CN113586686B - 一种离合器特性曲线自适应调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出的混合动力变速器的离合器特性曲线自适应调整方法及装置，该方法包括：对离合器在不同扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理；在采样处理的数据量达到预设要求时，利用所采样处理的数据进行拟合，得到离合器特性曲线的线性增益g；基于所述线性增益g和预设存储的初始线性增益g₀，得到线性增益变化值△g(n)；基于所述线性增益变化值△g(n)，判断是否需要对离合器特性曲线进行修正；若需要对离合器特性曲线进行修正，则基于所述线性增益变化值△g(n)和预设存储的初始线性增益g₀对所述离合器特性曲线进行修正。

Description

一种离合器特性曲线自适应调整方法及装置

技术领域

本发明涉及混合动力变速器领域，更具体的是一种离合器特性曲线自适应调整方法及装置。

背景技术

自动变速器采用离合器传递动力总成的扭矩，离合器的压力与传递扭矩的特性(P-T曲线)作为控制参数，直接影响变速器的控制性能，包括起步、爬行和换挡等。自动变速器在下线时，变速器控制单元TCU(Transmission Control Unit)会使用默认的P-T曲线对离合器进行控制，但每台变速器的离合器由于装配、制造等误差，其P-T曲线存在差异，单一的P-T曲线无法保证控制性能的一致。此外，随着车辆使用里程的增加，离合器的磨损将会加剧，其P-T曲线同样也会发生改变。如果车辆无法识别相应的变化，变速器的控制性能将会恶化，从而降低车辆的驾驶性和舒适性。因此，配备自动变速器的车辆，其离合器需具有自适应功能，以确保变速器在全生命周期中，维持稳定的控制性能。

在现有离合器P-T自适应技术中，采用的是寻点方法，即记录离合器压力和其传递扭矩，形成数据点，从而对P-T曲线对应的点进行更新。但由于动力总成在低扭矩区间的扭矩精度低，采用寻点的自适应方法会使P-T曲线在低扭矩区间发生较大偏移，自适应效果差。

发明内容

本发明提出的混合动力变速器的离合器特性曲线自适应调整方法及装置，通过记录离合器运行的工况点(扭矩，压力，滑差，油温等)，利用最小二乘法拟合方法得到线性增益，再计算修正系数对离合器特性曲线进行修正，使离合器特性曲线具有逐步迭代的自适应特性。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种离合器特性曲线自适应调整方法，包括：

对离合器在不同扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理；

在采样处理的数据量达到预设要求时，利用所采样处理的数据进行拟合，得到离合器特性曲线的线性增益g；

基于所述线性增益g和预设存储的初始线性增益g₀，得到线性增益变化值△g(n)；

基于所述线性增益变化值△g(n)，判断是否需要对离合器特性曲线进行修正；

若需要对离合器特性曲线进行修正，则基于所述线性增益变化值△g(n)和预设存储的初始线性增益g₀对所述离合器特性曲线进行修正。

优选地，在执行对离合器在不同扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理的步骤之前，所述方法还包括：

基于整车行车状态判断是否触发离合器特性曲线自适应调整；

在确定触发离合器特性曲线自适应调整，执行对离合器在不同扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理的步骤。

优选地，触发离合器特性曲线自适应调整的具体条件为:整车在挡行驶、离合器处于微滑控制模式、变速器油温位于预设油温范围内、离合器片温度第一预设温度、离合器压力波动小于第一预设压力值、动力总成的总扭矩大于第一预设扭矩以及变速器处于预设挡位。

优选地，对离合器在不同离合器扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理的步骤包括：

对离合器在不同离合器扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样并滤波处理；

每连续滤波得到N个离合器压力和离合器传递扭矩，即进行一次离合器压力均值计算和离合器传递扭矩均值计算；

基于预先按照扭矩范围划分的多个存储区间，将计算出的离合器压力均值和离合器传递扭矩均值作为一组数据存储至对应的存储区间内。

优选地，在采样处理的数据量达到预设要求时，利用所采样处理的数据进行拟合，得到离合器特性曲线的线性增益的步骤包括：

在每个存储区间内存储的数据组数量分别达到对应的预设要求数量时，利用各存储区间内存储的数据组进行最小二乘拟合，得到离合器特性曲线的线性增益g；

不同存储区间对应的预设要求数量不同。

优选地，基于所述线性增益g和预设存储的初始线性增益g₀，得到线性增益变化值△g(n)的步骤包括：

利用公式：

Δg(n)＝Δg(n-1)+α(g-g₀-Δg(n-1))

进行迭代计算得到线性增益变化值△g(n)；其中，Δg(n-1)为上一次进行离合器特性曲线修正后得到的线性增益变化值；α为迭代因子，α为预设常数值；g为所述线性增益；g₀为初始线性增益；

当首次对离合器特性曲线进行自适应调整时，Δg(n-1)为零。

优选地，基于所述线性增益变化值，判断是否需要对离合器特性曲线进行修正的步骤包括：

若所述线性增益变化值△g(n)位于预设变化范围内，确定需要对离合器特性曲线进行修正。

优选地，若需要对离合器特性曲线进行修正，则基于所述线性增益变化值△g(n)和预设存储的初始线性增益g₀对所述离合器特性曲线进行修正的步骤包括：

利用公式:

计算修正系数F；

利用所述修正系数F对所述离合器特性曲线进行修正。

优选地，所述方法还包括：

对得到的线性增益变化值△g(n)进行存储，用于下一次进行离合器特性曲线自适应调整。

本发明还提供了一种离合器特性曲线自适应调整装置，包括：

采样处理模块，用于对离合器在不同扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理；

拟合模块，用于在采样处理的数据量达到预设要求时，利用所采样处理的数据进行拟合，得到离合器特性曲线的线性增益g；

计算模块，用于基于所述线性增益g和预设存储的初始线性增益g₀，得到线性增益变化值△g(n)；

判断模块，用于基于所述线性增益变化值△g(n)，判断是否需要对离合器特性曲线进行修正；

修正模块，用于若需要对离合器特性曲线进行修正，则基于所述线性增益变化值△g(n)和预设存储的初始线性增益g对所述离合器特性曲线进行修正。

本发明的有益效果为：

与现有技术相比，本发明提出的方法对离合器特性曲线进行了修正，可避免离合器特性曲线在低扭矩区产生较大偏移，并且其逐步迭代的特性更易获得稳定的自适应效果。

附图说明

图1为应用本发明的基于双离合变速器的混合动力系统示意图；

图2为本发明具体实施方式的流程图；

图3为应用于本发明的离合器扭矩与压力拟合方法示意图。

具体实施方式

如下将参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明，但其实施方式仅仅是示例，其他实施方式仍可采取各种可选的形式。

本发明提供了一种离合器特性曲线自适应调整方法，该方法应用于具有双离合变速器的混合动力系统，这类系统具有纯电动和混合动力两种驱动模式。如图1，该混合动力系统在纯电动模式下，离合器C0打开，发动机E不工作，电机EM的扭矩可通过外离合器C1或者内离合器C2输入至变速箱G中，再通过差速器D传递至车轮W；而混合动力系统在混合动力模式下，离合器C0接合，发动机E和电机EM的扭矩，将以相同的方式传递至车轮W。此外，变速器控制单元TCU可通过控制液压系统H内部电磁阀的电流大小实现对离合器C0、C1和C2的压力控制，进而完成离合器的打开与接合。

由于上述混合动力系统的三个离合器C0、C1和C2在功能上存在差别，相应地，其P-T自适应需求会有所不同。其中，离合器C0的主要作用是起动发动机，在设计上，其滑摩功小，冷却流量小，且采用开环控制，因此，离合器C0无需考虑自适应。而离合器C1和C2具有滑摩功大，冷却流量大的特点，其P-T曲线随时间变化偏移较大，对驾驶性的影响较大，其自适应具有必要性。鉴于此，本发明的实施例中的离合器特性曲线自适应调整方法仅对离合器C1和C2适用。

进一步，如图2，本发明实施例中应用于离合器C1和C2的特性曲线自适应条方法的具体内容包括以下步骤：

步骤S10：检查整车行车状态是否满足离合器特性曲线自适应调整的触发条件；若满足触发条件，执行步骤S20，否则，退出离合器特性自适应调整。

其中，所述的触发条件包括有：整车在挡行驶，离合器处于微滑控制模式中；变速器油温在预设油温范围内(如[50℃-95℃范围内)；离合器片温度低于第一预设温度(如250℃)；离合器压力波动小于第一预设压力值(如0.5bar)；动力总成(本实施例中具体是指发动机E和电机EM)的总扭矩大于第一预设扭矩(如20Nm)；变速器处于预设挡位(预设挡位为高挡位)，优选为3、4、5和6挡。

离合器的微滑控制模式是指离合器在传递发动机E和电机EM的扭矩的同时，变速器控制单元TCU通过闭环反馈控制使离合器维持20rpm以内的微小滑差。

所述的离合器压力波动是指离合器当前压力与预设个周期之前的压力差，在本实施例中，优先的是5个周期。

步骤S20：在整车的行车状态满足离合器特性曲线自适应调整触发后，进行离合器压力和离合器传递扭矩采样以及滤波处理。

具体来说，该过程包括：对离合器在不同扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样。

对采样到的离合器压力和离合器传递扭矩进行滤波处理。然后，针对离合器在同一扭矩范围内工作的离合器压力和离合器扭矩，再计算连续N个采样点的平均值，得到本实施例所需的离合器压力均值和离合器传递扭矩均值，在本实施例中，优先的是10个采样点。

本实施例中，在不考虑惯性扭矩的情况下，所述的离合器传递扭矩为发动机E和电机EM的总扭矩。

步骤S30：将计算出的离合器压力均值和离合器传递扭矩均值作为一组数据，根据离合器传递扭矩均值的大小顺序存储在变速器控制单元TCU中的存储区间内。特别地，是指存储在其非易失性存储器NVM中。

其中，在变速器控制单元TCU中的存储区间具有多个，这些存储区间是基于离合器传递扭矩大小进行划分的，一个存储区间对应于一个离合器传递扭矩范围。因此，在对一组数据存储时，是指将该组数据存储至其所对应的那一个存储区间内。

本实施例中，采用线性拟合方法计算离合器特性曲线的线性增益g，拟合的精确性与数据点的分布有关。如果存储的数据点较为集中，拟合的精度难以保证。因此，本实施例将根据传递扭矩的大小优选三个NVM空间存储步骤S30中所述的数据。

具体地，若离合器传递扭矩小于T1,将数据存储于低扭矩区NVM空间中；若离合器传递扭矩在[T1 T2]范围内，将数据存储于中扭矩区NVM空间中；若离合器传递扭矩大于T2,则将数据存储于高扭矩区NVM空间中；T1优选的是150Nm，T2优选的是300Nm。

步骤S40：检查各存储空间中的数据量是否达到预设要求数量，如果达到，执行步骤S50，否则退出自适应，不进行拟合。

本实施例中，若要满足拟合条件，要求低扭矩区存储空间存储的数据点数不少于M1个，中扭矩区存储空间中存储的数据点数不少于M2个，高扭矩区存储空间中存储的数据点数不少于M3个；M1、M2、M3优选的是8、8、4。

步骤S50：提取上述各存储空间中的数据进行拟合，以计算离合器特性曲线的线性增益g。

所述的拟合计算采用线性最小二乘法，如图3示出。

具体地，将所有存储在各存储空间中的数据点统一到同一坐标系下，表示为(xi，yi)，i＝1,2,3,…,k，其中xi代表离合器压力，yi代表离合器传递扭矩，k为数据点总数。设定拟合的函数表达式为y＝f+gx，则可得到如下的矩阵方程：

至此，由线性最小二乘法计算出所述的线性增益g将满足如下的表达式：

本实施例中，考虑到离合器特性曲线的缓变特性，在拟合得到的线性增益g后，可采用迭代的方法计算自适应后的增益值g(n)，使其满足：

g(n)＝g(n-1)+α*(g-g(n-1))

其中，g(n-1)为前一次自适应后所得到的线性增益，α为迭代因子，本实施例中，α优选为0.1。

步骤S60：为便于初始化，计算线性增益变化值Δg(n)以替代增益值g(n)进行存储。

所述的增益变化值Δg(n)是指当前迭代得到的增益值g(n)与变速器控制单元TCU中的初始增益g₀的差。

同样地，采用迭代的方法计算上述增益变化值，其将满足如下关系式：

Δg(n)＝Δg(n-1)+α*(g-g₀-Δg(n-1))

其中，Δg(n-1)为上一次进行离合器特性曲线修正后得到的线性增益变化值；α为迭代因子，α为预设常数值；g为所述线性增益；g₀为初始线性增益。

其中，当首次对离合器特性曲线进行自适应调整时，Δg(n-1)为零。

步骤S70：判断增益变化值Δg(n)是否在预设变化范围内，若在预设变化范围内，则确定需要对离合器特性曲线进行修正，进而执行步骤S80，否则退出自适应，对离合器特性曲线不进行修正。

本实施例中优选的预设变化范围为[-1 1]Nm/bar。

步骤S80：修正离合器特性曲线，用于离合器的压力控制。

所述的修正方法为计算修正系数F对变速器控制单元TCU中的离合器特性曲线进行修正，修正系数F满足：

步骤S90：下电后，将此次的增益变化值Δg(n)存储，用于下一次进行离合器特性曲线自适应调整。

在下一次进行离合器特性曲线修正时，此时计算得到的增益变化值Δg(n)即为下一次计算所使用到的Δg(n-1)。

通过实施上述步骤S10至S90，离合器特性曲线可以进行逐步修正，从而可以确保变速器在全生命周期中，能够维持稳定的控制性能，满足本发明的目的。

需要说明的是，上述实施方式不用于限制本发明，凡在本发明的思想和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种离合器特性曲线自适应调整方法，其特征在于，包括：

基于整车行车状态判断是否触发离合器特性曲线自适应调整；触发离合器特性曲线自适应调整的具体条件为:整车在挡行驶、离合器处于微滑控制模式、变速器油温位于预设油温范围内、离合器片温度第一预设温度、离合器压力波动小于第一预设压力值、动力总成的总扭矩大于第一预设扭矩以及变速器处于预设挡位；

在确定触发离合器特性曲线自适应调整时,对离合器在不同扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理；

在采样处理的数据量达到预设要求时，利用所采样处理的数据进行拟合，得到离合器特性曲线的线性增益g；

基于所述线性增益g和预设存储的初始线性增益g₀，得到线性增益变化值△g(n)；

基于所述线性增益变化值△g(n)，判断是否需要对离合器特性曲线进行修正；

若需要对离合器特性曲线进行修正，则基于所述线性增益变化值△g(n)和预设存储的初始线性增益g₀对所述离合器特性曲线进行修正；

基于所述线性增益g和预设存储的初始线性增益g₀，得到线性增益变化值△g(n)的步骤包括：

利用公式：

△g(n)＝△g(n-1)+α(g-g₀-△g(n-1))

进行迭代计算得到线性增益变化值△g(n)；其中，△g(n-1)为上一次进行离合器特性曲线修正后得到的线性增益变化值；α为迭代因子，α为预设常数值；g为所述线性增益；g₀为初始线性增益；

当首次对离合器特性曲线进行自适应调整时，△g(n-1)为零；

若需要对离合器特性曲线进行修正，则基于所述线性增益变化值△g(n)和预设存储的初始线性增益g₀对所述离合器特性曲线进行修正的步骤包括：

利用公式:

计算修正系数F；

利用所述修正系数F对所述离合器特性曲线进行修正。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对离合器在不同离合器扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理的步骤包括：

对离合器在不同离合器扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样并滤波处理；

每连续滤波得到N个离合器压力和离合器传递扭矩，即进行一次离合器压力均值计算和离合器传递扭矩均值计算；

基于预先按照扭矩范围划分的多个存储区间，将计算出的离合器压力均值和离合器传递扭矩均值作为一组数据存储至对应的存储区间内。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在采样处理的数据量达到预设要求时，利用所采样处理的数据进行拟合，得到离合器特性曲线的线性增益的步骤包括：

在每个存储区间内存储的数据组数量分别达到对应的预设要求数量时，利用各存储区间内存储的数据组进行最小二乘拟合，得到离合器特性曲线的线性增益g；

不同存储区间对应的预设要求数量不同。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述线性增益变化值，判断是否需要对离合器特性曲线进行修正的步骤包括：

若所述线性增益变化值△g(n)位于预设变化范围内，确定需要对离合器特性曲线进行修正。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对得到的线性增益变化值△g(n)进行存储，用于下一次进行离合器特性曲线自适应调整。

6.一种离合器特性曲线自适应调整装置，其特征在于，包括：

采样处理模块，用于基于整车行车状态判断是否触发离合器特性曲线自适应调整；触发离合器特性曲线自适应调整的具体条件为:整车在挡行驶、离合器处于微滑控制模式、变速器油温位于预设油温范围内、离合器片温度第一预设温度、离合器压力波动小于第一预设压力值、动力总成的总扭矩大于第一预设扭矩以及变速器处于预设挡位；在确定触发离合器特性曲线自适应调整时,对离合器在不同扭矩范围内工作时的离合器压力和离合器传递扭矩进行采样处理；

拟合模块，用于在采样处理的数据量达到预设要求时，利用所采样处理的数据进行拟合，得到离合器特性曲线的线性增益g；

计算模块，用于基于所述线性增益g和预设存储的初始线性增益g₀，得到线性增益变化值△g(n)；

判断模块，用于基于所述线性增益变化值△g(n)，判断是否需要对离合器特性曲线进行修正；

修正模块，用于若需要对离合器特性曲线进行修正，则基于所述线性增益变化值△g(n)和预设存储的初始线性增益g对所述离合器特性曲线进行修正；

计算模块利用公式：

△g(n)＝△g(n-1)+α(g-g₀-△g(n-1))

进行迭代计算得到线性增益变化值△g(n)；其中，△g(n-1)为上一次进行离合器特性曲线修正后得到的线性增益变化值；α为迭代因子，α为预设常数值；g为所述线性增益；g₀为初始线性增益；

当首次对离合器特性曲线进行自适应调整时，△g(n-1)为零；

修正模块利用公式:

计算修正系数F；

利用所述修正系数F对所述离合器特性曲线进行修正。