CN108488254B - 湿式离合器压力响应迟滞补偿方法 - Google Patents

湿式离合器压力响应迟滞补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，包括：根据离合器期望压力，实时确定离合器期望压力的变化方向，在第k次方向发生变化的时刻记录该时刻的压力值；在第k+1次方向发生变化之前，利用记录的压力值对第k次和第k+1次方向发生变化之间的离合器期望压力进行迟滞补偿。本发明提供的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，通过在湿式离合器的控制过程中引入迟滞比例系数来进行控制补偿，能够有效地消除期望压力趋势变化时液压系统由于迟滞所产生的影响。

Description

湿式离合器压力响应迟滞补偿方法
技术领域
本发明涉及车辆用湿式离合器控制技术领域，具体涉及一种湿式离合器压力响应迟滞补偿方法。
背景技术
湿式离合器是一种车辆上通过油液冷却的离合器。由于湿式离合器具有工作稳定、使用寿命长，且不易发生故障等优点，因此，湿式离合器得到了广泛的应用。
湿式离合器的控制过程中需要把离合器的期望压力转换为命令电流，并通过命令电流来控制电磁阀进行工作。当其它因素不变时，在命令电流上升过程和命令电流下降过程中，期望压力与命令电流的对应关系，即P-I特性曲线之间会存在迟滞。并且，在离合器的控制过程中，离合器的期望压力是时时变化的，例如：在期望压力由上升趋势切换为下降趋势时，如果不考虑期望压力上升趋势过程中液压系统的动态响应特性，直接从上升P-I曲线查表切换为从下降P-I曲线查表，其所得到的实际压力与期望压力是不相符的，此种情况下将不利于离合器的精准控制，并且还会影响整车的舒适性。
目前，现有技术中针对湿式离合器的控制方法中，通常直接计算当前实际工作条件下的离合器期望压力，判断是否对其进行补偿处理，如果判断需要进行补偿，则获取相应的补偿值，并根据该获取的补偿值和期望压力计算补偿后的期望压力；根据该补偿后的期望压力查找基础油温下电磁阀工作特性曲线中对应的命令电流值，并将查找到的命令电流值施加到电磁阀，以此来完成控制。然而，该方法中只针对离合器的期望压力上升和期望压力下降时的情况进行补偿，却并没有考虑期望压力趋势方向存在变化时，液压系统的迟滞，造成离合器的控制精度无法提高，影响整车运行的平稳。
因此，如何设计一种湿式离合器压力响应迟滞控制补偿的方法就成为了亟待解决的事情。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，目的在于，在离合器期望压力趋势变化时引入迟滞比例系数，综合考虑电流上升的P-I曲线与电流下降时的P-I曲线，能够有效保证离合器压力精准控制，提升整车驾乘舒适性。
本发明采用的技术方案为：
本发明实施例提供一种湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，包括：根据离合器期望压力，实时确定离合器期望压力的变化方向，在第k次方向发生变化的时刻记录该时刻的压力值；在第k+1次方向发生变化之前，利用记录的压力值对第k次和第k+1次方向发生变化之间的离合器期望压力进行迟滞补偿；其中，k为大于零的整数。
可选地，所述在第i+1次方向发生变化之前，利用记录的压力值对第i次和第i+1次之间的离合器期望压力进行迟滞补偿，具体包括：根据记录的压力值、当前时刻的期望压力和当前时刻的变速箱油温，通过预设的迟滞比例系数表确定对当前时刻的期望压力进行补偿的迟滞比例系数；根据当前时刻的变速箱油温，确定对应的预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据；所述预设的第一P-I特性表表征在预设的变速箱油温下，通过给定阶梯上升的命令电流所得到的电流与压力之间的对应关系，所述预设的第二P-I特性表表征在预设的变速箱油温下，通过给定阶梯下降的命令电流所得到的电流与压力之间的对应关系，所述预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据对应的电流数据相同，为基准电流数据；基于确定的迟滞比例系数、所述预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据以及预设的运算关系，确定经过迟滞补偿的压力数据；将确定的经过迟滞补偿的压力数据与所述基准电流数据对应结合起来，得到迟滞补偿后的P-I特性表；根据当前计算时刻的期望压力，查阅所述迟滞补偿后的P-I特性表，得到相对应的命令电流。
可选地，所述基准电流数据包括多个电流值，所述预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据以及所述经过迟滞补偿的压力数据分别包括与所述多个电流值对应的多个压力值，其中，经过迟滞补偿的压力数据的每个压力值通过下述公式确定：
Pci＝PUpi×(1-HystFactor)+PDni×HystFactor
其中，Pci为第i个经过迟滞补偿的压力值；PUpi为所述预设的第一P-I特性表的第i个压力值；PDni为所述预设的第二P-I特性表的第i个压力值；HystFactor为迟滞比例系数；0＜i＜n。
可选地，所述压力值包括压力最大值和压力最小值；其中，如果第k次方向发生变化的趋势为由上升趋势变为下降趋势，则所述压力值为压力最大值；否则，所述压力值为压力最小值。
可选地，所述预设的迟滞比例系数表包括分别与所述压力最大值和所述压力最小值对应的第一迟滞比例系数表和第二迟滞比例系数表。
可选地，当所述压力值为压力最大值时，通过所述第一迟滞比例系数表确定相应的迟滞比例系数；当所述压力值为压力最小值时，通过所述第二迟滞比例系数表确定相应的迟滞比例系数。
本发明实施例提供的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，通过在湿式离合器的控制过程中引入迟滞比例系数来进行控制补偿，能够有效地消除期望压力趋势变化时液压系统由于迟滞所产生的影响，且使命令电流施加到电磁阀后，湿式离合器的实际压力可以准确地动态跟踪期望压力的变化，使得湿式离合器的控制更加精准，因此能够有效的保证湿式离合器运行的平顺性，并提升整车的驾乘感受。
附图说明
图1为本发明使用的离合器控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法的流程示意图；
图3为本发明湿式离合器压力响应迟滞补偿方法的极限压力值坐标图；
图4为本发明湿式离合器压力响应迟滞补偿方法的补偿压力值坐标图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
离合器的期望压力通过电磁阀的P-I特性曲线查表计算出命令电流，电流上升的P-I曲线与电流下降时的P-I曲线不一致，离合器期望压力趋势方向变化时，如由上升趋势变为下降趋势，液压系统的响应存在迟滞，因此需要考虑其动态响应特性，不能直接从上升趋势特性切换为下降趋势特性。基于此，本发明提供一种湿式离合器压力响应迟滞控制方法，在离合器期望压力趋势变化时引入迟滞比例系数，综合考虑电流上升的P-I曲线与电流下降时的P-I曲线，能够有效保证离合器压力精准控制，提升整车驾乘舒适性。
首先结合图1对用于实现本发明湿式离合器压力响应迟滞补偿方法的湿式离合器控制系统进行介绍。
如图1所示，本发明使用的湿式离合器控制系统包括湿式双离合器1、储油箱3、油泵2和两位三通电磁阀4。其中，油泵2将储油箱1中所储存的油抽入，并输出高压油；油泵2的出口与两位三通电磁阀4的进油口A连通，两位三通电磁阀4的回油口B与储油箱连通；两位三通电磁阀4的出油口P与湿式双离合器连通，以对湿式双离合器1提供高压油，并控制湿式双离合器的一个离合器直线运动。参考图1，当两位三通电磁阀位于左位时(图1中的位置)，为对湿式双离合器进行压力释放的过程，此时湿式双离合器中的一个离合器向左运动，使得该离合器分离；当两位三通电磁阀位于右位时(图1中的两位三通电磁阀向右运动)，此时对湿式双离合器内供应高压油，即对湿式双离合器进行充油，并使得湿式双离合器的另一个离合器向右运动，从而该离合器结合。
本发明实施例提供的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，通过整车控制单元ECU，在每个计算时刻计算离合器所需要的期望压力。每个计算时刻之间的间隔可根据实际情况来进行设置，在一个示例中，该间隔可为10ms。以下参考图2对本发明使用的离合器控制系统的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法进行介绍。
图2为本发明实施例提供的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法的流程示意图。如图2所示，本发明实施例提供的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法包括以下步骤：
S100、根据离合器期望压力，实时确定离合器期望压力的变化方向，在第k次方向发生变化的时刻记录该时刻的压力值；其中，k为大于零的整数。
S110、在第k+1次方向发生变化之前，利用所记录的压力值对第k次和第k+1次方向发生变化之间的离合器期望压力进行迟滞补偿。
进一步地，在步骤S100中，ECU会按照预设的计算周期计算离合器期望压力，在每个计算周期的离合器期望压力DesiredPress给出后，实时确定离合器期望压力的变化方向，即确定离合器期望压力方向PressDir是上升、下降或不变，然后根据期望压力方向计算期望压力方向变化标志DirChange，并在期望压力方向变化时刻记录当前的期望压力值，并根据期望压力方向PressDir判断该值为最大值MaxPoint或最小值MinPoint。其中，如果期望压力方向发生变化的趋势为由上升趋势变为下降趋势，例如，如果第k次方向发生变化的趋势为由上升趋势变为下降趋势，则判断该次记录的压力值为压力最大值；否则，判断该次记录的压力值为压力最小值。
进一步地，步骤S110可具体包括以下步骤：
S101、根据步骤S100记录的压力值、当前时刻的期望压力和当前时刻的变速箱油温，通过预设的迟滞比例系数表确定对当前时刻的期望压力进行补偿的迟滞比例系数。
在本发明实施例中，当前时刻是指两次压力变化之间的每个计算周期所对应的时刻。
本发明实施例的预设的迟滞比例系数表是二维表，表示期望压力变化时刻的压力对下次期望压力变化之前的压力进行补偿所对应的迟滞比例系数，可包括分别与所述压力最大值和所述压力最小值对应的第一迟滞比例系数表和第二迟滞比例系数表，即如果步骤S100中，记录的压力值为压力最大值，则使用对应的第一迟滞比例系数表确定相应的迟滞比例系数，如果记录的压力值为压力最大值，则使用对应的第二迟滞比例系数表确定相应的迟滞比例系数。其中，所述第一迟滞比例系数表为期望压力由下降趋势变为上升趋势时对应的迟滞比例系数表，所述第二迟滞比例系数表为期望压力由上升趋势变为下降趋势时对应的迟滞比例系数表，每个迟滞比例系数表的X轴可表示压力偏差，即趋势方向变化时刻的压力与当前期望压力之差的绝对值，Y轴可表示趋势方向变化时刻的压力。因为液压系统受温度影响很大，因此迟滞比例系数也受温度影响。本发明实施例的迟滞比例系数表是在不同的变速箱油温条件下，在整车上测定的。在一个示意性示例中，本发明分别测定了-30℃，30℃，90℃的第一迟滞比例系数表和第二迟滞比例系数表，具体测定方法随后进行介绍。
S102、根据当前时刻的变速箱油温，确定对应的预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据，所述预设的第一P-I特性表表征在预设的变速箱油温下，通过给定阶梯上升的命令电流所得到的电流与压力之间的对应关系，所述预设的第二P-I特性表表征在预设的变速箱油温下，通过给定阶梯下降的命令电流所得到的电流与压力之间的对应关系，所述预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据对应的电流数据相同，为基准电流数据。
在本发明实施例中，预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表是通过线下测试实际确定的，是以压力和电流为轴的二维查表，其中电流轴(即基准电流数据)是基准轴，可根据电磁阀的特性得出。预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表可通过相应的P-I特性曲线得到，其中P表示压力，I表示电流，P-I特性曲线表示的是施加到离合器电磁阀的电流强度与电磁阀输出端口压力之间的对应关系。由于在不同的变速箱油温条件下，P-I特性曲线并不相同，因此需要测定不同油温下的P-I特性曲线。而在同一变速箱油温条件下，在电流上升过程和电流下降过程中所获得的P-I特性曲线并不相同，因此需要分别测试电流上升过程和电流下降过程的P-I特性曲线。
在一示意性实施例中，P-I特性曲线的测试方法为，在一定的变速箱油温条件下，例如，分别在-30℃，30℃，90℃下，通过给定阶梯上升的命令电流，例如，给定电磁阀50mA阶梯上升的命令电流，测试出电流上升过程的P-I特性曲线，从而得到预设的第一P-I特性表；通过给定阶梯下降的命令电流，例如，给定电磁阀50mA阶梯下降的命令电流，测试出电流下降过程的P-I特性曲线，从而得到预设的第二P-I特性表。
在该步骤中，只要根据当前时刻的变速箱油温就可得到相应的电流上述过程的P-I特性曲线的压力轴UpAxis即第一P-I特性表的压力数据和电流下降过程的P-I特性曲线的压力轴DnAxis即第二P-I特性表的压力数据。
S103、基于确定的迟滞比例系数、所述预设的第一P-I特性表和预设第二P-I特性表的压力数据以及预设的运算关系，确定经过迟滞补偿的压力数据。
在本发明实施例中，通过步骤S102可知，所述基准电流数据可包括多个电流值，例如间隔为50mA的多个电流值，所述预设的第一P-I特性表和预设第二P-I特性表的压力数据以及所述经过迟滞补偿的压力数据分别包括与所述多个电流值对应的多个压力值，即电流上升过程的P-I特性曲线的压力轴UpAxis和电流下降过程的P-I特性曲线的压力轴DnAxis以及经过迟滞补偿的压力轴PressAxis，都共用相同的电流轴CurrentAxis。
其中，经过迟滞补偿的压力数据的每个压力值通过下述公式(1)确定：
Pci＝PUpi×(1-HystFactor)+PDni×HystFactor (1)
其中，Pci为第i个经过迟滞补偿的压力值；PUpi为所述预设的第一P-I特性表的第i个压力值；PDni为所述预设的第二P-I特性表的第i个压力值；HystFactor为迟滞比例系数，取值为[0,1]；0＜i＜n。
这样，通过上述公式(1)，可以通过基准电流数据的每个电流值对应的压力值计算经过迟滞补偿的压力值，从而得到经过迟滞补偿的压力轴PressAxis，即所有经过迟滞补偿的压力数据。
S104、将步骤S103确定的经过迟滞补偿的压力数据与所述基准电流数据对应结合起来，得到迟滞补偿后的P-I特性表。
在该步骤中，可将通过上述公式(1)确定的经过迟滞补偿的每个压力值与相应的电流值对应结合起来形成迟滞补偿后的P-I特性表。
S105、根据当前计算时刻的期望压力，查阅所述迟滞补偿后的P-I特性表，得到相对应的命令电流。
该步骤所得到的命令电流会被施加在电磁阀上，从而可实现对当前时刻的离合器期望压力进行迟滞补偿。
在本发明实施例中，第一迟滞比例系数表和第二迟滞比例系数表可分别通过以下方法进行确定。对于第一迟滞比例系数表，可通过模拟不同的MaxPoint的情况下，UpAxis到DnAxis的跳转来进行确定。具体地，以固定的时间间隔，固定的电流值递增(本实施例中时间间隔为1.25s，电流间隔为50mA)，增加到不同的虚拟MaxPoint值，并下降到预设压力例如0。在压力下降过程中，实时对每个电流对应的实际压力进行测定，基于测定的实际压力与该压力对应的电流查预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表，得到相应的压力值，然后利用上述公式(1)确定相应的迟滞比例系数。这样，通过多组数据，可以获得多个迟滞比例系数，将其填入以虚拟Maxpoint和压力偏差(Maxppint与实际压力之间的差值)为坐标轴构成的二维表中，从而得到第一迟滞比例系数表。类似地，对于第二迟滞比例系数表，可通过模拟不同的MinPoint的情况下，DnAxis到UpAxis的跳转来进行确定，具体方法与第一迟滞比例系数表的确定方法类似，不同的是，是使得电流先递减然后递增，通过获取递增过程中的不同的实际压力来计算迟滞比例系数。
在本发明一具体实施例中，如图3所示，图3为本发明一实施例给出的一段时间内的离合器期望压力的示意图。在图3中，t0时刻为离合器期望压力由上升趋势变为下降趋势的转折点，即t0时刻的期望压力为最大值MaxPoint，t2时刻为离合器期望压力由下降趋势变为上升趋势的转折点，即t2时刻的期望压力为最小值MinPoint。利用本发明实施例提供的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法对t0时刻至t2时刻之间的期望压力进行迟滞补偿时，可具体包括以下步骤：
(1)确定当前的迟滞比例系数HystFactor。
要计算t1时刻期望压力DesiredPress1对应的命令电流，需要考虑t0时刻前期望压力上升过程对当前液压系统的迟滞影响。根据t0时刻期望压力值MaxPoint、当前期望压力DesiredPress1，以及当前的变速箱油温OilTemp，通过查迟滞比例系数表，计算当前的迟滞比例系数HystFactor。
(2)根据当前变速箱油温对电磁阀的P-I特性查表，确定当前电流上升过程的P-I特性曲线中压力轴UpAxis和电流下降过程的P-I特性曲线压力轴DnAxis。
(3)计算经过迟滞补偿的压力轴PressAxis。
根据步骤(1)确定的当前的迟滞比例系数HystFactor、步骤(2)确定的压力轴UpAxis和压力轴DnAxis利用上述公式(1)确定经过迟滞补偿的压力轴PressAxis。
(4)结合P-I特性曲线的电流轴CurrentAxis，得到迟滞补偿后的P-I特性表，即可根据t1时刻的期望压力DesiredPress1查表，得到相应的命令电流CommandCurrent1。
上述补偿过程可如图4所示。
综上，本发明提供的湿式离合器压力响应迟滞控制方法中，由于在离合器压力响应迟滞控制中，引入了迟滞比例系数，从而能够有效地消除期望压力趋势变化时液压系统迟滞所产生的影响，使命令电流施加到电磁阀后，离合器实际压力可以准确地动态跟踪期望压力的变化，离合器控制更加精准，进而有效地保证了离合器的平顺性，并提升了整车的驾乘感受。
应注意到：术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，其特征在于，包括：
步骤一、根据离合器期望压力，实时确定离合器期望压力的变化方向，在第k次方向发生变化的时刻记录该时刻的压力值；
步骤二、在第k+1次方向发生变化之前，利用记录的压力值对第k次和第k+1次方向发生变化之间的离合器期望压力进行迟滞补偿；
其中，k为大于零的整数；
其中，所述步骤二包括：根据记录的压力值、当前时刻的期望压力和当前时刻的变速箱油温，通过预设的迟滞比例系数表确定对当前时刻的期望压力进行补偿的迟滞比例系数；
所述压力值包括压力最大值和压力最小值，其中，如果第k次方向发生变化的趋势为由上升趋势变为下降趋势，则所述压力值为压力最大值；否则，所述压力值为压力最小值；
所述预设的迟滞比例系数表包括分别与所述压力最大值和所述压力最小值对应的第一迟滞比例系数表和第二迟滞比例系数表；当所述压力值为压力最大值时，通过所述第一迟滞比例系数表确定相应的迟滞比例系数；当所述压力值为压力最小值时，通过所述第二迟滞比例系数表确定相应的迟滞比例系数；
其中，所述第一迟滞比例系数通过模拟不同的压力最大值的情况下，电流上升过程的P-I特性曲线的压力轴和电流下降过程中的P-I特性曲线压力轴的跳转来确定；所述第二迟滞比例系数通过模拟不同的压力最小值的情况下，电流下降过程的P-I特性曲线的压力轴和电流上升过程中的P-I特性曲线压力轴的跳转来确定。
2.根据权利要求1所述的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，其特征在于，所述步骤二还包括：
根据当前时刻的变速箱油温，确定对应的预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据；所述预设的第一P-I特性表表征在预设的变速箱油温下，通过给定阶梯上升的命令电流所得到的电流与压力之间的对应关系，所述预设的第二P-I特性表表征在预设的变速箱油温下，通过给定阶梯下降的命令电流所得到的电流与压力之间的对应关系，所述预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据对应的电流数据相同，为基准电流数据；
基于确定的迟滞比例系数、所述预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据以及预设的运算关系，确定经过迟滞补偿的压力数据；
将确定的经过迟滞补偿的压力数据与所述基准电流数据对应结合起来，得到迟滞补偿后的P-I特性表；
根据当前计算时刻的期望压力，查阅所述迟滞补偿后的P-I特性表，得到相对应的命令电流。
3.根据权利要求2所述的湿式离合器压力响应迟滞补偿方法，其特征在于，所述基准电流数据包括多个电流值，所述预设的第一P-I特性表和预设的第二P-I特性表的压力数据以及所述经过迟滞补偿的压力数据分别包括与所述多个电流值对应的多个压力值，
其中，经过迟滞补偿的压力数据的每个压力值通过下述公式确定：
Pci＝PUpi×(1-HystFactor)+PDni×HystFactor
其中，Pci为第i个经过迟滞补偿的压力值；PUpi为所述预设的第一P-I特性表的第i个压力值；PDni为所述预设的第二P-I特性表的第i个压力值；HystFactor为迟滞比例系数；0＜i＜n。
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