CN111981058A - 湿式离合器压力控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种湿式离合器压力控制方法和系统，控制方法为：当离合器油腔的实际压力达到KP值时，控制压力阀的输出压力大于目标压力，且持续预定时间后，控制输出压力下降，待离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制输出压力与目标压力保持一致。该控制方法和系统，在摩擦片自由行程完全消除的阶段，初期使压力阀的输出压力设定为较高值，以提高液压系统的响应速度，然后输出压力再下降，以保证响应速度加快的同时，在预期时间内使离合器油腔的实际压力达到目标压力，也在一定程度上弥补了由于前期摩擦片运动引起的压降。且改善了离合器油腔的实际压力在达到VKP值或位于该值附近时的超调现象，提升驾驶性能。

Description

湿式离合器压力控制方法和系统

技术领域

本发明涉及离合器技术领域，具体涉及一种湿式离合器压力控制方法和系统。

背景技术

湿式离合器压力控制系统是由机、电、液组成的非线性耦合系统，离合器油腔的实际压力经离合器的扭矩特性可直接反映当前离合器的实际传扭水平。如果离合器腔的实际压力能够准确响应目标压力的请求，更有利于实现车辆快速平顺的换挡。

但实际上，目前在驾驶过程中，车辆会出现显著的冲击，动力响应慢或发动机转速飞升等较差的驾驶感受。

发明内容

本发明提供一种湿式离合器压力控制方法，当离合器油腔的实际压力达到KP值时，控制压力阀的输出压力大于目标压力，且持续预定时间后，控制所述输出压力下降，待所述离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致。

可选地，在所述持续预定时间内，所述输出压力大于VKP值，所述预定时间之后，所述输出压力下降至所述VKP值或略小于所述VKP值。

可选地，所述输出压力下降至所述VKP值或略小于所述VKP值，并持续一定时间至所述目标压力达到所述VKP或目标压力不再具有上升趋势之后：

若所述目标压力大于所述VKP值，则待所述离合器油腔压力也上升至所述VKP值，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致；

若所述目标压力等于或小于所述VKP值，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致。

可选地，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致后，当所述目标压力和所述离合器油腔的实际压力的差值小于设定的阈值时，进入所述离合器的压力闭环控制过程。

可选地，通过试验获取所述输出压力和对应的持续的所述预定时间，试验的参数包括所述离合器的油腔温度。

可选地，待所述离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制所述输出压力缓慢地上升以与所述目标压力保持一致。

本发明还提供一种湿式离合器压力控制系统，包括检测离合器油腔的实际压力的实际压力检测元件，以及控制单元，所述控制单元控制所述压力阀的输出压力；

所述控制单元信号连接所述实际压力检测元件，所述在控制单元判断离合器油腔的实际压力达到KP值时，控制压力阀的输出压力大于目标压力，且持续预定时间后，控制所述输出压力下降，待所述离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致。

可选地，所述控制单元在所述持续预定时间内，控制所述压力阀的所述输出压力大于VKP值，所述预定时间之后，控制所述输出压力下降至所述VKP值或略小于所述VKP值。

可选地，所述控制单元控制所述输出压力下降至所述VKP值或略小于所述VKP值，并持续一定时间，至所述目标压力达到所述VKP或目标压力不再具有上升趋势之后：

所述控制单元判断当前的所述目标压力大于所述VKP值，则待所述离合器油腔压力也上升至所述VKP值，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致；

所述控制单元判断当前的所述目标压力等于或小于所述VKP值，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致。

可选地，所述控制单元控制所述输出压力与所述目标压力保持一致后，当所述目标压力和所述离合器油腔的实际压力的差值小于设定的阈值时，进入所述离合器的压力闭环控制过程。

可选地，所述控制单元中设定的所述输出压力和对应的持续的所述预定时间根据试验获得，试验的参数包括所述离合器的油腔温度。

可选地，所述控制单元待所述离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制所述输出压力缓慢地上升以与所述目标压力保持一致。

本发明所提供的湿式离合器压力控制方法和系统，在摩擦片自由行程完全消除的阶段，初期使压力阀的输出压力设定为较高值，高于目标压力并持续预定时间，这样可以提高液压系统的响应速度，改善该阶段前期压力响应慢的现象，然后输出压力再下降，以保证响应速度加快的同时，可以在预期时间内使离合器油腔的实际压力达到目标压力。另外，在该阶段，离合器摩擦片之间的间隙尚未完全消除，压力阀输出的油液至离合器的油腔后，摩擦片相应地会继续朝间隙消除的方向移动，根据压力阀的流量连续方程

可知，在压力阀的出口流量Q_i固定时，离合器油腔的实际压力变化率dp/dt为负，即一开始输出压力设定为较大也在一定程度上弥补了由于摩擦片运动引起的压降。

在离合器油腔的实际压力达到VKP之前控制输出压力等于或略小于VKP，这样可以等待离合器油腔的实际压力缓和地增加到VKP值，避免摩擦片间隙完全消除而使离合器组件刚度发生变化时，压力飞升，以改善离合器油腔的实际压力在达到VKP值或位于该值附近时的超调现象，而在离合器油腔的实际压力达到VKP或目标压力不再具有上升趋势时，通过控制输出压力使得油腔实际压力尽快跟上目标压力，同时也避免控制输出压力突变，提升驾驶性能。

附图说明

图1为湿式离合器压力的控制曲线图；

图2为本发明所提供湿式离合器控制方法实施例中，第一情况下的控制曲线图；

图3为本发明所提供湿式离合器控制方法实施例中，第二情况下的控制曲线图；

图4为本发明所提供湿式离合器控制方法实施例中，第三情况下的控制曲线图；

图5为本发明所提供湿式离合器控制方法一种具体实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

下述内容将涉及到目标压力、离合器油腔的实际压力、压力阀的输出压力，目标压力是根据驾驶需求所形成的压力值，压力阀的输出压力是为了保障油液充入离合器的油腔，以使离合器油腔的实际压力能够达到目标压力，所以在离合器压力的闭环控制中，输出压力＝目标压力+闭环调节压力。显然，基于系统响应不可避免的延迟，离合器油腔的实际压力不会立刻达到所需的目标压力。

下面请参考图1，图1为湿式离合器压力的控制曲线图。

针对背景技术提到的驾驶性能不良问题，根据控制过程进行了详细的分析。如图1所示，湿式离合器控制过程包括三个阶段，各阶段的划分方式以离合器油腔的实际压力是否达到KP值和VKP值进行划分。

第一阶段(Phase1)：油液经压力阀输出，并进入离合器的油腔内，随着油液的逐步注入，离合器从完全打开至离合器开始传递扭矩(KissPoint，此时的离合器油腔压力对应于KP值)前。该阶段的主要作用是尽快填充离合器的油腔；

第二阶段(Phase2)，从离合器开始传递扭矩至摩擦片间隙完全消除(Volumetric-KP，此时的离合器油腔压力对应于VKP值)。可知，在第二阶段接近结束时，由于摩擦片会完全结合，则离合器组件的刚度会发生变化。在该阶段，离合器压盘活塞运动的同时，离合器油腔的实际压力会继续上升，但在前期活塞移动速度会比较快(摩擦片之间存在间隙，依然相对运动)，在入口流量一定的前提下，活塞移动会引起离合器油腔的实际压力上升速率减缓，而在接近VKP值时，摩擦片的位移可忽略，则活塞移动速度会减缓，这样，离合器组件的刚度增加会导致压力突变，因此，在第二阶段容易产生前期压力响应慢，后期压力超调的现象，这是造成明显影响驾驶性能的原因。

第三阶段，离合器活塞的位移很小接近为零，离合器油腔的实际压力变化近似线性。

由上述分析可知，背景技术提到的驾驶性能不良的原因，产生于第二阶段，以下实施例主要针对第二阶段以及第二阶段与第三阶段的过渡阶段进行优化、改进，提供一种湿式离合器的控制方法和系统。控制系统包括检测离合器油腔的实际压力的实际压力检测元件，以及控制单元，压力阀的输出压力由控制单元给出。控制单元信号连接实际压力检测元件，以实时地获取输出压力和离合器油腔的实际压力。下述提到的KP值和VKP值、预定时间等参数都可以预先存储在控制单元中，并根据下述控制方法进行控制工作。

请参考图2，图2为本发明所提供湿式离合器控制方法实施例中，第一情况下的控制曲线图。

本实施例中的湿式离合器压力控制方法，如下：

在第一阶段，目标压力可直接设定为KP值，压力阀的输出压力(图中未示出)可以与目标压力保持一致。从图2可看出，离合器油腔的实际压力逐渐上升，并跟随目标压力达到KP值，离合器油腔的实际压力达到KP值后，进入第二阶段；

第二阶段即摩擦片完全消除自由行程的阶段，第二阶段以及与第三阶段的过渡阶段，可进一步分为三段控制过程，分别是过程①、过程②、过程③。刚进入第二阶段时：

进入过程①，可控制压力阀的输出压力大于目标压力，最好大于VKP值，此时的输出压力为第一输出压力P1，第一输出压力P1持续预定时间t1，当持续预定时间t后：

进入过程②，控制所述输出压力下降至VKP值或略小于VKP值，此时的输出压力为第二输出压力P2＝VKP，或P2略小于VKP；待目标压力上升至VKP值且具有继续上升的趋势后：

进入过程③，控制压力阀的输出压力继续维持在第二输出压力P2，直至离合器油腔的实际压力上升至VKP值，然后再控制输出压力与当前的目标压力保持一致，优选地是控制输出压力缓慢地上升以与目标压力保持一致，防止压力突变导致抖动。即在过程③，第三输出压力P3一开始维持在VKP值，后续再跟随目标压力上升。

如此调整控制流程后，从图2可看出，在过程①中，将第一输出压力P1设定为较高值，并持续预定时间t1，这样可以提高液压系统的响应速度，改善第二阶段前期压力响应慢的现象，实验表明，P1大于VKP值较多可以较好地提高响应速度。过程②中为了与调整目标一致，则输出压力降低，这里的第二输出压力P2优选等于或略小于VKP值，这样，虽然第二输出压力P2有所降低，但保持在VKP值或略小于VKP值，则依然大于目标压力，综合来看，可以避免一直以远高于目标压力的压力输出，保证响应速度加快的同时，可以在预期时间内使离合器油腔的实际压力达到目标压力，P2选择为等于或略小于VKP值，可避免实际压力的突变，因为实际压力在VKP值附近较为敏感。另外，在第二阶段，离合器摩擦片之间的间隙尚未完全消除，压力阀输出的油液至离合器的油腔后，摩擦片相应地会继续朝间隙消除的方向移动，根据压力阀的流量连续方程

(E为油液的弹性模量，V为离合器的油腔容积，Ax为离合器结合引起的容积变化率)可知，在压力阀的出口流量Q_i固定时，离合器油腔的实际压力变化率dp/dt为负，即P1设定为较大也在一定程度上弥补了由于摩擦片运动引起的压降，这也是维持离合器油腔的实际压力平缓上升的手段。

而在目标压力达到VKP时，虽然目标压力按照驾驶需求会继续增加，但在本实施例中压力阀的输出压力并不跟随做上升变化，可以看出，在过程③的前期，第三输出压力P3维持在VKP值或略小于VKP值，小于目标压力，这样可以等待离合器油腔的实际压力缓和地增加到VKP值，避免摩擦片间隙完全消除而使离合器组件刚度发生变化时，输出压力持续增加而加剧在摩擦片间隙消除瞬间的压力飞升，从而改善离合器油腔的实际压力在达到VKP值附近时的超调现象。

图2情况下，目标压力在达到VKP值后依然呈持续增长的趋势，这体现出在当前的车况下，驾驶人员对扭矩有持续增加的需求。当然，对于其他车况，目标压力的设定与图2可能存在区别。

请继续参考图3，图3为本发明所提供湿式离合器控制方法实施例中，第二情况下的控制曲线图。

在该车况下，目标压力在达到VKP后不再增长，驾驶人员对扭矩的需求次于图2的车况，也就是说，湿式离合器的摩擦片的间隙能够消除，以较好地传递扭矩，即可满足驾驶人员的驾驶需求，此时关于离合器油腔的实际压力控制也相应地有所调整。

图3中，在第二阶段，也存在过程①、过程②、过程③，过程①、过程②与图2的控制流程相同，但在目标压力达到VKP值而进入过程③时，目标压力等于VKP值，不呈继续增长的趋势，此时，可以控制过程③中输出压力与目标压力保持一致，即继续维持在VKP值。

在图3所示的车况下，经过过程①、过程②对输出压力的调整，已经可以改善第二阶段前提的响应迟缓，使得离合器油腔的实际压力相对平缓地上升，在目标压力达到VKP值后，离合器油腔的实际压力不会基于离合器组件的刚度变化而飞升超调，而是平缓地增加至目标压力，达到VKP值。

可知，还存在一种车况，即驾驶人员对扭矩的需求低于上述图2、3的车况，行车需求不需要湿式离合器完全地传递扭矩，即目标压力的最大值设定会小于VKP值。

请继续参考图4，图4为本发明所提供湿式离合器控制方法实施例中，第三情况下的控制曲线图。

图4中，在第二阶段，也存在过程①、过程②、过程③，过程①、过程②与图2、3的控制流程相同，但在目标压力未达到VKP值，而不再具有上升趋势时，进入过程③，此时，可以控制过程③中输出压力从VKP值下降至与目标压力保持一致，即维持在VKP值以下。同样，经过过程①、过程②对输出压力的调整，已经可以改善第二阶段前提的响应迟缓，使得离合器油腔的实际压力相对平缓地上升，在目标压力不再上升后，离合器油腔的实际压力不会基于离合器组件的刚度变化而飞升超调，而是平缓地增加至目标压力。

这种情况下，目标压力虽然不会达到VKP值，但是接近VKP值时，如果始终按照输出压力和目标压力一致的控制方式，离合器油腔的实际压力在接近VKP时依然可能存在超调现象，通过过程①、过程②、过程③的控制调整，同样可以改善该问题。

上述实施例中，过程①的第一输出压力P1和对应的持续的预定时间t1，可以根据试验获得，试验中观察离合器油腔实际压力响应的时间，在试验过程中，需要考虑的参数包括离合器的油腔温度。根据上述描述，第一输出压力P1大于目标压力，且从图2-4来看，二者差值较大，以达到加快液压系统响应的目的，但t1需要与过程②的时间配合，即输出压力以较大的数值持续t1后，需要下降然后再持续一定时间，以免始终以较高的压力进行输出，离合器油腔压力过快地增长，而与目标压力调整预期不一致。应知，不同油温下，油液粘度不同，温度越高，油液粘度越小，系统响应越快，温度越低，油液粘度越大，系统响应越慢。另外，不同油液粘度下，对于同一控制电流，压力阀的出口流量Q_i也有所不同，与粘度大小成反比，则摩擦片的移动速度参数也会变化，这样离合器油腔的实际压力变化率dp/dt也会有差异。设定时，油液温度偏高时，t1可设定为偏小，当油液的温度偏低时，t1可设定为偏大。

经过过程③后，当目标压力和实际压力的差值小于预定的阈值时，可正常进入离合器的压力闭环控制过程，即输出压力＝目标压力+闭环调节压力。

以上图2-4的控制流程，可以综合理解，如图5所示，图5为本发明所提供湿式离合器控制方法一种具体实施例的流程图。

即进入第二阶段(完全消除自由行程阶段)时，压力阀的输出压力为第一输出压力P1，持续时间t1后，以第二输出压力P2输出，当目标压力达到VKP值或不再上升时，过程③激活，并根据当前的目标压力(由实际的扭矩需求确定)和VKP的关系，选择第三输出压力P3，如果目标压力大于VKP值，则压力阀的第三输出压力P3先维持在VKP值，待离合器油腔的实际压力呈斜坡态势稳步增加(ramp up)至VKP后，再调整为与目标压力一致，即为图2的方案；如果目标压力小于或等于VKP值，则压力阀的第三输出压力P3跟随目标压力，二者保持一致；当目标压力和实际压力的差值处于预定的阈值范围内，则进行闭环控制，输出压力跟随目标压力。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.湿式离合器压力控制方法，其特征在于，当离合器油腔的实际压力达到KP值时，控制压力阀的输出压力大于目标压力，且持续预定时间后，控制所述输出压力下降，待所述离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致。

2.如权利要求1所述的湿式离合器压力控制方法，其特征在于，在所述持续预定时间内，所述输出压力大于VKP值，所述预定时间之后，所述输出压力下降至所述VKP值或略小于所述VKP值。

3.如权利要求2所述的湿式离合器压力控制方法，其特征在于，所述输出压力下降至所述VKP值或略小于所述VKP值，并持续一定时间至所述目标压力达到所述VKP或目标压力不再具有上升趋势之后：

若所述目标压力大于所述VKP值，则待所述离合器油腔压力也上升至所述VKP值，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致；

若所述目标压力等于或小于所述VKP值，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致。

4.如权利要求3所述的湿式离合器压力控制方法，其特征在于，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致后，当所述目标压力和所述离合器油腔的实际压力的差值小于设定的阈值时，进入所述离合器的压力闭环控制过程。

5.如权利要求1所述的湿式离合器压力控制方法，其特征在于，通过试验获取所述输出压力和对应的持续的所述预定时间，试验的参数包括所述离合器的油腔温度。

6.如权利要求1-6任一项所述的湿式离合器压力控制方法，其特征在于，待所述离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制所述输出压力缓慢地上升以与所述目标压力保持一致。

7.湿式离合器压力控制系统，其特征在于，包括检测离合器油腔的实际压力的实际压力检测元件，以及控制单元，所述控制单元控制所述压力阀的输出压力；

所述控制单元信号连接所述实际压力检测元件，所述在控制单元判断离合器油腔的实际压力达到KP值时，控制压力阀的输出压力大于目标压力，且持续预定时间后，控制所述输出压力下降，待所述离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致。

8.如权利要求7所述的湿式离合器压力控制系统，其特征在于，所述控制单元在所述持续预定时间内，控制所述压力阀的所述输出压力大于VKP值，所述预定时间之后，控制所述输出压力下降至所述VKP值或略小于所述VKP值。

9.如权利要求8所述的湿式离合器压力控制系统，其特征在于，所述控制单元控制所述输出压力下降至所述VKP值或略小于所述VKP值，并持续一定时间，至所述目标压力达到所述VKP或目标压力不再具有上升趋势之后：

所述控制单元判断当前的所述目标压力大于所述VKP值，则待所述离合器油腔压力也上升至所述VKP值，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致；

所述控制单元判断当前的所述目标压力等于或小于所述VKP值，控制所述输出压力与所述目标压力保持一致。

10.如权利要求9所述的湿式离合器压力控制系统，其特征在于，所述控制单元控制所述输出压力与所述目标压力保持一致后，当所述目标压力和所述离合器油腔的实际压力的差值小于设定的阈值时，进入所述离合器的压力闭环控制过程。

11.如权利要求8任一项所述的湿式离合器压力控制系统，其特征在于，所述控制单元中设定的所述输出压力和对应的持续的所述预定时间根据试验获得，试验的参数包括所述离合器的油腔温度。

12.如权利要求8-11任一项所述的湿式离合器压力控制系统，其特征在于，所述控制单元待所述离合器油腔的实际压力上升至VKP值或目标压力不再具有上升趋势时，控制所述输出压力缓慢地上升以与所述目标压力保持一致。

Images