CN102062166B - 基于湿式离合器的优化离合控制方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车变速器技术领域的基于湿式离合器的优化离合控制方法，通过优化啮合控制和优化松脱控制若干次后得到待优化上限压力值和待优化下限压力值分别求和再取平均值，获得最终的优化上限压力值和优化下限压力值，并保存到变速箱控制单元TCU的EEPROM空间中，实现优化离合控制。本发明综合考虑离合器磨损和温度影响等动态因素，始终使离合器开始传递发动机的临界点的控制保持在最优状态。

Description

基于湿式离合器的优化离合控制方法

技术领域

本发明涉及的是一种汽车变速器技术领域的方法，具体是一种基于湿式离合器的优化离合控制方法。

背景技术

所谓的湿式离合器是指离合器摩擦片在滑摩过程中摩擦接触表面表现为液体和半液体界面的摩擦，当油分子层和摩擦面之间的附着力大于滑动产生的剪切力时，离合器才开始传递发动机的扭矩。而这个附着力和离合器本身表面粗糙度、摩擦材料特性、摩擦片结构和形状、油的特性、行驶温度、离合器磨损情况等多种动态因素相关，简单而言，每个离合器初始制造时，由于机械和材料的偏差，初始Touch point就不同，该Touch point是指离合器接合时，主、从动盘接触后，油分子层和摩擦面之间产生的滑摩力矩刚好开始传递发动机扭矩的离合器控制点，与传统意义上克服所有外界阻力矩的离合器半接合点定义有所区别。同时随着驾驶里程的增加，离合器磨损后，这个值也在不断的动态变化。

而Touch point的选取，对于离合器的性能、驾驶舒适性等有很大的影响。传统离合器控制均采用“一快一慢”的控制方法，即离合器在达到Touch point前，车辆没有运动，离合器的接合速度不会对车辆造成冲击，这样的空行程要求啮合速度快、时间短，一旦达到Touchpoint点后，车辆开始运行，离合器接合速度、节气门开度等因素将直接影响车辆冲击度的大小，为了保证驾驶舒适性，一般要求啮合速度慢，尽量减少冲击，因此，Touch point点作为两种不同控制方法的分界点，对于整个离合器在起步和换挡过程的性能优劣有决定性的作用。

如果Touch point选取过低，离合器主、从动片滑摩严重，会导致离合器啮合过程中产生大量的热，并使离合器摩擦片磨损严重，大大影响离合器的寿命，而且起步时这个阶段的结合不充分，会需要下一阶段离合器控制来弥补，延长了起步时间，影响整体控制效果。如果Touchpoint选取过高，容易造成发动机熄火，且系统冲击大，起步舒适性差。综上所述，Touch point点的优化控制功能是实现湿式离合器优化控制的必选功能。

传统设计中，离合器控制中一般采用首次记录Touch point的方式进行初步优化，即在每台变速箱下线检测时，测量不同变速箱内离合器的Touch point，并将其作为特殊变量保存在每台变速箱的控制单元系统TCU中，这种方法可以解决变速箱内不同离合器本体差异的区别，针对离合器本身表面粗糙度、摩擦材料特性、摩擦片结构和形状、油的特性等参数的差异性，给予每台变速箱一个初始的“个性化”的Touch point。但是，对于离合器磨损等后期影响的动态因素，无法直接的快速响应以调整合适的Touch point，那么，随着行驶里程的增加、环境温度的影响，离合器控制的效果将逐步变差。

经过对现有技术的检索发现，对于离合器磨损、环境温度变化对离合器Touch point影响的控制方法多数采用控制离合器输入输出端转速差的方法，如“起步过程中离合器半接合点的试验研究”一文所述，但该方法只适用于AMT等车型，适用范围有限。而传统平行轴系机械结构的变速箱，如双离合器变速箱DCT等，离合器输出端变速箱输入轴转速在无档位啮合时由于油的影响，存在跟转，而在档位啮合时，拖动阻力矩大时基本转速为0rpm，所以无法采用该方法作为Touch point的判断基准。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种基于湿式离合器的优化离合控制方法，通过在驾驶过程中，根据当前驾驶条件，例如离合器温度，油门、刹车踏板位置，车速，发动机当前状态等自动择取时机进行湿式离合器啮合和松脱两阶段最优Touch point控制，综合考虑离合器磨损和温度影响等动态因素，始终使离合器开始传递发动机的临界点的控制保持在最优状态。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：优化啮合控制和优化松脱过程两个阶段，其中：

第一步、在驾驶过程中，监控当前整车和变速箱状况，并判断当前状况是否满足执行离合器优化控制条件，该优化控制条件是指同时满足以下条件：

1)换挡机构在前进模式D、运动模式S、手动模式M或倒档R位置；

2)1档或R档档位齿轮已啮合；

3)刹车踏板位于踩下的位置；

4)离合器油温范围在[60，115]℃；

5)发动机水温在范围在[60，120]℃；

6)当前车速小于5km/h。

第二步：当满足第一步所述优化控制条件时开始执行优化啮合控制，以小步长电流增加的方式逐步加大湿式离合器主动盘和从动盘间压力，直到离合器传递扭矩大于等于上限标定值，记录此时给定的压力作为待优化上限压力值，实现优化啮合控制。

所述的上限标定值来源于整车网络CAN总线信号的离合器开始传递发动机扭矩的临界状态值，优选为3Nm。

所述的离合器传递扭矩即发动机的实际扭矩从整车网络CAN总线上获取。

第三步、完成优化啮合控制后，逐步减小湿式离合器的主动盘和从动盘间压力，直到离合器传递的发动机扭矩值从上限标定值逐步减小，直到小于等于下限标定值，记录此时给定的压力作为待优化下限压力值，实现优化松脱控制。

所述的下限标定值来源于整车网络CAN总线信号的离合器主、从动盘脱开，不传递发动机扭矩的状态的临界状态值，优选为0Nm。

第四步：重复执行第二步和第三步若干次，并将得到的若干组待优化上限压力值和待优化下限压力值分别求和再取平均值，获得最终的优化上限压力值和优化下限压力值，并保存到变速箱控制单元TCU的EEPROM空间中，实现优化离合控制。

附图说明

图1湿式离合器力学模型。

图2变速箱和TCU、EEPROM的连接关系示意图。

图3离合器优化控制流程图。

图4优化控制前后起步冲击对比。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，为湿式离合器的力学模型，增大离合器主、从动盘间压力可增加离合器实际传递的发动机扭矩。本发明通过优化控制离合器传递发动机扭矩的临界点，从而优化湿式离合器的离合控制。

如图2所示，为变速箱和其控制单元TCU、数据存储单元EEPROM的连接关系示意图。TCU(Transmission Control Unit)是变速箱的电子控制单元，从用途上讲是汽车变速箱专用微机控制器，它和普通单片机一样，由微处理器CPU、存储器(RAM、EEPROM等)、输出输出接口、驱动等大规模集成电路组成。正常驾驶情况下，RAM会不停地记录你行驶中的数据，但由于是存储于RAM中，就象错误码一样，一但去掉电瓶而失去供电，所有的数据就会丢失，所以本发明中将优化离合控制后获得的离合器最优临界控制点数据存储到特定的EEPROM空间中，该空间的特点是断电不丢失，下次上电后，其中数据自动拷贝到RAM中，始终保持离合器控制在最佳状态。

如图3所示，为离合器优化控制流程图，该图详细说明了整个优化离合即通过优化啮合控制和优化松脱两个阶段的控制流程。

应用于有双湿式离合器的DCT变速箱，正常驾驶过程中，该优化程序是否被激活由当前车况决定，对于奇数、偶数离合器，离合器优化控制激活条件分别如下所示：

激活奇数离合器的条件为：

①啮合1档且目标档位为1档，或者啮合R档且目标档位为R档；

②踩刹车踏板；

③换挡机构在前进D、运动S、手动M或倒档R位置；

④车速＜0.5kph，；

⑤油门踏板开度＜0.5％；

⑥离合器温度(TMP_CLU)范围在[60，115]℃，

⑦发动机水温(TMP_ENG)范围在[60，120]℃；

⑧发动机实际输出扭矩稳定。

激活偶数离合器的条件为：

①啮合2档且目标档位为2档；

②踩刹车踏板；

③换挡机构在前进D或冬季模式W位置；

④车速＜0.5kph；

⑤油门踏板开度＜0.5％；

⑥离合器温度(TMP_CLU)范围在[60，115]℃，

⑦发动机水温(TMP_ENG)范围在[60，120]℃；

⑧发动机实际输出扭矩稳定。

以上信号，其中啮合档位来源于变速箱内部的档位传感器，离合器温度来源于变速箱内部的离合器温度传感器，而其它信号均来源于整车CAN总线，由发动机控制单元、车身控制系统等提供。

离合器优化控制方法过程为：首先当离合器优化控制被激活时，离合器压力逐步自增，直到扭矩大于标定值C_FAC_SLN_TRQ_hTH，该标定值大约为3Nm，即认为发动机实际扭矩为3Nm时离合器处于Touch point点，此处用发动机的扭矩判断是因为发动机的实际扭矩是考虑离合器干涉的发动机对变速箱的控制扭矩，该信号精度高、响应快，而且在离合器优化的同时，也禁止了空调启动等对发动机实际扭矩影响大的操作，尽量使此时优化到的离合器Touch point点精确；优化啮合控制完成后进入松脱阶段的离合器优化控制模块，离合器压力自减，直到扭矩小于标定值C_FAC_SLN_TRQ_lTH，该标定值大约为0Nm，表示此次优化松脱控制完成。经过上述3次优化后，回到初始状态，等待下一次的优化控制激活指令。

在平常的驾车过程中，TCU控制策略综合判断当前驾驶条件例如停车等待红灯时，自动激活离合器优化控制，更新离合器Touch point点。该优化控制保证了驾驶过程中，离合器开始传递发动机扭矩的临界点始终保持在最优状态。

对比离合器优化控制实施前后变速箱传递发动机扭矩的情况，如图4所示，该工况指示的是变速箱升档，此时变速箱传递的发动机扭矩会减小，优化控制后，变速箱传递扭矩达到目标扭矩的过程中扭矩波动明显变小，换挡冲击减小，进一步提高了换挡舒适性。

Claims (6)

1.一种基于湿式离合器的优化离合控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、在驾驶过程中，监控当前整车和变速箱状况，并判断当前状况是否满足执行离合器优化控制条件，即同时满足以下条件：

1)换挡机构在前进模式D、运动模式S、手动模式M或倒档R位置；

2)1档或R档档位齿轮已啮合；

3)刹车踏板位于踩下的位置；

4)离合器油温范围在[60，115]℃；

5)发动机水温在范围在[60，120]℃；

6)当前车速小于5km/h；

第二步、当满足第一步所述优化控制条件时开始执行优化啮合控制，以小步长电流增加的方式逐步加大湿式离合器主动盘和从动盘间压力，直到离合器传递扭矩大于等于上限标定值，记录此时给定的压力作为待优化上限压力值，实现优化啮合控制；

第三步、完成优化啮合控制后，逐步减小湿式离合器的主动盘和从动盘间压力，直到离合器传递的发动机扭矩值从上限标定值逐步减小，直到小于等于下限标定值，记录此时给定的压力作为待优化下限压力值，实现优化松脱控制；

第四步、重复执行第二步和第三步若干次，并将得到的若干组待优化上限压力值和待优化下限压力值分别求和再取平均值，获得最终的优化上限压力值和优化下限压力值，并保存到变速箱控制单元TCU的EEPROM空间中，实现优化离合控制。

2.根据权利要求1所述的基于湿式离合器的优化离合控制方法，其特征是，所述的上限标定值来源于整车网络CAN总线信号的离合器开始传递发动机扭矩的临界状态值。

3.根据权利要求1或2所述的基于湿式离合器的优化离合控制方法，其特征是，所述的上限标定值为3Nm。

4.根据权利要求1所述的基于湿式离合器的优化离合控制方法，其特征是，所述的离合器传递扭矩即发动机的实际扭矩从整车网络CAN总线上获取。

5.根据权利要求1所述的基于湿式离合器的优化离合控制方法，其特征是，所述的下限标定值来源于整车网络CAN总线信号的离合器主、从动盘脱开，不传递发动机扭矩的状态的临界状态值。

6.根据权利要求1或5所述的基于湿式离合器的优化离合控制方法，其特征是，所述的下限标定值为0Nm。

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