CN104565127A - 一种混合动力汽车及其离合器的自学习方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合动力汽车及其离合器的自学习方法和自学习装置，能够自动完成离合器关键位置的自学习，以简化调整过程。所述自学习方法包括：是否满足自学习条件，如果是，则控制离合器分离和结合，记录离合器完全分离、完全结合和开始滑摩时所处的位置，分别作为完全分离点、完全结合点和滑摩点。所述自学习装置包括与所述控制器信号连接的位置传感器，所述控制器具有判断是否满足自学习条件的判断模块，并在满足自学习条件时控制所述离合器分离和结合，以便进行完全分离点、完全结合点以及滑摩点的自学习；所述位置传感器用于检测离合器所处的位置，并将位置信息传递给所述控制器；所述控制器具有用于储存所述位置信息的存储模块。

Description

一种混合动力汽车及其离合器的自学习方法、装置

技术领域

本发明涉及离合器技术领域，特别是涉及一种混合动力汽车及其离合器的自学习方法和自学习装置。

背景技术

并联式混合动力汽车在使用过程中，随着离合器分离、结合次数的增加，离合器摩擦片会逐渐磨损，使得离合器关键位置产生变化，例如，分离点、结合点和滑摩点等位置的变化，尤其容易导致离合器结合不完全，进而出现不能完全传递扭矩的情况。

对于多数MT(Manual Transmission，即手动挡)来说，现有技术中通常采用对离合器踏板进行机械式调整的方法，以解决上述技术问题。以液压式离合器为例，其具体调节方式为：松开离合器踏板与离合器泵连接顶杆处的锁止螺母；调节螺杆长度，缩短螺杆则可使得离合器踏板行程变短，即以较小的量抬高踏板便可进入半联动，反之，则结合点变高；最后，当调节完成后，锁紧锁止螺母。

上述方法在调节螺杆长度的步骤中，需反复调节多次，以重新确定离合器的关键位置；同时，单次调节的调节量不宜过多。上述方法调整繁琐，且调整精度不高，不能很好的适应离合器关键位置的变化。更为重要的是，机械式调整存在人为因素，若位置调整不准确，将导致离合器结合时存在冲击或者加大滑摩过程，使得离合器摩擦片短时间内产生大量的热量，从而加快对离合器的损害。

对于传统AMT(即机械式自动变速器)，多采用电控自学习，该过程需要专业人员进行操作，且该电控自学习过程操作比较麻烦，为准确确定其关键位置，需重复标定，浪费大量时间；且由于控制器的不同，重复标定后可能要重新下载文件，给客户和工作人员给来许多麻烦。

因此，如何研发一种离合器的自学习方法和自学习装置，以简化调整过程，对离合器的关键位置进行准确调整，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种离合器的自学习方法和自学习装置，能够自动完成离合器关键位置的自学习，以简化调整过程。

为解决上述技术问题，本发明提供一种离合器的自学习方法，包括以下步骤：

1)是否满足自学习条件，如果是，则执行步骤2)；

2)控制离合器分离和结合，记录离合器完全分离、完全结合和开始滑摩时所处的位置，分别作为完全分离点、完全结合点和滑摩点。

本发明的自学习方法，首先判断是否满足自学习条件，然后控制离合器分离和结合，并记录离合器的完全分离点、完全结合点以及滑摩点等关键位置，以便根据离合器的磨损重新确定其关键位置点，自动适应离合器关键位置的变化，保证离合器的动作可靠性。

与现有技术中相比，本发明的自学习方法较为简单，无需通过反复调整即可获得离合器的关键位置，其准确度和效率均较高。

可选地，所述步骤2)具体包括以下步骤：

21)控制离合器分离和结合至少各两次，记录每次离合器完全分离和完全结合时所处的位置，并取每次完全分离时所处位置的平均值作为完全分离点，取每次完全结合时所处位置的平均值作为完全结合点；

22)在离合器完全分离且脱档后，启动发动机，并控制离合器结合；

23)检测变速器输入轴的转速，判断其是否超过标定值，如果是，则记录此时离合器所处的位置作为滑摩点。

本发明的自学习方法，首先控制离合器分离和结合至少两次，然后取每次其所处位置的平均值作为完全分离点和完全结合点，以减少检测误差，得到完全分离点和完全结合点的准确值，实现完全分离点和完全结合点的自学习。然后在离合器完全分离且脱档后，启动发动机，并控制离合器结合，进行滑摩点的自学习，通过检测变速器输入轴的转速是否超过标定值确定是否处于滑摩点，便于提高滑摩点检测的准确性，提高自学习效率；且滑摩点自学习在完全分离点自学习和完全结合点自学习之后进行，其必然处于完全分离点和完全结合点之间，则可以在两者之间进行滑摩点的自学习，以便快速准确的得到滑摩点。

可选地，所述步骤21)具体包括以下步骤：

211)控制离合器分离和结合各两次，记录每次离合器完全分离和完全结合时所处的位置；

212)判断前两次完全分离时所处位置的差值以及完全结合时所处位置的差值是否均处于第一预定范围，如果是，则将两次记录的位置作为有效值，并执行步骤213)；

213)取完全分离时有效值的平均值作为完全分离点，取完全结合时有效值的平均值作为完全结合点。

可选地，在所述步骤212)中，如果否，则执行以下步骤：

214)控制离合器再次分离和结合，直至其中两次完全分离时所处位置的差值以及完全结合时所处位置的差值均处于第一预定范围，并将这两次所记录的位置作为有效值，然后执行步骤213)。

可选地，所述步骤23)具体包括以下步骤：

231)检测变速器输入轴的转速；

232)判断变速器输入轴转速是否为零，如果否，则记录此时离合器所处的位置作为接触点；

233)判断变速器输入轴的转速是否超过标定值，如果是，则记录此时离合器所处的位置作为滑摩点；

234)判断滑摩点和接触点的差值是否处于第二预定范围，如果是，则将滑摩点的值作为有效值，如果否，则返回步骤22)。

可选地，所述步骤2)还包括：记录离合器分离和结合的次数。

可选地，所述步骤2)还包括：如果经预定时间后离合器仍未完成动作，则检测离合器的驱动动作是否进行，如果是，则发出离合器位置检测故障的信号，如果否，则发出离合器驱动故障的信号。

本发明还提供一种离合器的自学习装置，离合器与发动机和变速器连接，三者均与控制器信号连接，所述自学习装置包括与所述控制器信号连接的位置传感器，所述控制器具有判断是否满足自学习条件的判断模块，并在满足自学习条件时控制所述离合器分离和结合，以便进行完全分离点、完全结合点以及滑摩点的自学习；所述位置传感器用于检测离合器所处的位置，并将位置信息传递给所述控制器；所述控制器具有用于储存所述位置信息的存储模块。

本发明的自学习装置，通过控制器实现离合器关键位置的自学习，其结构简单，自动化程度较高；且控制器中具有储存位置信息的存储模块，以便控制器根据需要调用存储模块中的位置信息，以自动适应离合器关键位置的变化。

可选地，所述控制器还包括用于统计离合器分离和结合次数的统计模块。

可选地，还包括与所述控制器信号连接的报警器，当离合器经预定时间未完成动作时，所述控制器根据离合器的驱动件是否动作发出报警信号。

本发明还提供一种混合动力汽车，其离合器具有上述任一项所述的离合器的自学习装置。

附图说明

图1为本发明所提供离合器的自学习方法在一种具体实施方式中的流程示意图。

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方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供离合器的自学习方法在一种具体实施方式中的流程示意图。

本发明提供一种混合动力汽车，包括离合器的自学习装置，所述混合动力是指，车辆驱动系由两个或者多个能够同时运转的单个驱动系联合组成，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态，由单个驱动系单独或共同提供。

本领域技术人员应该可以理解，车辆通常具有对整车进行控制的控制器，也称为整车控制单元(HCU,hybrid control unit)。离合器与发动机和变速器连接，并将发动机的动力传递到变速器，变速器可以通过变速器控制单元(TCU,transmission control unit)进行控制，进而通过变速器将动力传递至车轮。控制器可以与离合器、发动机和变速器进行信号连接，例如，可以通过CAN(controller area network)网络(即控制器局域网)实现信号连接，以便对各个部件发发出控制信号，实现信息的交互；在变速器设有TCU时，控制器可以直接与TCU信号连接；所述信号连接是指以有线或者无线的方式实现信号传递的一种连接方式，不限于上述CAN网络。由于离合器在动力传递过程中起着关键作用，因此，离合器的准确度将对驱动产生至关重要的影响。

本发明所提供离合器的自学习方法和自学习装置通常适用于并联式混合动力汽车，例如，混合动力环卫车。本发明提供一种离合器的自学习方法，包括自学习时机的判断、自学习的过程以及自学习的数据更新等。在进行自学习前，可以先调整整车的状态，例如，可以将整车上24V左右的低压电，同时启动车辆，即将车辆的控制开关打到ON的状态，使其处于待机状态，然后可以按下自学习开关，进行自学习。

本发明的自学习方法可以包括以下步骤：

首先判断是否满足自学习条件，如果是，则控制离合器分离和结合，并记录离合器完全分离、完全结合和开始滑摩时所处的位置，分别作为完全分离点、完全结合点和滑摩点进行储存。

其中，完全分离点是指离合器能分离到的最大位置；完全结合点是指离合器能结合到的最小位置；滑摩点是指，变速器空档时，离合器的从动盘出现转速时离合器的位置，可以变速器输入轴的转速是否超过标定值进行判断。

详细地，如图1所示，本发明的自学习方法可以包括以下步骤：

S11：判断是否满足自学习条件，例如，手刹是否拉下、整车气压是否大于预定值以及变速器输出轴的转速是否为零等，如果满足自学习条件，则执行步骤S12；

其中，整车气压大于预定值可以为大于6.5bar，或者其他根据需要设定的值。如果不满足自学习条件，可以检查车辆状态，以便调整其至满足自学习条件，进而执行自学习过程。

其中，手刹拉下、输出轴转速为零的目的是为了保证车辆处于静止状态，同时需要求车辆其他功能处于正常状态；整车气压达到标定值是为了保证整个自学习过程中离合器能够完全分离和结合，由于离合器的分离和结合采用的是气动执行机构，气压变化将影响执行机构的分离和结合程度，故当整车气压达到标定值时可以排除由于气压原因导致的自学习数值误差。

S12：控制离合器分离；

在进行自学习时，由于车辆启动存在纯电动和发动机模式两种状态，当首次控制离合器分离时，可以首先根据能量源的来项判断离合器的初始状态，以便控制离合器进行相应动作。通常，如果为纯电动模式下，则离合器在车辆启动时处于分离状态，可以使其保持在该状态；如果处于发动机模式下，则离合器在车辆启动时处于结合状态，故此时需要控制离合器分离。

S13：判断离合器是否分离完全，如果是，则执行步骤S14，如果否，则返回执行步骤S12；

一般，驱动离合器分离时，经过一定时间就能够实现离合器的完全分离，故可以离合器执行分离的时间为依据判断其是否完全分离，或者根据驱动离合器分离的驱动件的状态等来判断其是否已经完全分离。

S14：记录此次离合器完全分离时所处的位置，作为第一位置；

S15：控制离合器结合；

S16：判断离合器是否结合完全，如果是，则执行步骤S17，如果否，则返回执行步骤S15；

如上文所述，离合器在进行分离和结合时，经过一定时间，就能够完全分离或者完全结合，故在判断离合器是否结合完全时，也可以参照步骤S13中采用的时间等作为判断依据；

S17：记录此次离合器完全结合时所处的位置，作为第二位置；

S18：然后重复执行步骤S12-S17，即再次控制离合器分离和结合各一次，得到离合器第二次完全分离时所处位置和第二次完全结合时所处的位置，分别作为第三位置和第四位置；

显然，由于步骤S17执行完成后，离合器处于结合状态，故在重复步骤S12时，不存在根据车辆启动模式判断是否执行离合器分离动作的问题，可以直接控制离合器再次分离。

S19：判断第一位置与第三位置的差值、第二位置与第四位置的差值是否处于第一预定范围，即判断两次完全分离时离合器所处位置的差值是否处于允许的误差范围内，同时判断两次完全结合时离合器所处位置的差值是否处于允许的误差范围内，以判断所得到的值是否为有效值，如果是，则将说明第一位置、第二位置、第三位置和第四位置均为有效值，然后执行步骤20，如果否，则执行步骤S21；

所述第一预定范围实际上为完全分离点和完全结合点所允许的误差范围。完全分离点所允许的误差范围和完全结合点所允许的误差范围通常相同，但也可以存在较小差别，故所述第一预定范围可以根据需要进行设定。

S20：取第一位置和第三位置的平均值，将该平均值作为完全分离点，取第二位置和第四位置的平均值，将该平均值作为完全结合点，实现完全分离点和完全结合点的自学习；

S21：再次执行步骤S12-S17，得到离合器完全分离时所处位置，将其作为第五位置，完全结合时所处位置作为第六位置，依次类推，直至在所进行的分离和结合中，存在两次分离和结合，这两次分离中，离合器完全分离时所处位置的差值处于第一预定范围，且这两次结合中，离合器完全结合所处位置的差值也处于第一预定范围，进而将这两次分离和结合记录的位置作为有效值，然后执行步骤S20，以便实现完全分离点和完全结合点的自学习。

可以理解，当前两次所处位置的差值过大，或者，当离合器第三次分离和结合时，仍然不能使得差值在允许的范围内，说明离合器的驱动或者用于检测离合器位置的部件存在故障，此时也可以退出自学习过程，进行故障排查。

S22：控制离合器分离，变速器强制回空档；

S23：判断离合器是否分离完全，且变速器是否脱档(即处于空档，车辆静止)，如果是，则执行步骤S24，如果否，则返回步骤S22；

S24：启动发动机，并检测变速器输入轴的转速；

S25：判断变速器输入轴的转速是否为零，如果是，则执行步骤S26，如果否，则返回执行步骤S24；

S26：记录此时离合器所处的位置，作为接触点；

S27：判断变速器输入轴的转速是否超过标定值，如果是，则执行步骤S28，如果否，则返回执行步骤S24；

所述标定值可以根据实验得出，或者通过经验判断，当变速器输入轴的转速为某个标定值时，离合器的从动盘出现转速。

S28：记录此时离合器所处的位置，作为滑摩点；

S29：判断滑摩点和接触点的差值是否处于第二预定范围，如果是，说明滑摩点的值为有效值，完成了滑摩点的自学习，则执行步骤S30，如果否，说明滑摩点的检测存在错误，则返回执行步骤S24；

S30：当离合器完全结合后，控制发动机熄火，并将自学习中完全分离点、完全结合点、接触点和滑摩点的有效值进行储存，完成整个数据的更新。

在步骤S12-S21完成了对离合器的完全分离点和完全结合点的自学习，然后再采用步骤S22-S29完成离合器的滑摩点的自学习，也就是说，可以在实现完全分离点和完全结合点的自学习之后，再进行滑摩点的自学习。由于完全分离点和完全结合点为离合器运动的两个端点，离合器在运动过程中必然处于两者之间，故当实现两者的自学习之后，可以使得离合器在两者之间动作，避免滑摩点的自学习产生偏离，提高自学习的准确性；同时，离合器在两个端点之间运动，可以减小其运动行程，快速找到滑摩点的位置，提高效率。

可以理解，本发明的自学习方法对完全分离点的自学习、完全结合点的自学习以及滑摩点自学习的顺序不作限定，上文只是给出了一种优选的具体实施方式；本领域技术人员完全可以根据车辆的状态自动定义自学习的顺序，也可以对分离和结合次数进行调整，以兼顾效率和精度。

例如，在执行步骤S12-S17完后即可将记录的第一位置作为完全分离点，将第二位置作为完全结合点，即将两者作为有效值，而不再进行判断，以简化程序，提高效率；当然，也可以执行步骤S12-S20，对两次分离和结合所记录的位置取平均值，将平均值作为有效值，以减小单次检测的随机性因素，提高检测精度，同时兼顾检测效率。

再者，在进行滑摩点自学习时，在执行完步骤S22-S24后，可以直接执行步骤S27和S28，从而得到滑摩点，以提高效率，节约程序。可以想到，当执行接触点的自学习时，可以通过接触点对滑摩点的正确与否进行验证，由于接触点必然处于滑摩点之前，且两者的差值通常处于一定范围内，即所述第二预定范围，则可以通过接触点与滑摩点的关系判断滑摩点的准确性，以得到可靠的数据。

在上述基础上，本发明的自学习方法还可以在进行完全分离点、完全结合点和滑摩点的自学习时，记录离合器分离和结合的次数，便于分析动作次数对离合器的寿命影响。

此外，在控制离合器分离或者结合时，如果经过预定时间后，离合器仍然未完成动作，可以进行安全诊断，检测离合器的驱动动作是否进行，如果是，说明离合器的位置检测存在故障，则发出离合器位置检测故障的信号；如果否，则说明离合器的驱动存在故障，可以发出相应的故障信号。当存在故障时，可以自动退出自学习过程。

如上文所述，当控制离合器进行分离或者结合时，经过一定长时间，离合器就能够实现完全分离或者完全结合，或者经过一定长的合理时间，离合器必然能够到达某个分离设定点或者结合设定点，故如果经过预定时间仍为完成动作，说明存在故障。此时，可以进行故障检测，以调整车辆状态；还可以自动退出自学习过程，避免损伤车辆。

相应的，本发明还提供一种离合器的自学习装置，如上文所述，离合器与发动机和变速器连接，且三者均与控制器信号连接，本发明的自学习装置中还包括位置传感器，以便对离合器的位置进行检测，该位置传感器与控制器信号连接，从而将检测到的位置信息传递给控制器；控制器中储存有满足自学习的条件，并具有用于判断是否满足自学习条件的判断模块，则在满足自学习条件时，控制器控制离合器分离和结合，从而进行完全分离点、完全结合点和滑摩点的自学习；控制器还具有用于储存位置信息的存储模块，以便将完全分离点、完全结合点和滑摩点进行储存，完成数据更新。

采用上述自学习装置，通过控制器对自学习过程进行控制，整个过程无需人工判断或者干预，可以实现自学习的自动化，则当离合器使用一段时间需要调整其关键位置时，用户可以自己启动自学习过程，实现离合器关键位置的数据更新，提高离合器的使用可靠性。再者，自学习的过程通过控制器进行控制，且实现车辆内部的信息交互，其准确度较高，不存在人为误差；控制器中设有对位置信息进行储存的存储模块，便于在下次开机时直接调用更新的数据，使用更为便捷；控制器中还具有对自学习条件进行判断的判断模块，仅在满足自学习条件时才进行自学习，以保证结果的准确性。

进一步，控制器还可以包括统计模块，以统计离合器分离和结合的次数。

再进一步，本发明的自学习装置还可以包括报警器，报警器与控制器信号连接，当离合器经预定时间未完成动作时，所述控制器根据离合器的驱动件是否动作发出报警信号。如果离合器的驱动件未动作，则发出离合器驱动件故障的报警信号；如果离合器驱动件已经执行动作，则发出位置传感器故障的报警信号。当存在故障时，可以结束自学习的过程，以便对整车进行检查。

具体地，可以将车辆的整车控制单元，即HCU作为控制器，然后将其中的EEPROM作为所述存储模块，并通过车辆的CAN网络实现控制器与各个部件的信号连接，将TCU作为位置传感器，根据TCU对离合器所处的位置进行判断。当发动机熄火后，将自学习过程中的完全结合点、完全分离点、接触点和滑摩点的位置写入EEPROM中，则当自学习过程结束后，系统再次启动时，可以直接读取EEPROM中的数值，完成整个数据的更新。

可以在车辆现有的操作系统中，增加一个自学习开关，并将其与控制器连接，当启动自学习开关时，控制器可以自动实现自学习过程，使得操作过程更为简单。

还可以借助EEPROM的功能，通过HCU发动控制指令和TCU的位置判断，对离合器的分离和结合次数进行统计，实现统计模块的功能。

本发明的自学习装置采用上述自学习方法进行自学习，具体执行过程请参照上文，此处不再赘述。

本发明的混合动力汽车部件较多，结构较为复杂，本文中仅对其离合器的自学习装置进行了说明，其他部分请参照现有技术。

以上对本发明所提供的混合动力汽车及其离合器的自学习方法和自学习装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种离合器的自学习方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)是否满足自学习条件，如果是，则执行步骤2)；

2)控制离合器分离和结合，记录离合器完全分离、完全结合和开始滑摩时所处的位置，分别作为完全分离点、完全结合点和滑摩点。

2.如权利要求1所述的自学习方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括以下步骤：

21)控制离合器分离和结合至少各两次，记录每次离合器完全分离和完全结合时所处的位置，并取每次完全分离时所处位置的平均值作为完全分离点，取每次完全结合时所处位置的平均值作为完全结合点；

22)在离合器完全分离且脱档后，启动发动机，并控制离合器结合；

23)检测变速器输入轴的转速，判断其是否超过标定值，如果是，则记录此时离合器所处的位置作为滑摩点。

3.如权利要求2所述的自学习方法，其特征在于，所述步骤21)具体包括以下步骤：

211)控制离合器分离和结合各两次，记录每次离合器完全分离和完全结合时所处的位置；

212)判断前两次完全分离时所处位置的差值以及完全结合时所处位置的差值是否均处于第一预定范围，如果是，则将两次记录的位置作为有效值，并执行步骤213)；

213)取完全分离时有效值的平均值作为完全分离点，取完全结合时有效值的平均值作为完全结合点。

4.如权利要求3所述的自学习方法，其特征在于，在所述步骤212)中，如果否，则执行以下步骤：

214)控制离合器再次分离和结合，直至其中两次完全分离时所处位置的差值以及完全结合时所处位置的差值均处于第一预定范围，并将这两次所记录的位置作为有效值，然后执行步骤213)。

5.如权利要求2所述的自学习方法，其特征在于，所述步骤23)具体包括以下步骤：

231)检测变速器输入轴的转速；

232)判断变速器输入轴转速是否为零，如果否，则记录此时离合器所处的位置作为接触点；

233)判断变速器输入轴的转速是否超过标定值，如果是，则记录此时离合器所处的位置作为滑摩点；

234)判断滑摩点和接触点的差值是否处于第二预定范围，如果是，则将滑摩点的值作为有效值，如果否，则返回步骤22)。

6.如权利要求1-5任一项所述的自学习方法，其特征在于，所述步骤2)还包括：记录离合器分离和结合的次数。

7.如权利要求1-5任一项所述的自学习方法，其特征在于，所述步骤2)还包括：如果经预定时间后离合器仍未完成动作，则检测离合器的驱动动作是否进行，如果是，则发出离合器位置检测故障的信号，如果否，则发出离合器驱动故障的信号。

8.一种离合器的自学习装置，离合器与发动机和变速器连接，三者均与控制器信号连接，其特征在于，所述自学习装置包括与所述控制器信号连接的位置传感器，所述控制器具有判断是否满足自学习条件的判断模块，并在满足自学习条件时控制所述离合器分离和结合，以便进行完全分离点、完全结合点以及滑摩点的自学习；所述位置传感器用于检测离合器所处的位置，并将位置信息传递给所述控制器；所述控制器具有用于储存所述位置信息的存储模块。

9.如权利要求8所述的自学习装置，其特征在于，所述控制器还包括用于统计离合器分离和结合次数的统计模块。

10.如权利要求7或8所述的自学习装置，其特征在于，还包括与所述控制器信号连接的报警器，当离合器经预定时间未完成动作时，所述控制器根据离合器的驱动件是否动作发出报警信号。

11.一种混合动力汽车，其特征在于，其离合器具有上述权利要求8-10任一项所述的离合器的自学习装置。