CN114034483A - 一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法及系统，该方法包括：将待测试变速箱固定在变速箱综合性能试验台架上，待测试变速箱分别与两个负载电机和一个输入电机传动连接，以使试验台架形成输入电机与负载电机的转速比校验模式。建立期望扭矩与变速箱参数的对应表，并根据所述对应表对变速箱参数进行赋值，使负载电机运行扭矩达到设定的期望扭矩。建立转速与扭矩试验表，并根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，以获取待测试变速箱的离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表。根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制。本发明能提高自动变速箱的可靠性，增加汽车使用的安全性。

Description

一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车变速箱检测的技术领域，尤其涉及一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法及系统。

背景技术

离合器传递扭矩的真实性会影响整车实际驾驶性能。匹配双离合器自动变速器的整车，其变速箱控制多是扭矩和转速控制，离合器传递扭矩与发动机输出扭矩存在差距，可能造成发动机无法启动、蠕动熄火、转速掉坑、整车油耗增加、转速飞、变速箱敲齿冲击异响，从而影响驾乘品质和舒适性。目前，对离合器传递扭矩的测试是控制输入电机的转速和输出电机的扭矩，通过增加输出电机的扭矩、增加控制离合器电磁阀的电流，进而满足不同转速差下台架各扭矩仪、控制离合器电磁阀的电流、压力之间的关系表。但该测试方法在测试过程中需要不断尝试输出电机的扭矩和控制离合器电磁阀的电流，以满足输入扭矩和转速差的要求，在尝试过程中，离合器一直在处于滑磨状态，会加速离合器的磨损，该方法在测试前期数据可能准确，但后期的测试环境随着离合器的磨损已与整车实际应用工况发生改变，这种缺点可以通过多轮次更换离合器适当弥补，但仍存在试验过程较为繁琐，数据存在误差的风险。同时该方法中的流量、主油压事先固定，也可能与实车应用情况存在不符。

发明内容

本发明提供一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法及系统，解决现有自动变速箱离合器传递扭矩存在不精准的问题，能提高自动变速箱的可靠性，增加汽车使用的安全性。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法，包括：

将待测试变速箱固定在变速箱综合性能试验台架上，待测试变速箱分别与两个负载电机和一个输入电机传动连接，并与调试电脑和TCU信号连接，以使试验台架形成输入电机与负载电机的转速比校验模式；

建立期望扭矩与变速箱参数的对应表，并根据所述对应表对变速箱参数进行赋值，使负载电机运行扭矩达到设定的期望扭矩；

建立转速与扭矩试验表，并根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，以获取待测试变速箱的离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表；

根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，以使离合器电磁阀的电流和离合器压力与查表得到的所述输入电机扭矩相对应。

优选的，还包括：

对离合器KP值进行校验，如果所述KP值与基准值相差在10KPa以内，则表示离合器磨损在可接受范围内，否则更换离合器。

优选的，所述根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，包括：

将变速箱按设定档位进行控制，并按设定转速和设定转速差控制输入电机和输出电机动转，按所述试验表的扭矩值进行设定扭矩梯度加载，以验证输入电机扭矩与离合器请求的期望扭矩的对应关系。

优选的，所述根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，还包括：

根据离合器请求的期望扭矩获取离合器的期望压力，并根据设定的压力与电流曲线确定对应的期望电流；

变速箱控制器TCU根据所述期望电流调节离合器电流、离合器压力和离合器输出扭矩。

优选的，所述根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，包括：

将所述多维矩阵表设置在待测变速箱控制器TCU内，使TCU根据所述多维矩阵表查表得到离合器请求的期望扭矩所对应的输入电机扭矩，并将所述输入电机扭矩作为请求扭矩发送给发动机控制器ECU。

本发明还提供一种自动变速箱离合器传扭精度的控制系统，包括：

台架校验单元，用于将待测试变速箱固定在变速箱综合性能试验台架上，待测试变速箱分别与两个负载电机和一个输入电机传动连接，并与调试电脑和TCU信号连接，以使试验台架形成输入电机与负载电机的转速比校验模式；

第一控制单元，用于建立期望扭矩与变速箱参数的对应表，并根据所述对应表对变速箱参数进行赋值，使负载电机运行扭矩达到设定的期望扭矩；

第二控制单元，用于建立转速与扭矩试验表，并根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，以获取待测试变速箱的离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表；

第三控制单元，用于根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，以使离合器电磁阀的电流和离合器压力与查表得到的所述输入电机扭矩相对应。

优选的，还包括：

KP校验单元，用于对离合器KP值进行校验，如果所述KP值与基准值相差在10KPa以内，则表示离合器磨损在可接受范围内，否则更换离合器。

优选的，所述第二控制单元包括：

扭矩验证单元，用于将变速箱按设定档位进行控制，并按设定转速和设定转速差控制输入电机和输出电机动转，按所述试验表的扭矩值进行设定扭矩梯度加载，以验证输入电机扭矩与离合器请求的期望扭矩的对应关系。

优选的，所述第二控制单元还包括：

离合器控制单元，用于根据离合器请求的期望扭矩获取离合器的期望压力，并根据设定的压力与电流曲线确定对应的期望电流；

发动机控制器TCU根据所述期望电流控制离合器电流、离合器压力和离合器输出扭矩。

优选的，所述第三控制单元包括：

查表控制单元，用于将所述多维矩阵表设置在待测变速箱控制器TCU 内，使TCU根据所述多维矩阵表查表得到离合器请求的期望扭矩所对应的输入电机扭矩，并将所述输入电机扭矩作为请求扭矩发送给发动机控制器 ECU。

本发明提供一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法及系统，通过试验台架对待测试变速箱进行期望扭矩和输入电机扭矩的对应关系验证，以获取离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表，并根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制。解决现有自动变速箱离合器传递扭矩存在不精准的问题，能提高自动变速箱的可靠性，增加汽车使用的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明提供的一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法的示意图。

图2是本发明提供的变速箱扭矩传递示意图。

图3是本发明提供的离合器传扭示意图。

图4是本发明实施列提供的试验台架设备连接示意图。

图5是本发明实施例提供的离合器传扭精度试验方法示意图。

图6是本发明实施例提供的扭矩加载梯度示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

针对当前变速箱离合器传递扭矩存在不精准的问题，本发明提供一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法及系统，通过试验台架对待测试变速箱进行期望扭矩和输入电机扭矩的对应关系验证，以获取离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表，并根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制。解决现有自动变速箱离合器传递扭矩存在不精准的问题，能提高自动变速箱的可靠性，增加汽车使用的安全性。

如图1所示，一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法，包括：

S1：将待测试变速箱固定在变速箱综合性能试验台架上，待测试变速箱分别与两个负载电机和一个输入电机传动连接，并与调试电脑和TCU信号连接，以使试验台架形成输入电机与负载电机的转速比校验模式。

S2：建立期望扭矩与变速箱参数的对应表，并根据所述对应表对变速箱参数进行赋值，使负载电机运行扭矩达到设定的期望扭矩。

S3：建立转速与扭矩试验表，并根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，以获取待测试变速箱的离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表；

S4：根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，以使离合器电磁阀的电流和离合器压力与查表得到的所述输入电机扭矩相对应。

在实际应用中，如图2所示，DCT变速箱主要有机械硬件连接、液压动力连接和电控信号连接三大部分组成。离合器前端的扭矩来自发动机飞轮，离合器后端的扭矩来自离合器压力，离合器前端和后端扭矩存在差距即为油泵和离合器的损失。扭矩传递的具体过程分驾驶模式不同有所区别，如蠕动模式，此时TCU需要通过TqCluterLoad信号把变速箱负载告诉发动机控制器ECU，ECU控制进气量和喷油量输出扭矩达到满足飞轮端扭矩大于变速箱负载的目的，从而驱动车辆行驶。在这个蠕动过程中，变速箱的期望扭矩处于开环状态，一直增大，离合器压力随之增大，变速箱离合器的压力来源于变速箱的液压系统，最终离合器输出一个扭矩(离合器)驱动车辆。再比如起步模式，此时ECU根据驾驶员踩踏油门开度的大小决定进气量和喷油量，进而输出扭矩，此时ECU会把发动机飞轮端输出的扭矩通过信号EngTqAtGbxInpShaft发送给TCU，作为期望扭矩的前馈，根据图 3控制流程所示，计算离合器压力，离合器压力由液压系统提供，最终离合器输出一个扭矩。

利用变速箱综合性能试验台架设备，如图4所示，该试验台主要由一个输入电机1相当于发动机，两个负载电机2通过传动轴5连接到变速箱差速器4，相当于整车阻力，并设置扭矩仪3，以测试输入电机、负载电机的输出扭矩。将测试变速箱搭载到变速箱综合性能试验台架后，连接相关电气设备，主要是变速箱、TCU、台架和电脑间的通讯。连接后进行通讯调试，完成后在台架控制页面调取表1中的信号，并进行相应的赋值。赋值完成后离合器期望扭矩TqDesAtClu1即变成标定量，可以输入想要验证的扭矩值。然后将台架的控制模式调节到SPEED-SPEED模式，即可直接控制输入电机和输出电机的转速，以满足输入转速和转速差的要求。检查挡位，确认N挡，驱动台架和变速器，按表2中工况调整挡位、油温、输入转速、转速差、离合器期望扭矩等，进行试验。试验过程中实时保存相关数据，最终会得到输入电机扭矩、TqCluterLoad、TqDesAtClu1(或 TqDesAtClu2)、IAct的关系表。

表1

信号	赋值
		SwtForTqDesAtClu1/2_C	1
CluActvnSpSwtAtClu1/2_C	SW_VALUE
		CluActvnSpAtClu1/2_C	CLU_ACTVN_OPEN
ActvnOfChkKL15Err_C	ON
		EngldVldVal_C	2
EngSts	1
		GlbFcnSt	5

表2

本方法可以明确湿式离合器自动变速箱离合器传扭精度，将输入扭矩、TqCluterLoad、TqDesAtClu1(或TqDesAtClu2)、IAct的关系在整车应用，能够提高扭矩传递的精度，更好地提升整车驾驶品质和舒适性，同时也可以有效降低离合器的磨损，得到的数据真实性可靠性更高。

该方法还包括：

S5：对离合器KP值进行校验，如果所述KP值与基准值相差在10KPa 以内，则表示离合器磨损在可接受范围内，否则更换离合器。

在实际应用中，为了保持测试得到的数据的准确性，开始试验时测试离合器的KP(该指标可以反映离合器磨损程度)作为基准，后续完成一组输入转速的测试后再复测KP，并与基准比较，以保证离合器磨损程度在可接受范围内。

进一步，所述根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，包括：

将变速箱按设定档位进行控制，并按设定转速和设定转速差控制输入电机和输出电机动转，按所述试验表的扭矩值进行设定扭矩梯度加载，以验证输入电机扭矩与离合器请求的期望扭矩的对应关系。

进一步，所述根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，还包括：

根据离合器请求的期望扭矩获取离合器的期望压力，并根据设定的压力与电流曲线确定对应的期望电流；

变速箱控制器TCU根据所述期望电流调节离合器电流、离合器压力和离合器输出扭矩。

进一步，所述根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，包括：

将所述多维矩阵表设置在待测变速箱控制器TCU内，使TCU根据所述多维矩阵表查表得到离合器请求的期望扭矩所对应的输入电机扭矩，并将所述输入电机扭矩作为请求扭矩发送给发动机控制器ECU。

在实际应用中，在一实施例中，提供一种湿式离合器自动变速箱离合器传扭精度的试验方法，如图5所示，主要包括以下步骤：

(1)将待测试变速箱固定在变速箱综合性能试验台架上，连接并调试电脑、TCU及台架的通讯，启动台架后将试验台架的模式调整为 Speed/Speed模式，即输入电机和输出电机均直接控制转速。

(2)以40℃，1档，输入转速1000rpm，转速差200rpm为例，通过调整台架和TCU相应参数，试运转到变速箱油温达到40℃并稳定后，将变速箱档位控制在1档，将输入电机转速控制在800rpm，控制转速差为200 转(此时需要控制输出电机转速＝(1000-200)/1档速比)。

(3)在电脑中通过CANape连接TCU实时采集相应数据，并按表1 列表对参数进行赋值，然后对TqDesAtClu1依次赋值，按表2中的扭矩值和图6扭矩梯度加载，从0Nm加载到100Nm然后再降低到0Nm，每次加载时常5s；然后控制转速差为100rpm(此时需要控制输出电机转速＝ (1000-100)/1档速比)，同时按表2中的扭矩值和图5扭矩梯度加载即可。

(4)同理，按照(2)、(3)，当输入转速1000rpm，所有转速差的工况都完成后对离合器KP进行校验，若与基准值相差在10kPa以内则表示离合器磨损在可接受范围内；然后进行下一组不同输入转速的试验。

(5)同理，重复(2)、(3)、(4)，完成其他档位的试验。

(6)同理，重复(2)、(3)、(4)、(5)，完成其他温度工况的试验

(7)试验完成后，以图6为例，简要说明了不同转速差、不同温度、不同KP对TCU预估扭矩精度的影响。通过对数据进行分析处理，TCU预估扭矩精度随着转速差增大而增大；随着温度增大有所降低；随着KP增大而增大。通过变速箱综合性能试验台架测试相应工况后输出的离合器请求扭矩-离合器电流-离合器压力-输入电机扭矩的对应关系多维矩阵表。在 TCU软件内部定义一个扭矩信号(如TqCluterLoad)，当TCU接收到离合器请求扭矩后，查多维矩阵表与之对应的输入电机扭矩，赋值给 TqCluterLoad，然后把TqCluterLoad发送给ECU，ECU控制发动机输出到飞轮端的扭矩与TqCluterLoad相等或误差在可接受范围内，表明TCU预估扭矩精度很高。同理，当TCU接受到ECU发送的扭矩时，根据多维矩阵表查找与之对应的输入电机扭矩，最终输出相应的电流控制电磁阀，由液压系统提供相应的压力，使离合器输出相应的扭矩。

可见，本发明提供一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法，通过试验台架对待测试变速箱进行期望扭矩和输入电机扭矩的对应关系验证，以获取离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表，并根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制。解决现有自动变速箱离合器传递扭矩存在不精准的问题，能提高自动变速箱的可靠性，增加汽车使用的安全性。

本发明还提供一种自动变速箱离合器传扭精度的控制系统，包括：台架校验单元，用于将待测试变速箱固定在变速箱综合性能试验台架上，待测试变速箱分别与两个负载电机和一个输入电机传动连接，并与调试电脑和TCU信号连接，以使试验台架形成输入电机与负载电机的转速比校验模式。第一控制单元，用于建立期望扭矩与变速箱参数的对应表，并根据所述对应表对变速箱参数进行赋值，使负载电机运行扭矩达到设定的期望扭矩。第二控制单元，用于建立转速与扭矩试验表，并根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，以获取待测试变速箱的离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表。第三控制单元，用于根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，以使离合器电磁阀的电流和离合器压力与查表得到的所述输入电机扭矩相对应。

该系统还包括：KP校验单元，用于对离合器KP值进行校验，如果所述KP值与基准值相差在10KPa以内，则表示离合器磨损在可接受范围内，否则更换离合器。

所述第二控制单元包括：扭矩验证单元，用于将变速箱按设定档位进行控制，并按设定转速和设定转速差控制输入电机和输出电机动转，按所述试验表的扭矩值进行设定扭矩梯度加载，以验证输入电机扭矩与离合器请求的期望扭矩的对应关系。

所述第二控制单元还包括：离合器控制单元，用于根据离合器请求的期望扭矩获取离合器的期望压力，并根据设定的压力与电流曲线确定对应的期望电流。发动机控制器TCU根据所述期望电流控制离合器电流、离合器压力和离合器输出扭矩。

所述第三控制单元包括：查表控制单元，用于将所述多维矩阵表设置在待测变速箱控制器TCU内，使TCU根据所述多维矩阵表查表得到离合器请求的期望扭矩所对应的输入电机扭矩，并将所述输入电机扭矩作为请求扭矩发送给发动机控制器ECU。

可见，本发明提供一种自动变速箱离合器传扭精度的控制系统，通过试验台架对待测试变速箱进行期望扭矩和输入电机扭矩的对应关系验证，以获取离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表，并根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制。解决现有自动变速箱离合器传递扭矩存在不精准的问题，能提高自动变速箱的可靠性，增加汽车使用的安全性。

以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动变速箱离合器传扭精度的控制方法，其特征在于，包括：

将待测试变速箱固定在变速箱综合性能试验台架上，待测试变速箱分别与两个负载电机和一个输入电机传动连接，并与调试电脑和TCU信号连接，以使试验台架形成输入电机与负载电机的转速比校验模式；

建立期望扭矩与变速箱参数的对应表，并根据所述对应表对变速箱参数进行赋值，使负载电机运行扭矩达到设定的期望扭矩；

建立转速与扭矩试验表，并根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，以获取待测试变速箱的离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表；

根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，以使离合器电磁阀的电流和离合器压力与查表得到的所述输入电机扭矩相对应。

2.根据权利要求1所述的自动变速箱离合器传扭精度的控制方法，其特征在于，还包括：

对离合器KP值进行校验，如果所述KP值与基准值相差在10KPa以内，则表示离合器磨损在可接受范围内，否则更换离合器。

3.根据权利要求2所述的自动变速箱离合器传扭精度的控制方法，其特征在于，所述根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，包括：

将变速箱按设定档位进行控制，并按设定转速和设定转速差控制输入电机和输出电机转动，按所述试验表的扭矩值进行设定扭矩梯度加载，以验证输入电机扭矩与离合器请求的期望扭矩的对应关系。

4.根据权利要求3所述的自动变速箱离合器传扭精度的控制方法，其特征在于，所述根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，还包括：

根据离合器请求的期望扭矩获取离合器的期望压力，并根据设定的压力与电流曲线确定对应的期望电流；

变速箱控制器TCU根据所述期望电流调节离合器电流、离合器压力和离合器输出扭矩。

5.根据权利要求4所述的自动变速箱离合器传扭精度的控制方法，其特征在于，所述根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，包括：

将所述多维矩阵表设置在待测变速箱控制器TCU内，使TCU根据所述多维矩阵表查表得到离合器请求的期望扭矩所对应的输入电机扭矩，并将所述输入电机扭矩作为请求扭矩发送给发动机控制器ECU。

6.一种自动变速箱离合器传扭精度的控制系统，其特征在于，包括：

台架校验单元，用于将待测试变速箱固定在变速箱综合性能试验台架上，待测试变速箱分别与两个负载电机和一个输入电机传动连接，并与调试电脑和TCU信号连接，以使试验台架形成输入电机与负载电机的转速比校验模式；

第一控制单元，用于建立期望扭矩与变速箱参数的对应表，并根据所述对应表对变速箱参数进行赋值，使负载电机运行扭矩达到设定的期望扭矩；

第二控制单元，用于建立转速与扭矩试验表，并根据所述试验表对变速箱各档位进行转速与扭矩试验，以获取待测试变速箱的离合器期望扭矩、离合器电流、离合器压力和输入电机扭矩的对应关系的多维矩阵表；

第三控制单元，用于根据所述多维矩阵表对离合器传递扭矩进行控制，以使离合器电磁阀的电流和离合器压力与查表得到的所述输入电机扭矩相对应。

7.根据权利要求6所述的自动变速箱离合器传扭精度的控制系统，其特征在于，还包括：

KP校验单元，用于对离合器KP值进行校验，如果所述KP值与基准值相差在10KPa以内，则表示离合器磨损在可接受范围内，否则更换离合器。

8.根据权利要求7所述的自动变速箱离合器传扭精度的控制系统，其特征在于，所述第二控制单元包括：

扭矩验证单元，用于将变速箱按设定档位进行控制，并按设定转速和设定转速差控制输入电机和输出电机动转，按所述试验表的扭矩值进行设定扭矩梯度加载，以验证输入电机扭矩与离合器请求的期望扭矩的对应关系。

9.根据权利要求8所述的自动变速箱离合器传扭精度的控制系统，其特征在于，所述第二控制单元还包括：

离合器控制单元，用于根据离合器请求的期望扭矩获取离合器的期望压力，并根据设定的压力与电流曲线确定对应的期望电流；

变速箱控制器TCU根据所述期望电流调节离合器电流、离合器压力和离合器输出扭矩。

10.根据权利要求9所述的自动变速箱离合器传扭精度的控制系统，其特征在于，所述第三控制单元包括：

查表控制单元，用于将所述多维矩阵表设置在待测变速箱控制器TCU内，使TCU根据所述多维矩阵表查表得到离合器请求的期望扭矩所对应的输入电机扭矩，并将所述输入电机扭矩作为请求扭矩发送给发动机控制器ECU。

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