CN103363095A - 自动变速器中离合器预备接合控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动变速器中离合器预备接合控制系统，包括变速器控制单元及引擎控制单元，所述变速器控制单元在离合器接合之前根据同步器要挂上的目标档位获取在该目标档位下需要对引擎的转速进行补偿的转速偏移值，并向所述引擎控制单元发送转速请求信号，所述引擎控制单元根据该转速请求信号实时调节引擎在该目标档位下的目标转速，使引擎在该目标档位下的目标转速被动提升至等于引擎的怠速转速与该转速偏移值的总和，所述变速器控制单元在离合器接合时向所述引擎控制单元发送扭矩请求信号，所述引擎控制单元根据离合器的输入扭矩大小实时调节引擎的扭矩，以对引擎的扭矩进行实时补偿防止引擎异常熄火。
Description
技术领域
本发明涉及自动变速器的技术领域，特别是自动变速器中离合器预备接合控制策略相关的控制技术。
背景技术
目前应用的自动变速器中，离合器预备接合控制策略是控制策略中非常重要的一部分。离合器的预备接合是指离合器主动盘和从动盘进行转速同步的控制，然后变速器控制单元根据目标档位向引擎控制单元提出扭矩请求。离合器的接合控制策略直接关系到车辆动力传输的平顺性和安全性，不当的离合器接合控制方式会造成自动变速器车辆的异常熄火，离合器接合过程中车辆振动过于激烈或者扭矩传递乏力等问题。另因为引擎扭矩的限制，随着离合器压力的增加，也随之提高了可能造成引擎异常熄火和动力传递不平顺的几率。
目前应用的自动变速器中，离合器接合品质是控制策略中非常重要的一部分。离合器接合过程品质的执行效率高低，直接影响到驾驶员的驾乘感觉，车辆的换档品质，以及防止引擎熄火的安全性。
发明内容
本发明提供一种自动变速器中离合器预备接合控制系统及方法，在自动变速器控制系统中增加离合器预备接合控制系统，使离合器减少接合时的冲击度和摩擦功，实现快速平顺、舒适高效安全的接合功能，同时防止了自动变速器车辆异常熄火。
为达上述优点，本发明提供一种自动变速器中离合器预备接合控制系统，包括变速器控制单元及引擎控制单元，所述变速器控制单元在离合器接合之前根据同步器要挂上的目标档位获取在该目标档位下需要对引擎的转速进行补偿的转速偏移值，并向所述引擎控制单元发送转速请求信号，所述引擎控制单元根据该转速请求信号实时调节引擎在该目标档位下的目标转速，使引擎在该目标档位下的目标转速被动提升至等于引擎的怠速转速与该转速偏移值的总和，所述变速器控制单元在离合器接合时向所述引擎控制单元发送扭矩请求信号，所述引擎控制单元根据离合器的输入扭矩大小实时调节引擎的扭矩，以对引擎的扭矩进行实时补偿防止引擎异常熄火。
在本发明的一实施例中，引擎在每一个目标档位所对应的转速偏移值不同。
在本发明的一实施例中，所述转速偏移值是通过查表标定的方式确定的，表中的转速偏移值由测试时标定填入。
在本发明的一实施例中，还包括离合器执行机构，所述变速器控制单元向所述离合器执行机构发送离合器压力请求信号，所述离合器执行机构根据该离合器压力请求信号调节离合器的接合压力使离合器的主动盘转速和从动盘转速同步。
在本发明的一实施例中，所述变速器控制单元在离合器接合时还参照刹车压力信号、节气门开度信号和变速器输出轴转速信号，选择离合器进入爬行、起步或滑摩行驶的接合阶段。
本发明还提供一种自动变速器中离合器预备接合控制方法，包括：
在离合器接合之前，变速器控制单元根据同步器要挂上的目标档位获取在该目标档位下需要对引擎的转速进行补偿的转速偏移值；
所述变速器控制单元向引擎控制单元发送转速请求信号，所述引擎控制单元根据该转速请求信号实时调节引擎在该目标档位下的目标转速，使引擎在该目标档位下的目标转速被动提升至等于引擎的怠速转速与该转速偏移值的总和；
在离合器接合时，所述变速器控制单元控制调节离合器压盘上的接合压力，使离合器主动盘转速和从动盘转速趋向同步；
所述变速器控制单元向所述引擎控制单元发送扭矩请求信号，所述引擎控制单元根据离合器的输入扭矩大小实时调节引擎的扭矩，以对引擎的扭矩进行实时补偿防止引擎异常熄火。
在本发明的一实施例中，引擎在每一个目标档位所对应的转速偏移值不同。
在本发明的一实施例中，所述转速偏移值是通过查表标定的方式确定的，表中的转速偏移值由测试时标定填入。
在本发明的一实施例中，还包括由所述变速器控制单元向离合器执行机构发送离合器压力请求信号，由所述离合器执行机构根据该离合器压力请求信号调节离合器的接合压力使离合器的主动盘转速和从动盘转速同步。
在本发明的一实施例中，在离合器接合时，所述变速器控制单元还参照刹车压力信号、节气门开度信号和变速器输出轴转速信号，选择离合器进入爬行、起步或滑摩行驶的接合阶段。
与现有技术相比，本发明自动变速器车辆在离合器接合过程中，通过引擎控制单元和变速器控制单元的交互协同控制，使离合器减少接合时的冲击度和摩擦功，实现快速平顺、舒适高效安全的接合功能，同时防止了自动变速器车辆异常熄火。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例自动变速器中离合器预备接合控制系统的结构示意图。
图2为本发明实施例自动变速器中离合器预备接合控制系统的控制流程图。
图3为本发明实施例自动变速器中离合器预备接合控制系统的原理示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下接合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。
有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
本发明实施例提出了一种自动变速器中离合器预备接合控制系统，是用于搭载自动变速器的车辆实现减少离合器接合时的冲击度和摩擦功，防止引擎熄火，实现离合器快速平顺、舒适高效安全的接合功能，完成平稳安全的动力传输。
针对离合器而言，当离合器的主动盘和从动盘分离后，无论分离前的接合状态如何，主、从动盘会存在转速差，因为离合器的主动盘和引擎飞轮是刚性连接，从动盘和变速器的输入轴也是刚性连接，在接合过程中随着离合器的接合程度加大，离合器的主、从动盘之间的摩擦就会增大，离合器的输入扭矩会增大，对引擎的负载就会升高，引擎转速就会降低，一旦出现了负载较大的情况，就会导致引擎当前转速低于引擎的怠速转速，从而造成引擎熄火的状况出现。而为了避免这种状况的出现，本发明实施例中提出由变速器控制单元发出控制信号给引擎控制单元，由引擎控制单元协助控制使引擎产生被动性的转速和扭矩提升，从而使离合器扭矩提升与引擎转速及扭矩提升达到动平衡，以防止引擎异常熄火。
图1为本发明实施例自动变速器中离合器预备接合控制系统的结构示意图，该离合器预备接合控制系统包括变速器控制单元10、引擎控制单元20和离合器执行机构30。图2为该离合器预备接合控制系统的控制流程图。以下结合图1与图2对该离合器预备接合控制系统进行说明。
变速器控制单元10首先接收档位杆信号，档位杆信号可以由档位杆位置传感器采集得到。变速器控制单元10根据档位杆信号判断是否进入离合器预备接合控制，当档位杆从空档(N)或者驻车档(P)切换至行驶档(D)或倒档(R)时，则进入离合器预备接合控制，此时变速器控制单元10实时接收刹车压力信号、节气门开度信号、变速器输入轴转速、及变速器输出轴转速，其中刹车压力信号可以由制动踏板位置传感器采集得到，油门开度信号可以由节气门位置传感器采集得到，变速器输入轴转速和变速器输出轴转速可以由转速传感器采集得到；同时，引擎控制单元20提供引擎的怠速转速给变速器控制单元10，其中引擎的怠速转速为引擎不加负载处于空转时的转速。
一旦档位杆从空档或驻车档切换至行驶档或倒档之后，变速器控制单元10根据刹车压力变小或是节气门开度变大，判断出车辆动力传输需求的变化，并根据实时接收的变速器输出轴转速计算出当前车速，从而得出同步器要挂上的目标档位。该离合器预备接合控制系统针对每一个目标档位都设计了一个引擎的目标转速，引擎在该目标档位下的目标转速等于引擎的怠速转速与该目标档位下的转速偏移值之和，其中转速偏移值为在该目标档位下需要对引擎的转速进行补偿的转速大小，引擎在每一个目标档位所对应的转速偏移值不同，可以通过查表标定的方式对转速偏移值进行确定，表中的转速偏移值由测试时标定填入，其值的基本原则是在各个目标档位下离合器的主动盘和从动盘接合进行转速同步时，确保引擎不熄火。
请参表1，表1是在某一定值工作温度下各目标档位的转速偏移值的标定表格，表1内的每个转速偏移值是在一个定值工作温度下的试验结果数据。例如在表1中，目标档位为4档时对应的转速偏移值(即补偿值)为300RPM，也即当目标档位为4档时引擎的引擎的目标转速应为在引擎的怠速转速的基础上增加300RPM。
表1某一定值工作温度下各目标档位的转速偏移值的标定表格
| 目标档位 | 1档 | 2档 | 3档 | 4档 | 5档 | 6档 | R档 | N档 |
| 转速偏移值(RPM) | 200 | 220 | 240 | 300 | 310 | 330 | 350 | 200 |
需要说明的是，表1中的数值仅仅是作为举例进行说明，因为转速偏移值一般还需要综合考虑例如引擎水温、惯量、外部气候条件、离合器磨损程度等各项影响因素进行确定。
在离合器接合之前，变速器控制单元10根据同步器要挂上的目标档位获取该目标档位的转速偏移值，并向引擎控制单元20发送转速请求信号，引擎控制单元20根据变速器控制单元10的转速请求信号实时调节引擎在该目标档位下的目标转速，使引擎在该目标档位下的目标转速（也即离合器的主动盘转速）被动提升至等于引擎的怠速转速与转速偏移值的总和。
接着在离合器接合时，变速器控制单元10向离合器执行机构30发送离合器压力请求信号，由离合器执行机构30根据该离合器压力请求信号调节离合器的接合压力，使离合器的主动盘转速和从动盘转速（也即变速器输入轴转速）同步。随着离合器逐步接合且接合压力的增加，离合器输入扭矩会相应增加，同时离合器的从动盘转速也会相应增加，借此离合器的主动盘和从动盘完成二者转速同步的过程，使离合器的主动盘转速和从动盘转速趋向同步。在此同步过程中，该离合器预备接合控制系统还需要根据各项影响因素实时对引擎转速进行自适应微调，并适时调整离合器压盘上的压力，以保证离合器接合后的主动盘转速大于引擎的怠速转速，确保引擎不熄火。同时，变速器控制单元10根据离合器的输入扭矩大小（离合器的输入扭矩大小反映了外界负载的大小）向引擎控制单元20发送扭矩请求信号，由引擎控制单元20根据离合器的输入扭矩大小实时调节引擎扭矩，以对引擎扭矩进行实时补偿防止引擎异常熄火，提高了离合器进入接合阶段的平顺性。在离合器的接合过程中，变速器控制单元10还参照刹车压力信号、节气门开度信号和变速器输出轴转速这些信号，选择离合器进入爬行、起步或滑摩行驶等接合阶段。
引擎控制单元20控制引擎转速及扭矩的方式，可以通过控制节气门和燃料喷射器以控制发动机中的空气/燃料（A/F）比率，还可以通过控制火花塞以控制发动机的点火正时，因此可通过控制空气、燃料和/或火花塞来调节发动机的转速及扭矩。
图3为本发明实施例提出的自动变速器中离合器预备接合控制系统的原理示意图，主要是描述进入和跳出离合器预备接合控制系统的前提条件和状态迁移原理。当档位杆不在空档或是驻车档时，即档位杆切换至行驶档或是倒档时，则进入离合器预备接合控制，此时参照刹车压力信号、节气门开度信号和变速器输出轴转速，变速器控制单元10可以选择离合器进入爬行、起步或滑摩行驶等接合阶段。具体地，当制动踏板松开（但驾驶员还未踩下油门踏板）时，则进入爬行的离合器接合阶段；当制动踏板松开且驾驶员踩下油门踏板使节气门开度大于标定值范围时，则进入起步的离合器接合阶段；当变速器输出轴转速大于标定值范围时，则进入离合器滑摩行驶阶段。当离合器预备接合阶段未完成或档位杆切换至空档时，离合器跳出预备接合控制，并使离合器处于分离状态。
综合上述，当档位杆从空档或者驻车档切换至行驶档或倒档时，离合器将进入预备接合过程。在离合器接合过程中，通过变速器控制单元10和引擎控制单元20的交互协同控制，减少离合器接合时的冲击度和摩擦功，以实现快速平顺、舒适高效安全的接合功能，同时防止了车辆引擎异常熄火，实现车辆进入爬行、起步或滑摩行驶过程前能够快速平顺、舒适高效安全接合。
以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种自动变速器中离合器预备接合控制系统，其特征在于：包括变速器控制单元(10)及引擎控制单元(20)，所述变速器控制单元(10)在离合器接合之前根据同步器要挂上的目标档位获取在该目标档位下需要对引擎的转速进行补偿的转速偏移值，并向所述引擎控制单元(20)发送转速请求信号，所述引擎控制单元(20)根据该转速请求信号实时调节引擎在该目标档位下的目标转速，使引擎在该目标档位下的目标转速被动提升至等于引擎的怠速转速与该转速偏移值的总和，所述变速器控制单元(10)在离合器接合时向所述引擎控制单元(20)发送扭矩请求信号，所述引擎控制单元(20)根据离合器的输入扭矩大小实时调节引擎的扭矩，以对引擎的扭矩进行实时补偿防止引擎异常熄火。
2.如权利要求1所述的自动变速器中离合器预备接合控制系统，其特征在于：引擎在每一个目标档位所对应的转速偏移值不同。
3.如权利要求2所述的自动变速器中离合器预备接合控制系统，其特征在于：所述转速偏移值是通过查表标定的方式确定的，表中的转速偏移值由测试时标定填入。
4.如权利要求1所述的自动变速器中离合器预备接合控制系统，其特征在于：还包括离合器执行机构(30)，所述变速器控制单元(10)向所述离合器执行机构(30)发送离合器压力请求信号，所述离合器执行机构(30)根据该离合器压力请求信号调节离合器的接合压力使离合器的主动盘转速和从动盘转速同步。
5.如权利要求1所述的自动变速器中离合器预备接合控制系统，其特征在于：所述变速器控制单元(10)在离合器接合时还参照刹车压力信号、节气门开度信号和变速器输出轴转速信号，选择离合器进入爬行、起步或滑摩行驶的接合阶段。
6.一种自动变速器中离合器预备接合控制方法，包括：
在离合器接合之前，变速器控制单元(10)根据同步器要挂上的目标档位获取在该目标档位下需要对引擎的转速进行补偿的转速偏移值；
所述变速器控制单元(10)向引擎控制单元(20)发送转速请求信号，所述引擎控制单元(20)根据该转速请求信号实时调节引擎在该目标档位下的目标转速，使引擎在该目标档位下的目标转速被动提升至等于引擎的怠速转速与该转速偏移值的总和；
在离合器接合时，所述变速器控制单元(10)控制调节离合器压盘上的接合压力，使离合器主动盘转速和从动盘转速趋向同步；
所述变速器控制单元(10)向所述引擎控制单元(20)发送扭矩请求信号，所述引擎控制单元(20)根据离合器的输入扭矩大小实时调节引擎的扭矩，以对引擎的扭矩进行实时补偿防止引擎异常熄火。
7.如权利要求6所述的自动变速器中离合器预备接合控制方法，其特征在于：引擎在每一个目标档位所对应的转速偏移值不同。
8.如权利要求7所述的自动变速器中离合器预备接合控制方法，其特征在于：所述转速偏移值是通过查表标定的方式确定的，表中的转速偏移值由测试时标定填入。
9.如权利要求6所述的自动变速器中离合器预备接合控制方法，其特征在于：还包括由所述变速器控制单元(10)向离合器执行机构(30)发送离合器压力请求信号，由所述离合器执行机构(30)根据该离合器压力请求信号调节离合器的接合压力使离合器的主动盘转速和从动盘转速同步。
10.如权利要求6所述的自动变速器中离合器预备接合控制方法，其特征在于：在离合器接合时，所述变速器控制单元(10)还参照刹车压力信号、节气门开度信号和变速器输出轴转速信号，选择离合器进入爬行、起步或滑摩行驶的接合阶段。
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