学习环境友好型车辆的发动机离合器传递扭矩的装置和方法

摘要

一种车辆的发动机离合器传递扭矩学习装置，包括：动力源，其包括发动机和驱动电动机；发动机离合器，其位于发动机与驱动电动机之间，以选择性地将发动机与驱动电动机连接；和车辆控制器，其控制发动机离合器的分离或接合以实现驱动模式，其中车辆控制器：当车辆的运行状态满足传递扭矩学习进入条件时，解除发动机离合器内的离合器液压；控制电动机的速度和发动机的速度，同时维持电动机与发动机之间的速度差在预定的相对速度范围内，以及当发动机离合器滑移时基于离合器液压和离合器输入扭矩来学习发动机离合器的传递扭矩。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年7月28日在韩国知识产权局提交的韩国专 利申请第10-2014-0095818号的优先权和权益，其全部内容并入本文以 作参考。

技术领域

本公开涉及一种车辆的发动机离合器传递扭矩学习装置。更具体 地，本公开涉及用于学习车辆(例如环境友好型车辆)的发动机离合 器传递扭矩的装置和方法，其能够在车辆运行时学习发动机离合器的 传递扭矩。

背景技术

现今，地球的环境污染是一个严重的问题，因此，使用无污染能 源很重要。具体地，车辆废气是空气污染的主要原因之一。

为了解决废气的问题并降低燃料消耗，已经开发了环境友好型车 辆例如混合动力车辆和电动车辆。许多环境友好型车辆使用由发动机 和电动机形成的动力产生装置，并通过经由发动机的燃烧作用所产生 的动力和通过使用存储在电池中的电能使电动机旋转而产生的动力进 行驱动。

在环境友好型车辆中，通常执行安装有变速器的电力装置方法 (TMED)的传动，该方法将驱动电动机和变速器连接。为了将发动机 的动力传递到驱动轴，发动机离合器安装在发动机与驱动电动机之间。

环境友好型车辆还提供电动车辆(EV)模式和混合电动车辆 (HEV)模式，EV模式以仅驱动电动机的扭矩使车辆运行，HEV模 式根据发动机离合器是否出现联接，以发动机扭矩和驱动电动机扭矩 之总和使车辆运行。当环境友好型车辆的运行从EV模式转变为HEV 模式时，通过联接发动机离合器，使发动机速度和电动机速度同步， 从而在发动机和驱动电机之间的动力传输过程中防止扭矩改变。

然而，在电池维持在低荷电状态、电池的温度和电动机的温度超 过预定的参考温度状态、和/或道路具有陡峭的斜坡表面的实例情况下， 则应通过对发动机离合器的滑移控制(slip-control)来运行环境友好型 车辆。在这种运行条件下，为了滑移控制发动机离合器，需要很精确 的压力控制。

对此，发动机离合器的传递扭矩是当发动机离合器两端的摩擦面 相互之间发生物理接触时传递的扭矩，并且基本上可通过有效压力和 摩擦系数进行预测。然而，在常规的学习传递扭矩的方法中，因为仅 能在P档和N档时学习传递扭矩，因此在车辆运行时无法学习传递扭 矩。因此，没有足够的机会学习传递扭矩，发动机离合器传递扭矩的 准确性可能变差。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本公开背景的理 解，因此其可能含有不构成该国本领域中普通技术人员已经知晓的现 有技术的信息。

发明内容

本公开致力于提供一种能有利地在环境友好型车辆运行时学习该 车辆的发动机离合器传递扭矩的装置和方法。本公开还提供如下的装 置和方法，其通过监测从发动机离合器发生滑移时到滑移解除前即刻 的时间段内的离合器液压和离合器输入扭矩之间的关系，从而有利地 在环境友好型车辆运行时学习该车辆的发动机离合器传递扭矩。

本公开的实施方式提供车辆的发动机离合器传递扭矩学习装置， 包括：包括发动机和驱动电动机的动力源；发动机离合器，其布置在 发动机与驱动电动机之间，以选择性地将发动机与驱动电动机连接； 和车辆控制器，其控制发动机离合器的分离或接合以实现驱动模式， 其中车辆控制器：(i)当车辆的运行状态满足传递扭矩学习进入条件时， 解除发动机离合器内的离合器液压；(ii)控制电动机的速度和发动机 的速度，同时维持电动机与发动机之间的速度差在预定的相对速度范 围内，以及(iii)当发动机离合器滑移时基于离合器液压和离合器输入 扭矩来学习发动机离合器的传递扭矩。

车辆控制器可缓慢地解除锁定状态下的发动机离合器内的离合器 液压，并监测从发动机离合器发生滑移的时间到预定滑移RPM出现之 时的时间段内的离合器液压和离合器输入扭矩，从而学习发动机离合 器的传递扭矩。

车辆控制器可在学习发动机离合器的传递扭矩之前检测发动机扭 矩和传递扭矩，并在发动机离合器滑移时检测离合器输入扭矩和离合 器传递扭矩。

车辆控制器可通过利用学习前的发动机扭矩、学习前的传递扭矩、 检测到的离合器输入扭矩以及检测到的离合器传递扭矩中的至少一者 来计算校正因数，并利用校正因数来学习发动机离合器的传递扭矩。

车辆控制器可控制发动机的速度以维持电动机与发动机之间的速 度差ΔRPM，并控制电动机的速度以维持变速器的输出速度。

传递扭矩学习进入条件可以是涉及到至少一种以下区段的条件： 运行负载恒定的区段，自动变速箱油液(ATF)的温度在参考温度范围 内的区段，以及荷电状态(SOC)在参考SOC范围内的区段。

本公开的实施方式还提供一种学习发动机离合器传递扭矩的方 法，包括：确定车辆的运行状态是否满足传递扭矩学习进入条件；当 运行状态满足传递扭矩学习进入条件时解除发动机离合器内的离合器 液压；将电动机的速度与发动机的速度之间的速度差维持在实质上恒 定的RPM，其中电动机和发动机连接到发动机离合器的两端；控制电 动机的速度和发动机的速度；以及当发动机离合器滑移时，监测离合 器液压和离合器输入扭矩并学习发动机离合器的传递扭矩。

解除离合器液压的过程可包括将发动机离合器内的离合器液压解 除到锁定阈值(lockupthresholdvalue)或者小于锁定阈值。

监测离合器液压和离合器输入扭矩的过程可包括监测从发动机离 合器发生滑移的时间到预定滑移RPM出现之时的时间段内的离合器液 压和离合器输入扭矩，从而学习发动机离合器的传递扭矩。

控制电动机速度和发动机速度的过程可包括：控制发动机的速度 以维持电动机与发动机之间的速度差ΔRPM；和控制电动机的速度以 维持变速器的输出速度。

该方法还可包括在学习发动机离合器的传递扭矩之前检测发动机 扭矩和传递扭矩的步骤。

学习发动机离合器的传递扭矩的过程可包括：当发动机离合器滑 移时检测离合器输入扭矩和离合器传递扭矩；和通过使用学习前的发 动机扭矩、学习前的传递扭矩、检测到的离合器输入扭矩以及检测到 的离合器传递扭矩中的至少一者来计算校正因数。

学习发动机离合器的传递扭矩的过程可包括：通过比较学习前的 发动机扭矩和检测到的离合器输入扭矩来计算第一扭矩偏差；通过比 较学习前的传递扭矩和检测到的离合器传递扭矩来计算第二扭矩偏 差；使用第一扭矩偏差和第二扭矩偏差来计算校正因数；以及使用校 正因数学习发动机离合器的传递扭矩。

校正因数可通过公式1来计算。等式1可为F＝(A-C)/(B-D)， 其中F为校正因数，A为学习前的发动机扭矩，B为学习前的传递扭 矩，C为检测到的离合器输入扭矩，D为检测到的离合器传递扭矩。

根据本公开的实施方式，由于可以在车辆运行时学习发动机离合 器的传递扭矩，因而可以改善发动机离合器传递扭矩的学习频率。另 外，由于可利用从发动机离合器内发生滑移时到滑移解除前即刻的时 间段内的离合器液压和离合器输入扭矩之间的关系来学习传递扭矩， 因此可改善传递扭矩的准确性，并改善驾驶性能。本公开实施方式的 各种其他效果在以下详细说明中进行描述。

附图说明

图1是图示根据本公开实施方式的车辆的发动机离合器传递扭矩 学习装置的图。

图2和图3是图示根据本公开实施方式的学习车辆中的发动机离 合器传递扭矩的方法的流程图。

图4是图示根据本公开实施方式的车辆中的发动机离合器传递扭 矩学习构思的图。

<符号的说明>

100：动力源

110：发动机

120：电动机

130：发动机离合器

140：电池

150：变速器

160：ECU

170：MCU

180：TCU

190：HCU

具体实施方式

在下文中，将参考附图对根据本公开的实施方式的用于学习环境 友好型车辆的发动机离合器传递扭矩的装置和方法的操作原理进行详 细描述。然而，后面将给出的所附附图和具体说明涉及用于有效说明 本公开特征的实施方式。因此，本公开并不仅限于如下附图和说明。

另外，可以忽略并入本文的对已知功能和结构的详细说明，以避 免使本公开的主题晦涩不明。本文所使用的术语根据本公开的作用进 行定义，并且可以根据使用者或操作者的意图和用途而变化。因此， 本文所使用的术语应当基于本文做出的说明进行理解。另外，为有效 地描述本公开的技术特征，如下的实施例可以适当地改变、整合或者 拆分术语以使本领域普通技术人员可以清楚理解，并且本公开并不限 于此。

本文使用的术语仅仅是出于说明具体实施方式的目的，而不是意 在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个、一种、该(a、an、 the)”也意在包括复数形式，除非上下文中另外清楚指明。还应当理解 的是，在说明书中使用的术语“包括(comprises和/或comprising)”是 指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存 在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或 其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项 的任何和所有组合。

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语 包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡 车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等 等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车(例如环境友 好型车辆)、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资 源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的 车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

另外，可以理解的是以下方法可以由至少一个控制器执行。术语 “控制器”指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存 储程序指令，并且处理器被配置为执行所述程序指令以进行以下进一 步描述的一个或多个处理。另外，可以理解的是以下方法可以由包含 控制器的发动机离合器传递扭矩学习装置执行，其中该装置在领域内 已知为适用于在车辆运行时学习发动机离合器的传递扭矩。

此外，本发明的控制器可以实现为包含由处理器、控制器等执行 的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。 计算机可读介质的实例包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、 磁带、软盘、快闪驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读 记录介质还可以分布在连接网络的计算机系统中，以便，例如通过远 程信息处理(telematics)服务器或控制器局域网(CAN)以分布式模 式存储和执行计算机可读介质。

以下，将参考附图对本公开的实施方式进行详细说明。

图1是图示根据本公开实施方式的环境友好型车辆的发动机离合 器传递扭矩学习装置的图。

参考图1，环境友好型车辆的发动机离合器传递扭矩学习装置(以 下称为“传递扭矩学习装置”)50包括动力源100、发动机离合器130、 电池140、变速器150、发动机控制单元(ECU)160、电动机控制单 元(MCU)170、变速器控制单元(TCU)180以及混合控制单元(HCU) 190。

为了驱动环境友好型车辆，动力源100包括发动机110和电动机 120。

发动机110的输出通过ECU160控制而受控，并根据ECU160的 控制将其驱动控制到一个最佳的驱动点。

通过施加在MCU170的三相AC电压使电动机120运转从而产生 扭矩。在滑行或再生制动时，电动机120作为发电机运转，从而为电 池140提供电压。

发动机离合器130布置在发动机110与电动机120之间，并且根 据HCU190的控制进行运转从而切换发动机110和电动机120之间的 动力传输。也就是说，根据EV模式和HEV模式的切换，发动机离合 器130连接或者切断发动机110和电动机120之间的动力。

电池140形成为具有多个单电池，在电池140内存储有用于为电 动机120提供驱动电压的高电压。电池140在EV模式或者HEV模式 下对电动机120提供驱动电压，并在处于再生制动情形时通过电动机 120中产生的电压而进行充电。

当商用电源插入连接时，电池140可通过由充电设备提供的电压 和电流进行充电。

变速器150根据HCU190的控制而调整变速比(shiftratio)，根据 驱动模式以变速比对通过发动机离合器130合计和施加的输出扭矩进 行分配，并将输出扭矩传递至驱动轮，从而使车辆运行。

变速器150可以是自动变速器或者无级变速器。

ECU160通过网络连接到HCU190，并且通过与HCU190互锁， ECU160根据发动机110的运转状态(例如驾驶者的请求扭矩信号、 冷却剂温度和发动机扭矩)来控制发动机110的总体运转。ECU160 对HCU190提供发动机110的运转状态。

MCU170根据HCU190的控制而控制电动机120的驱动和扭矩， 并在再生制动时将在电动机120中产生的电力存储在电池140中。

TCU180根据ECU160和MCU170各自的输出扭矩而控制变速 比，并且学习再生制动量，即，控制变速器150的总体运转。TCU180 将变速器150的运转状态提供给HCU190。

HCU190是最上级控制器，其设定混合动力运行模式并控制环境 友好型车辆的总体运转。HCU190整体地控制通过控制器局域网 (CAN)通讯网络而连接的下级控制器，采集并分析各个下级控制器 的信息，并执行协同控制从而控制发动机110和电动机120的输出扭 矩。

HCU190接收来自下级控制器的信息，并学习环境友好型车辆的 运行状态是否满足传递扭矩学习进入条件。如果环境友好型车辆的运 行状态满足传递扭矩学习进入条件，则HCU190缓慢解除锁定状态下 的发动机离合器130内的离合器液压，并监测分别位于发动机离合器 130两端的发动机110和电动机120的速度。

当发动机离合器130发生滑移时，HCU190监测发动机离合器130 的离合器液压和发动机离合器130的离合器输入扭矩，并学习在从滑 移发生的时刻起到预定的滑移每分钟转速(RPM)的时间段内发动机 离合器130的传递扭矩。在这种情况下，预定的滑移RPM为预先设定 的数值，并且可以是在发动机离合器130发生滑移时的RPM和在滑移 解除前即刻的时间点的RPM之间的RPM。离合器输入扭矩为输入到 发动机离合器130的扭矩，也可以是发动机110中的扭矩。

采用这种方式学习HCU190中发动机离合器130的传递扭矩的方 法将参考图2和图3进行详细说明。

在根据本公开实施方式的车辆中包括执行与常规车辆中等同或者 类似的功能和一般操作，因此其详细说明将会被省略。

图2和图3是图示根据本公开实施方式的用于学习环境友好型车 辆中的发动机离合器传递扭矩的方法的流程图。参考图1进行说明的 根据本公开实施方式的传递扭矩学习装置50的控制器可以合并或者拆 分，并且执行上述功能的组成元件(无论对应的名称怎样)可以是根 据本公开实施方式的传递扭矩学习装置50的组成元件。在下文中，在 描述根据本公开实施方式的学习发动机离合器130的传递扭矩的方法 时，在各步中，将以传递扭矩学习装置50而不是相应的控制器作为对 象进行描述。

参考图2和图3，传递扭矩学习装置50确定环境友好型车辆是否 在运行(S210)。

当环境友好型车辆停止时，传递扭矩学习装置50可学习发动机离 合器130的传递扭矩(S220)，如韩国专利公开第10-2013-0136779号 中所公开的。也就是说，当变速器150接到“P档”或者“N档”时，传递 扭矩学习装置50在维持无负载状态的发动机110与电动机120之间的 预定相对速度的状态下，以超过吻点(kisspoint)的控制压力联接发动 机离合器130。

传递扭矩学习装置50测量传递到电动机120的发动机离合器130 的传递扭矩，比较传递扭矩与基本模型数值之间的差，并学习发动机 离合器130的传递扭矩。传递扭矩学习装置50学习发动机离合器130 的传递扭矩，从而完成传递扭矩的学习。

当环境友好型车辆运行时，在学习传递扭矩之前，传递扭矩学习 装置50检测在学习步骤之前的发动机扭矩和学习步骤之前的传递扭矩 (S230)。也就是说，如图4所示，在发动机离合器130发生滑移之前， 传递扭矩学习装置50可检测学习步骤之前的发动机扭矩A和学习步骤 之前的传递扭矩B。

传递扭矩学习装置50确定运行状态是否满足学习进入条件 (S240)。换言之，传递扭矩学习装置50确定运行状态是否满足以下 区段(segment)中至少之一的条件：在该区段中运行负载恒定，在该 区段中自动变速箱油液(ATF)温度在参考温度内，在该区段中荷电状 态(SOC)在参考SOC内。这种情况下，运行负载恒定的区段可以是 车辆在巡航控制下以恒定速度运行的区段。

如果运行状态满足学习进入条件，传递扭矩学习装置50解除发动 机离合器130内的离合器液压(S250)。也就是说，传递扭矩学习装置 50可将发动机离合器130中的离合器液压420解除至锁定阈值410或 更低，如图4所示。这里的锁定阈值可表示发动机离合器130锁定的 离合器液压的量。

传递扭矩学习装置50将电动机120和发动机110之间的速度保持 在预定相对速度(S260)。即，如图4所示，为了学习发动机离合器130 的传递扭矩，传递扭矩学习装置50控制发动机RPM430和电动机RPM 440，从而维持电动机120和发动机110之间预定水平的ΔRPM。

传递扭矩学习装置50控制电动机120和发动机110的速度(S270)。 具体来讲，当发动机RPM430和电动机RPM440达到预定水平的Δ RPM时，传递扭矩学习装置50控制(ES)发动机110的速度，从而 维持ΔRPM，如图4所示。为了维持变速器150的输出速度，传递扭 矩学习装置50控制(MS)电动机120的速度，如图4所示。

传递扭矩学习装置50确定发动机离合器130中是否发生滑移 (S280)。

如果发动机离合器130中没有发生滑移，处理回到步骤S270，并 且传递扭矩学习装置50控制电动机120和发动机110的速度，直到发 动机离合器130中发生滑移。

当发动机离合器130滑移时，传递扭矩学习装置50检测离合器输 入扭矩和离合器传递扭矩(S310)。即，传递扭矩学习装置50可检测 一段时间内输入到发动机离合器130的离合器输入扭矩C和离合器传 递扭矩D，该段时间是从发动机离合器130滑移的时刻S1到预定滑移 RPMS2的时间，如图4所示。

传递扭矩学习装置50使用学习步骤之前的发动机扭矩和离合器输 入扭矩来计算第一扭矩偏差(S320)。即，如图4所示，通过比较学习 步骤之前的发动机扭矩A和离合器输入扭矩C，传递扭矩学习装置50 可计算第一扭矩偏差。

传递扭矩学习装置50使用学习步骤之前的传递扭矩和离合器传递 扭矩来计算第二扭矩偏差(S330)。即，如图4所示，通过比较学习步 骤之前的传递扭矩B和离合器传递扭矩D，传递扭矩学习装置50可计 算第二扭矩偏差。

传递扭矩学习装置50使用第一扭矩偏差和第二扭矩偏差计算校正 因数(S340)。

即，传递扭矩学习装置50可使用公式1来计算校正因数。

[公式1]

F＝(A-C)/(B-D)

这里的F为校正因数，A为学习步骤之前的发动机扭矩，B为学 习步骤之前的传递扭矩，C为离合器输入扭矩，并且D为离合器传递 扭矩。

传递扭矩学习装置50使用校正因数学习发动机离合器130的传递 扭矩(S350)。

之后，当完成发动机离合器130传递扭矩的学习过程时，通过增 加离合器液压，传递扭矩学习装置50可解除发动机离合器130的滑移。

因此，由于根据本公开的环境友好型车辆的发动机离合器传递扭 矩学习装置50即使在环境友好型车辆运行时也能够学习发动机离合器 130的传递扭矩，因此发动机离合器传递扭矩学习装置50可以提高学 习发动机离合器130的传递扭矩的频率。

虽然已结合目前被认为是实用的实施方式的那些来描述本公开， 但是应当理解本公开不局限于所公开的实施方式，相反，其意在覆盖 包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价布置。