CN107504098A - 一种双离合器压力控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及双离合器控制技术领域，具体涉及一种双离合器压力控制方法及系统，该方法包括：车辆运行后，实时获取离合器期望扭矩以及实际压力；根据所述期望扭矩，计算得到期望压力；由所述期望压力，计算得到预估压力；由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力；将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。通过本发明，缩短了双离合器液压系统响应时间。

Description

一种双离合器压力控制方法及系统
技术领域
本发明涉及双离合器控制技术领域，具体涉及一种双离合器压力控制方法及系统。
背景技术
双离合器自动变速器(DCT)是一种结合自动变速器技术与手动变速器技术的新型自动变速器，它兼顾了两者的优点。DCT离合器控制系统本身的性能直接影响整车性能，离合器是传递扭矩的核心功能部件，其传递扭矩的能力与作用在离合器摩擦片上的正压力成正比，该正压力与离合器活塞缸内的液体压力成正比，而液体压力又是由控制阀的输出特性决定的。因此，离合器控制阀的压力控制特性决定了离合器系统性能。
众所周知双离合器自动变速器虽然兼顾了自动变速器与手动变速器的优点，但本身也有一些不足的地方，例如液压系统的响应延迟、电磁阀的异常行为(卡滞)等等，若响应延迟太大可能会导致整车某些性能的下降、甚至是明显冲击，从而引起顾客的报怨。
目前双离合自动变速箱的离合器压力控制，由期望扭矩得到期望压力，进一步，通过期望压力、PID控制、得到电磁阀请求压力，再由电磁阀的压力电流关系得到所需电流，最终通过控制电磁阀的电流达到精确控制离合器的压力。其中PID控制的输入为期望压力与实际压力的差值，其控制逻辑如图1所示。
现有技术对于双离合器压力控制控制存在以下两点缺陷：
(1)将离合器期望压力与离合器实际压力差值作为PID的输入，而由于液压系统响应需要一定时间，实际压力变化具有一定的滞后性，因此当离合器期望压力突变时，实际压力尚未发生变化，造成PID输入的差值偏大，有可能会导致离合器压力PID控制超调。
(2)对于压力控制电磁阀异常行为(如电磁阀卡滞在某一点)，离合器压力达不到离合器期望压力，由于PID调节(P项：比例项；I项：积分项；D项：微分项)，I项随着控制时间加长会不断增大，当电磁阀恢复正常后，由于较大的I项导致离合器压力突然增大，引起发动机熄火或整车冲击。
因此，现有技术双离合器压力控制的方法需要做适应性优化。
发明内容
本发明提供了一种双离合器压力控制方法及系统，以缩短双离合器液压系统响应时间。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种双离合器压力控制方法，所述方法包括：
车辆运行后，实时获取离合器期望扭矩以及实际压力；
根据所述期望扭矩，计算得到期望压力；
由所述期望压力，计算得到预估压力；
由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力；
将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。
优选地，所述由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力包括：
将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，并将所述PID控制的输出值作为所述限制压力。
优选地，所述方法还包括：
在将所述PID控制的输出值作为所述限制压力之前，根据限制表对所述PID的输出值进行上下值限制，得到所述限制压力。
优选地，所述根据所述期望扭矩，计算得到期望压力包括：
P＝Tq*N*h*f；
其中，P是离合器的期望压力，Tq是离合器的期望扭矩，N为离合器摩擦片数目，h为离合器压力计算系数，f离合器摩擦片的摩擦系数。
优选地，所述由所述期望压力，计算得到预估压力包括：
所述预估压力＝所述期望压力*预估系数+变速箱油温补偿值；
其中，所述预估系数以及所述变速箱油温补偿值根据所述期望压力与所述实际压力在不同的离合器油温下标定得到。
一种双离合器压力控制系统，所述系统包括：车辆稳定系统、变速箱控制器以及与所述变速箱控制器电连接的压力传感器、双离合器电磁阀，所述变速箱控制器通过CAN总线与所述车辆稳定系统通信；所述压力传感器放置在双离合变速器的油路中，以实时获取当前油路的实际压力；所述变速箱控制器通过所述车辆稳定系统确定车辆运行后，实时离合器获取期望扭矩以及所述实际压力，根据所述期望扭矩，计算得到期望压力，并由所述期望压力，计算得到预估压力；由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力，将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。
优选地，所述变速箱控制器在将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力之前，将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，并将所述PID控制的输出值作为所述限制压力。
优选地，所述变速箱控制器在将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力之前，将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，根据限制表对所述PID控制的输出值进行上下值限制，得到所述限制压力。
优选地，所述变速箱控制器在由所述期望压力计算得到预估压力之前，将所述期望扭矩代入期望压力公式得到所述期望压力；
所述期望压力公式为：P＝Tq*N*h*f；
其中，P是离合器的期望压力，Tq是离合器的期望扭矩，N为离合器摩擦片数目，h为离合器压力计算系数，f离合器摩擦片的摩擦系数。
优选地，所述系统还包括：与所述变速箱控制器电连接的温度传感器；所述温度传感器放置在所述双离合器的油路中，以获取所述双离合器油路的温度；所述变速箱控制器在由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力之前，根据所述双离合器油温、所述期望压力、所述实际压力得到预估系数与变速箱油温补偿值，并由所述预估系数、所述变速箱油温补偿值以及所述期望压力计算得到所述估计压力。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的双离合器压力控制方法及系统，变速箱控制器在车辆运行后，实时获取离合器期望扭矩以及实际压力；根据所述期望扭矩，计算得到期望压力；由所述期望压力，计算得到预估压力；由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力；将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。通过本发明，缩短了双离合器液压系统响应时间。
附图说明
图1是现有技术中双离合器压力控制逻辑图。
图2是本发明实施例双离合器压力控制方法的第一种流程图。
图3是本发明实施例双离合器压力控制方法的第二种流程图。
图4是本发明实施例双离合器压力控制方法的第三种流程图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。
如图2所示是本发明实施例双离合器压力控制方法的第一种流程图，包括以下步骤：
步骤100：开始。
步骤101：检测车辆是否运行；如果是，执行步骤102；否则，返回执行步骤101。
需要说明的是，本申请的具体执行模块可以是双离合控制器的变速箱控制器，而所述变速箱控制器具体检测车辆是否运行，可以通过CAN总线获取车辆稳定系统提供的当前车速检测车辆是否运行；如果当前车速大于0，确定车辆正在运行；否则，确定车辆未运行。
步骤102：实时获取离合器期望扭矩以及实际压力。
需要说明的是，由于本发明实施例是针对双离合器变速器，因此，本发明实施例中获取的离合器期望扭矩以及实施压力是针对双离合器变速器中当前处于工作状态的离合器而言。进一步，车辆在不同的阶段具有不同的离合器期望扭矩，离合器期望扭矩的获取为常规的获取方式。
步骤103：根据所述期望扭矩，计算得到期望压力。
具体地，所述根据所述期望扭矩，计算得到期望压力包括：
P＝Tq*N*h*f；其中，P是离合器的期望压力，Tq是离合器的期望扭矩，N为离合器摩擦片数目，h为离合器压力计算系数，f离合器摩擦片的摩擦系数。
需要说明的是，本发明实施例中离合器摩擦片的摩擦系数、离合器摩擦片数目以及离合器压力计算系数均是针对双离合器变速器中当前处于工作状态的离合器而言，它们均是常规已知的量。
步骤104：由所述期望压力，计算得到预估压力。
具体地，所述由所述期望压力，计算得到预估压力包括：
所述预估压力＝所述期望压力*预估系数+变速箱油温补偿值；其中，所述预估系数以及所述变速箱油温补偿值根据所述期望压力与所述实际压力在不同的离合器油温下标定得到。
需要说明的是，具体地标定过程为：为整个双离合器变速箱建模并在双离合器的油路上设置温度传感器采集油路的温度，以确定系统在不同双离合器油温下系数设置；进一步，在不同双离合器油温下，模型需要满足所述期望压力值与所述实际压力的差值作为固定值(比如，在双离合器处于稳态时，此固定值为±10KPa；双离合器处于瞬态时，此固定值为±30KPa)，从而得到不同双离合器油温下的预估系数(表1)以及变速箱油温补偿值(表2)。
表1
表2
离合器油温 -30℃ -15℃ 0℃ 15℃ 30℃ 45℃ 90℃
变速箱油温补偿值 20 20 20 10 10 5 5
需要说明的是，本发明实施例中双离合器油温是针对双离合器变速器中当前处于工作状态的离合器而言。
步骤105：由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力。
步骤106：将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。
需要说明的是，本发明实施例中双离合器油温是针对双离合器变速器中当前处于工作状态的离合器控制的双离合器电磁阀而言。
具体地，根据请求压力可以通过查表得到电流，即由电磁阀的压力电流关系表(如表3所示)得到电流，从而精准控制电磁阀，最终可以实现通过控制电磁阀的电流来控制离合器的压力。进一步，电磁阀的压力电流关系表是根据电磁阀的特征通过标定得到的。
表3
压力(KPa) 0 51 136 351 490 675 1455
电流(mA) 0 250 300 475 550 650 1100
本发明实施例提供的双离合器压力控制方法，变速箱控制器在车辆运行后，实时获取离合器期望扭矩以及实际压力；根据所述期望扭矩，计算得到期望压力；由所述期望压力，计算得到预估压力；由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力；将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。通过本发明，缩短了双离合器液压系统响应时间，提高了双离合器液压控制响应灵敏度。
如图3所示，是本发明实施例双离合器压力控制方法的第二种流程图，包括以下步骤：
步骤200：开始。
步骤201：检测车辆是否运行；如果是，执行步骤202；否则，返回执行步骤201。
步骤202：实时获取离合器期望扭矩以及实际压力。
步骤203：根据所述期望扭矩，计算得到期望压力。
步骤204：由所述期望压力，计算得到预估压力。
步骤205：将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，并将所述PID控制输出值作为限制压力。
具体地，当期望压力确定后，根据预估系数(查表1)、变速箱油温补偿值(查表2)、期望压力计算出预估压力，用预估压力与实际压力的压力差作为PID控制的输入条件进行PID控制，而所述PID控制输出值为限制压力。
步骤206：将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。
本发明实施例提供的双离合器压力控制方法，变速箱控制器在车辆运行后，实时获取离合器期望扭矩以及实际压力；根据所述期望扭矩，计算得到期望压力；由所述期望压力，计算得到预估压力；将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，将所述PID控制输出值作为限制压力；将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。通过本发明，采用简单的PID控制实现了限制压力的计算，缩短了双离合器液压系统响应时间。
进一步，在正常情况下PID计算压力值都在PID输出限值范围内，但是若出现电磁阀卡滞或压力延迟太久可能会使限制压力脱离PID输出限值。如图4所示，是本发明实施例双离合器压力控制方法的第三种流程图，包括以下步骤：
步骤300：开始。
步骤301：检测车辆是否运行；如果是，执行步骤302；否则，返回执行步骤301。
步骤302：实时获取离合器期望扭矩以及实际压力。
步骤303：根据所述期望扭矩，计算得到期望压力。
步骤304：由所述期望压力，计算得到预估压力。
步骤305：将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制。
步骤306：根据限制表对所述PID控制的输出值进行上下值限制，得到限制压力。
具体地，限制表(如表4所示)是在不同离合器油温下结合双离合器特性建模将期望压力值与实际压力值的差值作为固定值而得到的表格。
表4
离合器油温(℃) -30 -15 0 15 30 45 90
PID上限压力(KPa) 100 100 100 80 80 60 60
PID下限压力(KPa) -100 -100 -100 -80 -80 -60 -60
步骤307：将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。
本发明实施例提供的双离合器压力控制方法，变速箱控制器在车辆运行后，实时获取离合器期望扭矩以及实际压力；根据所述期望扭矩，计算得到期望压力；由所述期望压力，计算得到预估压力；将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，并且根据限制表对所述PID控制的输出值进行上下值限制，得到限制压力；将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。通过本发明，通过进行PID控制以及对PID压力输出进行上下限制，解决了PID控制超调问题，并且缩短了双离合器液压系统响应时间。
针对上述方法，本发明实施例还提供的一种双离合器压力控制系统，所述系统包括：车辆稳定系统、变速箱控制器以及与所述变速箱控制器电连接的压力传感器、双离合器电磁阀，所述变速箱控制器通过CAN总线与所述车辆稳定系统通信；所述压力传感器放置在双离合变速器的油路中，以实时获取当前油路的实际压力；所述变速箱控制器通过所述车辆稳定系统确定车辆运行后，实时离合器获取期望扭矩以及所述实际压力，根据所述期望扭矩，计算得到期望压力，并由所述期望压力，计算得到预估压力；由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力，将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。
需要说明的是，所述变速箱控制器通过CAN总线与所述车辆稳定系统通信从所述车辆稳定系统获取当前车速，并对当前车速进行判断，如果车速大于零，则变速箱控制器确定车辆运行。
需要说明的是，本发明实施例中，所述压力传感器为两个，所述双离合器电磁阀也为两个；由于双离合器为两个离合器，因此每个离合器的油路上各有一个双离合器电磁阀、压力传感器。本申请中变速箱控制器仅控制处于工作状态的离合器的双离合器电磁阀，也仅获取处于工作状态的离合器的压力传感器提供的实际压力。
需要说明的是，根据请求压力可以通过查表得到电流，即由电磁阀的压力电流关系表(如表3所示)得到电流，从而精准控制电磁阀，最终可以实现通过控制电磁阀的电流来控制离合器的压力。进一步，电磁阀的压力电流关系表是根据电磁阀的特征通过标定得到的。
本发明实施例提供的双离合器压力控制系统，变速箱控制器通过所述车辆稳定系统确定车辆运行后，实时离合器获取期望扭矩以及所述实际压力，根据所述期望扭矩，计算得到期望压力，并由所述期望压力，计算得到预估压力；由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力，将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。通过本发明，缩短了双离合器液压系统响应时间。
在本发明双离合器压力控制系统的另一个实施例中，所述变速箱控制器在将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力之前，将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，并将所述PID控制的输出值作为所述限制压力。
本发明实施例提供的双离合器压力控制系统，变速箱控制器通过常规的PID控制，可以简单、方便地得到限制压力。
在本发明双离合器压力控制系统的另一个实施例中，所述变速箱控制器在将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力之前，将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，根据限制表对所述PID控制的输出值进行上下值限制，得到所述限制压力。
需要说明的是，限制表(如表4所示)是在不同离合器油温下结合双离合器特性建模将期望压力值与实际压力值的差值作为固定值而得到的表格。
进一步，本发明双离合器压力控制系统的另一个实施例中，所述变速箱控制器在由所述期望压力计算得到预估压力之前，将所述期望扭矩代入期望压力公式得到所述期望压力；
所述期望压力公式为：P＝Tq*N*h*f；
其中，P是离合器的期望压力，Tq是离合器的期望扭矩，N为离合器摩擦片数目，h为离合器压力计算系数，f离合器摩擦片的摩擦系数。
更进一步，本发明双离合器压力控制系统的另一个实施例中，还可以包括：与所述变速箱控制器电连接的温度传感器；所述温度传感器放置在所述双离合器的油路中，以获取所述双离合器油路的温度；所述变速箱控制器在由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力之前，根据所述双离合器油温、所述期望压力、所述实际压力得到预估系数与变速箱油温补偿值，并由所述预估系数、所述变速箱油温补偿值以及所述期望压力计算得到所述估计压力。
具体地，所述预估压力＝所述期望压力*预估系数+变速箱油温补偿值；
其中，所述预估系数以及所述变速箱油温补偿值根据所述期望压力与所述实际压力在不同的离合器油温下标定得到。
需要说明的是，不同双离合器油温下的预估系数如表1所示，不同双离合器油温下的变速箱油温补偿值如表2所示。
本发明实施例提供的双离合器压力控制系统，针对现有双离合器控制存在的缺陷，变速箱控制器对目前的控制逻辑进行结构优化，增加预估压力控制、限制表，解决了现有离合器压力控制问题，从而对现有技术的风险进行了有效规避。
综上所述，本发明实施例提供的双离合器压力控制方法及系统，通过合理优化双离合器压力控制，在解决双离合器液压系统响应延时问题的同时，防止了因电磁阀卡滞造成离合器压力突变导致发动机熄火或者整车冲击的风险，是一种操作简单、行之有效的技术方案。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种双离合器压力控制方法，其特征在于，所述方法包括：
车辆运行后，实时获取离合器期望扭矩以及实际压力；
根据所述期望扭矩，计算得到期望压力；
由所述期望压力，计算得到预估压力；
由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力；
将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。
2.根据权利要求1所述双离合器压力控制方法，其特征在于，所述由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力包括：
将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，并将所述PID控制的输出值作为所述限制压力。
3.根据权利要求2所述的双离合器压力控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在将所述PID控制的输出值作为所述限制压力之前，根据限制表对所述PID的输出值进行上下值限制，得到所述限制压力。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双离合器压力控制方法，其特征在于，所述根据所述期望扭矩，计算得到期望压力包括：
P＝Tq*N*h*f；
其中，P是离合器的期望压力，Tq是离合器的期望扭矩，N为离合器摩擦片数目，h为离合器压力计算系数，f离合器摩擦片的摩擦系数。
5.根据权利要求4所述的双离合器压力控制方法，其特征在于，所述由所述期望压力，计算得到预估压力包括：
所述预估压力＝所述期望压力*预估系数+变速箱油温补偿值；
其中，所述预估系数以及所述变速箱油温补偿值根据所述期望压力与所述实际压力在不同的离合器油温下标定得到。
6.一种双离合器压力控制系统，其特征在于，所述系统包括：车辆稳定系统、变速箱控制器以及与所述变速箱控制器电连接的压力传感器、双离合器电磁阀，所述变速箱控制器通过CAN总线与所述车辆稳定系统通信；所述压力传感器放置在双离合变速器的油路中，以实时获取当前油路的实际压力；所述变速箱控制器通过所述车辆稳定系统确定车辆运行后，实时离合器获取期望扭矩以及所述实际压力，根据所述期望扭矩，计算得到期望压力，并由所述期望压力，计算得到预估压力；由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力，将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力，由所述请求压力得到电流，向双离合器电磁阀输出所述电流，以控制所述双离合器电磁阀的工作。
7.根据权利要求6所述的双离合器压力控制系统，其特征在于，所述变速箱控制器在将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力之前，将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，并将所述PID控制的输出值作为所述限制压力。
8.根据权利要求6所述的双离合器压力控制系统，其特征在于，所述变速箱控制器在将所述期望压力与所述限制压力相加得到请求压力之前，将所述实际压力与所述预估压力的差值作为PID控制的输入条件进行PID控制，根据限制表对所述PID控制的输出值进行上下值限制，得到所述限制压力。
9.根据权利要求6-8任一项所述的双离合器压力控制系统，其特征在于，所述变速箱控制器在由所述期望压力计算得到预估压力之前，将所述期望扭矩代入期望压力公式得到所述期望压力；
所述期望压力公式为：P＝Tq*N*h*f；
其中，P是离合器的期望压力，Tq是离合器的期望扭矩，N为离合器摩擦片数目，h为离合器压力计算系数，f离合器摩擦片的摩擦系数。
10.根据权利要求9所述的双离合器压力控制系统，其特征在于，所述系统还包括：与所述变速箱控制器电连接的温度传感器；所述温度传感器放置在所述双离合器的油路中，以获取所述双离合器油路的温度；所述变速箱控制器在由所述实际压力与所述预估压力得到限制压力之前，根据所述双离合器油温、所述期望压力、所述实际压力得到预估系数与变速箱油温补偿值，并由所述预估系数、所述变速箱油温补偿值以及所述期望压力计算得到所述估计压力。
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