CN107366740B - 一种大功率at换挡过程中的离合器充油时间控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，其特征在于，所述方法包括：将大功率AT换挡过程分为离合器接合过程和离合器分离过程，并将所述离合器接合过程和离合器分离过程划分为不同的控制阶段；检测车辆信息并基于检测的车辆信息来确定所述离合器接合过程的各控制阶段和所述离合器分离过程的各控制阶段的持续时间。本发明通过将换挡过程中的离合器工作状态划分为不同的工作阶段并分别基于检测的车辆信息来进行控制，有效的提高了离合器的控制精度，同时，由于离合器控制精度的提高，还能够有效的提高换挡的平顺性，并提高离合器的使用寿命。

Description

一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法
技术领域
本发明涉及车辆自动换挡控制技术领域，具体涉及一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法。
背景技术
液力自动变速器(Automatic Transmission，AT)是自动变速器中的一种，由于其具有众多的优点，并且发展较为成熟，因此得到了广泛的应用。
并且，根据AT特点的不同，还可将AT进行进一步的划分，其中，尤其是大功率AT，因其具有优异的扭矩传递能力、良好的换挡品质、平稳的起步能力和优秀的加速性能等众多特点，使得大功率AT成为了越野车、工程车、高端商用车等多种重型车辆的首选解决方案。
目前，AT主要由液力变矩器、行星齿轮传动机构和液压系统三部分组成。而AT中的三个部分对于换挡过程有着重要的影响，进而直接换挡品质的好坏。例如：AT在进行换挡时，液压控制系统需要控制离合器的接合或分离，如果控制不好离合器接合或分离的时序及控制压力，则必然会产生换挡冲击；并且，如果离合器接合或分离时间过长，还会使离合器的滑摩过程时间延长，增大了离合器中摩擦片的磨损和热负荷，进而影响离合器的使用寿命；反之，如果离合器接合或分离时间过短，传动系统的动载将会大大增加，产生冲击，进而会影响换挡的平顺性。
当前针对AT换挡过程，尤其是大功率AT换挡过程中离合器的控制方法较为复杂，使其运用起来较为不便，并且，当前针对离合器的控制时，并没有针对其各不同的工作阶段进行有效的区分，并分不同的工作阶段进行分别的控制，使得离合器控制过程的精度提高较为困难。
因此，如何设计一种更加有效的针对大功率AT换挡过程的离合器进行控制，同时能够有效提高离合器控制精度的离合器控制方法就成为了亟待解决的事情。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，该方法能够精确地控制离合器接合和分离的时间，避免产生换挡冲击，确保换挡平顺性。
本发明采用的技术方案为：
本发明的实施例提供一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，所述控制方法包括：将大功率AT换挡过程分为离合器接合过程和离合器分离过程，并将所述离合器接合过程和离合器分离过程划分为不同的控制阶段；检测车辆信息并基于检测的车辆信息来确定所述离合器接合过程的各控制阶段和所述离合器分离过程的各控制阶段的持续时间；其中，所述离合器接合过程包括以下6个控制阶段：第一等待阶段、快速充油阶段、充油补偿阶段、第一斜率阶段、第二斜率阶段和第一结束阶段；所述离合器分离过程包括以下5个控制阶段：第二等待阶段、保压阶段、第三斜率阶段、第四斜率阶段、第二结束阶段；所述车辆信息包括变速器油温、输入轴转速、输出轴转速、油门踏板开度、挡位。
可选地，所述离合器接合过程的各阶段和所述离合器分离过程的各阶段的持续时间根据检测的车辆信息来确定具体包括：根据检测的油门踏板开度来确定所述第一等待阶段的持续时间；根据检测的变速器油温来确定所述快速充油阶段的持续时间；根据检测的输出轴转速来确定所述充油补偿阶段的持续时间；根据检测的输入轴转速来确定所述第一斜率阶段的持续时间；根据检测的目标档位和转速差来确定所述第二斜率阶段的持续时间；根据检测的目标档位、转速差和变速器油温来确定所述第一结束阶段的持续时间。
可选地，当检测到输入轴转速下降时，所述第一斜率阶段结束；当进入所述第二斜率阶段时，所述输入轴转速逐渐下降，当所述输入轴转速减小到接近新的目标档位同步转速时，所述第二斜率阶段结束；当检测到转速完全同步，离合器油压迅速增大时，所述第一结束阶段结束。
可选地，所述离合器分离过程的各阶段和所述离合器分离过程的各阶段的持续时间根据检测的车辆信息来确定具体包括：根据检测的油门踏板开度来确定所述第二等待阶段的持续时间；根据检测的变速器油温和输出轴转速来确定所述保压阶段的持续时间；根据检测的输入轴转速来确定所述第三斜率阶段的持续时间；根据检测的输入轴转速变化率和目标档位来确定所述第四斜率阶段的持续时间；根据检测的变速器油温来确定所述第二结束阶段的持续时间。
可选地，当检测到输入轴转速下降时，所述第三斜率阶段结束。
本发明提供的大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，通过将换挡过程中的离合器工作状态划分为不同的工作阶段并分别基于检测的车辆信息来进行控制，有效的提高了离合器的控制精度，同时，由于离合器控制精度的提高，还能够有效的提高换挡的平顺性，并提高离合器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一实施例的大功率AT换挡过程中的输入轴转速示意图。
图2为本发明实施例的大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法的流程示意图。
图3为本发明实施例的大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法的离合器接合过程的阶段划分图。
图4为本发明实施例的大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法的离合器分离过程的阶段划分图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的控制对象大功率AT主要由液力变矩器、行星齿轮传动机构和液压系统组成。AT的换挡是由一个离合器接合、另一个离合器分离来实现的，在换挡过程中，通过两个离合器的切换，可以实现无动力中断换挡，该自动变速器在输出轴上至少布置一个转速传感器以检测输出轴转速，变速器的输入轴上布置有一个转速传感器以检测输入轴转速，变速器油底壳上布置有一个温度传感器用来测量变速器油温，此外，在车辆上还布置有检测油门踏板开度和检测挡位信息等的传感器，由于本发明可采用现有技术中的相关结构，因此省略详细的描述。
图1示出了本发明一实施例利用转速传感器检测的大功率AT升档过程中的输入轴转速示意图。如图1所示，在升档开始阶段，由于AT还处于低档位的离合器结合状态，低档位的离合器油压慢慢减小，但还保持动力传递，所以输入轴转速缓慢上升。当高档位的离合器缓慢压紧，开始传递动力时，输入轴转速下降，低档位的离合器油压继续变小，直到不传递动力。当变速器完全变为高档时，输入轴转速逐渐上升。
本发明提供的一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法可根据各传感器检测的变速器油温、涡轮扭矩、输入轴转速、输出轴转速、油门踏板、挡位等车辆信息来对离合器接合和离合器分离的时间进行计算。以下，对本发明的大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法进行具体描述。
图2为本发明实施例的大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法的流程示意图。如图2所示，本发明的一实施例提供一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，所述控制方法包括：
S101、将大功率AT换挡过程分为离合器接合过程和离合器分离过程，并将离合器接合过程和离合器分离过程划分为不同的控制阶段；
S102、检测车辆信息并基于检测的车辆信息来确定离合器接合过程的各控制阶段和离合器分离过程的各控制阶段的持续时间；
其中，离合器接合过程包括以下6个控制阶段：第一等待阶段、快速充油阶段、充油补偿阶段、第一斜率阶段、第二斜率阶段和第一结束阶段；离合器分离过程包括以下5个控制阶段：第二等待阶段、保压阶段、第三斜率阶段、第四斜率阶段、第二结束阶段；车辆信息包括变速器油温、输入轴转速、输出轴转速、油门踏板开度、挡位。
本实施例中的离合器接合和分离过程中的各个控制阶段可参考换挡过程的输入轴的变化来进行划分，并且这些控制阶段是连续进行的。
本发明实施例提供的一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法根据AT换挡过程的特点将接合离合器的充油阶段和分离离合器的泄油阶段进行划分，并根据变速器油温、涡轮扭矩、输出轴转速、输出轴转速、油门踏板开度、挡位等车辆信息来确定各个阶段的持续时间，从而精确有效地控制了离合器接合和分离的时间，避免了换挡冲击，确保了换挡平顺性。
进一步地，如图3所示，离合器接合过程的各阶段和离合器分离过程的各阶段的持续时间根据检测的车辆信息来确定具体包括：
S201、根据检测的油门踏板开度来确定第一等待阶段的持续时间。
如图3所示，a区域为第一等待阶段，该阶段也称换挡延迟阶段，当接到换挡请求时，可根据油门踏板来确定延迟的时间，确定延迟的时间应当兼顾车辆的动力性和经济性。第一等待阶段的持续时间可根据整车试验标定来确定。
S202、根据检测的变速器油温来确定快速充油阶段的持续时间。
如图3所示，区域b为快速充油阶段，该阶段的主要目的是让活塞快速移动以消除离合器的空行程，在保证控制精度的前提下尽可能缩短换挡时间，由于油液的粘度受温度的影响较大，因此影响该阶段的持续时间的主要因素为变速器油温。快速充油阶段的持续时间可根据整车试验标定来确定。
S203、根据检测的输出轴转速来确定充油补偿阶段的持续时间。
如图3所示，区域c为充油补偿阶段，该阶段的主要目的是避免接合离合器快速充油阶段的过充现象，理想情况是油压能克服离合器回位弹簧的压力，让活塞位置保持不变，并使从动盘处于滑动的临界状态，因此影响该阶段时间的主要因素为输出轴转速。充油补偿阶段的持续时间可根据整车试验标定来确定。
S204、根据检测的输入轴转速来确定第一斜率阶段的持续时间。
如图3所示，区域d为第一斜率阶段，在该阶段，控制油压按照一定的斜率变化来进行控制，影响该阶段时间的主要因素为输入轴转速，当从充油补偿阶段结束时起检测到输入轴转速下降时，该阶段结束，即第一斜率阶段的持续时间为从上一阶段结束到当检测到输入轴转速下降时的时间。
S205、根据检测的目标档位和转速差来确定第二斜率阶段的持续时间。
如图3所示，区域e为第二斜率阶段，该阶段的时间根据目标挡位和转速差确定，进入该阶段后，输入轴转速逐渐下降，当输入轴转速减小到接近新的目标挡位同步转速时，该阶段结束。
S206、根据检测的目标档位、转速差和变速器油温来确定第一结束阶段的持续时间。
如图3所示，区域f为第一结束阶段，该阶段的时间根据目标挡位、转速差和油温确定，在转速完全同步后，离合器迅速增大油压时，该阶段接触，即换挡过程结束。
转速同步是使目标挡位的变速箱输入轴和输出轴的转速保持同步，其中目标挡位的变速箱输入轴的同步转速ni与变速箱输出轴的转速n0之间的关系如下述公式(1)所示：
ni＝n0×ig+nerror(1)
其中，ni为目标挡位的变速箱输入轴的同步转速，单位为rpm；n0为变速箱输出轴的转速，单位为rpm；ig为目标挡位速比；nerror为变速箱的目标挡位齿轮转速差，单位为rpm。
进一步地，离合器分离过程的各阶段和离合器分离过程的各阶段的持续时间根据检测的车辆信息来确定具体包括：
S301、根据检测的油门踏板开度来确定第二等待阶段的持续时间。
如图4所示，区域g为第二等待阶段，该阶段也称换挡延迟阶段，当接到换挡请求时，可根据油门踏板来确定延迟的时间，确定延迟的时间应当兼顾车辆的动力性和经济性，油门踏板开度大时，延迟时间长；油门踏板开度小时，延迟时间短，第二等待阶段的持续时间具体根据整车试验和驾驶性确定。
S302、根据检测的变速器油温和输出轴转速来确定保压阶段的持续时间。
如图4所示，区域h为保压阶段，该阶段的主要目的是把之前较高的分离离合器的油压降低，该油压能保证分离离合器传递其实际扭矩且不滑摩，该阶段持续时间根据油温和输出轴转速确定，具体可根据整车试验和驾驶性来标定。
S303、根据检测的输入轴转速来确定第三斜率阶段的持续时间。
如图4所示，区域i为第三斜率阶段，在该阶段，控制油压按照一定的斜率变化来进行控制，影响该阶段时间的主要因素为输入轴转速，当检测到输入轴转速下降时，该阶段结束，即第三斜率阶段的持续时间为从上一阶段结束到当检测到输入轴转速下降时的时间。
S304、根据检测的输入轴转速变化率和目标档位来确定第四斜率阶段的持续时间。
如图4所示，区域j为第四斜率阶段，在该阶段，控制油压按照一定的斜率变化来进行控制，当检测到输入轴转速变化率趋于稳定时，根据不同的目标挡位来确定该阶段的时间，具体根据整车试验和驾驶性来标定。
S305、根据检测的变速器油温来确定第二结束阶段的持续时间。
如图4所示，区域k为结束阶段，该阶段持续时间根据变速器油温进行标定，具体根据整车试验和驾驶性来标定，例如，在油温高时，标定一个时间，然后观看整车运行情况，在适当进行调整。
综上可知，本发明提供的大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，通过将换挡过程中的离合器工作状态划分为不同的工作阶段并分别基于检测的车辆信息来进行控制，有效的提高了离合器的控制精度，同时，由于离合器控制精度的提高，还能够有效的提高换挡的平顺性，并提高离合器的使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以作出适当改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
将大功率AT换挡过程分为离合器接合过程和离合器分离过程，并将所述离合器接合过程和离合器分离过程划分为不同的控制阶段；
检测车辆信息并基于检测的车辆信息来确定所述离合器接合过程的各控制阶段和所述离合器分离过程的各控制阶段的持续时间；
其中，所述离合器接合过程包括以下6个控制阶段：第一等待阶段、快速充油阶段、充油补偿阶段、第一斜率阶段、第二斜率阶段和第一结束阶段；
所述离合器分离过程包括以下5个控制阶段：第二等待阶段、保压阶段、第三斜率阶段、第四斜率阶段、第二结束阶段；
所述车辆信息包括变速器油温、输入轴转速、输出轴转速、油门踏板开度、挡位；
所述离合器分离过程的各阶段和所述离合器分离过程的各阶段的持续时间根据检测的车辆信息来确定具体包括：
根据检测的油门踏板开度来确定所述第二等待阶段的持续时间；
根据检测的变速器油温和输出轴转速来确定所述保压阶段的持续时间；
根据检测的输入轴转速来确定所述第三斜率阶段的持续时间；
根据检测的输入轴转速变化率和目标档位来确定所述第四斜率阶段的持续时间；
根据检测的变速器油温来确定所述第二结束阶段的持续时间。
2.根据权利要求1所述的一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，其特征在于，所述离合器接合过程的各阶段和所述离合器分离过程的各阶段的持续时间根据检测的车辆信息来确定具体包括：
根据检测的油门踏板开度来确定所述第一等待阶段的持续时间；
根据检测的变速器油温来确定所述快速充油阶段的持续时间；
根据检测的输出轴转速来确定所述充油补偿阶段的持续时间；
根据检测的输入轴转速来确定所述第一斜率阶段的持续时间；
根据检测的目标档位和转速差来确定所述第二斜率阶段的持续时间；
根据检测的目标档位、转速差和变速器油温来确定所述第一结束阶段的持续时间。
3.根据权利要求2所述的一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，其特征在于，
当检测到输入轴转速下降时，所述第一斜率阶段结束；
当所述输入轴转速减小到接近新的目标档位同步转速时，所述第二斜率阶段结束；
当检测到转速完全同步，离合器油压迅速增大时，所述第一结束阶段结束。
4.根据权利要求1所述的一种大功率AT换挡过程中的离合器充油时间控制方法，其特征在于，当检测到输入轴转速下降时，所述第三斜率阶段结束。
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