CN111365452B - 一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法，通过在离合器结合过程中的四个阶段中的第二阶段和第三阶段中进行自适应控制，并在考虑油温的影响下，于第二阶段进行时间长度Δt的自适应学习控制，得到满足条件的第一自学习值；于第三阶段进行给定滑摩目标压力的自适应学习控制，并得到满足条件的第二自学习值；通过在下个周期应用该第一和第二自学习值，从而及时修正离合器结合压力并进行自学习。本发明的方法能实时监测离合器结合状态，并以各个阶段的状态作为反馈，使得离合器在结合过程中满足结合时间和换挡冲击度的要求。

Description

一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法

技术领域

本发明属于汽车自动变速箱控制技术领域，具体涉及一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法。

背景技术

自动变速器中离合器结合过程的控制一致性是难点也是关键技术之一，当然整车下线时也可以通过下线学习，正常温度基本能覆盖，但若需要覆盖所有变速器工作温度范围，就存在一定的局限性，因此，除了在下线时进行自学习外，能否通过驾驶员正常操作车辆，进行离合器结合过程的自适应控制和自学习？这样车辆在几次或者多次换挡过程中，逐渐修正控制参数，满足驾驶员换挡的舒适性要求。

自动变速器离合器的结合(也可称接合)控制存在如下要点和问题，第一，结合时间控制越短越好，以满足车辆快速起步性能，第二，结合平顺性，也就是换挡冲击度，一般控制小于0.5g范围内比较合适，单台变速器离合器结合可以通过标定的手法，很容易实现离合器快速结合和较好的冲击度，但大批量生产变速器，由于各个尺寸链上的累计误差，譬如存在离合器摩擦片间隙误差、复位弹簧变形误差、阀块孔尺寸误差、驱动电磁阀特性误差等因素，导致每个变速器离合器总误差相差较大，如果单纯通过控制硬件尺寸误差，会使得无形中增加了硬件生产成本。

基于此，亟需设计一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法，以能够及时修正离合器结合压力，并满足结合时间和换挡冲击度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明公开了一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法，该自适应学习控制方法能够实时监测离合器结合状态，并以各个阶段的状态作为反馈，及时修正离合器结合压力，满足结合时间和换挡冲击度。

(二)技术方案

本发明公开了一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法，在离合器结合过程中的以下四个阶段中实施所述自适应学习控制方法：

第一阶段为初始化阶段，该阶段将所有采集的变量进行初始化，离合器结合过程中只运行一个周期，运行完毕后进入第二阶段；

第二阶段为充油阶段，首先快速给定离合器结合压力最大值，定义进行充油作用的离合器结合压力最大值的时间长度为Δt，充油作用后涡轮转速下降100rpm时则从第二阶段过渡到第三阶段；该第二阶段中，考虑油温的影响，进行时间长度Δt的自适应学习控制，得到满足条件的Δt作为第一自学习值；

第三阶段为离合器滑摩压力上升阶段，该第三阶段首先给予固定值作为给定滑摩目标压力，然后通过转速闭环控制，离合器结合压力有效上升，直到涡轮转速下降到50rpm以下时则进入第四阶段；该第三阶段中，考虑油温的影响，进行给定滑摩目标压力的自适应学习控制，并得到满足条件的给定滑摩目标压力作为第二自学习值；

第四阶段为离合器完全结合阶段，该第四阶段离合器结合压力快速上升，直到完全结合。

进一步的，每个阶段都有计数器计时监控每个阶段运行的时间。

进一步的，第二阶段和第三阶段中的自适应学习控制的进入条件包括制动踏板一直踩下、油门开度为0、车速为0、不是快速从R挡挂入D挡、不是快速从D挡挂入R挡和不是启动发动机后第一次挂挡；以上条件都满足才进行自适应学习控制。

进一步的，所述第二阶段的自适应学习控制具体包括：实时监测整个第二阶段的时间长度，如果整个第二阶段的时间长度大于上限设定阈值或者小于下限设定阈值时，则判定本次充油时间太长或者太短，需要调整下一次离合器充油的时间长度Δt，通过调整给予更短或者更长的离合器结合压力最大值的时间长度Δt以作为第一自学习值。

进一步的，所述第二阶段中将充油的第一自学习值与油温相关联，学习完后，如果变速器控制器下电，则需将油温温度及其对应的自学习值储存到变速器控制器EEPROM中，并将此连续的对应的变量进行离散化处理，选取-30℃、-20℃、-15℃、0℃、30℃、60℃、90℃、120℃温度点对应第一自学习值，当前温度条件下的第一自学习值，可以通过线性插值，更新相邻温度点的值，然后储存到到变速器控制器的EEPROM中，下次上电，控制器读取EEPROM中的第一自学习值，同样通过线性插值，转换为当前油温温度下的第一自学习值。

进一步的，所述第三阶段的自适应学习控制具体包括：实时监测涡轮转速变化率，如果发现涡轮转速变化太快，则判定此次给定的给定滑摩目标压力过大，离合器下次结合需减少滑摩压力，相反如果监测涡轮转速变化率变化很慢，则判定此次给定的给定滑摩目标压力过小，离合器下次结合需增加滑摩压力，通过给定滑摩目标压力的自适应学习控制，从而找到最优的给定滑摩目标压力值作为第二自学习值。

进一步的，所述第三阶段的自适应学习控制与油温相关联，学习完后，如果变速器控制器下电，则需将油温温度及其对应的第二自学习值储存到变速器控制器的EEPROM中，并将此连续的对应的变量进行离散化处理，选取-30℃、-20℃、-15℃、0℃、30℃、60℃、90℃、120℃温度点对应的第二自学习值，当前温度条件下学习的值，通过线性插值，更新相邻温度点的值，然后储存到到变速器控制器的EEPROM中，下次上电，控制器读取EEPROM中的第二自学习值，同样通过线性插值，转换为当前油温温度下的第二自学习值。

在另外一方面，本发明还公开了一种变速器控制器，包括：

至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如上述任一项所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法。

在另外一方面，本发明还公开了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如上述任一项所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法。

(三)有益效果

相对于现有技术，本发明具备如下的有益效果：

1.驾驶员通过正常操作，不需要借助其它工具，变速器控制器自动识别和自学习。

2.随着驾驶员正常操作的换挡次数增多，自学习值逐步稳定收敛，提高换挡舒适性。

3.本发明的自适应学习控制方法明确了四个阶段之间的具体切换条件，并在考虑油温影响的情况下，在第二阶段根据监控时间整个第二阶段的时间长度来进行离合器结合压力最大值的时间长度Δt的自学习，在切换到第三阶段后，考虑油温的影响，进行给定滑摩目标压力的自适应学习控制，从而获得满足要求的时间长度Δt和给定滑摩目标压力值作为自学习值，通过在下个周期应用该第一和第二自学习值，从而及时修正离合器结合压力并进行自学习，本发明的自适应学习控制方法能实时监测离合器结合状态，并以各个阶段的状态作为反馈，使得离合器在结合过程中满足结合时间和换挡冲击度的要求。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法的时序图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明进行清楚、完整地描述，同时也叙述了本发明技术方案解决的技术问题及有益效果，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

本发明的离合器结合过程中的自适应学习控制方法用于动力总成控制系统中，动力总成控制系统包括：

发动机控制器，被配置为：控制发动机本体，提供动力输出，同时发送发动机相关信号及状态；

变速器控制器，被配置为：通过采集传感器信号和发动机相关信号，进行控制策略运算，发出离合器控制信号给变速器电磁阀，从而控制离合器结合压力，同时控制实时监测涡轮转速和涡轮转速变化率，根据反馈信息，通过自适应学习控制离合器结合压力。

此外，所述变速器控制器所采集的传感器信号和发动机相关信号包括变速器油温、挡位信号、涡轮转速、主动转速、从动转速、发动机转速、油门踏板开度，制动信号和发动机水温的一种或者多种信号。

图1中，为了在合适的阶段进行自适应学习控制，以及时修正离合器结合压力并满足结合时间和换挡冲击度，本发明将离合器结合过程分以下四个阶段：

1)第一阶段为初始化阶段，该阶段将所有变量进行初始化，离合器结合过程中只运行一个周期，运行完毕后进入第二阶段；

2)第二阶段为充油阶段，首先快速给定离合器结合压力最大值，定义进行充油作用的离合器结合压力最大值的时间长度为Δt，充油作用后涡轮转速下降100rpm时则从第二阶段过渡到第三阶段；该第二阶段中，考虑油温的影响，进行时间长度Δt的自适应学习控制，得到满足条件的第一自学习值；

3)第三阶段为离合器滑摩压力上升阶段，该第三阶段首先给予固定值作为给定滑摩目标压力，然后通过转速闭环控制，离合器结合压力有效上升，直到涡轮转速下降到50rpm以下时则进入第四阶段；该第三阶段中，考虑油温的影响，进行给定滑摩目标压力的自适应学习控制，并得到满足条件的第二自学习值；

4)第四阶段为离合器完全结合阶段，该阶段离合器结合压力快速上升，直到完全结合。

进一步的，每个阶段都有计数器计时监控每个阶段所需时间。

进一步的，自适应学习控制的进入条件为：制动踏板一直踩下、油门开度为0、车速为0、不是快速从R挡挂入D挡、不是快速从D挡挂入R挡或者不是启动发动机后第一次挂挡；以上只要有一个条件不满足，则自适应学习控制将不会进行。

进一步的，进行第二阶段中离合器充油阶段的自适应学习控制时，变速器控制器一直监测涡轮转速变化，一旦涡轮转速下降100rpm，则离合器结合过程中的阶段则从第二阶段过渡到第三阶段，那么整个充油阶段时间为图1中t₀到t₁，变速器控制器监测整个第二阶段的时间长度(即t₀～t₁的时间长度)，如果整个第二阶段的时间长度大于上限设定阈值或者小于下限设定阈值时，则判定本次充油时间太长或者太短，需要调整下一次离合器充油时间Δt，通过调整给予更短或者更长的离合器结合压力最大值的时间长度Δt以作为第一自学习值(该自学习值为调整后的时间长度Δt)，从而完成第二阶段的自适应学习控制。

进一步的，油温对离合器结合有较大的影响，该第二阶段中充油的第一自学习值与油温相关联，学习完后，如果变速器控制器下电，则需将油温温度及其对应的自学习值储存到变速器控制器EEPROM中。因为变速器油温为连续的变量，本发明将此连续的对应的变量进行离散化处理，选取-30℃、-20℃、-15℃、0℃、30℃、60℃、90℃、120℃温度点对应第一自学习值，当前温度条件下的第一自学习值，可以通过线性插值，更新相邻温度点的值，然后储存到到变速器控制器的EEPROM中，下次上电，控制器读取EEPROM中的第一自学习值，同样通过线性插值，转换为当前油温温度下的第一自学习值。

进一步的，进行第三阶段中离合器滑摩压力上升阶段的自适应学习控制时，该第三阶段开始后的一定时间Δt₃内给定固定的给定滑摩目标压力，此时，涡轮转速会均匀地下降，变速器控制器监测涡轮转速变化率，如果发现转速变化太快(即超过上限阈值)，则判定此次给定的给定滑摩目标压力过大，离合器下次结合需减少滑摩压力，相反如果监测涡轮转速变化率变化很慢(即低于下限阈值)，则判定此次给定的给定滑摩目标压力过小，离合器下次结合需增加滑摩压力，这样通过给定滑摩目标压力的自适应学习控制方式，从而找到最优的给定滑摩目标压力值作为第二自学习值。

进一步的，第三阶段自适应学习控制同样跟油温关系较大，学习完后，如果变速器控制器下电，则需将油温温度及其对应的第二自学习值储存到变速器控制器的EEPROM中，因为变速器油温为连续的变量，可将此连续的对应的变量进行离散化处理，选取-30℃、-20℃、-15℃、0℃、30℃、60℃、90℃、120℃温度点对应的第二自学习值(该自学习值为最优的给定滑摩目标压力值)，当前温度条件下学习的值，可以通过线性插值，更新相邻温度点的值，然后储存到到变速器控制器的EEPROM中，下次上电，控制器读取EEPROM中的第二自学习值，同样通过线性插值，转换为当前油温温度下的第二自学习值。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的控制方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种离合器结合过程中的自适应学习控制方法，其特征在于，在离合器结合过程中的以下四个阶段中实施所述自适应学习控制方法：

第一阶段为初始化阶段，该阶段将所有采集的变量进行初始化，离合器结合过程中只运行一个周期，运行完毕后进入第二阶段；

第二阶段为充油阶段，首先快速给定离合器结合压力最大值，定义进行充油作用的离合器结合压力最大值的时间长度为Δt，充油作用后涡轮转速下降100rpm时则从第二阶段过渡到第三阶段；该第二阶段中，考虑油温的影响，进行时间长度Δt的自适应学习控制，得到满足条件的Δt作为第一自学习值；

第三阶段为离合器滑摩压力上升阶段，该第三阶段首先给予固定值作为给定滑摩目标压力，然后通过转速闭环控制，离合器结合压力有效上升，直到涡轮转速下降到50rpm以下时则进入第四阶段；该第三阶段中，考虑油温的影响，进行给定滑摩目标压力的自适应学习控制，并得到满足条件的给定滑摩目标压力作为第二自学习值；

第四阶段为离合器完全结合阶段，该第四阶段离合器结合压力快速上升，直到完全结合。

2.根据权利要求1所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法，其特征在于，每个阶段都有计数器计时监控每个阶段运行的时间。

3.根据权利要求1所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法，其特征在于，第二阶段和第三阶段中的自适应学习控制的进入条件包括制动踏板一直踩下、油门开度为0、车速为0、不是快速从R挡挂入D挡、不是快速从D挡挂入R挡和不是启动发动机后第一次挂挡；以上条件都满足才进行自适应学习控制。

4.根据权利要求1所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法，其特征在于，所述第二阶段的自适应学习控制具体包括：实时监测整个第二阶段的时间长度，如果整个第二阶段的时间长度大于上限设定阈值或者小于下限设定阈值时，则判定本次充油时间太长或者太短，需要调整下一次离合器充油的时间长度Δt，通过调整给予更短或者更长的离合器结合压力最大值的时间长度Δt以作为第一自学习值。

5.根据权利要求4所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法，其特征在于，所述第二阶段中将充油的第一自学习值与油温相关联，学习完后，如果变速器控制器下电，则需将油温温度及其对应的自学习值储存到变速器控制器EEPROM中，并将此连续的对应的变量进行离散化处理，选取-30℃、-20℃、-15℃、0℃、30℃、60℃、90℃、120℃温度点对应第一自学习值，当前温度条件下的第一自学习值，通过线性插值，更新相邻温度点的值，然后储存到变速器控制器的EEPROM中，下次上电，控制器读取EEPROM中的第一自学习值，同样通过线性插值，转换为当前油温温度下的第一自学习值。

6.根据权利要求1所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法，其特征在于，所述第三阶段的自适应学习控制具体包括：实时监测涡轮转速变化率，如果发现涡轮转速变化太快，则判定此次给定的给定滑摩目标压力过大，离合器下次结合需减少滑摩压力，相反如果监测涡轮转速变化率变化很慢，则判定此次给定的给定滑摩目标压力过小，离合器下次结合需增加滑摩压力，通过给定滑摩目标压力的自适应学习控制，从而找到最优的给定滑摩目标压力值作为第二自学习值。

7.根据权利要求6所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法，其特征在于，所述第三阶段的自适应学习控制与油温相关联，学习完后，如果变速器控制器下电，则需将油温温度及其对应的第二自学习值储存到变速器控制器的EEPROM中，并将此连续的对应的变量进行离散化处理，选取-30℃、-20℃、-15℃、0℃、30℃、60℃、90℃、120℃温度点对应的第二自学习值，当前温度条件下学习的值，通过线性插值，更新相邻温度点的值，然后储存到变速器控制器的EEPROM中，下次上电，控制器读取EEPROM中的第二自学习值，同样通过线性插值，转换为当前油温温度下的第二自学习值。

8.一种变速器控制器，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至7任一项所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至7任一项所述的离合器结合过程中的自适应学习控制方法。

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