用于确定离合器的接合状态的方法和装置的制作方法

专利名称：用于确定离合器的接合状态的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车辆中的离合器，具体地涉及用于确定选择性地供应驱动到手动 变速器的离合器的接合状态的装置和方法。
背景技术：
配备有发动机自动停止/起动控制的手动变速车辆通常称为微混合动力车辆 (Micro-hybrid vehicle),对于这样的车辆，希望在可能时通过利用自动的发动机 关闭和重起动来最大化燃料经济性。空挡停车(SIN, Stop-in-Neutral )的停止-起 动系统目前普遍应用在巿场中，但是这些系统不能最大化燃料经济性，因为很多驾驶 员会在静止的车辆中挂挡等待。在这些情况下不会触发空挡停车的停止而需要挂挡停 车(SIG, Stop-in-Gear )策略。
然而，为了应用挂挡停车(SIG)停止-起动策略，需要确保传动系分离以防止发 生事故或出现不期望的车辆运动。通常在按下离合器踏板和制动器踏极两者且有可能 变速器处于挂挡状态时触发挂挡停车的停止和起动。然而，为了确保这样的策略安全， 如果通过例如释放制动器踏板接收到驾驶员引起的重起动请求，则只能允许停止-起 动逻辑在传动系完全分离时转动起动发动机，因为这可防止车辆在转动起动期间抖动 (jerking)或移动。如果满足发动机关闭的条件(如，车速为零且按下离合器踏板 和制动器踏板)，则挂挡停车条件应防止发动机在传动系未完全分离时关闭以确保发 动机可以重起动。
此外，如果停止-起动策略允许系统引起的重起动，例如在电池需要充电或存在 空调(A/C)请求时，则仅在传动系分离时允许转动起动。需要如此以便防止在系统 引起的转动起动事件期间发生可能造成非常严重后果的非预期车辆运动。因此，对挂 挡停车的关闭和重起动存在安全关键需求，即传动系必须分离。
然而，由于离合器和离合器驱动系统的复杂性，确保离合器分离是不简单的，当 前没有稳健(robust)和成本有效的系统可用来达到该目的。

发明内容
本发明的一个目标是提供以成本有效的方式确定离合器的接合状态的装置和方 法，从而有助于挂挡停车策略的使用。
根据本发明的第一方面，提供一种用于确定具有可移动活塞的液压驱动器驱动的 离合器的接合状态的方法，该方法包括测量活塞的位置，将测量的位置与阈值比较，
4使用比较的结果作为接合状态的指示。
若测量的位置大于阈值，使用此结果作为离合器处于分离状态的指示。 若测量的位置等于阈值或小于阈值，使用此结果作为离合器处于接合状态的指示。
阈值可以是位移阈值，该方法还包括确定活塞的完全接合位置和活塞从完全接合 位置的位移的测量值，及将测量的活塞位移与位移阈值比较。 该方法还包括测量温度和基于测量的温度改变阈值。 可以通过计算获得阈值。
可以通过使用 一个或多个由实验得出的查找表获得阔值。
根据本发明的第二方面，提供一种用于确定具有可移动活塞的液压驱动器驱动的 离合器的接合状态的装置，该装置包括测量活塞的位置和提供指示测量的位置的信号 的传感器，及电子控制器，该电子控制器设置为从传感器接收信号，将测量的位置与 阈值比较，并使用比较的结果作为离合器的接合状态的指示。
若测量的位置大于阈值，电子控制器可操作以使用此结果作为离合器处于分离状 态的指示。
若测量的位置等于阈值或小于阈值，电子控制器可操作以使用此结果作为离合器 处于接合状态的指示。
阈值可以是位移阈值，电子控制器还可操作以确定活塞的完全接合位置和活塞从 完全接合位置的位移的测量值，及将测量的活塞位移与位移阈值比较。
该装置还包括测量温度的至少一个温度传感器，该电子控制器可操作以基于测量 的温度改变阈值。
可以通过计算获得阈值。
可以通过使用存储在电子控制器中的一个或多个由实验得出的查找表获得阈值。 电子控制器还可操作以使用接合状态的确定来控制一个或多个其控制基于离合 器接合状态的车辆系统。
液压驱动器可以是形成离合器液压驱动系统的部分的工作缸。 现参考附图通过示例描述本发明。


图i是具有停止-起动系统的微混合动力车辆的示意图； 图2是在图i所示微混合动力车辆中使用的离合器和离合器驱动系统的示意图； 图3是示出用于控制形成图i所示车辆的一部分的内燃发动机的操作的动作的高 级流程图4是示出用于提供图2所示离合器的接合状态的指示的方法的高级流程图5是示出用于确认(validate)形成图2所示离合器驱动系统的 一部分的离合器工作缸的输出信号的方法的流程图6是示出用于确定形成图2所示离合器驱动系统的一部分的离合器工作缸的活 塞的当前零点位置的方法的第一实施例的流程图7是示出用于确定离合器工作缸的活塞的当前零点位置的方法的第二实施例 的流程图8是示出用于确定实现图2所示离合器的分离所需的阈值位移的方法的流程图。
图9是示出用于确定图2所示离合器的接合状态的方法的流程图； 图IO是形成图2所示离合器驱动系统的一部分的离合器工作缸的活塞的运动的 示意图11是示出在图.7所示方法的操作期间得到的假设值的表格；及 图12是示出在图6所示方法的操作期间得到的假设值的表格。
具体实施例方式
具体参考图1和图2,示出具有驱动多级手动变速器11的发动机10的机动车辆 5。变速器11通过离合器系统50传动连接到发动机10，离合器系统50可由机动车 辆5的驾驶员使用离合器踏板25手动地接合或释放。
变速器11具有可在若干位置之间移动的挡位选择器(未示出)，这些位置包括 至少一个选择了形成多级变速器的一部分的齿轮的位置和不选择多级变速器的齿轮 的空挡位置。在挡位选择器移动到空挡位置时，多级变速器11称为处于空挡状态， 其中动力不能由多级变速器传递；而在挡位选择器移动到挂挡位置时，多级变速器 ll称为处于桂挡状态，其中动力可以由多级变速器传递。
形式为集成式起动机-发电机13的发动机起动机传动连接到发动机10,且在此 情况中由形式为传动皮带或链传动机构的挠性传动机构14连接到发动机10的曲轴。 起动机-发电机13连接到形式为电池15的电源并用于起动发动机10。当起动机-发 电机作为发电机工作时，该电池由起动机-发电机充电。应理解，起动机-发电机l3 可以由用于起动发动机10的起动机马达替换。
在发动机10的起动期间起动机-发电机13驱动发动机10的曲轴，而在其他时候
起动机-发电机由发动机io驱动以产生电能。
形式为可用钥匙操作的点火开关17的可由驾驶员操作的开关装置(on-off device)用于控制发动机10的总体操作。即，在发动机10运行时点火开关l7处于 "接通"位置(点火开关接通(key-on))而在点火开关l7处于"断开，，位置(点 火开关断开(key-off ))时，发动机10不能运行。点火开关17还包括用于手动起 动发动机10的第三瞬时位置。应理解，可以使用其他装置提供该功能且本发明不限 于使用可用钥匙操作的点火开关。电子控制器16连接到起动机-发电机13、发动机10、用于监视变速器11处于空 挡还是挂挡的挡位选择器传感器12、用于测量车轮20的转速的道路速度传感器21、 用于监视制动器踏板23的位置的制动器踏板位置传感器24、用于监视主缸活塞52 的位置并间接地监视机械连接到主缸活塞的离合器踏板25的位置的离合器主缸位置 传感器53、用于监视工作缸活塞62的位置的离合器工作缸位置传感器63,还连接到 用于监视加速器踏板18的位置的节气门位置传感器19。
主缸活塞52和工作缸活塞62的位置可以由传感器53、 63使用多种位置感测方 法中的任何方法如作为示例而非限制的PLCD (永磁线性非接触式位移)方法和霍尔 效应方法测量。
加速器踏板18提供所需的发动机10动力输出的驾驶员输入。如果加速器踏板 18已从静止位置移动，则可称为加速器踏板处于受压位置或处于受压状态。
应理解，术语"挡位选择器传感器"不限于监视的挡位选捧器的位置的传感器， 而是可以为可提供变速器11处于挂挡还是空挡的反馈的任何装置，且挡位传感器不 是SIG停止-起动系统所必需的。
类似地，术语"制动器踏板传感器"不限于监视制动器踏板的位置的传感器，而 是可以为提供机动车辆5的驾驶员是否已向制动器踏板23施加压力以制动机动车辆 5的反馈的任何装置。例如，制动器踏板传感器可以监视一个或多个制动管中的流体 的压力。在已充分下压制动器踏板23以制动时，制动器踏板称为处于受压状态或处 于受压位置。
现具体参考图2,可以看到离合器系统50包括离合器2和将离合器2连接到离 合器踏板25的液压驱动系统。液压驱动系统包括将离合器踏板25连接到主缸H的 主缸活塞52的机械联动装置，将主缸51的输出连接到其中滑动安装有工作缸活塞 62的工作缸61的一端的液压连接或液压管路55,及从工作缸活塞62到用于选择性 地分离和接合离合器2的分离轴承6的机械联动装置65。
应理解，离合器踏板在图2中的箭头"离合器踏板行程"方向上的位移将在离合 器分离方向上分别产生主缸活塞52相应的位移D主^塞和工作缸活塞"相应的位移 D工作fe话塞o
离合器2在该情况下是推放类型(push release type)摩擦离合器并包括罩盖 和弹簧总成3、压盘4，及介于压盘4和连接到发动机10的曲轴(未示出)的飞轮S 之间的从动盘7。离合器2具有常规结构且不在此详述，只需要知道在此阶段在工作 缸活塞62作用下分离轴承6在箭头D离合器方向上的运动是在离合器分离方向上的运 动，而相反的运动是在离合器接合方向上的运动。在分离轴承6的运动范围中的某个 点上，离合器2的状态将从其中离合器基本上不从发动机IO传递扭矩到变速器11的 分离状态改变为其中可以传递大量扭矩的接合状态。离合器接合的该位置通常称为咬 合点。扭矩的值取决于很多因素在车辆与车辆之间不同，这些因素包括发动机io和驱动轮(未示出)之间的机械比，传动系中的摩擦力，车轮和路面之间的摩擦力，但 总的来说是在应用时将产生可由机动车辆的乘员注意到的抖动并通常在3至10Nm范 围的扭矩。
电子控制器16从发动机IO接收若干信号，包括来自转速传感器(未示出)的指 示发动机10的转速的信号，并发送信号到发动机以用于控制发动机10的关闭和起动。 在该情况下，发动机10是火花点火发动机10且从电子控制单元16发送的信号用于 控制发动机10的燃料供给系统(未示出)和发动机10的点火系统(未示出)。如果 发动机10是柴油发动机，则只控制到发动机的燃料供给。电子控制器16可以包括各 种部件，包括中央处理器、存储装置、计时器，及将来自连接到电子控制器16的传 感器的信号转换为由电子控制器16用于控制发动机10的操作具体来说控制发动机 IO的自动停止和起动的数据的信号处理装置。还应理解，电子控制器16可以由彼此 通信以实现所需功能的若干分开的电子控制单元组成。
在正常发动机运行期间，电子控制器16可搡作用于控制向发动机IO供给的燃料 并调节点火系统以便在正确的正时通过火花塞向发动机10提供火花以产生期望的发 动机扭矩。
电子控制器16控制发动机10的操作，而发动机IO可在两种模式中操作第一 模式或停止-起动运行模式以及第二模式或手动运行模式。
用于确定发动机10以第二模式搡作还是以第一模式操作的主要因素是机动车辆 5是否在运动。如果机动车辆5在运动，则发动机以第二模式操作，且发动机10将 连续运行，而如果机动车辆5不在运动，则发动机10以第一模式运行，其中只要其 他因素如下文所述表明可能执行停止-起动操作则进行发动机的自动的停止-起动操 作。
在第一模式或停止-起动模式中，当一个或多个预定的发动机停止和起动条件满 足时，发动机IO在没有驾驶员干预下由电子控制器16选择性地停止和起动。这些停 止和起动条件基于由电子控制器16从节气门传感器19、制动器传感器24、离合器系 统50和挡位选择器传感器12接收的信号。离合器2、加速器踏板18、制动器踏板 23和变速器11的位置或状态都是不同的机动车辆变量，都可以用于控制发动机10 的操作。应理解，也可以使用很多其他变量，包括但不限于PAS泵操作状态、制动器 真空传感器输出、停止-起动手动禁止开关。
在发动机10以第二模式操作时，只要点火开关17保持在"接通"位置发动机就 连续运行且通过点火开关17的手动操作来停止和起动发动机10。
虽然上文中参考车轮传感器21的使用来描述机动车辆速度的测量值，因为这样 的传感器通常已经作为制动防抱死系统的一部分配置在机动车辆上，但应理解，其他 适合的装置也可以用于确定机动车辆5的速度，如测量变速器11的输出轴的转速的 传感器。
8现参考图3,示出用于确定是否可能以停止-起动模式或第一模式操作的方法的 高级流程图。
该方法开始于步骤30,点火开关17处于断开位置且保持在该状态直到步骤31 点火开关l7移动到接通位置，这将在步骤32起动发动机10。
然后在步骤33,确定是否满足停止-起动的条件。这些条件中的一个可以是车辆 5是否高于预定速度运动且就本发明而言，还包括离合器2的接合状态。
忽略可能需要满足的所有其他条件，如果离合器2的状态确定为"分离"，则满 足SIG停止-起动操作的条件且该方法进行至步骤35,其中选择第一搡作模式；但如 果离合器2的状态确定为"接合"，则不满足停止-起动操作的条件且该方法进行至 步骤34,其中选择第二操作模式或正常操作模式。
在步骤34和35之后，该方法进行至步骤36以确定点火开关17是否仍然处在接 通位置。如果点火开关仍然接通，则该方法返回步骤33但如果点火开关确定为处于 断开位置，则该方法在步骤37结東。
现参考图4,示出包括确定离合器2的接合状态所需的多个链接的例程的方法的 高级流程图。
该方法开始于步骤31，这时点火开关17移动到接通位置，然后在步骤IOO,确 定工作缸位置传感器63的输出是否可靠。
如果确定工作缸位置传感器63不可靠，则该方法进行至步骤150,其中将标记 设置为零。应理解，在实践中，该标记可以在点火开关接通时设置为零以便提供一致 的起动状态。然后该方法进行至步骤500,其中将标记的状态作为需要选择第一搡作 模式还是第二操作模式的指示传送给停止-起动控制系统。在所示的示例中，为零的 标记设置总是使停止-起动系统选择第二操作模式。然后该方法进行至步骤600,其 中确定点火开关17是否仍然处于接通位置且如果是则该方法返回步骤100,否则该 方法在1000结東。
然而，如果在步骤IOO确定工作缸位置传感器63可靠，则该方法从步骤100进 行至步骤200，其中确定工作缸活塞62的当前零点位置。
该方法然后进行至步骤300,其中确定确保分离所需的从工作缸活塞零点位置起 算的位移阈值(X
闳值,。
然后在步骤400，确定工作缸活塞62的测量的位移是否超出位移阈值X闺值，且 如果是则将标记设置为1,否则将标记设置为0。
该方法然后进行至步骤500，其中将标记的状态作为需要选择第一操作模式还是 第二操作模式的指示传送给停止-起动控制系统。在所示的示例中，为O的标记设置
总是使停止-起动系统选择第二操作模式，为1的标记设置总是使停止-起动系统选择 第一操作模式。该方法然后进行至步骤600,其中确定点火开关17是否仍然处于接 通位置，且如果是则该方法返回步骤100,否则该方法在1 000结東。
9应理解，可以使用相反的标记逻辑或者可以使用某种其他形式的指示符，例如该 方法可以取决于通过还是未通过400处的检验，跳转(GO TO)至图3中所示方法的 步骤34或步骤35,且步骤150可以是"跳转至步骤34"的输出。
现具体参考图5，详细示出如图4的步骤IOO所示的方法。
总之，使用主缸位置传感器53和工作缸位置传感器63测量液压离合器分离系统 中主缸51的活塞52和工作缸61的活塞62的位置，并将这些传感器的输出信号传送 给电子控制器16。电子控制器16可操作用于比较由主缸位置传感器53测量的主缸 活塞位置与由工作缸位置传感器63测量的工作缸活塞位置以提供对工作缸活塞62的 位置的确认或证实。
如果工作缸活塞62确认为处在预期位置，则假设工作缸位置传感器63的输出信 号是工作缸活塞位置的可靠指示。
应理解，在初始设置车辆5时，通过将主缸活塞52和工作缸活塞62移动到其相 应的缸51、 61端部来将两个位置传感器53、 63的输出校准为绝对零点位置，所述端 部是在下压离合器踏板25时活塞位移开始处，或使用传感器设置配置以实现这些基 准值。
回到图5，在步骤105中，使用主缸位置传感器53测量主缸活塞52的位置，然 后在步骤115确定系统温度。系统温度可以通过位于离合器驱动系统中各个位置处的 一个或多个温度传感器获得，或可以通过主缸位置传感器53和工作缸位置传感器63 中的一个或两者获得，前提是温度信号可从与这些传感器53、 63关联的温度补偿电 路获得。
然后在步骤120,电子控制器16通过从主缸位置传感器53接收的信号确定预测 的工作缸活塞位置。
可以用两种方法执行此预测。
在第一种选项中，使用主缸活塞位置作为形成样条函数、离散滤波函数或离散传 递函数的多项式或多项式组的输入，并使用多项式、样条函数、滤波函数或传递函数 的输出作为工作缸活塞位置的估计或预测。
在第二种选项中，使用主缸活塞位置作为两个査找表的输入。这些查找表中的第 一个产生用于对应的最大期望工作缸活塞位置的值，而这些查找表中的第二个产生用 于对应的最小期望工作缸活塞位置的值。
然后在步骤125,根据温度修正工作缸活塞位置的预测。这是所期望的，因为有 各种因素影响主缸活塞52的位置和工作缸活塞62的位置之间的关系但这些因素中最 显著的是温度，温度会导致用于从主缸51传递运动和力到工作缸61的液压流体的膨 胀和收縮以及用于连接主缸51和工作缸61的管道的膨胀/收縮。这些管道的膨胀使 得需要在管道中填充额外的流体，这称为"体积损失效应"并且是造成主缸活塞位置 和工作缸活塞位置之间区别的最显著原因。因为用于产生工作缸活塞62的位置的预测的传递函数或关系必须包含所有范围 的可能噪声因子且车辆5的使用期间经历的温度范围可能较宽，对完全的温度范围足 够健壮需要应用宽的公差带以防止在工作缸位置传感器63事实上正常工作时检验失 败。使用宽的公差带的危险是检测不到与温度不相关的问题，因为这样的问题相对于 考虑到温度变化所需公差带来说太小。
因此，通过包括温度传感器或温度模型以向控制算法提供温度信息，可以有效地 消除温度因素，从而允许使用较小的公差带以考虑到其他噪声因素，从而增加系统对 工作缸位置传感器63的操作的真正错误的敏感性。
应理解，在实践中，可以组合步骤120和125,即用于预测工作缸活塞62的位 置的传递函数或关系可以包括温度补偿但在图中分离地示出，因为虽然不期望但也可 能消除步115和125并使用大的公差带来考虑到温度变化。
现回到图5,在步骤130,比较工作缸活塞62的预测的位置(PM)与步骤110 中从工作缸位置传感器63得出的测量的位置，并在步骤135中确定测量的位置(
P )是否在预定的公差上限和公差下限内。
例如，如果预测的位置是15咖而公差极限是土O. 05mm,则步骤130处的比较可
以为以下形式
P预测的下限< P测量< P预刺的上限
或应用前面给出的预测和极限 14. 95〈P测量〈15. 05
如果对该检验的回答为是，则该方法进行至步骤140,如果回答为否，则该方法 进行至步骤145。
应理解，在实践中，该比较可以是数字数据或电压电平的比较且不是实际尺寸的 比较。
如果该方法进行至步骤140,则表明工作缸位置传感器63已经确认且可以使用， 因此该方法然后可以返回到主方法的步骤200。相反，如果该方法进行至步骤1", 则表明确认过程已失败且虽然未示出，可以设置错误标记。该方法然后返回主方法的 步骤150,指示发动机必须在第二或正常搡作模式操作，因为工作缸位置传感器63 的输出不可信。
可以在点火开关接通之后或仅在一组入口条件满足时，以连续或重复的方式执行 在步骤130和135处描述的比较。
入口条件的一个示例是当主缸活塞52在其范围的指定部分之内，例如在接合的 或分离的端部挡件(end-stop)附近时。
入口条件的其他示例包括当主缸活塞52的速度低于指定阈值或工作缸活塞62的
速度低于指定阈值时。
当离合器2在完全接合位置与完全分离位置之间移动时，工作缸61的活塞62短距离移动，这通常在8mm的区域中。然而，工作缸61具有大得多的可能移动范围， 通常在24mm的区域，且在离合器的整个寿命期间当离合器2磨损或更换时，较小的 8mm的移动范围可以在该较大范围内移动(见图10)。
离合器磨损的效应是当离合器2如图IO左边所示完全接合时移动工作缸活塞62 的静止位置或零点位置，且如果要避免测量误差，则需要补偿该零点位置移动。
如果要使用工作缸位置传感器63的输出以有效地提供离合器2的接合状态的指 示，则需要有一种方法来确定工作缸活塞62的静止位置的最小位置，从而消除小范 围在大范围内这样移动的效应。图6示出用于提供这种最小零点位置从而消除或补偿 离合器磨损效应的方法200的第一实施例200a。
方法200a开始于在点火开关17移动到接通位置时执行的步骤31,该方法执行 的第一个动作是将当前零点偏移值Z设置为等于最大零点偏移值M。
最大零点偏移值设置为大于或等于在工作缸活塞62在分离方向上的最远可能移 动点处测量的绝对的工作缸活塞位置的值(该值如图IO所示在该情况下为24mm)。 其效应为在操作离合器2之前点火开关接通处指示离合器2已接合而无论其实际状态 如何。对于停止-起动系统来说这是优选的安全条件，因为这可以防止不安全的发动 机起动。
工作缸位置传感器63连续地监视工作缸活塞62的位置，且存储工作缸活塞62 的最小零点偏移值Z。
本领域技术人员应理解，虽然可以在步骤210确定完全接合位置，然后测量工作 缸活塞62的位置，但在实践中，连续地测量活塞62的位置并将活塞62的最小位移 位置用作接合位置。
然后在步骤215，比较零点偏移的新测量值Z^与当前存储在电子控制器16中的 零点偏移的值。
如果零点偏移的新值Z"h当前存儲零点偏移的值Z小，则该方法进行至步骤220, 否则该方法进行至步骤225。
在步骤220，将零点偏移的值Z设置为等于零点偏移值的新值Z a且该方法进行 至步骤230,而在步骤225,零点偏移的值保持不变且因此将Z设置为等于Z的现有 值且该方法然后进行至步骤230。
在步骤230,确定点火开关17是否仍然处于接通位置，且如果是则该方法回到 步骤210,但如果点火开关17现已断开则该方法在步骤240结束。
该方法确保在离合器2磨损时，调节零点偏移值Z以保持真实零点值等于工作缸 活塞62在离合器2完全接合且离合器踏板25没有位移时的位置。如果不使用该方法 则工作缸位置传感器63的输出在离合器2磨损时会有增加的误差并可能指示工作缸 活塞62未移动实际上已移动的距离。当工作缸位置传感器63的输出用于基于离合器 接合状态控制其他车辆特征如停止-起动时这是一个问题，因为必须以高精确度(小于0. lmm)确定工作缸活塞62的位置以便精确可靠地确定离合器2的接合状态。
应理解，只要点火开关17保持在接通位置，就可以重复地循环执行循环210、 215、 220、 230、 210或210、 215、 225、 230、 210。
现参考图7,用于确定工作缸活塞62的零点偏移值的方法200的第二实施例， 其中就步骤31至230而言与上文所述完全相同，因此对于这些步骤不再赘述。
在分离轴承6或离合器2具有自动磨损补偿功能以抵消离合器磨损的效应时使用 该第二实施例方法200b。当离合器2处于接合的过程中时在多次离合器搡作之后操 作这样的装置以补偿离合器从动盘7磨损的效应，因此该效应如图IO所示将零点偏 移位置Z移动远离完全接合位置达预定的量，如O. lmm。
从步骤230回到图7，如果点火开关17断开，则该方法在步骤240结東，但如 果点火开关17仍然接通，则该方法进行至步骤250，其中确定从上次处理循环以来 是否已操作离合器2。
如果离合器未操作，即保持接合或完全分离，则该方法进行至步骤210,但如果 存在离合器操作，即分离及随后的接合，则该方法进行至步骤260,其中将较小的值 S加到当前存储的零点偏移值Z。然后该方法进行至步骤210。
扰动或增量S的效应可以参考图11和图12最佳地示出。
首先参考图11,使用假设值M-25mm, Z新=8. Omm和S=0. 2mm示出方法200b的各 个步骤的表格式输出。应理解，可以不使用实际尺寸来实现该方法，可以使用数字数 据或如电压这样的值来实现该方法，但为了说明目的，使用实际测量值。
对于表格的上半部分，增量S对零点偏移的值Z的效应如所示由步骤215至230 中表示的棘轮递减算法(ratchet down algorithm)抵消。即Z对该范围的迭代保挎 在8. 0,这不足以发生任何磨损且与分离轴承6或离合器2关联的自动磨损补偿机构 未对其进行自调节。应理解，当存在离合器磨损时，值Z新可以减小，且因此在步骤 215结果可以为是，且Z新可以设置为新的Z值，例如，如果在步骤210测量到工作 缸活塞62的新的完全接合位置为7. 95mm且Z的当前值为8. 0mm则在215的检验通过 且Z将设置为7. 95mm。
表格的下半部分示出在与分离轴承6或离合器2关联的自动磨损补偿机构进行自 调节时的情况。在该情况下，进行O. l咖的调节。其效应是步骤215处的检验通过， 因为8. lmm小于8. 2mm然后在步骤220将零点偏移值更新为8. lmm。因此自动磨损调 节的效应由图7所示的方法200b补偿。
现参考图12，示出将图6所示的方法200a用于具有磨损补偿的离合器2或分离 轴承6的情况。
该表格的上半部分与图11所示完全相同但是该表格的下半部分不同，因为没有 对该方法应用步进增量S。
因此，在离合器2或分离轴承6如上所述进行了 0. lmm的自动调节之后，该方法
13以8. lmm的Z新值进入步骤215且因为Z值未递增值S而保持在8. Omm, 215处的检验 失败且因此零点偏移Z保持在8.0mm,并且无论进行了多少次自动调节都如此，因为 零点偏移Z无法增加而只能由算法减小或保持现值。其效应是每次通过离合器2或分 离轴承6进行自动调节时都产生增加的误差且工作缸位置传感器63将错误地指示工 作缸活塞62比其实际所处位置更接近分离位置，且因此存在离合器事实上保持接合 时将离合器2的接合状态确定为分离的风险。应理解，该错误只能在下一个点火开关 接通循环开始时纠正。
总之，棘轮算法按如下工作如果检测到绝对的工作缸活塞位置在接合方向上比 当前保持的偏移值更远，则棘轮算法用新测量的值替换当前保持的零点偏移值。因此， 当前保持的值总是在该点火开关循环中检测到的接合程度最高的位置。
由棘轮算法保持的零点偏移值可以用作"零点偏移"以通过从绝对的工作缸活塞 位置减去零点偏移Z计算工作缸活塞62的相对位置，如下文详述。
在一些情况下，优选的是防止棘轮算法执行。例如，在高发动机转速下，离合器 部件如膜片弹簧的变形造成的工作缸活塞位置会给出对工作缸活塞62完全接合位置 的错误指示。在这些情况或其他情况下，可以通过"冻结"棘轮算法来避免错误。在 冻结时，棘轮机制不能更新其当前保持的值且因此例如使用上面给出的值，如果测量 到错误的值Z『7.5mm也不会有影响，因为零点偏移Z将被冻结在8. Omm。
如上所述，每次离合器2分离然后接合时，零点偏移Z就扰动或递增以容纳由离 合器2的自动调节机构或自调节机构造成的工作缸活塞的任何移动。通过增加小的量 S来应用扰动，增量S通常在到零点偏移Z有0. lmm至0. 2mm的范围内，其效应是在 分离方向上相对于绝对范围移动工作缸活塞62的相对范围的零点。每次离合器2分 离然后接下来接合时触发扰动，但自动调节机构不在每次离合器2分离然后接合时进 行调节且通常车辆在调节之间已行驶了很多公里。然而，在没有进行自动调节时做出 的扰动由棘轮算法快速地消除。扰动或递增的幅度必须选择为稍大于由自动调节机构 做出的调节以在单次扰动内容纳多次调节。
为了提供用于确定离合器2的接合状态的具成本效益且可靠的方法，发明人认识 到工作缸活塞62从其完全接合位置的位移可以用于提供指示离合器2接合还是分离 的值。术语接合或分离在此上下文中指离合器2是否传递预定量的扭矩。
此处所述的方案基于工作缸位置传感器63的输出确定离合器2是否处于分离状 态，该传感器测量工作缸活塞62的线性位置。此处提出的方法用于在感测到的工作 缸活塞62的位置沿其行程移动超出阈值时指示离合器2分离。必须校准该阈值以便 考虑到离合器驱动系统50和离合器2中所有的公差，这些公差包括制造时的件间 变异、装配变异、磨损、环境条件如温度和传感器精度。这确保可以对每个车辆生产 线校准单个离合器分离阈值从而免除学习离合器分离/接合点的需要。
在这些变量中，最显著的是温度，因为温度的变化不仅会影响部件的物理尺寸，
14还会影响离合器2的摩擦性质。因此在图8中示出一种方法用于补偿温度引起的误差 从而提高计算期望的位移阈值的精度。
方法300开始于步骤31,该步骤是点火开关接通事件，下一个步骤是在一个或 多个点火幵关位置测量离合器驱动系统50的温度。这可以通过使用多个专门的温度 传感器进行或可以通过使用工作缸位置传感器63的温度补偿电路的输出实现。无论 使用的方法如何，都在步骤320中使用该温度值确定位移阈值X时的温度补偿的值以 确定离合器2的接合状态。
在步骤320中使用的方法是多种多样的，但是可以包括使用离合器驱动系统的模 型以确定确保离合器2分离所需的工作缸活塞62的位移；使用存储在一个或多个查 找表中的实验数据以确定确保离合器2分离所需的工作缸活塞62的位移；及基于环 境温度与包含在电子控制器16内的其他传感器信号或信息如发动机扭矩、发动机转 速、车速等的结合来估计离合器2和/或离合器驱动系统的温度。
应理解，步骤320包括使工作缸活塞62的位置与离合器2的接合状态相关的至 少一个算法且修改该一个或多个算法以考虑到在步骤310测量的温度输入。
然后在步骤330,将温度补偿的位移闽值X ,的值存储在电子控制器16中以在 将来使用。然后方法300在步骤340结東。
现参考图4和图9,公开了用于确定离合器2的接合状态的方法400。
方法400开始于步骤31,该步骤是点火开关接通事件，然后在步骤410使用工 作缸位置传感器63测量工作缸活塞62从其绝对零点位置的测量的位移(X )。
然后在步骤420中，通过从测量的位移值中减去使用上文中参考图6和图7所述 的方法200a和200b中的一个得出的零点偏移Z,计算工作缸活塞62的实际位移。
即x实际-x测重一 z
其中
X实际=工作缸活塞的实际位移； X啦-由工作缸位置传感器测量的位移；及 Z-零点偏移。
该方法然后进行至步骤430，其中比较工作缸活塞62的实际位移X实际与通过图8
中所示的上述方法300确定的位移阈值。
即，使用检验X实际〉X两值？来确定离合器2接合还是分离。
应理解，为了考虑到滞后效应，可以有两个闳值， 一个阈值用于传感器信号的一
个方向。即，如果信号在增加则使用一个阈值，如果传感器信号在减小则使用第二阈值。
如果通过该检验，则该方法进行至步骤450将标记设置为一 (1)以指示离合器 2分离，但如果步骤430处的检验失败，则在步骤460将标记设置为零(0)以指示 离合器确定为接合。图10示出X实际大于X阁值，即工作缸活塞62的实际位移大于阈值位移时的情况且 该方法因此确定离合器2分离。
在步骤450和460之后，方法进行至步骤470且控制返回到主操作例程在图4所 示的步骤500。
上述方法是说明性示例且其中的步骤可以取决于应用在适当时顺序执行、同步执 行、同时执行，或以不同的顺序执行。
本领域技术人员应理解，虽然已参考一个或多个实施例通过示例描述了本发明， 但本发明不限于所公开的实施例且可以构造出对所公开的实施例或替代实施例的一 个或多个修改而不偏离本申请的权利要求书中阐述的本发明的范围。
权利要求
1.一种用于确定具有可移动活塞的液压驱动器驱动的离合器的接合状态的方法，所述方法包括测量所述活塞的位置，将测量的位置与阈值比较，使用比较的结果作为接合状态的指示。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，若所述测量的位置大于所述阈值， 使用此结果作为所述离合器处于分离状态的指示。
3. 如权利要求l或2所述的方法，其特征在于，若所述测量的位置等于所述阔 值或小于所述阈值，使用此结果作为所述离合器处于接合状态的指示。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述阈值为位移阈 值，所述方法还包括确定所述活塞的完全接合位置和所述活塞从所述完全接合位置的 位移的测量值，及将测量的活塞位移与所述位移阈值比较。
5. 如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括测 量温度和基于测量的温度改变所述阈值。
6. 如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，通过计算获得所述 阈值。
7. 如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，通过使用一个或多 个由实验得出的査找表获得所述阈值。
8. —种用于确定具有可移动活塞的液压驱动器驱动的离合器的接合状态的装置， 所述装置包括测量所述活塞的位置和提供指示测量的位置的信号的传感器，及电子控 制器，所述电子控制器设置为从所述传感器接收所述信号，将所述测量的位置与阈值 比较，并使用比较的结果作为所述离合器的接合状态的指示。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，若所述测量的位置大于所述阈值， 所述电子控制器可操作以使用此结果作为所述离合器处于分离状态的指示。
10. 如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，若所述测量的位置等于所述闺 值或小于所述阈值，所述电子控制器可操作以使用此结果作为所述离合器处于接合状态的指示。
11. 如权利要求8至10中的任一项所述的装置，其特征在于，所述阈值为位移 阈值，所述电子控制器还可操作以确定所述活塞的完全接合位置和所述活塞从所述完 全接合位置的位移的测量值，及将测量的活塞位移与所述位移阈值比较。
12. 如权利要求8至11中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括测量温度的至少一个温度传感器，所述电子控制器可操作以基于测量的温度改变所述 阈值。
13. 如权利要求8至12中的任一项所述的装置，其特征在于，通过计算获得所 述阈值。
14. 如权利要求8至12中的任一项所述的装置，其特征在于，通过使用存储在 所述电子控制器中的一个或多个由实验得出的查找表获得所述阈值。
15. 如权利要求8至14中的任一项所述的装置，其特征在于，所述电子控制器 还可搡作以使用接合状态的确定来控制一个或多个其控制基于离合器接合状态的车 辆系统。
16. 如权利要求8至15中的任一项所述的装置，其特征在于，所述液压驱动器 是形成离合器液压驱动系统的部分的工作缸。
全文摘要
本发明涉及用于确定离合器的接合状态的方法和装置。公开了用于确定离合器(2)的接合状态的方法和装置，其中通过传感器(63)测量工作缸活塞(62)的位置，并与计算得出的位移阈值X_阈值比较。若工作缸活塞(62)的测量的位移小于位移阈值，则这可以用作离合器(2)接合的指示，若工作缸活塞(62)的测量的位移大于位移阈值X_阈值，则这可以用作离合器(2)分离的指示。该离合器接合状态的确定可以有利地用于停止-起动系统中以允许发动机(10)在变速器(11)处于挂挡状态时起动，还可以用来防止发动机在离合器(2)未完全分离时关闭。
文档编号F16D48/06GK101539179SQ20091012868
公开日2009年9月23日 申请日期2009年3月18日 优先权日2008年3月20日
发明者伊恩·哈勒伦, 塞米·佩特里迪斯, 安德鲁·安德森 申请人:福特环球技术公司