CN111828621A - 一种自动变速器高压系统的压力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动变速器高压系统的压力控制方法，属于变速器技术领域。自动变速器高压系统的压力控制方法包括以下步骤：确定自动变速器高压系统中的主油路的压力下限值p_min：p_min＝p(T)+Δp(T)；确定主油路的压力上限值p_max：p_max＝Min{p_max1，p_max2}，其中，

p_max2＝p(T)+Δp_N(T，N)；控制模块控制电动油泵：确定离合器执行机构或者换挡执行机构动作的次数N，温度传感器将检测的液压油的温度T传至控制模块，控制模块根据温度值T及离合器执行机构或者换挡执行机构动作的次数N计算出p_min及p_max的具体数值，且压力传感器将检测到的此温度T下的主油路的压力值p₀传至控制模块，控制模块根据p₀与p_min及p_max之间的关系，以控制电动油泵的停止或者运转。其优点在于：能够对主油路的压力范围进行实时调节。

Description

一种自动变速器高压系统的压力控制方法

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，尤其涉及一种自动变速器高压系统的压力控制方法。

背景技术

随着汽车排放越来越严格的法规要求，对自动变速器的工作效率提出了更为严格的要求。对于液压控制的自动变速器来说，采用高低压系统分体结构，其中的低压系统用作冷却润滑，高压系统用于离合器及换挡、驻车机构的控制，并且采用电动油泵对高低压系统进行按需供液压油，以有效提高自动变速器的工作效率。

对于自动变速器中的高压系统来说，其主油路的压力范围的合理设定是满足自动变速器的高压系统的功能实现及效率提升的关键因素。目前的高压系统中通过在主油路中设置蓄能器以进行储蓄压力值，再通过控制电动油泵的开启或关闭，以使主油路的压力值始终保持在主油路的压力上限值及压力下限值范围内，以保证离合器执行机构或者换挡执行机构的动作需求，以满足高压系统的功能要求，且不需要使电动油泵一直处于工作运转状态。

但高压系统中的压力上限值及压力下限值均采用固定值，由于主油路的压力值受温度、油液量等各种因素的影响较多，在满足各种因素的条件下很容易导致固定压力上限值及固定的压力下限值之间的压力范围较小，使主油路的压力值的可调节范围较小，从而导致电动油泵启动的频率较高，不能根据实际需求控制压力调节范围，不利于自动变速器总体工作效率的提升。

综上所述，亟需设计一种自动变速器高压系统的压力控制方法，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种自动变速器高压系统的压力控制方法，能够对高压系统的主油路的压力范围进行实时调节，使高压系统的工作效率较高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动变速器高压系统的压力控制方法，包括以下步骤：

确定自动变速器高压系统中的主油路的压力下限值p_min：p_min＝p(T)+Δp(T)，

其中，p(T)为不同温度下的蓄能器的预充气压力，T为温度，

Δp(T)＝Max{Δp₁(T)，Δp₂(T)}，Δp(T)为不同温度下所述主油路需增加的压力值，Δp₁(T)为在p(T)下，离合器执行机构执行一次动作所述主油路需增加的高压液压油的压力值，Δp₂(T)为在p(T)下，换挡执行机构执行一次动作所述主油路需增加的高压液压油的压力值；

确定所述主油路的压力上限值p_max：p_max＝Min{p_max1，p_max2}，

其中，

P_out-max为电动油泵的最大输出功率，单位为W，q为所述电动油泵的排量，单位为mL/rev，ω_max为所述电动油泵的最大转速，单位为rev/min，η(T,ω_max,p)为最大转速下的所述电动油泵的总效率，p为所述电动油泵的背压，单位为Mpa；

p_max2＝p(T)+Δp_N(T,N)，N为所述离合器执行机构或者所述换挡执行机构动作的次数，Δp_N(T,N)为不同温度下最大的动作次数下的所述主油路需增加的压力值；

控制模块控制所述电动油泵：确定所述离合器执行机构或者所述换挡执行机构动作的次数N，温度传感器将检测的液压油的温度T传至所述控制模块，所述控制模块根据温度值T及所述离合器执行机构或者所述换挡执行机构动作的次数N计算出p_min及p_max的具体数值，且压力传感器将检测到的此温度T下的所述主油路的压力值p₀传至所述控制模块，所述控制模块根据p₀与p_min及p_max之间的关系，以控制所述电动油泵的停止或者运转。

优选地，在所述控制模块控制所述电动油泵的步骤中：

当p₀>p_min时，所述电动油泵不运转；

当p₀≤p_min，所述控制模块控制所述电动油泵开始运转，直至p₀≥p_max时，所述控制模块控制所述电动油泵停止运转。

优选地，在所述确定所述主油路的压力上限值p_max的步骤中：所述电动油泵输出的液压功率P₁为：

对(1)式进行换算，能够得到：

且使所述电动油泵的转速ω的值为最大，即

ω＝ω_max (3)

将(3)式带入(2)式，以得到p_max1：

其中，忽略所述高压系统中的用于过滤液压油的过滤器的压降。

优选地，在所述控制模块控制所述电动油泵的步骤中：所述控制模块控制所述电动油泵运转的转速

其中，t₁为所述电动油泵运转时，使所述主油路上的压力值从0到预先设定的标定测试压力值所需要的时间，

ω_max(T)为不同温度下满足NVH性能要求的所述电动油泵的最大转速。

优选地，在所述确定自动变速器高压系统中的主油路的压力下限值p_min的步骤中：p(T)、Δp₁(T)，Δp₂(T)均通过试验获得。

优选地，在所述确定自动变速器高压系统的主油路的压力上限值p_max的步骤中：所述电动油泵的总效率η(T,ω_max,p)包括所述电动油泵在最大转速下的机械效率和容积效率，η(T,ω_max,p)通过查询表格获得。

优选地，在所述确定所述主油路的压力上限值p_max的步骤中：Δp_N(T,N)通过查询表格获得。

优选地，在所述控制模块控制所述电动油泵的步骤中：所述电动油泵的转速ω_min(T,t₁)及转速ω_max(T)均通过试验获得。

优选地，在所述控制模块控制所述电动油泵的步骤中：所述控制模块可以通过控制所述高压系统中的电控开关阀，以断开所述主油路或者连通所述主油路，以控制所述电动油泵的停止或者运转。

优选地，在所述控制模块控制所述电动油泵的步骤中：所述电动油泵为双联泵。

本发明的有益效果为：

通过计算得出自动变速器的高压系统中的主油路的压力下限值为p_min＝p(T)+Δp(T)，Δp(T)＝Max{Δp₁(T)，Δp₂(T)}，以及高压系统中的主油路的压力上限值为p_max＝Min{p_max1，p_max2}，

p_max2＝p(T)+Δp_N(T,N)，使主油路的p_min及p_max能够根据实时的液压油的温度以及离合器执行机构或者换挡执行机构动作的次数实时计算得出，使p_min及p_max的数值更为精准，p_min及p_max之间的数值范围更大，以使主油路的压力值的可调节范围较大且精准，从而使电动油泵启动的频率较低，在满足高压系统的功能要求的同时，能够对高压系统的主油路的压力范围进行实时调节，精准控制按需供给液压油，使自动变速器总体工作效率较高；且p_max选取p_max1与p_max2中的较小值，综合考虑了液压系统设计指标中对离合器执行机构及换挡执行机构动作次数的要求，能够避免电动油泵运行在极限功率区，而导致电动油泵的温度升高较快，长时间运行易损坏电动油泵的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的自动变速器高压系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的自动变速器高压系统的压力控制方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-油箱；2-温度传感器；3-电动油泵；4-过滤器；5-单向阀；6-压力传感器；7-蓄能器；8-离合器控制油路；9-换挡控制油路；10-主油路。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其它等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例中，提出了一种自动变速器高压系统，自动变速器高压系统用于离合器及换挡、驻车机构的控制，以分别为离合器控制油路8和换挡控制油路9提供高压液压油，以满足离合器及换挡的功能需求。

具体地，如图1所示，自动变速器高压系统包括依次设置在主油路10上的用于存放液压油的油箱1、电动油泵3、过滤器4及蓄能器7。其中，蓄能器7分别与离合器控制油路8及换挡控制油路9连接，蓄能器7用于将主油路10中的压力转变为压缩能储存起来，当主油路10需要压力时，蓄能器7能够将压缩能转变为压力能释放出来，以重新补供给离合器控制油路8或换挡控制油路9。通过设置蓄能器7能够储存部分压力以供给离合器控制油路8或换挡控制油路9，以避免电动油泵3持续不断地工作。过滤器4用于过滤油箱1中经电动油泵3泵出的液压油中的杂质，且在过滤器4与蓄能器7之间设置有单向阀5，以防止主油路10中的液压油回流至油箱1内；在单向阀5与蓄能器7之间设置有压力传感器6，以实时监测高压系统中的主油路10的压力值p₀，在油箱1内设置有温度传感器2，以实时检测油箱1内液压油的温度T。

进一步地，自动变速器高压系统还包括控制模块(图中未示出)，控制模块均与温度传感器2及压力传感器6信号连接，控制模块与电动油泵3控制连接；控制模块用于接收温度传感器2检测的温度值及压力传感器6的压力值，并根据温度值及压力值控制电动油泵3的运转或停止。本实施例中的控制模块为现有技术中的常用控制模块，因此，此处不再对控制模块的具体结构及工作原理进行详细赘述。本实施例中，电动油泵3为单泵。其它实施例中，电动油泵3还可以为双联泵。

实施例二

本实施例中，提出了一种实施例一中的自动变速器高压系统的压力控制方法，以实时控制高压系统中的主油路10上的压力上限值p_max及压力下限值p_min，使控制范围较大且较为精准。

具体地，自动变速器高压系统的压力控制方法，包括以下步骤：

1、确定自动变速器高压系统中的主油路10的压力下限值p_min：p_min＝p(T)+Δp(T)；

其中，p(T)为不同温度下的蓄能器7的预充气压力，T为温度，p(T)为蓄能器7的自身特性，p(T)的具体关系式能够通过试验获得；

Δp(T)＝Max{Δp₁(T)，Δp₂(T)}，即Δp(T)取值为Δp₁(T)及Δp₂(T)两者中数值较大的一个，Δp(T)为不同温度下主油路10需增加的压力值，Δp₁(T)为在p(T)下，离合器执行机构执行一次动作主油路10需增加的高压液压油的压力值，Δp₂(T)为在p(T)下，换挡执行机构执行一次动作主油路10需增加的高压液压油的压力值；

Δp(T)取值为Δp₁(T)及Δp₂(T)两者中数值较大的一个，能够保证主油路10的压力处于最低时，若离合器执行机构或换挡执行机构有动作需求，蓄能器7的储蓄量能够至少保证维持离合器执行机构或换挡执行机构一次动作，以给电动油泵3进行重新启动的时间余量。其中，Δp₁(T)及Δp₂(T)的具体关系式均能够通过试验获得。

2、确定主油路10的压力上限值p_max：p_max＝Min{p_max1，p_max2}，

其中，

P_out-max为电动油泵3的最大输出功率，单位为W，其为已知定值，q为电动油泵3的排量，单位为mL/rev，其为已知定值，ω_max为电动油泵3的最大转速，单位为rev/min，η(T,ω_max,p)为最大转速下的电动油泵3的总效率，p为电动油泵3的背压，单位为Mpa；其中，电动油泵3的总效率η(T,ω_max,p)包括电动油泵3在最大转速下的机械效率和容积效率，η(T,ω_max,p)能够通过试验获得关于η(T,ω_max,p)分别与T,ω及p之间的关系表格，通过查询试验得出的关系表格获得在当前温度T及ω＝ω_max下的η(T,ω_max,p)，从而得出p_max1的具体数值；

p_max2＝p(T)+Δp_N(T,N)，N为离合器执行机构或者换挡执行机构动作的次数，Δp_N(T,N)为不同温度下最大的动作次数下的主油路10需增加的压力值；Δp_N(T,N)能够通过试验获得关于Δp_N(T,N)分别与T及N之间的关系表格，通过查询试验得出的关系表格获得在当前温度T及N下的Δp_N(T,N)，且p(T)的具体关系式能够通过试验获得，从而得出p_max2的具体数值。

其中，在确定主油路10的压力上限值p_max的步骤中：电动油泵3输出的液压功率P₁为：

对(1)式进行换算，能够得到：

且使电动油泵的转速ω的值为最大，即

ω＝ω_max (3)

将(3)式带入(2)式，以得到p_max1：

其中，忽略高压系统中用于过滤高压油的过滤器4的压降。

进一步地，自动变速器高压系统的压力控制方法还包括以下步骤：

3、控制模块控制电动油泵3：

首先，确定出离合器执行机构或者换挡执行机构动作的次数N，将p_min＝p(T)+Δp(T)及p_max＝Min{p_max1，p_max2}中的每个关系式及关系表格分别输入至控制模块内；然后，温度传感器2将检测的实时的液压油的温度T传至控制模块，控制模块根据接收到的温度值T及预先确定的离合器执行机构或者换挡执行机构动作的次数N分别计算出p_min及p_max的具体数值；最后，压力传感器6将检测到的此温度T下的主油路10的压力值p₀传至控制模块，控制模块根据接收到的p₀与计算得出的p_min及p_max之间的关系，以控制电动油泵3的停止或者运转。

通过计算得出自动变速器的高压系统中的主油路10的压力下限值为p_min＝p(T)+Δp(T)，Δp(T)＝Max{Δp₁(T)，Δp₂(T)}，以及高压系统中的主油路10的压力上限值为p_max＝Min{p_max1，p_max2}，

p_max2＝p(T)+Δp_N(T,N)，使主油路10的p_min及p_max能够根据实时的液压油的温度以及离合器执行机构或者换挡执行机构动作的次数实时计算得出，使p_min及p_max的数值更为精准，p_min及p_max之间的数值范围更大，以使主油路10的压力值的可调节范围较大且精准，从而使电动油泵3启动的频率较低，在满足高压系统的功能要求的同时，能够对高压系统的主油路10的压力范围进行实时调节，精准控制按需供给液压油，使自动变速器总体工作效率较高；且p_max选取p_max1与p_max2中的较小值，综合考虑了液压系统设计指标中对离合器执行机构及换挡执行机构动作次数的要求，能够避免电动油泵3运行在极限功率区，而导致电动油泵3的温度升高较快，长时间运行易损坏电动油泵3的问题。

其中，如图2所示，在控制模块控制电动油泵3的步骤中：

当p₀>p_min时，电动油泵3不运转，即此时主油路10的压力值能够维持离合器执行机构或换挡执行机构至少一次动作，暂时不需要电动油泵3供给高压油；

当p₀≤p_min，即此时主油路10的压力值不能够维持离合器执行机构或换挡执行机构一次动作，控制模块控制电动油泵3开始运转，以对主油路10进行持续供给高压油，以满足离合器执行机构或换挡执行机构的性能需求；直至电动油泵3供油至p₀≥p_max时，即此时主油路10的压力足以维持离合器执行机构或换挡执行机构的性能需求，且避免电动油泵3在极限功率区进行运转以损坏电动油泵3的问题，控制模块控制电动油泵3停止运转。本实施例中，直接通过控制模块与电动油泵3进行控制连接，以控制电动油泵3的停止或者运转。其它实施例中，还可以在主油路10上的过滤器4与单向阀5之间设置电控开关阀，使控制模块与电控开关阀控制连接，以使控制模块控制电控开关阀的开闭，从而实现对电动油泵3的运转或停止。具体的控制方式需要根据实际的工作需求及工况决定。

进一步地，由于电动油泵3转速越快，则充油速度越快，充油时间越短，但随着电动油泵3转速的增大，高压系统的NVH性能会发生恶化，且电动油泵3的转速受温度影响较大。为了使电动油泵3的转速能够满足转动需求及温度、NVH性能要求，在控制模块控制电动油泵3的步骤中：控制模块控制电动油泵3运转时的转速

其中，t₁为电动油泵3运转时，使主油路10上的压力值从0到预先设定的标定测试压力值所需要的时间，t₁能够通过试验获得；

ω_max(T)为不同温度下满足NVH性能要求的电动油泵3的最大转速，ω_max(T)能够通过试验获得。其中，噪声、振动及声振粗糙度(Noise、Vibration及Harshness，NVH)是最直接和最表面衡量汽车制造质量的一个综合性问题。

本实施例中的自动变速器高压系统的压力控制方法的具体控制过程如下：如图2所示，首先，电动油泵3停止运转，即此时ω＝0，将p_min＝p(T)+Δp(T)、p_max＝Min{p_max1，p_max2}及

中的已知数值、关系式及关系表格均输入至控制模块内，并确定出离合器执行机构或者换挡执行机构动作的次数N传至控制模块内。

然后，温度传感器2将检测的实时的液压油的温度T传至控制模块，控制模块根据接收到的温度值T及预先确定的已知数值分别计算出此温度下的p_min、p_max及ω的具体数值；且压力传感器6将检测到的此温度T下的主油路10的压力值p₀传至控制模块，控制模块接收p₀。

最后，控制模块根据接收到的p₀与计算得出的p_min及p_max之间的关系，以控制电动油泵3的停止或者运转；具体地，当控制模块判断出p₀>p_min时，电动油泵3不运转ω＝0，即此时主油路10的压力值能够维持离合器执行机构或换挡执行机构至少一次动作，暂时不需要电动油泵3供给高压油；当控制模块判断出p₀≤p_min时，即此时主油路10的压力值不能够维持离合器执行机构或换挡执行机构一次动作，控制模块控制电动油泵3开始以

的运转速度进行运转，以对主油路10进行持续供给高压油，以满足离合器执行机构或换挡执行机构的性能需求；直至当控制模块判断出p₀≥p_max时，即此时主油路10的压力足以维持离合器执行机构或换挡执行机构的性能需求，且避免电动油泵3在极限功率区进行运转以损坏电动油泵3的问题，控制模块控制电动油泵3停止运转ω＝0。

其中，由于存在泄漏以及离合器执行机构或换挡执行机构动作会持续消耗液压油，即主油路10的压力p₀≥p_max持续一段时间后，控制模块会根据实时的温度T计算并判断出p₀≤p_min；当控制模块再次计算并判断得出p₀≤p_min时，重复上述控制过程，以实现对自动变速器高压系统中的主油路10的压力的控制。其中，p_min、p_max及ω与高压系统中的实时油温T、控制要求(换挡次数N、充油时间t₁)的变化而实时改变。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，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，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定自动变速器高压系统中的主油路(10)的压力下限值p_min：p_min＝p(T)+Δp(T)，

其中，p(T)为不同温度下的蓄能器(7)的预充气压力，T为温度，

Δp(T)＝Max{Δp₁(T)，Δp₂(T)}，Δp(T)为不同温度下所述主油路(10)需增加的压力值，Δp₁(T)为在p(T)下，离合器执行机构执行一次动作所述主油路(10)需增加的高压液压油的压力值，Δp₂(T)为在p(T)下，换挡执行机构执行一次动作所述主油路(10)需增加的高压液压油的压力值；

确定所述主油路(10)的压力上限值p_max：p_max＝Min{p_max1，p_max2}，

其中，

P_out-max为电动油泵(3)的最大输出功率，单位为W，q为所述电动油泵(3)的排量，单位为mL/rev，ω_max为所述电动油泵(3)的最大转速，单位为rev/min，η(T，ω_max，p)为最大转速下的所述电动油泵(3)的总效率，p为所述电动油泵(3)的背压，单位为Mpa；

p_max2＝p(T)+Δp_N(T，N)，N为所述离合器执行机构或者所述换挡执行机构动作的次数，Δp_N(T，N)为不同温度下最大的动作次数下的所述主油路(10)需增加的压力值；

控制模块控制所述电动油泵(3)：确定所述离合器执行机构或者所述换挡执行机构动作的次数N，温度传感器(2)将检测的液压油的温度T传至所述控制模块，所述控制模块根据温度值T及所述离合器执行机构或者所述换挡执行机构动作的次数N计算出p_min及p_max的具体数值，且压力传感器(6)将检测到的此温度T下的所述主油路(10)的压力值p₀传至所述控制模块，所述控制模块根据p₀与p_min及p_max之间的关系，以控制所述电动油泵(3)的停止或者运转。

2.如权利要求1所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述控制模块控制所述电动油泵(3)的步骤中：

当p₀＞p_min时，所述电动油泵(3)不运转；

当p₀≤p_min，所述控制模块控制所述电动油泵(3)开始运转，直至p₀≥p_max时，所述控制模块控制所述电动油泵(3)停止运转。

3.如权利要求1所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述确定所述主油路(10)的压力上限值p_max的步骤中：所述电动油泵(3)输出的液压功率P₁为：

对(1)式进行换算，能够得到：

且使所述电动油泵的转速ω的值为最大，即

ω＝ω_max (3)

将(3)式带入(2)式，以得到p_max1：

其中，忽略所述高压系统中的用于过滤液压油的过滤器(4)的压降。

4.如权利要求1所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述控制模块控制所述电动油泵(3)的步骤中：所述控制模块控制所述电动油泵(3)运转的转速

其中，t₁为所述电动油泵(3)运转时，使所述主油路(10)上的压力值从0到预先设定的标定测试压力值所需要的时间，

ω_max(T)为不同温度下满足NVH性能要求的所述电动油泵(3)的最大转速。

5.如权利要求1所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述确定自动变速器高压系统中的主油路(10)的压力下限值p_min的步骤中：p(T)、Δp₁(T)，Δp₂(T)均通过试验获得。

6.如权利要求1所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述确定自动变速器高压系统的主油路(10)的压力上限值p_max的步骤中：所述电动油泵(3)的总效率η(T，ω_max，p)包括所述电动油泵(3)在最大转速下的机械效率和容积效率，η(T，ω_max，p)通过查询表格获得。

7.如权利要求1所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述确定所述主油路(10)的压力上限值p_max的步骤中：Δp_N(T，N)通过查询表格获得。

8.如权利要求4所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述控制模块控制所述电动油泵(3)的步骤中：所述电动油泵(3)的转速ω_min(T，t₁)及转速ω_max(T)均通过试验获得。

9.如权利要求1所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述控制模块控制所述电动油泵(3)的步骤中：所述控制模块可以通过控制所述高压系统中的电控开关阀，以断开所述主油路(10)或者连通所述主油路(10)，以控制所述电动油泵(3)的停止或者运转。

10.如权利要求1所述的自动变速器高压系统的压力控制方法，其特征在于，在所述控制模块控制所述电动油泵(3)的步骤中：所述电动油泵(3)为双联泵。

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