CN113819159B - 一种离合器的压力控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合器的压力控制方法及系统，针对Kisspoint点前后呈现出的相反油压响应特性，将其分为两个阶段采用不同的PID系数进行PID控制，针对性的解决各阶段的问题。具体来说，以特征压力值表征半离合点，以半离合点作为分界点，对离合器压力进行分段控制，半离合点前后两个阶段采用2套不同的控制系数进行PID控制，进而兼顾快速响应及驾驶舒适性。

Description

一种离合器的压力控制方法及系统

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种离合器的压力控制方法及系统。

背景技术

随着中心开始自主开发含离合器切换的多模混动电驱动总成，对离合器的on-off时间提出了较高要求(on-off时间<800ms)以满足驾驶性和动力性要求。因此需要开发其延迟低、响应快的离合器控制系统。

但是，由于离合器本身的物理特性，在压力达到Kisspoint点(半离合点)之前，为充油阶段，油液需要先填充满油道，然后克服弹簧弹力，推动离合器活塞。这个过程中，离合器油道和活塞容积会不断增大，油压上升缓慢。而一旦达到Kisspoint点后，离合器内的容积将不再增大，油压会迅速上升。因此Kisspoint点前后的油压响应特性差别巨大，进而在控制时无法兼顾快速响应和驾驶舒适性。

发明内容

本发明提供了一种离合器的压力控制方法及系统，以解决或者部分解决由于Kisspoint点前后油压响应特性差别巨大进而在控制时无法兼顾快速响应和驾驶舒适性的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种离合器的压力控制方法，所述方法包括：

获得当前实际油压；

将所述当前实际油压和所述离合器的半离合点对应的特征压力值相比；

若所述当前实际油压小于所述特征压力值，利用高响应性的第一PID系数进行PID压力控制；

若所述当前实际油压大于等于所述特征压力值，利用第二PID系数进行PID压力控制；其中，所述第一PID系数大于所述第二PID系数。

优选的，在PID压力控制之前，获得目标离合器压力和所述当前实际油压的压力差值；

在PID压力控制的过程中，利用所述压力差值进行PID计算，得到计算转速。

优选的，所述得到计算转速之后，所述方法还包括：

基于当前实际油温和所述目标离合器压力得到修正前馈转速；

将所述修正前馈转速和所述计算转速求和，得到目标电机转速。

优选的，所述基于当前实际油温和所述目标离合器压力得到修正前馈转速，具体包括：

基于所述当前实际油温得到油温补偿系数；

基于所述目标离合器压力，得到对应的前馈转速；

将所述油温补偿系数和所述前馈转速求和，得到所述修正前馈转速。

优选的，所述目标电机转速之后，所述方法还包括：

获得所述目标电机转速和实际电机转速的转速差值；

根据所述转速差值进行PID转速控制，得到计算占空比。

优选的，所述得到计算占空比之后，所述方法还包括：

基于所述目标电机转速得到前馈占空比；

将当前实际电压和设定电压相减得到电压差值，基于所述电压差值得到电压补偿系数；

将所述电压补偿系数和所述前馈占空比相乘，得到修正前馈占空比。

优选的，所述得到修正前馈占空比之后，所述方法还包括：

将所述计算占空比和所述修正前馈占空比求和，得到目标占空比；

根据所述目标占空比控制电机运转，并控制油泵运转。

本发明公开了一种离合器的压力控制系统，包括压力控制模块，用于：

获得当前实际油压；

将所述当前实际油压和所述离合器的半离合点对应的特征压力值相比；

若所述当前实际油压小于所述特征压力值，利用高响应性的第一PID系数进行PID压力控制；若所述当前实际油压大于等于所述特征压力值，利用第二PID系数进行PID压力控制；其中，所述第一PID系数大于所述第二PID系数。

优选的，在PID压力控制之前，获得目标离合器压力和所述当前实际油压的压力差值；在PID压力控制的过程中，利用所述压力差值进行PID计算，得到计算转速。

优选的，压力控制模块，具体还用于：基于当前实际油温和所述目标离合器压力得到修正前馈转速。将所述修正前馈转速和所述计算转速求和，得到目标电机转速。

优选的，压力控制模块，具体还用于：基于所述当前实际油温得到油温补偿系数；基于所述目标离合器压力，得到对应的前馈转速；将所述油温补偿系数和所述前馈转速求和，得到所述修正前馈转速。

优选的，所述系统还包括：转速控制模块，具体用于获得所述目标电机转速和实际电机转速的转速差值；根据所述转速差值进行PID转速控制，得到计算占空比。

优选的，转速控制模块，具体还用于基于所述目标电机转速得到前馈占空比；将当前实际电压和设定电压相减得到电压差值，基于所述电压差值得到电压补偿系数；将所述电压补偿系数和所述前馈占空比相乘，得到修正前馈占空比。

优选的，转速控制模块，具体还用于将所述计算占空比和所述修正前馈占空比求和，得到目标占空比；根据所述目标占空比控制电机运转，并控制油泵运转。

本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明公开了一种车辆，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种离合器的压力控制方法及系统，针对Kisspoint点前后呈现出的相反油压响应特性，将其分为两个阶段采用不同的PID系数进行PID控制，针对性的解决各阶段的问题。具体来说，以特征压力值表征半离合点，以半离合点作为分界点，对离合器压力进行分段控制，半离合点前后两个阶段采用2套不同的控制系数进行PID控制，进而兼顾快速响应及驾驶舒适性。

进一步的，针对不同电压和温度环境进行按需补偿，进而实现精准按需控制。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的离合器的压力控制方法的流程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的整体方法逻辑控制图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

目前，由于在Kisspoint点前油压上升缓慢，而在Kisspoint点后油压上升迅速，Kisspoint点前后的油压响应特性呈现出相反的特性。故若Kisspoint点前后都采用相同的PID调节，势必会因相反的油压响应特性导致Kisspoint点前后控制失调。例如，若考虑到压力在到达Kisspoint点前油压上升缓慢的特性，采用快速响应的PID算法来提高油压上升效率，在压力到达Kisspoint点后，由于离合器内的容积将不再增大，油压会迅速上升，但此时PID算法很难在短时间将CAP转速降下来，就会导致油压过冲，引起发动机熄火或整车冲击，影响驾驶舒适性。

故，为了避免上述问题的出现，本发明实施例公开了一种离合器的压力控制方法及系统，针对Kisspoint点前后呈现出的相反油压响应特性，将其分为两个阶段采用不同的PID系数进行PID控制，针对性的解决各阶段的问题。具体来说，以特征压力值表征半离合点，以半离合点作为分界点，对离合器压力进行分段控制，半离合点前后两个阶段采用2套不同的控制系数进行PID控制，进而兼顾快速响应及驾驶舒适性。

本发明实施例的离合器的压力控制方法的流程图如图1所示，本发明实施例的整体方法逻辑控制图如图2所示。

参看图1-图2，该方法包括如下步骤：

步骤101，获得当前实际油压。

步骤102，将所述当前实际油压和所述离合器的半离合点对应的特征压力值相比。

其中，本实施例的特征压力值用于表征半离合点。若所述当前实际油压小于所述特征压力值，则表示处于Kisspoint点前的控制阶段，即：充油阶段。在此阶段由于油压上升缓慢，需要新增高响应性的PID算法生成较高的离合器电机转速，加快响应性。故执行步骤103，利用高响应性的第一PID系数进行PID压力控制。若所述当前实际油压大于等于所述特征压力值，表示处于Kisspoint点后的控制阶段，即：正常压力控制阶段。此阶段油压上升迅速，采用响应慢但稳定性好的PID算法，避免产生过冲，并且保证在建压完成后的压力平稳性。故执行步骤104，利用第二PID系数进行PID压力控制。

具体来说，PID算法的响应高低体现在比例、积分、微分前的控制系数的大小。由于本实施例在充油阶段的PID控制的响应性需要高于正常压力控制阶段的PID控制，故本实施例的第一PID系数(即：标定系数1)大于所述第二PID系数(即：标定系数2)，进而能够提高充油阶段的离合响应性，且能够减缓正常压力控制阶段的油压上升速度，避免产生过冲，进而保证在建压完成后的压力平稳性，减少发动机熄火或整车冲击的故障产生，提高驾驶舒适性。

值得注意的是，PID算法本身是目前较为成熟的控制技术，而难点就在于PID系数的选取，而由于Kisspoint点前后呈现出的相反油压响应特性，本实施例将第一PID系数取值为：P:8-12(优选值例如：9，10，11，等等)，I:20-40(优选值例如：25，30，35，等等)。将第二PID系数取值为：P:2-6(优选值例如：3，4，5，等等)，I:40-60(优选值例如：45，50，55，等等)。上述各范围中的任意一个整点或非整点值均处于本发明的保护范围之内，可根据其中任意的整点或非整点值调整取值范围。在本实施例中，通过增大PID控制中的比例系数来提高离合的响应性，而通过控制PID控制中的积分系数来消除在控制时产生的稳态误差。本实施例中将微分系数看做0，故调整上述两个系数即可满足PID控制。

基于上述发明构思，在PID压力控制之前，获得目标离合器压力和所述当前实际油压的压力差值；在PID压力控制的过程中，在得到第一PID系数或者第二PID系数的基础上，利用所述压力差值和第一PID系数，或者所述压力差值和第二PID系数进行PID计算，得到计算转速。该计算转速用于确定离合器电机的占空比，进而控制电机运转。

但是，在实际应用中，如果不考虑油温对转速的影响，实际供能会高于(或低于)实际需求。具体来说，油温越低粘度越大，维持相同油压所需的电机转速越低，PID算法的压力-转速，转速-占空比计算均会偏高，会导致压力过冲、扭矩突变、驾驶性变差。而在高油温时，油的粘度降低，PID算法的压力-转速，转速-占空比计算均偏低，会导致响应性慢驾驶性差、滑磨功变大离合器寿命降低。

故会在压力-转速前馈计算阶段考虑油温补偿，将当前实际油温和所述目标离合器压力这两个双参数作为前馈依据，得到修正前馈转速。在得到修正前馈转速的具体实施过程中，首先，基于所述当前实际油温得到油温补偿系数。具体的，基于当前实际油温在油温-油温补偿系数曲线中查找出对应的油温补偿系数。该温度补偿系数用于弥补油温造成的转速偏差，当转速偏差弥补之后，基于转速得到的占空比的偏差也会得到弥补。其次，基于所述目标离合器压力，得到对应的前馈转速。具体的，基于目标离合器压力在压力-前馈转速曲线中查找出对应的前馈转速。最后，将所述油温补偿系数和所述前馈转速求和，得到所述修正前馈转速。得到修正前馈转速之后，将所述修正前馈转速和所述计算转速求和，得到目标电机转速。通过对目标离合器压力对应的计算转速进行基于油温的补偿，能够提升离合器压力控制的温度适应性，避免由于油温引起的驾驶性问题，实现精准按需控制。

进一步的，在得到目标电机转速之后，获得所述目标电机转速和实际电机转速的转速差值；根据所述转速差值进行PID转速控制，得到计算占空比。该计算占空比用于控制离合器电机的运转。

而在实际应用中，如果不考虑电压补偿会导致实际供能受限。具体来说，若供电电压低于设定电压时(12V)，会造成离合器性能受限：如串联模式切换为并联模式时，低电压环境导致计算出的电机占空比初始值偏低，离合器响应性会变差，影响整车驾驶性。同时会影响离合器滑磨功和耐久。若供电电压高于正常电压时，计算出的电机占空比初始值偏高，会导致离合器油压过冲、扭矩突变和驾驶性问题。

故会在转速-占空比阶段考虑电压补偿。首先，基于所述目标电机转速得到前馈占空比。具体来说，基于目标电机转速查表得到前馈占空比。在表中包含了转速-前馈占空比曲线。故基于目标电机转速在转速-前馈占空比曲线中确定出对应的前馈占空比。其次，将当前实际电压和设定电压相减得到电压差值，基于所述电压差值得到电压补偿系数。该电压补偿系数用于弥补当前实际电压和设定电压的差异导致的占空比偏差。故最后，将所述电压补偿系数和所述前馈占空比相乘，得到修正前馈占空比。通过对离合器电子泵的目标电机转速对应的计算占空比进行基于控制器电压的补偿，避免由于电压引起的一系列驾驶性问题(例如能够提升低电压工况下的响应性，以及减缓离合器油压过冲造成的扭矩突变和驾驶性问题)，实现精准按需控制。

进一步的，得到修正前馈占空比之后，将所述计算占空比和所述修正前馈占空比求和，得到目标占空比；根据所述目标占空比控制电机运转，并控制油泵运转。

值得注意的是，本发明实施例的离合器控制是一个实时的闭环控制过程，在根据所述目标占空比控制电机运转之后，会得到实时的当前实际转速，进而再根据当前实际转速进行PID转速控制。进一步的，调节油泵转速、压力，得到符合目标转速和压力要求的控制结果。控制油泵运转之后，也会得到实时的当前实际油压，进而再根据当前实际油压所对应的实际工况选择PID系数进行PID压力控制。

本发明实施例的离合器的压力控制方法，由于在充油阶段油压上升缓慢，故新增高响应性的PID系数进行压力控制，进而生成较高的离合器电机转速，加快响应性。而在正常压力控制阶段，由于油压上升迅速，故采用常规的PID系数进行压力控制，避免产生过冲，并且保证在建压完成后的压力平稳性。

进一步的，针对不同电压和温度环境进行按需补偿，进而实现精准按需控制。

基于与前述实施例中同样的发明构思，下面的实施例介绍了一种离合器的压力控制系统，参看图2，该系统包括压力控制模块201和转速控制模块202。

压力控制模块，具体用于：获得当前实际油压；将所述当前实际油压和所述离合器的半离合点对应的特征压力值相比；若所述当前实际油压小于所述特征压力值，利用高响应性的第一PID系数进行PID压力控制；若所述当前实际油压大于等于所述特征压力值，利用第二PID系数进行PID压力控制；其中，所述第一PID系数大于所述第二PID系数。

作为一种可选的实施例，在PID压力控制之前，获得目标离合器压力和所述当前实际油压的压力差值；在PID压力控制的过程中，利用所述压力差值进行PID计算，得到计算转速。

作为一种可选的实施例，压力控制模块，具体还用于：基于当前实际油温和所述目标离合器压力得到修正前馈转速。将所述修正前馈转速和所述计算转速求和，得到目标电机转速。

作为一种可选的实施例，压力控制模块，具体还用于：基于所述当前实际油温得到油温补偿系数；基于所述目标离合器压力，得到对应的前馈转速；将所述油温补偿系数和所述前馈转速求和，得到所述修正前馈转速。

作为一种可选的实施例，转速控制模块，具体用于获得所述目标电机转速和实际电机转速的转速差值；根据所述转速差值进行PID转速控制，得到计算占空比。

作为一种可选的实施例，转速控制模块，具体还用于基于所述目标电机转速得到前馈占空比；将当前实际电压和设定电压相减得到电压差值，基于所述电压差值得到电压补偿系数；将所述电压补偿系数和所述前馈占空比相乘，得到修正前馈占空比。

作为一种可选的实施例，转速控制模块，具体还用于将所述计算占空比和所述修正前馈占空比求和，得到目标占空比；根据所述目标占空比控制电机运转，并控制油泵运转。

基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文任一所述方法的步骤。

基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种车辆，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文任一所述方法的步骤。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (8)

1.一种离合器的压力控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获得当前实际油压；

将所述离合器的半离合点作为分界点，将所述当前实际油压和所述离合器的半离合点对应的特征压力值相比；

若所述当前实际油压小于所述特征压力值，利用高响应性的第一PID系数进行PID压力控制；

若所述当前实际油压大于等于所述特征压力值，利用第二PID系数进行PID压力控制；其中，所述第一PID系数大于所述第二PID系数；

在PID压力控制之前，获得目标离合器压力和所述当前实际油压的压力差值；

在PID压力控制的过程中，利用所述压力差值进行PID计算，得到计算转速；得到所述计算转速之后，基于当前实际油温和所述目标离合器压力得到修正前馈转速；将所述修正前馈转速和所述计算转速求和，得到目标电机转速，电机控制油泵运转，控制油泵运转之后，得到实时的当前实际油压，再根据所述当前实际油压所对应的实际工况选择PID系数进行PID压力控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于当前实际油温和所述目标离合器压力得到修正前馈转速，具体包括：

基于所述当前实际油温得到油温补偿系数；

基于所述目标离合器压力，得到对应的前馈转速；

将所述油温补偿系数和所述前馈转速求和，得到所述修正前馈转速。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电机转速之后，所述方法还包括：

获得所述目标电机转速和实际电机转速的转速差值；

根据所述转速差值进行PID转速控制，得到计算占空比。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述得到计算占空比之后，所述方法还包括：

基于所述目标电机转速得到前馈占空比；

将当前实际电压和设定电压相减得到电压差值，基于所述电压差值得到电压补偿系数；

将所述电压补偿系数和所述前馈占空比相乘，得到修正前馈占空比。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述得到修正前馈占空比之后，所述方法还包括：

将所述计算占空比和所述修正前馈占空比求和，得到目标占空比；

根据所述目标占空比控制电机运转，并控制油泵运转。

6.一种离合器的压力控制系统，其特征在于，包括压力控制模块，用于：

获得当前实际油压；

将所述离合器的半离合点作为分界点，将所述当前实际油压和所述离合器的半离合点对应的特征压力值相比；

若所述当前实际油压小于所述特征压力值，利用高响应性的第一PID系数进行PID压力控制；若所述当前实际油压大于等于所述特征压力值，利用第二PID系数进行PID压力控制；其中，所述第一PID系数大于所述第二PID系数；

在PID压力控制之前，获得目标离合器压力和所述当前实际油压的压力差值；

在PID压力控制的过程中，利用所述压力差值进行PID计算，得到计算转速；得到所述计算转速之后，基于当前实际油温和所述目标离合器压力得到修正前馈转速；将所述修正前馈转速和所述计算转速求和，得到目标电机转速，电机控制油泵运转，控制油泵运转之后，得到实时的当前实际油压，再根据当前实际油压所对应的实际工况选择PID系数进行PID压力控制。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述方法的步骤。

8.一种车辆，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-5任一项所述方法的步骤。

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