[发明专利]用于检测车辆离合器接触点的方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及车辆，更具体地涉及用于检测车辆离合器接触点的方法和系统。

背景技术

随着对全球气候变化以及石油供应的日益关注，近期迫切需要发展用于机动车辆的商业上可行的混合动力(hybird)系统。混合动力系统节能的一种方式是当车辆停止时以及在例如处于再生制动、惯性滑移和/或动力输出(PTO)单元操作期间的其他情况下关闭内燃机。但是，在这类情况中需要能够快速地重启发动机以提供充足的功率。例如，当车辆在停止信号处停止时，内燃机关闭并且不燃烧任何燃料。当驾驶员将他或她的脚从制动踏板上移开时，内燃机需要在驾驶员将其脚放置在油门踏板上之前快速重启。如果没有快速重启，则驾驶员从完全停止状态移动车辆时会体验到滞后和/或功率不足的感觉。

因此，需要对该领域进行改善。

发明内容

本文中所描述的混合动力系统和技术解决了上述几个问题以及其他问题。

如下文将详细解释的，在从关闭状态重启发动机中发生延迟的一个来源是离合器滞后。在某些混合动力车辆设计中，电动机/发电机(通常被称为电机)不仅用于产生功率以及移动车辆，还用于重启发动机。在一个这样的设计中，在电机和内燃机之间操作性地设置离合器，以便选择性地使这两者接合和分离。当发动机例如在停止信号处停止时，离合器张开，以便在发动机关闭的同时使得电机能够给例如液压泵等辅助装置提供功率。为了重启发动机，离合器闭合，以便能够转动曲柄启动发动机。

由于代表性地使用液压技术来移动离合器踏板，因此在接合离合器踏板方面存在严重时间延迟或滞后。为了改善响应时间，通常有利的是将离合器驱动至踏板恰好形成接触的点——在此处对离合器施加了较小量的转矩。该点通常被称为接触点。离合器踏板必须恰好接触并保持在该接触点处，以便能够快速重启发动机。从驾驶员释放制动踏板的时间开始，混合动力系统必须在一秒的一半(0.5秒)内闭合离合器并且重启发动机。一个困难之处在于识别离合器踏板之间的该接触点并且使离合器踏板维持或保持在该接触点处。随着时间增长，离合器踏板以及其他部件会磨损，这反过来会改变接触点。而且，散热状况的变化以及其他变化都会改变接触点。由于重启发动机需要快速响应，因此需要使将发动机连接到旋转变速箱输入部的离合器保持在接触点。下文所描述技术的允许在不需要额外的传感器和/或输入的情况下就容易地检测到并维持接触点。

如下文将描述的，研发了一种在作用于电动机的变速箱中检测、保持并量化接触点的方法和系统。该独特的控制系统和方法允许使离合器保持在接触点上较长一段时间而不损伤离合器。在一个示例中，使用具有下垂反馈的独特的比例-积分-微分(PID)控制器来量化或检测接触点。下垂反馈允许受控速度随着所需转矩的增加而线性降低，这反过来用于识别和量化接触点。另一个PID控制器则用于驱动离合器，直到得到马达速度的固定下垂为止。

从本文提供的详细的说明书和附图中，将显而易见本发明的其他形式、目的、特征、方面、益处、优点以及实施例。

附图说明

图1是混合动力系统的一个示例的示意图。

图2是图1的混合动力系统中的电通讯系统的总示意图。

图3是混合动力系统中使用的混合动力模块的剖面图。

图4是描绘了离合器接触点的检测和维持方法的流程图。

图5是连续PID控制的框图。

图6是离散PID控制的框图。

图7是具有用于电机转矩控制的下垂反馈的PID控制器的框图。

图8是用于离合器压力控制的PID控制器的框图。

图9是描绘了在离合器张开状况下的电动机速度和转矩之间的关系的示意图。

图10是描绘了当离合器位于接触点时电动机速度和转矩之间的关系的示意图。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解，现将参考附图中图示的实施例，并使用特定的语言来对这些实施例进行描述。然而应当理解的是，这并不意在对本发明的范围进行限制。应当认为，任何对所描述实施例的变型和进一步修改以及任何对本文所描述的本发明原理的其他应用都是本发明所涉及领域的技术人员能通常想到的。对本发明的一个实施例进行了非常详细地示出，但是相关领域技术人员显而易见的是，为了清楚起见并没有示出与本发明不相关的某些特征。