CN103291903B - 双离合变速器的主油压控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明双离合变速器的主油压控制方法涉及一种双离合变速器的控制方法，特别是涉及在离合切换时和档位选择时用于控制双离合变速器液压回路中主油压的方法。其目的是为了提供一种在离合器切换时能提高双离合变速器的效率、同时能使液压系统稳定性最大化的双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法和一种在档位选择时能提高双离合变速器的效率、同时能使液压系统稳定性最大化的双离合变速器档位选择控制时的主油压控制方法。本发明双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法主要根据变速器输入扭矩和离合器输入速度基于自适应控制确定基准压力，并在离合器切换控制过程中根据需要调高主油压并存储自适应值，档位选择时的控制与之类似。

Description

双离合变速器的主油压控制方法

技术领域

本发明涉及一种双离合变速器的控制方法，特别是涉及在离合切换时和档位选择时用于控制双离合变速器液压回路中主油压的方法。

背景技术

变速器是现代传动系统中非常重要的一个部分，为了提高传动系统的效率，近期以来，人们进行了相当多的研发工作。伴随着现代控制技术的发展，其中相当一部分的开发工作都围绕着双离合变速器展开。双离合变速器的挂档与普通的手动变速器相似。每个齿轮组中的齿轮被设置在各自的轴上且可绕轴自由旋转，齿轮旁边设有同步器，同步器可以选择性地啮合不同档位的齿轮，双离合变速器。为了实现自动变速，每个齿轮组的换档是通过某种致动器移动同步器来实现的。倒档齿轮组包括一个输入轴齿轮、一个副轴齿轮和一个在它们之间设置的中间齿轮，从而实现副轴齿轮反转进而实现输出轴的反转而倒档。虽然双离合变速器克服了一些常规变速器及新型自动变速器的缺点，但是对自动变速的双离合变速器的控制和调节是一件复杂的事情，并且以往乘客所期望的舒适目标也并未达到。目前，在对双离合器的控制调节领域也有大量的专利申请，例如美国博格华纳公司在我国提出的公开号分别为CN1530570A、CN1526976A、CN1523253A、公开年份均为2004年的三件发明专利申请，上海汽车变速器有限公司在我国提出的公开号为CN101943228A、公开日为2011年1月12日、发明名称为双离合变速箱的离合器闭环控制系统及其控制方法的发明专利申请，另外还有本申请人在之前提出的申请号为201210082148.5、申请公布号为CN102606724A、申请公布日为2012年7月25日的中国发明专利申请。此外，国内也有人在双离合变速器控制领域发表过相关论文，如西南大学李军华的标题为“双离合器变速器控制系统的设计与研究”的硕士学位论文，这篇论文对双离合器变速器的控制系统进行了详细阐述，这篇论文可以在百度文库中检索到。值得一提的是，与双离合变速器中的控制技术较接近的现有技术中，AMT自动变速器所采用的控制系统和控制方法都是值得借鉴的。

在对双离合变速器的研发中，一个较重要的领域就是改善变速器的效率。而变速器效率的可控元素之一是主油压，若能在保证主油压满足高于双离合变速器工作要求的最低油压的同时，主油压能越低则变速器的效率将越高。为了降低油耗，传统的自动变速器只拥有两个级别的主油压，这产生的好处并不明显，主要是因为主油压在这个范围内还有较大的可降低的空间，这样的油压安全系数过高，降低了变速器的效率。现有的自动变速器有能力来改变主油压，如申请号为09/644788、专利文献号为US6471613B1、公开日为2002年10月29日的美国专利公开的一种“Transmissionwithvariablelinepressure”（可变主油压的变速器），这个自动变速器的主油压可以变化，在低档时使用高压力，在高档时使用低压力，在不考虑档位时采用最大主油压。不过由于它对不同档位只采用两个油压级别，针对不同的档位其实还有很大的空间可以降低主油压，所以变速箱的效率还可以进一步被提高。另外一方面，对于液压元件的耐久性和控制响应而言，主油压保持越稳定越好，特别是在离合器切换和档位选择的过程中。双离合器变速器的离合器切换控制或者档位选择控制都要求主油压要高于它们各自控制时的请求压力。

发明内容

本发明要解决的其中一个技术问题是提供一种在离合器切换时能提高双离合变速器的效率、同时能使液压系统稳定性最大化的双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法。

本发明要解决的其中还有一个技术问题是提供一种在档位选择时能提高双离合变速器的效率、同时能使液压系统稳定性最大化的双离合变速器档位选择控制时的主油压控制方法。

本发明双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法，所述双离合变速器中离合器切换前传递扭矩的离合器为前序离合器，另一个为后继离合器，其包括以下步骤：

（1）确定离合器控制请求；

（2）检测变速器的输入扭矩；

（3）检测前序离合器输入转速；

（4）根据所有输入确定基础压力；

（5）根据所有输入确定存储的自适应压力；

（6）设置主油压；

（7）伴随离合器切换控制过程，持续监测压力变化请求，并且将主油压设置在请求压力之上；

（8）如果换档过程中的压力超过了初始设置值，则存储这个新的压力值；

（9）离合器控制完成后返回到压力请求跟随。

本发明双离合变速器档位选择控制时的主油压控制方法，所述双离合变速器中目标档位所在的副轴为目标轴，其特征在于，包括以下步骤：

（1）确定档位选择控制请求；

（2）检测目标轴的转速；

（3）检测变速器的输出转速；

（4）根据所有输入确定基础压力；

（5）根据所有输入确定存储的自适应压力；

（6）设置主油压；

（7）伴随档位选择控制过程，持续监测压力变化请求，并且将主油压设置在请求压力之上；

（8）如果在档位选择过程中的压力超过了初始设置值，则存储这个新的压力值；

（9）档位选择完成后返回到压力请求跟随。

本发明与现有技术不同之处在于它们对主油压的控制是以自适应的方式进行控制，由于离合器切换时或档位选择时均需要让主油压超过控制过程中的请求压力，在控制过程中，若该请求压力将要高于当前的主油压，则相应提高主油压，确保主油压高于请求压力，并将提高后的主油压存储起来，从而在之后同等情况下的控制过程中保证主油压高于请求压力，于是在之后此种情况下主油压将在控制过程中保持不变，从而在提高双离合变速器效率的同时保证液压系统稳定性最大化。本发明双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法和本发明双离合变速器档位选择控制时的主油压控制方法均采用前述的原理，只不过它们的输入参数不一样。这是因为与离合器切换过程直接相关的两个参数是变速器的输入扭矩和前序离合器输入转速，而与档位选择过程直接相关的两个参数是目标轴的转速和变速器输出轴的转速。

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图说明

图1为可以通过本发明双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法和本发明双离合变速器档位选择控制时的主油压控制方法控制的双离合变速器的结构示意图；

图2为双离合变速器液压系统的结构示意图；

图3为本发明双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法的流程图；

图4为本发明双离合变速器档位选择控制时的主油压控制方法的流程图。

具体实施方式

为了更便于理解本发明，在此先对现有技术中的双离合变速器的机械构成、液压系统及控制系统做出说明。

关于双离合变速器的机械构成除可以参见背景技术中指出的文件中的描述以外，还可以参见本申请人在之前提出的申请号为200910260370.8、申请公布号为CN101737462A、申请公布日为2010年6月16日的中国发明专利申请，也可以参见图1。如图1所示的双离合变速器，包括两个离合器，即第一离合器11和第二离合器12，还包括输入轴110、奇数档副轴13、与奇数档副轴13平行设置的偶数档副轴14、中间轴15和倒档副轴16，还包括多个同步器，即第一同步器17、第二同步器18和第三同步器19。双离合变速器通过可选择的传动比传递来自发动机的扭矩到输出轴上，直至车轮上。双离合变速器通过第一离合器11或第二离合器12传递来自发动机的扭矩到奇数档副轴13或者偶数档副轴14上。奇数档副轴13和偶数档副轴14上的齿轮均与中间轴15上的齿轮恒定啮合。奇数档副轴13和偶数档副轴14一直通过中间轴15上的齿轮传动给车轮。奇数档副轴13可通过单向离合器20和第三同步器19与中间轴15传动连接，偶数档副轴14当第一同步器17或第二同步器18挂上档位齿轮时与中间轴15传动连接。如果奇数档副轴13和偶数档副轴14之一传递着扭矩给中间轴15，并且它们之上都有档位被挂上，那么可以通过减小前序离合器上的扭矩直至滑摩产生、并同时增大后继离合器上的扭矩来实现档位切换，这里的前序离合器指离合器切换前，正在传递扭矩的那个离合器，它也可以被称为现役离合器，另一个则为后继离合器。

当奇数档副轴13正通过第一离合器11提供扭矩给中间轴15，并且第二离合器12并没有接合时，而目标档位为偶数档副轴14的档位上，档位选择则是需要的。这类操作被称为档位选择，也可以称为预挂档，因为它在不影响车辆运行的情况下在切换离合器之前预先将档位挂上了。

因此，在切换过程中一个重要的环节就是通过第一同步器17、第二同步器18或第三同步器19实现档位的预挂或摘除。如图1中所示的双离合变速器中，实质上有5个同步装置，分别为成对设置的第二同步器18和第三同步器19，以及一个在前进档与倒档之间切换的单独的第一同步器17。第二同步器18和第三同步器19是双向驱动的同步器，即当从中间向左或者向右移动时会挂上左边或者右边的档位。至于如图1优选方式所示的第一同步器17，右移能挂档，而左移时无效（也就是挂空挡）。

本发明之内所谈到的控制，主要意思是指电子控制元件。电子控制元件本身已经超过了本发明所描述的范围之外。不管怎样，它需要管理控制逻辑，提供所需要的电压、信号、液压压力来对双离合变速器进行操作。无论是离合器切换，还是档位选择，都需要对各离合器和各同步器进行控制。为了实现控制，将控制信号转变为控制结果，需要液压系统来执行，液压系统可以参见本申请人在之前提出的申请号为200910249994.X、申请公布号为CN101709777A、申请公布日为2010年5月19日的中国发明专利申请，也可以参见如图2中所示的液压系统。图2中，91为手控阀，92为第一离合器冷却器，93为第二离合器冷却器，94为离合器冷却顺序阀，95为润滑阀，96为冷却器安全阀，97为压力过滤器，98为吸油过滤器，如图2所示，第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23优选为脉宽调制型（PWM）。脉宽调制型电磁阀可以通过向电磁阀发出脉冲信号来提供一个可变的压力。这种电磁阀是一种能实现可变压力控制的低成本方式。第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23的油压由主调压阀28提供，主调压阀28输出的即为主油压，而主调压阀28的油由泵29提供。通过可变压力电磁阀，主调压阀28输出的主油压可以在最小到最大之间可变地输出。图2中有两个可变压力电磁阀，即第一可变压力电磁阀210和第二可变压力电磁阀211，它们用来分别通过第一离合器执行机构213和第二离合器执行机构212控制各离合器传递的扭矩。主油压控制的目的就是使主油压始终高于第一可变压力电磁阀210和第二可变压力电磁阀211的请求压力。同样地，主油压要高于第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23的请求压力也很重要。第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23根据第一可变压力电磁阀210和第二可变压力电磁阀211的相对压力状态选择性地提供液压给档位选择顺序阀24，档位选择顺序阀24提供一个液压力给第二档位选择活塞25、第三档位选择活塞26，第一档位选择活塞27、第二档位选择活塞25、第三档位选择活塞26的移动分别对应图1中的第一同步器17、第二同步器18、第三同步器19的移动。无论是在离合器切换过程中，还是在档位选择过程中，确定主油压最高需要的压力对于控制策略来说很关键。

本发明双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法主要从图3所示的流程中体现。如图3所示，从起始项目块31开始进入持续监控循环，在过程块32中，变速器控制单元的逻辑和硬件确定了目标档位有变化，并准备离合器切换，然后进入过程块33，在过程块33检测变速器的输入扭矩，即对应图1中的输入轴110的输出扭矩，该输入扭矩实质上可以是现有技术中的发动机控制单元ECU通过CAN总线发送给变速箱控制单元TCU的发动机扭矩，该输入扭矩是用于确定目标压力的一个输入参数，在过程块34，检测前序离合器的输入速度。之后在过程块35，前面检测到的两个输入参数伴随换档类型被用来确定本次切换的基础压力。这个基础压力作为一个标定表格用来决定超过控制压力，即为第一可变压力电磁阀210和第二可变压力电磁阀211为换档的最大的输出压力，在过程块36，一个可适应的数值生成，在过程块37设置主油压之后，在过程块38伴随离合器切换控制过程，持续监测压力变化请求，如果压力请求将要高过主油压，那么会提高主油压以确保主油压设置在请求压力以上，这个提高后的主油压将在过程块39被存储，这个存储的数值是在过程块36中确定出的数值，之后在过程块310，伴随离合器切换控制过程完成，回到驾驶模式，主油压跟随离合器压力请求，最后在过程块311返回。

类似地，本发明双离合变速器档位选择控制时的主油压控制方法采用相似的流程。如图4所示，从起始项目块41开始进入持续监控循环，在过程块42中，变速器控制单元的逻辑和硬件确定了目标档位有变化，并准备档位选择，然后进入过程块43，在过程块43检测目标轴的转速，即对应图1中当目标档位齿轮在奇数档副轴13上时奇数档副轴13的转速，当目标档位齿轮在偶数档副轴14上时偶数档副轴14的转速，该转速是用于确定目标压力的一个输入参数，在过程块44，检测变速器的输出转速。之后在过程块45，前面检测到的两个输入参数伴随目标档位被用来确定本次切换的基础压力。这个基础压力作为一个标定表格用来决定超过控制压力，即对应图2中第一档位选择控制电磁阀22和第二档位选择控制电磁阀23的请求压力，在过程块46，一个可适应的数值生成，在过程块47设置主油压之后，在过程块48伴随档位选择控制过程，持续监测压力变化请求，如果压力请求将要高过主油压，那么会提高主油压以确保主油压设置在请求压力以上，这个提高后的主油压将在过程块49被存储，这个存储的数值是在过程块46中确定出的数值，之后在过程块410，伴随档位选择控制过程完成，回到驾驶模式，主油压跟随离合器压力请求，最后在过程块411返回。

本发明双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法和本发明双离合变速器档位选择控制时的主油压控制方法这两种控制方法在控制系统中独立，控制系统会决定两种方法的最大需求。

本发明用于双离合变速器离合切换的主油压控制装置和本发明用于双离合变速器档位选择的主油压控制装置这两种装置可以集成在一个整体的控制装置中，也可以单独只使用其一。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种双离合变速器离合器控制时的主油压控制方法，所述双离合变速器中离合器切换前传递扭矩的离合器为前序离合器，另一个为后继离合器，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定离合器控制请求；

(2)检测变速器的输入扭矩；

(3)检测前序离合器输入转速；

(4)根据步骤(2)和步骤(3)中的两个参数确定基础压力；

(5)根据步骤(2)和步骤(3)中的两个参数确定存储的自适应压力；

(6)设置主油压；

(7)伴随离合器切换控制过程，持续监测压力变化请求，并且将主油压设置在请求压力之上；

(8)如果换档过程中的压力超过了初始设置值，则存储这个新的压力值；

(9)离合器控制完成后返回到压力请求跟随。