專利名稱：用于在車輛中檢測(cè)由離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在車輛中檢測(cè)由離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩的系統(tǒng)和方法，具體而言，本發(fā)明涉及這樣的傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)和方法，即其能夠在離合器部分嚙合期間更準(zhǔn)確地檢測(cè)由該離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩。
背景技術(shù)：
一種已知的電磁離合器裝置沿著串聯(lián)地傳動(dòng)軸設(shè)置在車輛中，其在全部四個(gè)車輪都被驅(qū)動(dòng)的四輪驅(qū)動(dòng)模式和僅有其中兩個(gè)車輪被驅(qū)動(dòng)的兩輪驅(qū)動(dòng)模式之間切換車輛的驅(qū)動(dòng)模式。此外，已知另外一種類似的電磁離合器裝置，其在四輪驅(qū)動(dòng)模式期間控制提供給前輪和后輪的動(dòng)力的分配比率。一般而言，這種允許將驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(例如發(fā)動(dòng)機(jī))產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞到所選擇的一個(gè)或者多個(gè)車輪的電磁離合器裝置的操作，是基于從車輛中設(shè)置的各種傳感器獲得的特定信息而被控制的。例如，日本早期公開專利申請(qǐng)JP-4-46830列舉了一種轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)，其包括手動(dòng)變速器和離合器，該離合器沿著動(dòng)力傳遞路徑設(shè)置在手動(dòng)變速器和驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源之間，并且被駕駛員操作以允許或者中斷從動(dòng)力源到手動(dòng)變速器的轉(zhuǎn)矩傳遞。根據(jù)此轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)，基于提供離合器實(shí)際傳遞的轉(zhuǎn)矩來確定經(jīng)由此轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)所分配的轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值。
但是此轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)涉及這樣的問題，即在當(dāng)離合器部分嚙合即離合器在打滑時(shí)檢測(cè)由離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩中的準(zhǔn)確度可能變得不夠，并且這種不準(zhǔn)確地檢測(cè)到的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩可能導(dǎo)致該轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)進(jìn)行不正確的轉(zhuǎn)矩分配。因此，已經(jīng)期望提供一種轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)，其能夠在離合器部分嚙合時(shí)，即離合器在打滑時(shí)，準(zhǔn)確地檢測(cè)由車輛中離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明的目的是提供傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)和方法，其在離合器部分嚙合時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)通過設(shè)置在車輛中的離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一方面涉及一種用于車輛的傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)，所述車輛包括驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源、變速器以及沿著驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞路徑設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源和所述變速器之間的離合器，所述離合器被手動(dòng)或者自動(dòng)地操作以允許或者中斷從所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源到所述變速器的轉(zhuǎn)矩傳遞。所述傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)包括(a)輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置，用于計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的輸出轉(zhuǎn)矩；(b)慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置，用于計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的慣性損失轉(zhuǎn)矩；(c)離合器部分嚙合檢測(cè)裝置，用于判斷所述離合器是否部分地嚙合；和(d)離合器傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置，用于在所述離合器部分嚙合檢測(cè)裝置判斷所述離合器部分地嚙合時(shí)，基于由所述輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置計(jì)算的所述輸出轉(zhuǎn)矩和由所述慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置計(jì)算的所述慣性損失轉(zhuǎn)矩來計(jì)算由所述離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩。
由此，本傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)在計(jì)算離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩時(shí)把慣性損失轉(zhuǎn)矩考慮在內(nèi)，這使得能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩而無論離合器的嚙合狀態(tài)如何。也就是說，即使離合器部分地嚙合也可以準(zhǔn)確地檢測(cè)離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩。
在上述傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，當(dāng)所述離合器部分嚙合檢測(cè)裝置判斷所述離合器部分地嚙合時(shí)，所述離合器傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置計(jì)算由所述輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置計(jì)算的所述輸出轉(zhuǎn)矩和由所述慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置計(jì)算的所述慣性損失轉(zhuǎn)矩之間的差作為由所述離合器傳遞的所述轉(zhuǎn)矩。在此情況下，將進(jìn)一步提高計(jì)算由離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確性，并且將增大實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的容易性。
本發(fā)明的第二方面涉及一種用于檢測(cè)由離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩的傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)方法，所述離合器在車輛中沿著驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞路徑設(shè)置在驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源和變速器之間。所述方法包括(a)計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的輸出轉(zhuǎn)矩；(b)計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的慣性損失轉(zhuǎn)矩；(c)判斷所述離合器是否部分地嚙合；和(d)當(dāng)所述離合器部分地嚙合時(shí)，基于所述計(jì)算的輸出轉(zhuǎn)矩和所述計(jì)算的慣性損失轉(zhuǎn)矩來計(jì)算由所述離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩。


從參考附圖的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的以下說明，本發(fā)明的上述和/或其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚，附圖中相似標(biāo)號(hào)用來表示相似的元件并且其中圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)的構(gòu)造的視圖，其包括在從FF(發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū))車輛結(jié)構(gòu)所構(gòu)造的具有四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的四輪驅(qū)動(dòng)車輛中；圖2是圖示離合器和離合器踏板的構(gòu)造的視圖，離合器踏板設(shè)置在駕駛艙中并且由駕駛員操作來控制該離合器；圖3是示出耦合裝置的構(gòu)造的剖視圖；圖4是圖示供應(yīng)到耦合裝置的電流和由耦合裝置傳遞的轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的曲線圖；圖5是示出用于檢測(cè)離合器所傳遞轉(zhuǎn)矩的4WD ECU的功能部分的視圖；圖6是圖示當(dāng)離合器部分嚙合時(shí)離合器的輸入/輸出轉(zhuǎn)矩和發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性損失轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系的視圖；圖7是時(shí)序圖，其圖示了由發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器所檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度、由輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和由離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分所計(jì)算的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的典型狀態(tài)；圖8是表示由離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分所計(jì)算的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩(估計(jì)值)和通過離合器實(shí)際傳遞的轉(zhuǎn)矩的曲線圖；和圖9是示出四輪驅(qū)動(dòng)控制例程的流程圖，在每個(gè)從數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒的時(shí)間段中該控制例程由4WD ECU重復(fù)地執(zhí)行。
具體實(shí)施例方式
下面將參考

本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)10的構(gòu)造的視圖，其包括在從FF(發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū))車輛結(jié)構(gòu)所構(gòu)造的具有四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的四輪驅(qū)動(dòng)車輛中。根據(jù)此實(shí)施例，由發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由離合器14、變速器16、前輪差速齒輪單元18和前橋20傳送到一對(duì)前輪22，并且經(jīng)由用作動(dòng)力傳遞軸的驅(qū)動(dòng)軸24、電磁耦合裝置26、后輪差速齒輪單元28和后橋30傳送到一對(duì)后輪32。4WD ECU 34控制電磁耦合裝置26的操作。因此，轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)10被構(gòu)造成用于四輪驅(qū)動(dòng)車輛的電控轉(zhuǎn)矩分配式動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)將發(fā)動(dòng)機(jī)12產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分配到前輪22和后輪32。
發(fā)動(dòng)機(jī)12是包括但不限于汽油機(jī)和柴油機(jī)的內(nèi)燃機(jī)，其通過燃燒供應(yīng)到其每個(gè)氣缸中的燃油來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。變速器16例如是同步嚙合式手動(dòng)變速器，其被駕駛員手動(dòng)操作來改變其速度(變速器速度)，即以傳動(dòng)比y增大或者減小從發(fā)動(dòng)機(jī)12輸入的轉(zhuǎn)速。更具體而言，根據(jù)此變速器，當(dāng)設(shè)置在駕駛艙中的換檔手柄被駕駛員操作時(shí)，多個(gè)嚙合裝置中選定的一個(gè)或者多個(gè)被嚙合或者松開，以建立四個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔中的特定檔位，或者將變速器放置在空檔狀態(tài)。傳動(dòng)比y根據(jù)所建立的變速器檔位而改變。變速器16的輸入軸和離合器14的輸出軸38具有花鍵部分并且通過那些部分彼此耦合。
圖2是圖示離合器14和離合器踏板36的構(gòu)造的視圖，離合器踏板36設(shè)置在駕駛艙中并且由駕駛員操作來控制該離合器14。離合器14包括連接到發(fā)動(dòng)機(jī)12的曲軸40的飛輪42、離合器盤44、位于離合器箱46中的壓板48、膜片彈簧50和分離套筒56，膜片彈簧50將壓板48推向飛輪42側(cè)，以將離合器盤44夾在壓板48和飛輪42之間，即嚙合離合器14。在操作中，分離套筒56由離合器松開油缸52經(jīng)由松開撥叉54被放置到圖2中的右側(cè)，來將每個(gè)膜片彈簧50的內(nèi)端移向圖2的右側(cè)，使得離合器松開(分離)。根據(jù)駕駛員對(duì)離合器踏板36的操作而動(dòng)作的離合器主缸58連接到離合器松開油缸52。
在具有上述構(gòu)造的情況下，離合器14在駕駛員沒有操作離合器踏板36時(shí)保持嚙合，并且離合器14在駕駛員操作離合器踏板36時(shí)分離或者打滑。在離合器14嚙合期間來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)矩全部傳遞到變速器16，而在離合器14分離期間發(fā)動(dòng)機(jī)12和變速器16之間的轉(zhuǎn)矩傳遞被中斷。當(dāng)離合器14部分嚙合(即打滑)時(shí)，轉(zhuǎn)矩部分地傳遞到變速器16。
圖3是示出電磁耦合裝置26的構(gòu)造的剖視圖。電磁耦合裝置26包括(a)第一殼體60，其一體地形成在驅(qū)動(dòng)軸24上以與其同軸，(b)第二殼體64，其沿著第一殼體60的內(nèi)周被固定并且包括電磁螺線管62，(c)輸出軸66，其設(shè)置成與第一殼體60同軸并且可以繞第一殼體60的軸線旋轉(zhuǎn)，(d)控制凸輪68，其設(shè)置成與輸出軸66同軸并且可以繞輸出軸66的軸線旋轉(zhuǎn)，(e)控制離合器70，其中斷第一殼體60和控制凸輪68之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)或者使得它們打滑，(f)銜鐵72，其是設(shè)置成與輸出軸66共軸并且可以沿著輸出軸66的軸線方向移動(dòng)的環(huán)形鐵部分，其在操作中被移動(dòng)使得控制離合器70的離合器板夾在銜鐵72和第二殼體64之間，(g)主離合器74，其中斷第一殼體60和輸出軸66之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)或者使得它們打滑，以及(h)主凸輪76，其設(shè)置成與輸出軸66同軸但是不可繞其軸線旋轉(zhuǎn)，而可以沿著輸出軸66的軸線方向在輸出軸66上移動(dòng)。在操作中，主凸輪76被移動(dòng)使得主離合器74的離合器板被夾在主凸輪76和第一殼體60之間。多個(gè)凹入部分形成在控制凸輪68的相對(duì)表面上，并且球78設(shè)置在這些表面之間并且裝配到凹入部分。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的電磁耦合裝置26，當(dāng)電磁螺線管62不被激勵(lì)時(shí)，控制離合器70和主離合器74都處于分離狀態(tài)，因此沒有驅(qū)動(dòng)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)軸24傳遞到輸出軸66。然而，當(dāng)電磁螺線管62被激勵(lì)時(shí)，在電磁螺線管62周圍產(chǎn)生磁通，其將銜鐵72吸引向第二殼體64側(cè)，由此控制離合器70被嚙合或者打滑。當(dāng)控制離合器70嚙合時(shí)，在控制凸輪68和主凸輪76之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速的差，因此每個(gè)球78被控制凸輪68上形成的每個(gè)凹入部分的傾斜部分壓靠到主凸輪76側(cè)，并且由此主凸輪76被壓靠到驅(qū)動(dòng)軸24側(cè)，由此嚙合主離合器74并且允許驅(qū)動(dòng)動(dòng)力從驅(qū)動(dòng)軸24傳遞到輸出軸66。
所以，通過具有上述結(jié)構(gòu)的電磁耦合裝置26傳遞的轉(zhuǎn)矩與供應(yīng)到電磁螺線管62的控制電流成比列地變化，如圖4所示。更具體而言，當(dāng)電磁螺線管62被供應(yīng)小電流時(shí)，將銜鐵72吸引向第二殼體64側(cè)的力變小，由此控制離合器70的嚙合力相應(yīng)地變小。結(jié)果，控制凸輪68和主凸輪76之間的轉(zhuǎn)速差減小，由此將主凸輪76壓靠到驅(qū)動(dòng)軸24側(cè)的力相應(yīng)地減小，這導(dǎo)致僅有小的轉(zhuǎn)矩通過電磁耦合裝置26被傳遞。另一方面，當(dāng)電磁螺線管62被供應(yīng)大電流時(shí)，將銜鐵72吸引向第二殼體64側(cè)的力變大，由此控制離合器70的嚙合力相應(yīng)地變大。結(jié)果，控制凸輪68和主凸輪76之間的轉(zhuǎn)速差增大，由此將主凸輪76壓靠到驅(qū)動(dòng)軸24側(cè)的力相應(yīng)地增大，這導(dǎo)致大的轉(zhuǎn)矩通過電磁耦合裝置26被傳遞。此外，當(dāng)?shù)诫姶怕菥€管62的控制電流超過特定水平時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩開始被傳遞到前輪22和后輪32，如同全部車輪直接連接到發(fā)動(dòng)機(jī)12一樣。根據(jù)本實(shí)施例，通過控制供應(yīng)到電磁螺線管62的電流，而在0至0.5之間的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)傳遞到后輪32的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的比。
同時(shí)，4WD ECU 34微計(jì)算機(jī)裝置，其包括CPU(中央處理單元)、ROM(只讀存儲(chǔ)器)、RAM(隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器)、輸入端口和輸出端口。4WD ECU 34使用各種信號(hào)執(zhí)行預(yù)先存儲(chǔ)在ROM中的程序。例如，4WD ECU 34執(zhí)行耦合裝置傳遞轉(zhuǎn)矩控制，其中4WD ECU 34確定用于電磁螺線管62的控制電流使得通過電磁耦合裝置26傳遞期望的轉(zhuǎn)矩。此外，4WD ECU 34執(zhí)行離合器傳遞轉(zhuǎn)矩確定控制，其中4WD ECU 34確定(估計(jì))通過離合器14傳遞的轉(zhuǎn)矩，這將被用來確定用于電磁螺線管62的控制電流。轉(zhuǎn)矩分配系統(tǒng)設(shè)置有車輪速度傳感器80，其檢測(cè)與車速相對(duì)應(yīng)的后輪32的實(shí)際轉(zhuǎn)速；節(jié)氣門傳感器84，其檢測(cè)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)12的進(jìn)氣管中的節(jié)氣門(未示出)開度的節(jié)氣門感器84；發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器86，其檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)12的發(fā)動(dòng)機(jī)速度；和前-后G傳感器88。從這些傳感器，4WD ECU 34接收表示車速v、換檔位置sp、節(jié)氣門開度th、發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne、前-后加速度g等的信號(hào)。
圖5示出了被用來檢測(cè)通過離合器14傳遞的轉(zhuǎn)矩的4WD ECU 34的功能部分。其中，輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分100被用來計(jì)算表示從作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩的輸出轉(zhuǎn)矩te。輸出轉(zhuǎn)矩te例如可以通過將節(jié)氣門傳感器84所檢測(cè)的節(jié)氣門開度th和發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器86所檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne應(yīng)用到預(yù)定關(guān)系來獲得。
慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分102被用來計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)12的慣性轉(zhuǎn)矩的損失的慣性損失轉(zhuǎn)矩t1。例如，慣性損失轉(zhuǎn)矩t1可以通過將發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器86所檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne應(yīng)用到預(yù)定關(guān)系來獲得。圖6圖示了當(dāng)離合器14部分嚙合時(shí)離合器14的輸入/輸出轉(zhuǎn)矩和發(fā)動(dòng)機(jī)12的慣性損失轉(zhuǎn)矩之間的一種典型關(guān)系。參考圖6當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te經(jīng)由曲軸40從發(fā)動(dòng)機(jī)12輸入到離合器14時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te的一部分被用來補(bǔ)償慣性損失轉(zhuǎn)矩t1(即，當(dāng)例如曲軸40和飛輪42的發(fā)動(dòng)機(jī)部件的慣性旋轉(zhuǎn)慢下來時(shí)損失的轉(zhuǎn)矩)。例如，慣性損失轉(zhuǎn)矩t1可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)部件慣量I和發(fā)動(dòng)機(jī)角速度dω/dt的乘積而獲得，發(fā)動(dòng)機(jī)部件慣量I對(duì)于具有特定設(shè)計(jì)的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)而言都是特有的。注意，圖6中表達(dá)式中的點(diǎn)表示時(shí)間微分。在此實(shí)施例中，慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分102通過將發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件慣量I和發(fā)動(dòng)機(jī)角速度dω/dt應(yīng)用到以下關(guān)系(1)來獲得慣性損失轉(zhuǎn)矩t1t1＝I×(dω/dt) (1)離合器部分嚙合檢測(cè)部分104被用來判斷離合器14是否部分嚙合(即打滑)。更具體而言，離合器部分嚙合檢測(cè)部分104通過將由車輪速度傳感器80所檢測(cè)的車速v和由發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器86所檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne應(yīng)用到預(yù)定關(guān)系，來判斷離合器14是否松開、部分嚙合或者完全嚙合。
圖7是時(shí)序圖，其圖示了由發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器86所檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne、由輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分100所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te和由離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106所計(jì)算的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc(如同下面將要說明的那樣)隨時(shí)間變化的一個(gè)典型狀態(tài)。參考圖7，當(dāng)離合器14松開時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩te沒有通過離合器14被傳遞，因此離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc為零。當(dāng)離合器14在時(shí)間t1處開始嚙合時(shí)，其使得來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te的一部分被消耗來補(bǔ)償慣性損失轉(zhuǎn)矩t1，因此發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te和發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne相應(yīng)地降低。在圖7的時(shí)序圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te的陰影區(qū)域表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te被消耗來補(bǔ)償慣性損失轉(zhuǎn)矩t1的部分，并且通過從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te減去慣性損失轉(zhuǎn)矩t1來確定離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc。當(dāng)離合器14在時(shí)間t2處完全嚙合時(shí)，來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te被全部傳遞作為離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc。
離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106通過將離合器部分嚙合檢測(cè)部分104所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)應(yīng)用到如圖7所示的關(guān)系來計(jì)算通過離合器14傳遞的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te。具體而言，當(dāng)離合器部分嚙合檢測(cè)部分104確定離合器14部分嚙合時(shí)，通過將輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分100所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te和慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分102所計(jì)算的慣性損失轉(zhuǎn)矩t1應(yīng)用到以下關(guān)系(2)來獲得離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tctc＝te-t1＝te-I×(dω/dt) (2)此處，通過從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te減去慣性損失轉(zhuǎn)矩t1獲得離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc。當(dāng)離合器部分嚙合檢測(cè)部分104確定離合器14完全嚙合時(shí)，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc被確定為等于由輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分100所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。圖8是表示由離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106所計(jì)算的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc(估計(jì)值)和通過離合器14實(shí)際傳遞的轉(zhuǎn)矩的曲線圖。從此圖清楚可見，由離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106所計(jì)算的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc非常接近實(shí)際值。
總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力計(jì)算部分108被用來計(jì)算表示從驅(qū)動(dòng)軸24傳遞的總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力tin。例如，可以通過將總傳動(dòng)比itotal和由離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106所計(jì)算的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc應(yīng)用到以下關(guān)系(3)來獲得總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的理論值tin＝tc×itotal (3)動(dòng)力分配命令產(chǎn)生部分110被用來計(jì)算表示經(jīng)由電磁耦合裝置26將被傳遞的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分配值tout。例如，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分配值tout可以通過將轉(zhuǎn)矩分配比KST和由總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力計(jì)算部分108所計(jì)算的總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力tin應(yīng)用到以下關(guān)系(4)來獲得tout＝KST×tin (4)動(dòng)力分配控制部分112通過根據(jù)動(dòng)力分配命令產(chǎn)生部分110所計(jì)算的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分配值tout控制用于電磁螺線管62的控制電流，來調(diào)節(jié)將通過電磁耦合裝置26被傳遞的轉(zhuǎn)矩。
圖9示出了一個(gè)示例性四輪驅(qū)動(dòng)控制例程，其在每個(gè)從數(shù)毫秒至數(shù)十毫秒的時(shí)間段中(這是極短的重復(fù)周期)由4WD ECU 34重復(fù)地執(zhí)行。
參考圖9，4WD ECU 34在步驟1中從發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器86獲取發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne，在步驟2中從節(jié)氣門傳感器84獲取節(jié)氣門開度th，并且在步驟3中從車輪速度傳感器80獲取車輛速度v。隨后，在步驟4中，4WDECU 34基于例如由換檔位置傳感器82所檢測(cè)的換檔位置sp來確定總傳動(dòng)比itotal。在對(duì)應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分100的步驟5中，從在步驟1中獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne和在步驟2中獲得的節(jié)氣門開度th獲得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te。接著，在對(duì)應(yīng)于離合器部分嚙合檢測(cè)部分104的步驟6中，基于在步驟1中獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne和在步驟3中獲得的車速v來確定離合器14是否完全嚙合。如果在步驟6中為“是”，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc被確定為等于在步驟5中獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te。如果在步驟6中為“否”，則4WD ECU34前進(jìn)到對(duì)應(yīng)于慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分102的步驟8，并且從步驟1中獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne獲得發(fā)動(dòng)機(jī)角速度dω/dt，并且通過將發(fā)動(dòng)機(jī)角速度dω/dt乘以發(fā)動(dòng)機(jī)慣量I來計(jì)算慣性損失轉(zhuǎn)矩t1的估計(jì)值。接著，在步驟9中，從在步驟5中獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te和在步驟8中獲得的慣性損失轉(zhuǎn)矩t1，來獲得離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc(參見上述關(guān)系(2))。在對(duì)應(yīng)于總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力計(jì)算部分108的步驟10中，從在步驟4中獲得的總傳動(dòng)比itotal和在步驟7或9中獲得的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc，來獲得表示經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸24傳遞的轉(zhuǎn)矩的總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力tin的理論值(參見上述關(guān)系(3))。隨后，在步驟11中，從基于步驟1中獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ne和由換檔位置傳感器82所檢測(cè)的換檔位置sp而確定的傳動(dòng)比y來計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸24的轉(zhuǎn)速(即輸入轉(zhuǎn)速)，并且從步驟3中獲得的車速v來計(jì)算輸出軸66的轉(zhuǎn)速(即輸出轉(zhuǎn)速)，并且驅(qū)動(dòng)軸24的轉(zhuǎn)速和輸出軸66的轉(zhuǎn)速之間的差被確定為差速度dn。在步驟12中，從轉(zhuǎn)矩分配比KST和步驟10中獲得的總驅(qū)動(dòng)動(dòng)力tin來計(jì)算驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分配值tout(參見上述關(guān)系(4))。在對(duì)應(yīng)于動(dòng)力分配控制部分112的步驟13中，通過根據(jù)步驟12中獲得的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分配值tout而控制供應(yīng)到電磁螺線管62的電流，來控制經(jīng)由電磁耦合裝置26所傳遞的轉(zhuǎn)矩。在此控制例程中，步驟7和9對(duì)應(yīng)于離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106。
如上所述，4WD ECU 34包括計(jì)算從發(fā)動(dòng)機(jī)12即驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te的輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分100(步驟5)，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)12的慣性損失轉(zhuǎn)矩t1的慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分102(步驟8)，判斷離合器14是否部分嚙合的離合器部分嚙合檢測(cè)部分104(步驟6)，和離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106，其在離合器14部分嚙合時(shí)，基于由輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分100所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te和由慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分102所計(jì)算的慣性損失轉(zhuǎn)矩t1，來計(jì)算離合器14的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc(步驟7和步驟9)。由此，4WD ECU 34在計(jì)算離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc時(shí)把慣性損失轉(zhuǎn)矩t1考慮在內(nèi)，這使得能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc而無論離合器14的嚙合狀態(tài)如何。也就是說，即使離合器14部分地嚙合也可以準(zhǔn)確地檢測(cè)離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc。
此外，在上述實(shí)施例中，當(dāng)離合器部分嚙合檢測(cè)部分104確定離合器部分嚙合時(shí)，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106確定由輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分100所計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te和由慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分102所計(jì)算的慣性損失轉(zhuǎn)矩t1之間的差，作為經(jīng)由離合器14傳遞的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc。由此，上述在離合器14的部分嚙合期間對(duì)離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc的準(zhǔn)確檢測(cè)可以通過這樣簡(jiǎn)單的檢測(cè)過程而被完成。
雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)理解到本發(fā)明不限于此實(shí)施例。相反，本發(fā)明意欲覆蓋除了上述實(shí)施例外的各種修改和等效布置。
例如，雖然在上述實(shí)施例中，離合器14是由駕駛員手動(dòng)操作以允許或者中斷來自發(fā)動(dòng)機(jī)12的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩te的液動(dòng)離合器，但是例如離合器14也可以是電磁地嚙合或者分離的電磁離合器或者磁粒子離合器。
此外，雖然在上述實(shí)施例中，當(dāng)離合器14部分嚙合時(shí)，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩計(jì)算部分106確定發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出轉(zhuǎn)矩te和發(fā)動(dòng)機(jī)12的慣性損失轉(zhuǎn)矩t1之間的差作為離合器傳遞轉(zhuǎn)矩tc，但此關(guān)系是示例性的，并且各種其他關(guān)系也可以被采用以基于輸出轉(zhuǎn)矩te和慣性損失轉(zhuǎn)矩t1來確定傳遞轉(zhuǎn)矩tc。
此外，雖然在上述實(shí)施例中使用電磁耦合裝置26，但也可以使用液力耦合裝置。在此情況下，動(dòng)力分配控制部分112可以通過控制供應(yīng)到線性電磁閥的電流來控制通過液力耦合裝置傳遞的轉(zhuǎn)矩，所述線性電磁閥設(shè)置在用于供應(yīng)液壓到液力耦合裝置的液壓控制回路中。此外，也可以使用磁能式耦合裝置。
雖然以示例性的各種組合和構(gòu)造示出了各種元件，但其他組合和構(gòu)造，包括更多、更少或者僅單個(gè)元件，也都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)，所述車輛包括驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)、變速器(16)以及沿著驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞路徑(38、40)設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)和所述變速器(16)之間的離合器(14)，所述離合器(14)被手動(dòng)或者自動(dòng)地操作以允許或者中斷從所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)到所述變速器(16)的轉(zhuǎn)矩傳遞，所述傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)的特征在于包括輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置(100)，用于計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)的輸出轉(zhuǎn)矩(te)；慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置(102)，用于計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)的慣性損失轉(zhuǎn)矩(tl)；離合器部分嚙合檢測(cè)裝(104)，用于判斷所述離合器(14)是否部分地嚙合；和離合器傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置(106)，用于在所述離合器部分嚙合檢測(cè)裝置(104)判斷所述離合器(14)部分地嚙合時(shí)，基于由所述輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置(100)計(jì)算的所述輸出轉(zhuǎn)矩(te)和由所述慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置(102)計(jì)算的所述慣性損失轉(zhuǎn)矩(tl)來計(jì)算由所述離合器(14)傳遞的轉(zhuǎn)矩(tc)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述離合器部分嚙合檢測(cè)裝置(104)判斷所述離合器(14)部分地嚙合時(shí)，所述離合器傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)裝置(106)計(jì)算由所述輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置(100)計(jì)算的所述輸出轉(zhuǎn)矩(te)和由所述慣性損失轉(zhuǎn)矩計(jì)算裝置(102)計(jì)算的所述慣性損失轉(zhuǎn)矩(tl)之間的差作為由所述離合器(14)傳遞的所述轉(zhuǎn)矩(tc)。
3.一種用于檢測(cè)由離合器(14)傳遞的轉(zhuǎn)矩的方法，所述離合器(14)在車輛中沿著驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳遞路徑(38、40)設(shè)置在驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)和變速器(16)之間，所述方法的特征在于包括計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)的輸出轉(zhuǎn)矩(te)；計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)的慣性損失轉(zhuǎn)矩(tl)；判斷所述離合器(14)是否部分地嚙合；和當(dāng)所述離合器(14)部分地嚙合時(shí)，基于所述計(jì)算的輸出轉(zhuǎn)矩(te)和所述計(jì)算的慣性損失轉(zhuǎn)矩(tl)來計(jì)算由所述離合器(14)傳遞的轉(zhuǎn)矩(tc)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中當(dāng)所述離合器(14)部分地嚙合時(shí)，由所述離合器(14)傳遞的所述轉(zhuǎn)矩(tc)被計(jì)算為所述計(jì)算的輸出轉(zhuǎn)矩(te)和所述計(jì)算的慣性損失轉(zhuǎn)矩(tl)之間的差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種傳遞轉(zhuǎn)矩檢測(cè)系統(tǒng)，其計(jì)算驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源(12)的輸出轉(zhuǎn)矩(te)和慣性損失轉(zhuǎn)矩(t1)，并且在所述離合器(14)部分地嚙合時(shí)，基于所述輸出轉(zhuǎn)矩(te)和所述慣性損失轉(zhuǎn)矩(t1)來計(jì)算由所述離合器(14)傳遞的轉(zhuǎn)矩(tc)。
文檔編號(hào)B60K23/08GK1673702SQ20051005556
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月24日
發(fā)明者鈴木利廣, 大葉充 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社