用于估计双离合器变速器的输入扭矩的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于估计车辆双重离合器变速器的输入扭矩的装置，所述变速器包括内输入轴和关于所述内输入轴同心地布置的外输入轴，所述装置进一步包括连接所述轴至发动机的输出轴的双重离合器部件。
【背景技术】
[0002]在重型运输车辆领域，这样的车辆可被提供以布置有双重离合器的变速器单元是已知的。根据已知技术，双重离合器变速器基于这样的原则，即两个单一盘或多盘离合器用于操作多个齿轮的原则。例如，两个离合器可被同心地布置，用这样的方式，外离合器驱动变速器的单数的齿轮而内离合器驱动变速器的双数的齿轮。
[0003]双离合器变速器内的齿轮之间的换挡可通过将来自车辆的发动机的扭矩应用的到两个离合器之一，同时扭矩被与另一个离合器分离来实现。用这种方式，可执行齿轮间的换挡，通常不断开传输到驱动车轮的扭矩。而且，换挡可比单一离合器形式的变速器更快地执行。
[0004]先前已知，双离合器变速器可被布置为具有两个输入轴，每一个连接至摩擦离合器且也连接到车辆发动机的输出。在功能上，这相当于具有两个平行的常规变速器，即两个平行子变速器，并且每次使用一个用于动力传输。适宜地，两个输入轴以同心的方式被布置，即以便第一输入轴构成在外输入轴内部延伸的内输入轴。
[0005]不被使用而因此暂时空转的子变速器，可具有啮合齿轮并且为后来的换挡做准备。这种换挡通过同时不啮合先前使用的子变速器的摩擦离合器和啮合先前空转的子变速器的摩擦离合器来执行。
[0006]为了以最佳方式操作双离合器变速器，需要通过计算机化的变速器控制单元来控制变速器。这样的单元使用来自多个传感器的信号，并且也使用从发动机控制单元的输入，以便确定变换齿轮的定时和影响换挡操作的其它参数。该过程被优化，以便获得，例如，高水平的性能、燃料经济和车辆处理。
[0007]为了优化双离合器变速器的齿轮变换过程，指示作用在两个输入轴上的输入扭矩的输入信号是需要的。一个常规的扭矩传感器是昂贵的元件，且其也是变速器单元中难于安装的相当大的元件。因此，可选的解决方案是基于某些参数，诸如注入到车辆发动机的燃料量、发动机速度、温度和其它参数，来估计扭矩-即，代替真实地测量扭矩。这给出了输入扭矩的估计，其足够精确以便以适宜的方式操作变速器。
[0008]代表作用在变速器上的直接感测的输入扭矩的信号使得多种功能能够被实现，诸如，例如在变速器的离合器内的传送扭矩的反馈控制；离合器诊断；发动机诊断；和变速器控制的改善的耐用性(关于齿轮换挡、齿轮选择等)。
[0009]总的来说，在用于车辆的双离合器变速器中，两个同心布置的输入轴被使用。为了用最佳方式控制变速器，代表作用在每一个输入轴上的输入扭矩的信号可以凭借扭矩传感器而提供。可选地，基于某些参数确定扭矩的估计。
[0010]在传统的单一输入轴变速器上实施扭矩传感器是简单的。但是，对于具有双同心输入轴的变速器来说，测量内输入轴上的扭矩是非常困难的。这主要因为在内输入轴(即外输入轴的内部)上安装传感器的困难。现有的可用的解决方案将太贵或者将不精确。
[0011]先前已知使用如上所述的估计扭矩。但是，这样已知的方法不具有用于多种想要的功能(例如发动机诊断)的所需的精度的分辨率。因此，关于先前已知的解决方案存在的一个问题是用于估计扭矩的已知的原则不够精确。而且，不可能使用包括两个分开的传感器的装置，即每个内轴上一个传感器。
[0012]现有技术的一个问题因而是其并不为重型运输车辆提供作用在双离合器变速器的两个输入轴上的扭矩的精确的基于传感器的测量的任何解决方案。
【发明内容】
[0013]因此，本发明的一个目的是解决上述问题并提供一种用于估计双离合器变速器的输入扭矩的装置和方法，其中作用在双离合器变速器的输入轴上的输入扭矩的精确值可通过可靠和成本有效的方式获得。
[0014]根据本发明，上述目的通过用于估计车辆的双离合器变速器的输入扭矩的装置获得，所述变速器包括内输入轴和关于所述内输入轴同心地布置的外输入轴，所述装置进一步包括连接所述轴至发动机的输出轴的双离合器部件。本发明包括被布置在所述外输入轴上且连接到变速器控制单元的扭矩传感器；所述装置被布置用于通过所述扭矩传感器，在所述外输入轴的操作期间提供测量扭矩值，和用于在所述内输入轴的操作期间提供估计扭矩值。
[0015]借助于本发明，使用只测量外输入轴上的扭矩的扭矩传感器并使用在内输入轴的操作期间的估计扭矩值，获得用于实现内输入轴扭矩的精确的估计的方法。
[0016]用这种方式，仅使用一个扭矩传感器，关于变速器的控制和发动机的诊断的多个功能可被实施到双输入轴变速器上。
[0017]根据一个实施例，本发明被布置以便变速器控制单元被布置用于通过观察器功能计算估计扭矩值，该观察器功能在外输入轴的所述操作期间被激发。该观察器功能例如是卡尔曼滤波器的形式，但本发明不只局限为这种功能。
[0018]而且，根据一个实施例，扭矩传感器也连接到发动机控制单元。适宜地，发动机控制单元被布置为提供所述发动机的操作的诊断。
[0019]本发明还涉及一种用于估计车辆的双离合器变速器的输入扭矩的方法，其中，所述变速器包括内输入轴和关于所述内输入轴同心地布置的外输入轴，并且其中所述轴经由双离合器部件连接至发动机的输出轴。根据本发明的这个方面，该方法包括:在所述外输入轴上布置扭矩传感器；连接所述扭矩传感器到变速器控制单元；当只通过所述外输入轴传送发动机输出扭矩时，通过所述扭矩传感器，提供对应于测量扭矩值的值；和当只通过所述内输入轴传送发动机输出扭矩时，提供对应于估计扭矩值的值。
【附图说明】
[0020]本发明现在将在下面关于实施例和附图而被描述，其中:
[0021]图1是其中可使用本发明的车辆变速器和发动机装置的示意图。
【具体实施方式】
[0022]图1以示例和简化的方式图示出，根据本发明的一个实施例的装置。本发明想要结合双离合器形式的变速器I使用，其通常是已知的并且其可被用于重型商业车辆。
[0023]这样的双离合器变速器的功能通常是已知的，并且已被上述广义的术语描述，并且因为这个原因在这里不再详细描述。
[0024]变速器I被提供有第一输入轴2和第二输入轴3。根据本实施例，并且依据已知技术，该输入轴2、3同心地布置，使得第一输入轴2组成内输入轴并且使得第二输入轴3组成外输入轴，其中内输入轴2被布置在第二输入轴3的内部。
[0025]进一步，轴2、3的端部与双离合器部件4相关联，该双离合器部件4包括与内输入轴2相关联的第一离合器5和与外输入轴3相关联的第二离合器6。
[0026]双离合器部件4连接到车辆发动机8的输出轴7，其适当地以适于重型车辆的常规柴油发动机的形式，但其它原动机也可以，例如电动原动机。以常规的方式，发动机8被布置为经由离合器部件5、内输入轴2和外输入轴3向变速器I传输动力。
[0027]为了控制变速器I的操作，例如为了获得齿轮间的正确换挡，变速器控制单元9被布置为连接变速器I。为了实现高水平的性能、燃料经济和换挡的定时，变速器控制单元9被供给与变速器I相关联的多个输入信号。变速