CN115388108B - 一种手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于手动挡车型离合器特性技术领域，具体提供一种手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法，包括如下步骤：获取进入主动保护功能的车辆条件信息；根据获取的车辆条件信息进行离合器主动保护功能状态机模式的判定；当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制；当离合器主动保护功能切换至正常状态时，底盘多功能控制器向发动机控制器停止发送报文，发动机进入正常驾驶模式，同时输出离合器摩擦片表面温度。在适合的工况主动向发动机ECU发出转速/限扭限制请求，达到在保证动力性、平顺性的基础上调节发动机输出转速和扭矩，实现离合器的主动保护功能。

Description

一种手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法

技术领域

本发明涉及手动挡车型离合器特性技术领域，具体提供一种手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法。

背景技术

当前阶段重型商用车的发动机最大输出扭矩越来越大，目前普遍已在2700Nm-3000Nm甚至更高。但是离合器摩擦受材料性质，布置空间的限制。难以满足扭矩迅速递增。在驾驶员起步急加速、大油门、快松离合的情况下，容易出现离合器磨损严重，甚至离合器烧蚀现象，严重的会导致车辆自燃。

现有技术中，针对离合器保护的办法同通常是使用机械手段，增强离合器材料特性、摩擦面积等方法，或者是在离合器已经磨损严重之后进行保护。而常用的自动挡AMT系统的离合器保护是基于AMT离合操纵电控化，可主动根据发动机转速控制离合器结合时间及速度，易于实现。

而传统手动挡车型的离合器操纵完全由驾驶员任意踩下松开，离合器的分离与压紧是不可控的，这个时候通过直接限制发动机转速或者扭矩往往造成整车动力减弱、动力输出不平顺驾车性变差等现象。

发明内容

针对传统手动挡车型的离合器操纵完全由驾驶员任意踩下松开，离合器的分离与压紧是不可控的，这个时候通过直接限制发动机转速或者扭矩往往造成整车动力减弱、动力输出不平顺驾车性变差等现象的问题，本发明提供一种手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法。

本发明技术方案提供一种手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法，包括如下步骤：

获取进入主动保护功能的车辆条件信息；

根据获取的车辆条件信息进行离合器主动保护功能状态机模式的判定；

当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制；

当离合器主动保护功能切换至正常状态时，底盘多功能控制器向发动机控制器停止发送报文，发动机进入正常驾驶模式，同时输出离合器摩擦片表面温度。

手动挡变速箱车型离合器主动保护功能基于底盘多功能控制器、离合器磨损位置传感器、挡位传感器、CAN信息交互、发动机控制器外部扭矩协调控制功能开发的。可以根据驾驶需要，在适合的工况通过底盘多功能控制器主动向发动机控制器发出转速/限扭限制请求，达到在保证动力性、平顺性的基础上调节发动机输出转速和扭矩，实现离合器的主动保护功能，避免离合器烧蚀、提高驾驶舒适性、降低油耗，适于大规模推广应用。

进一步的，车辆条件信息包括发动机转速、变速箱挡位、离合器从动盘转速与发动机转速的转速差；

获取离合器从动盘转速与发动机转速的转速差的步骤包括：

获取发动机转速和变速箱输出轴转速；

通过变速箱挡位传感器实时得到当前变速箱挡位；

根据当前变速箱挡位查表得到当前变速箱传动速比；

将当前变速箱传动速比与变速箱输出轴转速相乘得到离合器从动盘转速；

计算离合器从动盘转速与发动机转速的差值即为转速差。

使用变速箱挡位传感器实时得到准确挡位，根据变速箱挡位得到当前速比，将当前速比与变速箱输出轴转速相乘得到变速箱输入轴转速，离合器从动盘转速与发动机转速的差值即为需要求得的转速差，在这里，变速箱输入轴转速实际上就是离合器从动盘转速。

进一步的，获取发动机转速和变速箱输出轴转速的步骤包括：

从整车CAN线上读取当前工况车速、发动机转速、变速箱输出轴转速。

进一步的，车辆条件信息还包括离合器压紧位置、离合器实时位置；

获取离合器压紧位置、离合器实时位置的步骤包括：

通过离合器磨损位置传感器实时读取离合器实时位置，离合器磨损位置传感器读值最小的数值为离合器压紧位置，并记录此位置为初始点位置。

进一步的，根据获取的车辆条件信息进行离合器主动保护功能状态机模式的判定的步骤包括：

变速箱挡位处于设定档位范围及车速小于标定限制两个条件同时成立时，离合器主动保护功能状态机模式进入主动保护功能预备阶段；

当离合器压盘运动状态有松开到加紧阶段同时离合器压紧位置到达接触点，离合器主动保护功能状态机模式主动保护功能进入限速模式；

当离合器压紧位置到达初始点位置时，进入缓扭模式；

进入缓扭模式后，当离合器缓扭到达驾驶员踏板需求扭矩设定百分比或者缓扭时间超过标定阈值时，退出离合器主动保护功能模式，切换进入正常驾驶阶段。

进一步的，该方法还包括：

进入主动保护功能预备阶段或进入限速模式或进入缓扭模式的过程中若有任何变速箱挡位或者车速超过相应的标定阈值时，均直接退出离合器主动保护功能。

进一步的，当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制的步骤中，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速限制控制的步骤包括：

当离合器主动保护功能进入限速模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送TSC1报文进行发动机转速限制，并作斜坡控制输出，将发动机实际转速限制在设定阈值范围内。

进一步的，当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制的步骤中，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机扭矩限制控制的步骤包括：

当离合器主动保护功能进入缓扭模式后，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机ECU发送TSC1报文进行发动机扭矩限制，并作斜坡控制输出，将发动机实际扭矩由当前实际扭矩逐步放大到驾驶员踩踏油门输出的目前扭矩的设定百分比，完成扭矩的逐渐增长。

通过挡位、离合器位置等信息主动根据工况对发动机进行限速缓扭措施，在不影响驾驶性的前提下主动保护离合器、避免离合器过度磨损，延长使用寿命推广价值高。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：可以根据驾驶需要，在适合的工况通过底盘多功能控制器主动向发动机ECU发出转速/限扭限制请求，达到在保证动力性、平顺性的基础上调节发动机输出转速和扭矩，实现离合器的主动保护功能，避免离合器烧蚀、提高驾驶舒适性、降低油耗，适于大规模推广应用。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本发明一个实施例的方法的转速差计算示意性流程图。

图3是本发明一个实施例的主动保护模式切换示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所述，本发明实施例提供一种手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：获取进入主动保护功能的车辆条件信息；

步骤2：根据获取的车辆条件信息进行离合器主动保护功能状态机模式的判定；

步骤3：当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制；

步骤4：当离合器主动保护功能切换至正常状态时，底盘多功能控制器向发动机控制器停止发送报文，发动机进入正常驾驶模式，同时输出离合器摩擦片表面温度。

需要说明的是，车辆条件信息包括车速、发动机转速、变速箱挡位、离合器从动盘转速与发动机转速的转速差；

如图2所示，获取离合器从动盘转速与发动机转速的转速差的步骤包括：

获取发动机转速和变速箱输出轴转速；

通过变速箱挡位传感器实时得到当前变速箱挡位；

根据当前变速箱挡位查表得到当前变速箱传动速比；

将当前变速箱传动速比与变速箱输出轴转速相乘得到离合器从动盘转速；

计算离合器从动盘转速与发动机转速的差值即为转速差。

第一步底盘多功能控制器从整车CAN线上读取当前工况发动机转速、变速箱输出轴转速；从挡位传感器采集信号处理后得到当前挡位；第二步，根据变速箱当前挡位查表可得到变速箱当前传动速比；第三步离合器从动盘转速计算，离合器从动盘转速=变速箱输入轴转速=速比*输出轴转速；第四步发动机飞轮与离合器转速差计算，转速差=发动机转速-从动盘转速。

进一步需要说明的是，车辆条件信息还包括离合器压紧位置、离合器实时位置；

获取离合器压紧位置、离合器实时位置的步骤包括：

通过离合器磨损位置传感器实时读取离合器实时位置，离合器磨损位置传感器读值最小的数值为离合器压紧位置，并记录此位置为初始点位置。

在有些实施例中，如图3所示，根据获取的车辆条件信息进行离合器主动保护功能状态机模式的判定的步骤包括：

变速箱挡位处于设定档位范围及车速小于标定限制两个条件同时成立时，离合器主动保护功能状态机模式进入主动保护功能预备阶段；变速箱挡位处于2-7档（可标定，具体挡位可标定，目前离合烧蚀问题多出现于1-7档低档位，该功能保留1档可正常驾驶）及车速小于标定限制两个条件同时成立时，进入主动保护功能预备阶段。

当离合器压盘运动状态有松开到加紧阶段同时离合器压紧位置到达接触点（压盘同摩擦片开始接触），离合器主动保护功能状态机模式主动保护功能进入限速模式；

当离合器压紧位置到达初始点位置时，进入缓扭模式；

进入缓扭模式后，当离合器缓扭到达驾驶员踏板需求扭矩设定百分比或者缓扭时间超过标定阈值时，退出离合器主动保护功能模式，切换进入正常驾驶阶段。也就是，当离合器缓扭到达驾驶员踏板需求扭矩80%-90%左右，或者缓扭时间超过标定阈值的时候，退出离合器主动保护功能模式，切换进入正常驾驶阶段。

进入主动保护功能预备阶段或进入限速模式或进入缓扭模式的过程中若有任何变速箱挡位或者车速超过相应的标定阈值时，均直接退出离合器主动保护功能。

在有些实施例中，当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制的步骤包括：

当离合器主动保护功能进入限速模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送TSC1报文进行发动机转速限制，并作斜坡控制输出，将发动机实际转速限制在设定阈值范围内。

当主动保护功能进入限速模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机ECU（发动机控制器）发送TSC1报文（通用1939协议，发动机外部扭矩转速控制用）。报文内容进行转速限制，并作斜坡控制输出，将发动机实际转速限制在1000rpm-1600rpm。（该发明基于重型商用柴油机，扭矩点通常在1000-1600rpm左右，这样输出可以保证发动机输出扭矩不会受到限制防止动力明显减弱）；

当离合器主动保护功能进入缓扭模式后，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机ECU发送TSC1报文进行发动机扭矩限制，并作斜坡控制输出，将发动机实际扭矩由当前实际扭矩逐步放大到驾驶员踩踏油门输出的目前扭矩的设定百分比，完成扭矩的逐渐增长。

进入缓扭模式后，底盘多功能控制器依旧通过CAN线向发动机ECU发送TSC1报文 ，报文内容由转速限制切换为扭矩限制，并作斜坡控制输出，将发动机实际扭矩由当前实际扭矩逐步放大到驾驶员踩踏油门输出的目前扭矩的80%-90%，完成扭矩的逐渐增长，防止突然切换到正常状态产生整车闯顿等现象。

本实施例中，离合器压主动保护功能退出切换至正常驾驶阶段控制方法，根据状态机模式输出结果，离合器保护功能切换至正常状态后，底盘多功能控制器向发动机ECU停止发送TSC1报文。整车驱动恢复到正常状态。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取进入主动保护功能的车辆条件信息；

根据获取的车辆条件信息进行离合器主动保护功能状态机模式的判定；

当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制；

当离合器主动保护功能切换至正常状态时，底盘多功能控制器向发动机控制器停止发送报文，发动机进入正常驾驶模式，同时输出离合器摩擦片表面温度；

车辆条件信息包括发动机转速、变速箱挡位、离合器从动盘转速与发动机转速的转速差；获取离合器从动盘转速与发动机转速的转速差的步骤包括：

获取发动机转速和变速箱输出轴转速；通过变速箱挡位传感器实时得到当前变速箱挡位；根据当前变速箱挡位查表得到当前变速箱传动速比；将当前变速箱传动速比与变速箱输出轴转速相乘得到离合器从动盘转速；计算离合器从动盘转速与发动机转速的差值即为转速差；

获取发动机转速和变速箱输出轴转速的步骤包括：

从整车CAN线上读取当前工况车速、发动机转速、变速箱输出轴转速；

车辆条件信息还包括离合器压紧位置、离合器实时位置；获取离合器压紧位置、离合器实时位置的步骤包括：

通过离合器磨损位置传感器实时读取离合器实时位置，离合器磨损位置传感器读值最小的数值为离合器压紧位置，并记录此位置为初始点位置；

根据获取的车辆条件信息进行离合器主动保护功能状态机模式的判定的步骤包括：

变速箱挡位处于设定档位范围及车速小于标定限制两个条件同时成立时，离合器主动保护功能状态机模式进入主动保护功能预备阶段；当离合器压盘运动状态有松开到加紧阶段同时离合器压紧位置到达接触点，离合器主动保护功能状态机模式主动保护功能进入限速模式；当离合器压紧位置到达初始点位置时，进入缓扭模式；进入缓扭模式后，当离合器缓扭到达驾驶员踏板需求扭矩设定百分比或者缓扭时间超过标定阈值时，退出离合器主动保护功能模式，切换进入正常驾驶阶段。

2.根据权利要求1所述的手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法，其特征在于，该方法还包括：

进入主动保护功能预备阶段或进入限速模式或进入缓扭模式的过程中若有任何变速箱挡位或者车速超过相应的标定阈值时，均直接退出离合器主动保护功能。

3.根据权利要求2所述的手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法，其特征在于，当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制的步骤中，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速限制控制的步骤包括：

当离合器主动保护功能进入限速模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送TSC1报文进行发动机转速限制，并作斜坡控制输出，将发动机实际转速限制在设定阈值范围内。

4.根据权利要求3所述的手动挡车型离合器主动保护功能的控制方法，其特征在于，当进入离合器主动保护功能模式时，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机输出转速/扭矩限制控制的步骤中，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机控制器发送报文进行发动机扭矩限制控制的步骤包括：

当离合器主动保护功能进入缓扭模式后，底盘多功能控制器通过CAN线向发动机ECU发送TSC1报文进行发动机扭矩限制，并作斜坡控制输出，将发动机实际扭矩由当前实际扭矩逐步放大到驾驶员踩踏油门输出的目前扭矩的设定百分比，完成扭矩的逐渐增长。