更为详细地，本实施例提供一种干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法，所述方法可适用于干式离合器系统，该干式离合器系统能够修正T-S曲线(即，表示离合器可传递的转矩和离合器位置的相关关系的曲线)的摩擦系数和接触点。

[0034] 作为参考，就湿式变速器而言，增加螺线管的位置，从而换算为离合器转矩，但就干式变速器(例：DCT)而言，因为主要使用马达，所以增加所述马达的位置(即，冲程(Stroke))，从而换算为离合器转矩。

[0035] 换句话说，马达的位置S(即，冲程)增加时，推动离合器板，从而产生力F，在此，与摩擦系数μ相乘，从而确定施加于离合器板的转矩t，换句话说确定T-S曲线特性。由此，为了满足目标离合器转矩，计算目标马达位置，其被换算为T-S曲线，从而TCU(自动变速箱控制器)控制目标马达位置，由此使得离合器转矩上升。

[0036] 图2是用于说明根据本发明的一个实施例的干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法的流程图，图3是示出用于说明根据本实施例的干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法的T-S曲线的示例图，图4是说明根据本实施例用于生成最终T-S曲线的概率计算方法的示例图。

[0037] 如图1及图2所示，控制双离合变速器的控制部130随机分析因发动机的转矩误差和离合器温度模型化误差而产生的T-S(Torque-Stroke)曲线的变形，从而通过调整的值进行研究。

[0038] 在以下本实施例中，之前设定于控制部130(例：TCU)的T-S曲线被称为C1，通过实际车辆的运行所得到T-S曲线(例：行驶一小时或一天左右，并连接在全转矩区域上的各个转矩所对应的位置(即，冲程)点所得到的T-S曲线)(以下，预期T-S曲线)被称为C3(参照图3)。

[0039] 此时，所述预期T-S曲线C3虽然是以通过实际车辆运行所得到的数据为基础而得到的T-S曲线，但是如上所述，因为发动机的转矩并非一直固定，所以不能称之为准确的T-S曲线。

[0040] 但是，能够确认之前T-S曲线C1与预期T-S曲线C3之间的差异，并且最终使得所述预期T-S曲线C3定型，从而使得之前T-S曲线C1能够追踪。

[0041] 如上所述，为了使得之前T-S曲线C1将要追踪的预期T-S曲线易于定型，在本实施例中，生成虚拟T-S曲线C2(参照图3)。

[0042] 以下，参照图2至图4，对干式离合器的转矩-冲程曲线研究方法进行说明。

[0043] 参照图2，首先，控制部130在之前T-S曲线(例：C1)上，按照已设定的单位偏差(unit bias)移动与任意的转矩(例：y3)相应的位置变更点(例：P3)(S101)。

[0044] 所述单位偏差(unit bias)是任意设定的值，优选地，设定能够易于用于T-S曲线的计算的值。例如，在本实施例中假设所述单位偏差(unit bias)设定为1mm。

[0045] 接下来，所述控制部130生成新的虚拟T-S曲线(例：C2)，所述虚拟T-S曲线连接在所述之前T-S曲线C1上使得位置被移动所述单位偏差(unit bias)(例：lmm)的点(例：P3)以及接触点(S102)。

[0046] 作为参考，连接所述接触点和与任意转矩(例：y3)相应的位置变更点(例：P3)的T-S曲线(例：C1、C2、C3等)利用样条(spline)函数生成为样条曲线形态。

[0047] 接下来，所述控制部130计算在之前T-S曲线(例：C1)的对应地点(即，适配点(adaptation point，研究点))上的差值(例：x)，所述之前T-S曲线的对应地点与所述虚拟T-S曲线(例：C2)的适配点的转矩一一对应(S103)。

[0048] 在此，所述适配点(adaptation point)作为一种研究点，与发动机和离合器相适应(adaptation)的转矩(即，发动机转矩)(例：y1)对应的地点(即，位置)被称为适配点(adaptation point)，并且所述差值(例：x)是如下值：计算在之前T-S曲线C1的点(例：P3)地点上按照单位偏差向位置方向(即，X轴方向)移动时，在产生研究的转矩(即，在适配点上的转矩)上位置(即，冲程)应移动多少。

[0049] 作为参考，所述位置变更点(例：P3)为位置值X3与转矩值y3相交的地方。但是，在本实施例中，所述各个地点(例：适配点、P3等)的转矩在一定状态(即，不变更的状态)下只移动位置值(即，冲程值、X3)，因此结果P3地点可被称作X3地点。

[0050] 接下来，所述控制部130计算在与所述之前T-S曲线(例：C1)的适配点的转矩一一对应的预期T-S曲线(例：C3)的对应地点(即，适配点)上的变化量(例：△pos)(S104)。

[0051] 接下来，所述控制部130利用在所述之前T-S曲线C1和虚拟T-S曲线C2的相同地点(即，适配点)上的差值(例：x)以及在所述之前T-S曲线C1和预期T-S曲线C3的相同地点(即，适配点)上的变化量(例：△pos)间的比率来计算位置变更值(例：a＝△pos/x)(S105)。

[0052] 此时，如果利用所述差值(例：x)和变化量(例：△pos)间的比率计算的位置变更值(例：a)是准确的值，则将所述位置变更值(例：a)适用之前T-S曲线(例：C1)的点(例：P3)，从而计算新的点(例：P3)，并生成连接所述新的点(例：P3)和接触点的最终T-S曲线，从而存储(即，研究)于所述控制部130(例：TCU)即可。

[0053] 但是，实际上(即，按照经验来讲)，由于离合器的各种环境因素(例：离合器的摩擦、温度等)，利用所述差值(例：x)和变更量(例：△pos)间的比率计算的位置变更值(例：a)有可能不准确。

[0054] 由此，在本实施例中，所述控制部130在所述位置变更值(例：a)有效的范围内，考虑离合器的各种环境因素(例：离合器的摩擦、温度等)，从而乘以概率Pr_X3更加准确地计算最终位置变更值(例：a)(S106)。

[0055] 作为参考，所述概率Pr_X3是 在此，所述σ1是标准偏差(standard deviation)aMax/2，a是在P3上的位置偏差值(或可称作位置误差(position error))。

[0056] 参照图4，位置误差(即，位置变化量)表示T-S曲线(即，在本实施例中，应用所述计算的位置变更值a时可变的T-S曲线)一次能够变化多少的值。

[0057] 根据经验，所述位置误差最大值aMax(即，a的最大值)没有改变1mm以上，但是所述最大值aMax也可设定为其他值(例：3mm等)。

[0058] 例如，所述最大值aMax能够利用公知的公式计算，也能够以经验值为基础计算。但是如果所述位置变更值a超过所述最大值aMax，则判断为接触点被错误计算或出现其他问题。换句话说，所述控制部130可判断所述位置变更值a为无效。

[0059] 如上所述，如果最大值aMax确定，则通过图4所示的正态分布曲线能够计算概率密度函数的结果值(即，概率Pr_X3)。

[0060] 并且，所述位置变更值a乘以概率Pr_X3计算最终位置变更值a。

[0061] 再次参照图2，所述控制部130将所述最终位置变更值(例：a)用于所述之前T-S曲线(例：C1)的位置变更点(例：P3)，从而计算新的点(例如：P3)，并生成连接所述新的点(例：P3)和接触点的最终T-S曲线(未示出)，从而存储(研究)于所述控制部130(例：TCU)(S107)。

[0062] 换句话说，在之前T-S曲线(例：C1)的点(P3，在C1的y3转矩上相交的地点)上按照已设定的单位偏差(例：±1mm)移动后，如果将其与接触点进行连接，则能够生成虚拟T-S曲线C2，并且利用在所述两个T-S曲线(C1和C2)间的相同适配点(换句话说，发动机和离合器的adaptation point)上的位置差值(即，x)与在所述两个T-S曲线(C1和C3)间的相同适配点上的位置变化量△pos间的比率，能够计算所述点P3的位置变更值(即，a)。换句话说，使得所述位置变更值(例：a)用于T-S曲线C1的点P3，从而移动位置后，如果将其(即，变更的点(P3，或X3))与接触点连接，则生成最终T-S曲线(未示出)。

[0063] 此时，在本实施例中，所述位置变更值(例：a)乘以经验的概率，从而计算最终位置变更值(例：a)，使所述最终位置变更值(例：a)用于所述之前T-S曲线C1的点P3或X3(X3_new＝X3_old+{a*Pr_X3}，其中，X3_old为将位置变更值(例：a)应用于T-S曲线前的点X3，X3_new为将位置变更值(例：a)应用于T-S曲线并进行移动时的点X3)，从而移动后，如果生成连接其移动的最终点P3或X3和接触点的T-S曲线，则所述生成的T-S曲线最终为适用概率的最终T-S曲线(未示出)。

[0064] 如上所述，本实施例的效果在于，随机分析因发动机的转矩误差和离合器温度模型化误差而产生的T-S(Torque-Stroke)曲线的变形，从而能够通过调整的值进行研究。

[0065] 以上，本发明虽参照附图所示实施例进行了说明，但是这只是示例性的，可以理解的是，该技术所属领域内具有通常知识的人员由此可进行各种变形及均等的其他实施例。由此，本发明的技术保护范围应通过所附权利要求范围来决定。

[0066] 标号说明

[0067] 110：致动器

[0068] 120：变速装置

[0069] 130：控制部。