CN110630652A - 一种湿式离合器控制方法、系统、变速箱及装载机 - Google Patents

一种湿式离合器控制方法、系统、变速箱及装载机 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种湿式离合器控制方法、系统、变速箱及装载机，控制器接收离合器结合请求，实时读取离合器油温、离合器摩擦特性数据和离合器目标压力数据，根据读取的数据输出当前状态下离合器的最佳压力控制参数，电磁阀根据最佳压力控制参数控制离合器的结合；本公开增加了离合器控制参数的维度，将变速箱温度引入作为其中一个控制参数，实现了更准确的离合器结合控制，消除了离合器结合的冲击。

Description

一种湿式离合器控制方法、系统、变速箱及装载机
技术领域
本公开涉及装载机用变速箱技术领域，特别涉及一种湿式离合器控制方法、系统、变速箱及装载机。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
现有装载机匹配的变速箱大部分均使用湿式离合器进行挡位切换，挡位切换过程中通过换挡阀控制流向离合器的液体，使离合器结合或脱开。换挡控制阀的控制特性根据阀的机械电气特性确定：纯机械阀组由阀壳体和阀杆特性确定；电控阀由电磁阀的控制方法和精度确定换挡特性，其中开关阀的特性为开关特性，可调节性较差，电控比例阀的可调节性较强，对换挡过程中的离合器结合过程控制也较精确。
本公开发明人发现，机械换挡阀的位置移动无法实现对离合器结合过程的的有效精确控制，几乎所有装有此类换挡阀的变速箱在结合过程末期存在较明显冲击，非常难消除和改善；对于开关阀控制的换挡过程，相对于机械模式换挡冲击已经有很大改善，但由于开关量的惯性特性，冲击感仍然存在；对于现在高端的自动变速箱，大都采购电磁比例阀对离合器结合过程进行控制，可有效改善换挡冲击，但由于变速箱的工作温度变化较大，在一定的换挡控制策略下，离合器结合特性的一致性较差，有些工况下和仍会发生莫名的冲击，同时由于其出现的不确定性增加了问题分析和解决的难度。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种湿式离合器控制方法、系统、变速箱及装载机，增加了离合器控制参数的维度，消除了离合器结合时的冲击。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
第一方面，本公开提供了一种湿式离合器控制方法，控制器接收离合器结合请求，实时读取离合器油温、离合器摩擦特性数据和离合器目标压力数据，根据读取的数据输出当前状态下离合器的最佳压力控制参数，电磁阀根据最佳压力控制参数控制离合器的结合。
作为可能的一些实现方式，所述离合器摩擦特性数据为预先测试得到的离合器结合过程中的摩擦系数随时间和温度的变化关系数据以及离合器理论匹配摩擦系数。
作为可能的一些实现方式，所述离合器目标压力数据为不考虑离合器实际结合过程中的摩擦系数变化的典型离合器结合控制曲线所对应的数据。
作为可能的一些实现方式，所述最佳压力控制参数的计算方法为：
Figure BDA0002212005460000021
其中，P0为当前状态下离合器的最佳压力，P为目标压力，U为实际摩擦系数，U0理论匹配摩擦系数。
第二方面，本公开提供了一种湿式离合器控制系统，包括离合器、电磁阀和控制器，所述控制器被配置为：接收离合器结合请求，实时读取离合器油温、离合器摩擦特性数据和离合器目标压力数据，根据读取的数据输出当前状态下离合器的最佳压力控制参数；所述电磁阀根据最佳压力控制参数控制离合器结合。
作为可能的一些实现方式，所述离合器摩擦特性数据为预先测试得到的离合器结合过程中的摩擦系数随时间和温度的变化关系数据以及离合器理论匹配摩擦系数，且所述离合器摩擦特征数据存储在控制器中。
作为可能的一些实现方式，所述离合器目标压力数据为不考虑离合器实际结合过程中的摩擦系数变化的典型离合器结合控制曲线所对应的数据。
作为可能的一些实现方式，所述最佳压力控制参数的计算方法为：
Figure BDA0002212005460000031
其中，P0为当前状态下离合器的最佳压力，P为目标压力，U为实际摩擦系数，U0理论匹配摩擦系数。
第三方面，本公开提供了一种变速箱，利用本公开所述的湿式离合器控制方法。
第四方面，本公开提供了一种变速箱，包括本公开所述的湿式离合器控制系统。
第五方面，本公开提供了一种装载机，利用本公开所述的湿式离合器控制方法。
第六方面，本公开提供了一种装载机，包括本公开所述的湿式离合器控制系统。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的内容通过离合器油温、离合器摩擦特性数据和离合器目标压力数据，根据读取的数据输出当前状态下离合器的最佳压力控制参数，增加了离合器控制参数的维度，将变速箱温度引入作为其中一个控制参数，实现了更准确的离合器结合控制，消除了离合器结合的冲击。
2、本公开所述的内容能有效的控制够湿式离合器的结合冲击，提高用户舒适性感受，提升湿式离合器的使用寿命。
3、本公开通过预先测试得到离合器摩擦特性数据，即离合器结合过程中的摩擦系数随时间和温度的变化关系数据以及离合器理论匹配摩擦系数，将其加载到离合器的控制策略中，有效的避免了因为摩擦系数的变化导致的扭矩传递的波动。
4、本公开所述的离合器摩擦特性数据充分考虑了不同温度下离合器摩擦特性的变化，利用真实的摩擦系数与理论摩擦系数的对比，能够对离合器进行更加准确的控制，避免了离合器结合过程中因摩擦系数发生变化导致离合器结合过程中扭矩变化超出控制引出扭矩波动，减少了离合器传递系统抖动产生的顿挫感。
附图说明
图1为本公开实施例1所述的摩擦系数跟随离合器结合过程的变化曲线。
图2为本公开实施例1所述的典型的离合器结合控制曲线。
图3为本公开实施例1所述的湿式离合器控制方法流程示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1：
本公开实施例1所述的技术方案基于湿式离合器的摩擦特性，摩擦特性受摩擦片材料、使用油品、温度等影响而表现不同，经过试验发现湿式离合器在离合器结合过程中摩擦系数随结合过程时间发生变化，如图1所示，摩擦系数跟随离合器结合过程发生变化，即摩擦系数为随时间变化的函数，μ＝f(t)，同时本实施例所述的摩擦系数随着温度的不同而不同。
离合器控制方法为控制油压实现控制离合器结合过程和扭矩传递的程度，典型的离合器结合控制曲线如图2所示，离合器结合压力随时间的变化，即P＝f(t)，此控制压力可以理解为压力控制目标，但并未考虑到实际结合过程中摩擦系数发生变化导致离合器结合过程中扭矩变化超出控制引出扭矩波动，最终导致了离合器传递系统抖动产生顿挫感，且由于在不同温度下离合器特性发生变化，不能准确进行控制。
针对装有比例电磁阀控制的变速箱，基于离合器的摩擦特性，本公开实施例1提供了一种湿式离合器控制方法，以消除换挡过程的冲击，如图3所示，具体为：TCU控制器接收离合器结合请求，实时读取离合器油温、离合器摩擦特性数据(预置在TCU控制器中作为数据表格读取)和离合器目标压力数据，根据读取的数据输出当前状态下离合器的最佳压力控制参数，电磁阀根据最佳压力控制参数控制离合器的结合，避免因为摩擦系数的变化导致扭矩传递的波动，其中目标压力数据由典型的离合器结合控制曲线得到。
本实施例所述的方法的前置条件为实验室测试完成离合器结合过程中的摩擦系数随时间和温度的变化关系曲线及其对应的关系数据，此关系曲线所对应的关系数据作为数据表格存储在TCU中作为基础数据。
本实施例所述的离合器摩擦特性数据为预先测试得到的离合器结合过程中的摩擦系数随时间和温度的变化关系数据以及离合器理论匹配摩擦系数。
所述最佳压力控制参数的计算方法为：
Figure BDA0002212005460000061
其中，P0为当前状态下离合器的最佳压力，P为目标压力，U为实际摩擦系数，U0理论匹配摩擦系数。
实施例2：
本公开实施例2提供了一种湿式离合器控制系统，包括离合器、电磁阀和TCU控制器，所述TCU控制器被配置为：接收离合器结合请求，实时读取离合器油温、离合器摩擦特性数据和离合器目标压力数据，根据读取的数据输出当前状态下离合器的最佳压力控制参数；所述电磁阀根据最佳压力控制参数控制离合器结合。
所述离合器摩擦特性数据为预先测试得到的离合器结合过程中的摩擦系数随时间和温度的变化关系数据以及离合器理论匹配摩擦系数，且所述离合器摩擦特征数据存储在控制器中。
所述离合器目标压力数据为不考虑离合器实际结合过程中的摩擦系数变化的典型离合器结合控制曲线。
所述最佳压力控制参数的计算方法为：
Figure BDA0002212005460000062
其中，P0为当前状态下离合器的最佳压力，P为目标压力，U为实际摩擦系数，U0理论匹配摩擦系数。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种变速箱，利用本公开实施例1所述的湿式离合器控制方法。
实施例4：
本公开实施例4提供了一种变速箱，包括本公开实施例2所述的湿式离合器控制系统。
实施例5：
本公开实施例5提供了一种装载机，利用本公开实施例1所述的湿式离合器控制方法。
实施例6：
本公开实施例6提供了一种装载机，包括本公开实施例2所述的湿式离合器控制系统。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种湿式离合器控制方法，其特征在于，控制器接收离合器结合请求，实时读取离合器油温、离合器摩擦特性数据和离合器目标压力数据，根据读取的数据输出当前状态下离合器的最佳压力控制参数，电磁阀根据最佳压力控制参数控制离合器的结合。
2.如权利要求1所述的湿式离合器控制方法，其特征在于，所述离合器摩擦特性数据为预先测试得到的离合器结合过程中的摩擦系数随时间和温度的变化关系数据以及离合器理论匹配摩擦系数。
3.如权利要求1所述的湿式离合器控制方法，其特征在于，所述离合器目标压力数据为不考虑离合器实际结合过程中的摩擦系数变化的典型离合器结合控制曲线所对应的数据。
4.如权利要求1所述的湿式离合器控制方法，其特征在于，所述最佳压力控制参数的计算方法为：
Figure FDA0002212005450000011
其中，P0为当前状态下离合器的最佳压力，P为目标压力，U为实际摩擦系数，U0理论匹配摩擦系数。
5.一种湿式离合器控制系统，其特征在于，包括离合器、电磁阀和控制器，所述控制器被配置为：接收离合器结合请求，实时读取离合器油温、离合器摩擦特性数据和离合器目标压力数据，根据读取的数据输出当前状态下离合器的最佳压力控制参数；所述电磁阀根据最佳压力控制参数控制离合器结合。
6.如权利要求5所述的湿式离合器控制系统，其特征在于，所述离合器摩擦特性数据为预先测试得到的离合器结合过程中的摩擦系数随时间和温度的变化关系数据以及离合器理论匹配摩擦系数，且所述离合器摩擦特征数据存储在控制器中。
7.如权利要求5所述的湿式离合器控制系统，其特征在于，所述离合器目标压力数据为不考虑离合器实际结合过程中的摩擦系数变化的典型离合器结合控制曲线所对应的数据。
8.如权利要求5所述的湿式离合器控制系统，其特征在于，所述最佳压力控制参数的计算方法为：
其中，P0为当前状态下离合器的最佳压力，P为目标压力，U为实际摩擦系数，U0理论匹配摩擦系数。
9.一种变速箱，其特征在于，利用权利要求1-4任一项所述的湿式离合器控制方法；
或，包括权利要求5-8任一项所述的湿式离合器控制系统。
10.一种装载机，其特征在于，利用权利要求1-4任一项所述的湿式离合器控制方法；
或，包括权利要求5-8任一项所述的湿式离合器控制系统。
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