CN104075017B - 一种电磁阀颤振控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁阀颤振控制方法及系统，包括获取流经电磁阀的油液的当前温度；获取控制电磁阀的阀芯位移的当前目标电流有效值；根据颤振频率与油液温度的对应关系，获得与当前温度对应的目标颤振频率；根据颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系，获得与当前温度及当前目标电流有效值对应的目标颤振振幅；根据目标颤振频率所在的频率范围，选择与频率范围对应的实际颤振频率输出；在与实际颤振频率对应的一组实际颤振振幅中，选择与目标颤振振幅最接近的实际颤振振幅输出。本发明可在电磁阀于实际使用过程中实时对颤振信号进行有效调整，以使电磁阀及应用电磁阀的液压回路实时处于较佳工作状态，以保证油压控制的稳定性和可靠性。

Description

一种电磁阀颤振控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电磁阀控制领域，尤其涉及电磁阀颤振控制方法及系统。

背景技术

电磁阀的阀芯的位移或推力正比于流经电磁线圈的目标电流有效值，若该目标电流有效值固定不变，则阀芯位置也固定不动，这样当改变目标电流有效值时，阀芯要克服静摩擦力才能从静止状态开始动作，故产生所谓的“粘滞”效应，增大了滞后，降低了响应速度和灵敏度。因此，通常需要在控制器的控制信号中加入颤振信号，以给阀芯施加小幅振动，使其始终处于振动状态，将静摩擦转换为动摩擦，从而改善其响应速度和响应灵敏度，减小滞后。因此，电磁阀颤振的控制就是通过调整电磁阀在不同工况下颤振的频率和振幅，使其达到最佳工作状态，进而使应用电磁阀的液压回路的油压控制稳定可靠。以应用在双离合器自动变速箱中的用于控制两个离合器的切换以及不同同步器装置动作的电磁阀为例，对电磁阀进行有效的颤振控制，可使整个换挡过程平稳、快捷、舒适。

目前，对电磁阀进行颤振控制的方案主要有两种，一种是通过试验手段确定特定应用场合下所需的颤振信号的频率和振幅，该颤振信号一经确定在实际使用过程中即保持不变；另一种是确定颤振信号对应的电流有效值与用于控制电磁线圈的电流的有效值的倍数，以在用于控制电磁线圈的电流的有效值发生改变时，适应性地调节颤振信号。以上方案均无法在实际使用过程中根据油液温度及液压回路的性质实时调整颤振信号的频率和振幅，因此无法使电磁阀达到较佳的工作状态，影响油压控制的稳定性和可靠性。

发明内容

本发明实施例的目的是为了解决现有电磁阀颤振控制存在的上述问题，提供一种可根据油液温度及液压回路的性质实时调整颤振信号的频率和振幅的电磁阀颤振控制方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电磁阀颤振控制方法，包括：

获取流经电磁阀的油液的当前温度；

获取用于控制电磁阀的阀芯位移的当前目标电流有效值；

根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率；

根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅；

根据所述目标颤振频率所在的频率范围，选择与所述频率范围相对应的实际颤振频率输出；

在与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅中，选择与所述目标颤振振幅最接近的实际颤振振幅输出。

优选的是，所述根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率包括：

根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，插值或者拟合获得反映颤振频率与油液温度之间的对应关系的频率函数；

将所述当前温度输入至所述频率函数中，获得所述目标颤振频率。

优选的是，所述根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅包括：

根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，插值或者拟合获得反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值之间的对应关系的振幅函数；

将所述当前温度和所述当前目标电流有效值输入至所述振幅函数中，获得所述目标颤振振幅。

优选的是，确定与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅的方法包括：

获取与所述实际颤振频率相对应的最小实际颤振振幅；

确定与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅，该实际颤振振幅由小于等于预设振幅的所有最小实际颤振振幅的整数倍实际颤振振幅构成。

优选的是，所述电磁阀颤振控制方法还包括：

根据所述实际颤振频率越小，与所述实际颤振频率相对应的频率范围越窄的方法划分与各实际颤振频率相对应的频率范围。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电磁阀颤振控制系统，包括：

温度获取模块，用于获取流经电磁阀的油液的当前温度；

目标电流获取模块，用于获取用于控制电磁阀的阀芯位移的当前目标电流有效值；

目标颤振频率计算模块，用于根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率；

目标颤振振幅计算模块，用于根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅；

实际颤振频率输出模块，用于根据所述目标颤振频率所在的频率范围，选择与所述频率范围相对应的实际颤振频率输出；以及，

实际颤振振幅输出模块，用于在与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅中，选择与所述目标颤振振幅最接近的实际颤振振幅输出。

优选的是，所述目标颤振频率计算模块还用于根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，插值或者拟合获得反映颤振频率与油液温度之间的对应关系的频率函数，及将所述当前温度输入至所述频率函数中，获得所述目标颤振频率。

优选的是，所述目标颤振振幅计算模块还用于根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，插值或者拟合获得反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值之间的对应关系的振幅函数，及将所述当前温度和所述当前目标电流有效值输入至所述振幅函数中，获得所述目标颤振振幅。

优选的是，所述电磁阀颤振控制系统还包括：

实际颤振振幅组确定模块，用于获取与所述实际颤振频率相对应的最小实际颤振振幅，及确定与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅，该实际颤振振幅由小于等于对应预设振幅的所有最小实际颤振振幅的整数倍实际颤振振幅构成。

优选的是，所述电磁阀颤振控制系统还包括：

频率范围划分模块，用于根据所述实际颤振频率越小，与所述实际颤振频率相对应的频率范围越窄的方法，划分与各实际颤振频率相对应的频率范围。

本发明的有益效果为：本发明的电磁阀颤振控制方法及系统充分利用试验阶段标定出的颤振频率与油液温度之间的对应关系，及颤振振幅与油液温度和目标电流有效值之间的对应关系，计算得到电磁阀于实际应用中在当前油液温度及当前目标电流有效值下可以获取较佳工作状态的目标颤振频率及目标颤振振幅，而且本发明的电磁阀颤振控制方法及系统还根据该目标颤振频率及目标颤振振幅，在系统选定的各实际颤振频率及各实际颤振振幅中选择与目标颤振频率及目标颤振振幅接近的实际颤振频率及实际颤振振幅输出，以使系统性能达到较佳状态，因此，本发明的电磁阀颤振控制方法及系统可在电磁阀于实际使用过程中实时对作用于电磁阀的颤振信号的实际颤振频率及实际颤振振幅进行有效地调整，以使电磁阀及应用电磁阀的整个液压回路实时处于较佳的工作状态，进而可以保证油压控制的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为根据本发明所述电磁阀颤振控制方法的一种实施方式的流程图；

图2为根据本发明所述电磁阀颤振控制系统的一种实施结构的方框原理图；

图3为应用图1所示电磁阀颤振控制方法的电磁阀控制原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示，本发明的电磁阀颤振控制方法包括如下步骤：

步骤S1：获取流经电磁阀的油液的当前温度；在此，由于油液在不同的温度下具有不同的粘稠度，低温下粘稠度较大，不易于搅动，而高温下则粘稠度很小，易于搅动，因此，油液在不同温度下，用于将电磁阀的阀芯的静摩擦转变为动摩擦的颤振信号的电流有效值应该根据不同的油液温度进行适应性改变，这样才能使电磁阀始终处于较佳的工作状态，所以本发明通过获得油液的当前温度作为确定颤振信号的实际颤振频率及振幅的一个参数。

步骤S2：获取用于控制电磁阀的阀芯位移的当前目标电流有效值；在此，经电磁阀试验发现，在油液温度不变的情况下，对于不同的用于控制电磁阀的阀芯位移的目标电力路有效值，还需要通过调整颤振信号的实际颤振振幅，才能使电磁阀处于较佳的工作状态，因此，本发明还通过获得当前目标电流有效值作用确定颤振信号的实际颤振振幅的一个参数。

步骤S3：根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率；该频率数据可通过电磁阀试验确定各选定油液温度下对应的颤振信号的理想颤振频率。

步骤S4：根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅；该振幅数据可通过电磁阀试验确定各选定油液温度及各选定目标电流有效值的组合下对应的颤振信号的理想颤振振幅。

步骤S5：根据目标颤振频率所在的频率范围，选择与所述频率范围相对应的实际颤振频率输出；在此，如表1所示，本发明将目标颤振频率可能出现的频率段无间断地划分为各频率范围，每个频率范围按照系统配置确定一个与之相对应的实际颤振频率，以使电磁阀及应该电磁阀的整个系统均处于较佳的工作状态，上述无间断地划分对于目标颤振频率取整的计算方式是指如表1所示的在整数级上无间断地划分。

步骤S6：在与实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅中，选择与目标颤振振幅最接近的实际颤振振幅输出，在此，由于颤振频率是由油液温度决定的，而颤振振幅是由油液温度及目标电流有效值共同决定的，因此，对于每个实际颤振频率都会有一组实际颤振振幅可与之相适配，所以，本发明根据系统配置为各实际颤振频率确定一组可供选择的实际颤振振幅，以使其中的一个实际颤振振幅能够与确定的目标颤振振幅尽量地接近。

表1：目标颤振频率与实际颤振频率及实际颤振振幅的对应关系表

为了便于设置与实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅，在本发明中，可以采用如下方法确定与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅，即该方法包括：获取与所述实际颤振频率相对应的最小实际颤振振幅，该最小实际颤振振幅可以根据电磁阀试验及系统配置设定；及确定与实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅由小于等于对应预设振幅的所有最小实际颤振振幅的整数倍实际颤振振幅构成，该预设振幅需要根据系统配置设定，即系统配置通常针对不同的实际颤振频率具有不同的所能承受的最大颤振振幅，对于大多数实际颤振频率，该预设振幅通常小于600mA。如表1所示，以频率范围在501Hz～1500Hz为例，其对应的实际颤振频率为750Hz，对应的最小实际颤振振幅为8mA，因此，与实际颤振频率750Hz相对应的一组最小实际颤振振幅由8mA的整数倍实际颤振振幅构成，即包括8mA、16mA，24mA，直至504mA。

根据实际颤振频率越大，对应的最小实际颤振振幅越小的原理，为了减少标定工作量，本发明采用各阶实际颤振频率的最小实际颤振振幅构成等差数列的方式构建与各阶实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅，而等差数列的公差可以根据系统配置进行选择，表1所示的实施例中的公差为8mA。

由于目标颤振频率越小时，其随油液温度变化的灵敏度越高，因此如表1所示，本发明的控制方法还可以包括：根据实际颤振频率越小，与所述实际颤振频率相对应的频率范围越窄的方法划分与各实际颤振频率相对应的频率范围。

上述步骤S3中根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率可进一步包括：

步骤S31：根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，插值或者拟合获得反映颤振频率与油液温度之间的对应关系的频率函数，该频率函数也可以理解为是频率函数图形，该油液温度可以是频率函数的自变量，而颤振频率为频率函数的因变量。

步骤S32将所述当前温度输入至所述频率函数中，获得所述目标颤振频率。

同理，上述步骤S4中根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅可进一步包括：

步骤S41：根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，插值或者拟合获得反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值之间的对应关系的振幅函数，该振幅函数也可以理解为是振幅函数图形，该油液温度和目标电流有效值可以为振幅函数的自变量，而颤振振幅可以为振幅函数的因变量。

步骤S42：将当前温度和所述当前目标电流有效值输入至振幅函数中，获得目标颤振振幅。

根据本发明的方法，在电磁阀试验阶段选取的油液温度及目标电流有效值的标定点越多，最终经本发明方法获得的颤振信号的实际颤振频率及实际颤振振幅越精确，但是过多的选择标定点无疑会增加系统的存储负担及计算负担，在此可以根据表1所示的各阶颤振对应的频率范围划分的变化趋势选择合适的标定点，即在频率范围较小的区域选择较多的标定点，而在频率范围较大的区域可以选择较少的标定点，这样既可以减少系统的负担，又可以获得满足使用要求的较精确的实际颤振频率及实际颤振振幅。

图3示出了电磁阀控制原理图，即PWM发生器2输出的目标电流有效值与应用上述电磁阀颤振控制方法的颤振发生器1产生的颤振信号的电流有效值的叠加电流经过放大器3放大及PID控制器4调节施加于电磁阀的电磁线圈5上，并且该控制系统通过采集电磁线圈5的实际电流与叠加电流求差构成负反馈闭环控制，以使电磁线圈5的实际电流最终等于该叠加电流，进而实现对电磁阀的有效控制。在此，上述的系统配置主要指颤振发生器的系统配置。

与上述颤振控制方法相对应，如图2所示，本发明的电磁阀颤振控制系统包括温度获取模块101、目标电流获取模块102、目标颤振频率计算模块103、目标颤振振幅计算模块104、实际颤振频率输出模块105和实际颤振振幅输出模块106，该温度获取模块101用于获取流经电磁阀的油液的当前温度；该目标电流获取模块102用于获取用于控制电磁阀的阀芯位移的当前目标电流有效值；该目标颤振频率计算模块103用于根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率；该目标颤振振幅计算模块104用于根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅；该实际颤振频率输出模块105用于根据所述目标颤振频率所在的频率范围，选择与所述频率范围相对应的实际颤振频率输出；该实际颤振振幅输出模块106用于在与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅中，选择与所述目标颤振振幅最接近的实际颤振振幅输出。

上述目标颤振频率计算模块103还用于根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，插值或者拟合获得反映颤振频率与油液温度之间的对应关系的频率函数，及将所述当前温度输入至所述频率函数中，获得所述目标颤振频率。

上述目标颤振振幅计算模块104还用于根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，插值或者拟合获得反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值之间的对应关系的振幅函数，及将所述当前温度和所述当前目标电流有效值输入至所述振幅函数中，获得所述目标颤振振幅。

本发明的电磁阀颤振控制系统还可以包括实际颤振振幅组确定模块，该实际颤振振幅组确定模块用于获取与所述实际颤振频率相对应的最小实际颤振振幅，及确定与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅，该实际颤振振幅由小于等于预设振幅的所有最小实际颤振振幅的整数倍实际颤振振幅构成。

本发明的电磁阀颤振控制系统还可以包括频率范围划分模块，该频率范围划分模块用于根据所述实际颤振频率越小，与所述实际颤振频率相对应的频率范围越窄的方法，划分与各实际颤振频率相对应的频率范围。

上述电磁阀颤振控制方法及系统例如可应用在双离合器变速器中，典型的湿式双离合器变速器具有两个同轴嵌套或者平行布置的离合器，两根同轴、且内外嵌套布置的输入轴，两根平行布置的输出轴，布置在输出轴上的多个同步器装置，多个换挡拨叉，以及一个差速器，其中，变速器奇、偶数挡输入齿轮分别布置在两根输入轴上，通过电磁阀控制两个离合器的切换以及不同同步器装置动作，最后经由不同输出轴实现扭矩变换和输出，利用本发明的电磁阀控制方法及系统，可以整个换挡过程更加平稳、快捷、舒适。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电磁阀颤振控制方法，其特征在于，包括：

获取流经电磁阀的油液的当前温度；

获取用于控制电磁阀的阀芯位移的当前目标电流有效值；

根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率；

根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅；

根据所述目标颤振频率所在的频率范围，选择与所述频率范围相对应的实际颤振频率输出；

在与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅中，选择与所述目标颤振振幅最接近的实际颤振振幅输出。

2.根据权利要求1所述的电磁阀颤振控制方法，其特征在于，所述根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率包括：

根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，插值或者拟合获得反映颤振频率与油液温度之间的对应关系的频率函数；

将所述当前温度输入至所述频率函数中，获得所述目标颤振频率。

3.根据权利要求1所述的电磁阀颤振控制方法，其特征在于，所述根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅包括：

根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，插值或者拟合获得反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值之间的对应关系的振幅函数；

将所述当前温度和所述当前目标电流有效值输入至所述振幅函数中，获得所述目标颤振振幅。

4.根据权利要求1所述的电磁阀颤振控制方法，其特征在于，确定与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅的方法包括：

获取与所述实际颤振频率相对应的最小实际颤振振幅；

确定与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅，该实际颤振振幅由小于等于预设振幅的所有最小实际颤振振幅的整数倍实际颤振振幅构成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁阀颤振控制方法，其特征在于，所述电磁阀颤振控制方法还包括：

根据所述实际颤振频率越小，与所述实际颤振频率相对应的频率范围越窄的方法划分与各实际颤振频率相对应的频率范围。

6.一种电磁阀颤振控制系统，其特征在于，包括：

温度获取模块，用于获取流经电磁阀的油液的当前温度；

目标电流获取模块，用于获取用于控制电磁阀的阀芯位移的当前目标电流有效值；

目标颤振频率计算模块，用于根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，获得与所述当前温度相对应的目标颤振频率；

目标颤振振幅计算模块，用于根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，获得与所述当前温度及所述当前目标电流有效值相对应的目标颤振振幅；

实际颤振频率输出模块，用于根据所述目标颤振频率所在的频率范围，选择与所述频率范围相对应的实际颤振频率输出；以及，

实际颤振振幅输出模块，用于在与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅中，选择与所述目标颤振振幅最接近的实际颤振振幅输出。

7.根据权利要求6所述的电磁阀颤振控制系统，其特征在于，所述目标颤振频率计算模块还用于根据反映颤振频率与油液温度对应关系的频率数据，插值或者拟合获得反映颤振频率与油液温度之间的对应关系的频率函数，及将所述当前温度输入至所述频率函数中，获得所述目标颤振频率。

8.根据权利要求6所述的电磁阀颤振控制系统，其特征在于，所述目标颤振振幅计算模块还用于根据反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值的对应关系的振幅数据，插值或者拟合获得反映颤振振幅与油液温度和目标电流有效值之间的对应关系的振幅函数，及将所述当前温度和所述当前目标电流有效值输入至所述振幅函数中，获得所述目标颤振振幅。

9.根据权利要求6所述的电磁阀颤振控制系统，其特征在于，所述电磁阀颤振控制系统还包括：

实际颤振振幅组确定模块，用于获取与所述实际颤振频率相对应的最小实际颤振振幅，及确定与所述实际颤振频率相对应的一组实际颤振振幅，该实际颤振振幅由小于等于对应预设振幅的所有最小实际颤振振幅的整数倍实际颤振振幅构成。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的电磁阀颤振控制系统，其特征在于，所述电磁阀颤振控制系统还包括：

频率范围划分模块，用于根据所述实际颤振频率越小，与所述实际颤振频率相对应的频率范围越窄的方法，划分与各实际颤振频率相对应的频率范围。