CN102410365B - 一种无级变速箱用湿式离合器换档及保护控制策略 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略，用于离合器换档结合及其安全保护，防止离合器换档异常或离合器打滑故障，为无级变速箱的正常工作提供可靠、安全的保护。本发明包括离合器打开状态、充油状态、结合状态和锁止状态，变速箱控制单元根据油门踏板的角度计算得出离合器结合状态的目标油压，并根据该目标油压查表得出实时的目标保护扭矩，发动机管理系统根据所述目标保护扭矩来控制离合器结合状态的实际输出扭矩，使实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。本发明不仅可以实现离合器换档结合控制，还可实时进行离合器保护控制，完全可以应用于各种湿式离合器自动变速箱产品的大批量化生产中。
Description
技术领域
本发明属于自动变速箱自我保护与控制技术领域，特别涉及到一种无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略。
背景技术
随着电子技术与自动控制技术的快速发展，高性能的汽车自动变速箱不断被国内外汽车厂商推向市场，自动档车型所带给人们在驾驶过程中的轻松、舒适、全方位“行驶乐趣”等感觉及低油耗、低排放性能已逐渐被认可，市场上自动变速箱装车率越来越高，使用范围也越来越广。
由液力变矩器、前进/倒档湿式离合器系统、金属带及主、从动带轮机构组成的无级变速箱是一种靠摩擦力和油压传递动力的带传动式变速装置，在起步或换档结合等突变工况下，由于扭矩突变或油压滞后等原因，容易导致离合器换档异常，反复如此可造成离合器摩擦片等关键部件不可修复性损伤，给车主带来较大的经济损失，还影响到了整车驾驶的安全性和舒适性，因此急需一种离合器换档及保护控制方法，以保证变速箱在动力传递过程中具有很高的可靠性和安全性。
发明内容
本发明的目的是提出一种无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略，用于离合器换档结合及其安全保护，防止离合器换档异常或离合器打滑故障，为无级变速箱的正常工作提供可靠、安全的保护。
本发明的无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略包括离合器打开状态、充油状态、结合状态和锁止状态，变速箱控制单元根据油门踏板的角度计算得出离合器结合状态的目标油压，并根据该目标油压查表得出实时的目标保护扭矩，发动机管理系统根据所述目标保护扭矩来控制离合器结合状态的实际输出扭矩，使实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。
具体来说，所述结合状态的时长为预定时间T1，变速箱控制单元在结合状态中根据油门踏板的角度计算得到目标油压曲线的斜率K1，并以充油状态的目标油压值P1为起始点，斜率K1为斜率，得出结合状态的目标油压曲线L1，所述K1=a*θ+b，所述a、b均为正数；变速箱控制单元根据目标油压曲线L1查预定的容量扭矩-油压表得到结合状态的容量保护扭矩曲线L2，并将所述容量保护扭矩曲线L2延时ΔT得到结合状态的目标保护扭矩曲线L3；发动机管理系统根据结合状态的目标保护扭矩曲线L3来控制实际输出扭矩，使结合状态的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。在上述结合状态下，发动机的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩，而因为ΔT的存在，目标保护扭矩曲线基本与容量扭矩曲线重合或略滞后于容量扭矩曲线，这样发动机实际输出扭矩肯定会低于同步的容量扭矩，从而解决了因液压系统响应滞后，实际油压会滞后目标油压的问题，实现了离合器结合状态的安全控制。
所述打开状态下的目标保护扭矩值为一个设定的最大发动机扭矩值N_max。该最大发动机扭矩值N_max为发动机最大可实现扭矩×1.2，这样相当于不对发动机扭矩进行限制和保护，因为此时离合器处于打开状态，没有传递任何扭矩，因此发动机扭矩值对离合器没有影响，不会造成离合器损伤。
所述打开状态下的目标油压值为零，所述充油状态下的目标油压值P1为一个预定油压值，所述充油状态下的目标保护扭矩值为变速箱控制单元根据打开状态及充油状态下的目标油压值查预定的容量扭矩-油压表得到容量保护扭矩曲线L4，并将所述容量保护扭矩曲线L4延时ΔT得到的目标保护扭矩曲线L5；发动机管理系统根据充油状态的目标保护扭矩曲线L5来控制实际输出扭矩，使充油状态的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。在上述充油状态下，发动机的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩，而因为ΔT的存在，目标保护扭矩曲线基本与容量扭矩曲线重合或略滞后于容量扭矩曲线，这样发动机实际输出扭矩肯定会低于同步的容量扭矩，从而解决了因液压系统响应滞后，实际油压会滞后目标油压的问题，实现了离合器充油状态的安全控制。
所述锁止状态下的目标油压为离合器可实现的最大油压，目标保护扭矩值为一个设定的最大发动机扭矩值N_max。该最大发动机扭矩值N_max为发动机最大可实现扭矩×1.2，这样相当于不对发动机扭矩进行限制和保护，以保证离合器锁止过程扭矩可靠传递。
所述容量扭矩-油压表是通过离合器油压－容量扭矩试验得出并预存于变速箱控制单元内的。该离合器油压－容量扭矩试验在研发过程中进行，通过逐步增大离合器油压，并同步测得此时的离合器最大传递扭矩而得出，在换挡过程中，只要发动机实际输出扭矩小于同一油压下的容量扭矩，离合器就不会出现打滑等故障。
当离合器滑差转速大于一个预定转速值S1或预定的最大充油时间T2完成时，离合器从充油状态进入结合状态；当离合器滑差转速小于一个预定转速值S1或结合状态的时长T1完成时，离合器从结合状态进入锁止状态。
本发明的无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略不仅可以实现离合器换档结合控制，还可实时进行离合器保护控制，在换挡过程中的充油状态和结合状态，发动机的实际输出扭矩一直小于或等于目标保护扭矩，因此离合器不会出现结合质量不平顺、换档打滑等故障，成功实现了离合器换档功能和安全监控功能，完全可以应用于各种湿式离合器自动变速箱产品的大批量化生产中。
附图说明
图1是本发明中的离合器油压及目标扭矩同步控制曲线图。
图2是本发明中的容量扭矩-油压表。
图3是本发明中的离合器换档保护控制原理曲线图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1、3所示，本实施例的无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略包括离合器打开状态（A阶段）、充油状态（B阶段）、结合状态（C阶段）和锁止状态（D阶段），变速箱控制单元根据油门踏板的角度计算得出离合器结合状态的目标油压，并根据该目标油压查表得出实时的目标保护扭矩，发动机管理系统根据所述目标保护扭矩来控制离合器结合状态的实际输出扭矩，使实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。
具体来说：
如图1、3中的A阶段所示，打开状态下的目标保护扭矩值为一个设定的最大发动机扭矩值N_max，该最大发动机扭矩值N_max为发动机最大可实现扭矩×1.2。
如图1中的B阶段所示，所述打开状态下的目标油压值为零，所述充油状态下的目标油压值P1为一个预定油压值，所述充油状态下的目标保护扭矩值为变速箱控制单元根据打开状态及充油状态下的目标油压值查预定的容量扭矩-油压表得到容量保护扭矩曲线L4，并将所述容量保护扭矩曲线L4延时ΔT得到的目标保护扭矩曲线L5；发动机管理系统根据充油状态的目标保护扭矩曲线L5来控制实际输出扭矩，使充油状态的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。
如图3中的B阶段所示，实际上，由于踏板位置不稳定等原因，结合状态的实际输出油压可能为L9所示的曲线，对应地，实际查表得出的容量保护扭矩曲线为L10所示曲线，实际发动机输出扭矩为L11所示的曲线，如图可知，在同一时间点上，曲线L11上的点的值都是小于曲线L10的点的值的，即充油状态的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。
当预定的最大充油时间T2完成时，离合器从充油状态进入结合状态；当预定的结合状态的时长T1完成时，离合器从结合状态进入锁止状态。
如图1中的C阶段所示，所述结合状态的时长为预定时间T1，变速箱控制单元在结合状态中根据油门踏板的角度计算得到目标油压曲线的斜率K1，并以充油状态的目标油压值P1为起始点，斜率K1为斜率，得出结合状态的目标油压曲线L1，所述K1=a*θ+b，所述a、b均为正数；变速箱控制单元根据目标油压曲线L1查预定的容量扭矩-油压表得到结合状态的容量保护扭矩曲线L2，并将所述容量保护扭矩曲线L2延时ΔT得到结合状态的目标保护扭矩曲线L3；发动机管理系统根据结合状态的目标保护扭矩曲线L3来控制实际输出扭矩，使结合状态的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。
如图3中的C阶段所示，实际上，由于踏板位置不稳定等原因，结合状态的实际输出油压可能为L6所示的曲线，对应地，实际查表得出的容量保护扭矩曲线为L7所示曲线，实际发动机输出扭矩为L8所示的曲线，如图可知，在同一时间点上，曲线L8上的点的值都是小于曲线L7的点的值的，即结合状态的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。
如图1、3中的D阶段所示，所述锁止状态下的目标油压为离合器可实现的最大油压，目标保护扭矩值为一个设定的最大发动机扭矩值N_max，该最大发动机扭矩值N_max为发动机最大可实现扭矩×1.2。
如图2所示，所述容量扭矩-油压表是通过离合器油压－容量扭矩试验得出并预存于变速箱控制单元内的，其中容量扭矩与油压成正比关系。
Claims (6)
1.一种无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略，包括离合器打开状态、充油状态、结合状态和锁止状态，变速箱控制单元根据油门踏板的角度计算得出离合器结合状态的目标油压，并根据该目标油压查表得出实时的目标保护扭矩，发动机管理系统根据所述目标保护扭矩来控制离合器结合状态的实际输出扭矩，使实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩；其特征在于所述结合状态的时长为预定时间T1，变速箱控制单元在结合状态中根据油门踏板的角度计算得到目标油压曲线的斜率K1，并以充油状态的目标油压值P1为起始点，斜率K1为斜率，得出结合状态的目标油压曲线L1，所述K1=a*θ+b，所述a、b均为正数，所述θ为油门踏板的角度；变速箱控制单元根据目标油压曲线L1查预定的容量扭矩-油压表得到结合状态的容量保护扭矩曲线L2，并将所述容量保护扭矩曲线L2延时ΔT得到结合状态的目标保护扭矩曲线L3；发动机管理系统根据结合状态的目标保护扭矩曲线L3来控制实际输出扭矩，使结合状态的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。
2.根据权利要求1所述的无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略，其特征在于所述打开状态下的目标保护扭矩值为一个设定的最大发动机扭矩值N_max。
3.根据权利要求1所述的无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略，其特征在于所述打开状态下的目标油压值为零，所述充油状态下的目标油压值P1为一个预定油压值，所述充油状态下的目标保护扭矩值为变速箱控制单元根据打开状态及充油状态下的目标油压值查预定的容量扭矩-油压表得到容量保护扭矩曲线L4，并将所述容量保护扭矩曲线L4延时ΔT得到的目标保护扭矩曲线L5；发动机管理系统根据充油状态的目标保护扭矩曲线L5来控制实际输出扭矩，使充油状态的实际输出扭矩小于或等于目标保护扭矩。
4.根据权利要求1所述的无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略，其特征在于所述锁止状态下的目标油压为离合器可实现的最大油压，目标保护扭矩值为一个设定的最大发动机扭矩值N_max。
5.根据权利要求1或3所述的无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略，其特征在于所述容量扭矩-油压表是通过离合器油压－容量扭矩试验得出并预存于变速箱控制单元内的。
6.根据权利要求1所述的无级变速箱用湿式离合器的换档及保护控制策略，其特征在于当离合器滑差转速大于一个预定转速值S1或预定的最大充油时间T2完成时，离合器从充油状态进入结合状态；当离合器滑差转速小于一个预定转速值S1或结合状态的时长T1完成时，离合器从结合状态进入锁止状态。
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