CN114776727A - 湿式离合器充油的控制方法、控制装置和车辆的控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种湿式离合器充油的控制方法、控制装置和车辆的控制器，控制方法包括步骤：根据湿式离合器充油需要，控制主油路的ATF油通过执行油路进入离合器油腔；控制主油路的ATF油按照高压油压推进‑过渡油压推进‑平衡油压保持的充油模式充入至离合器油腔；以及控制主油路的ATF油由高压油压降至过渡油压的起始点，然后由起始点逐渐升至平衡油压，其中，起始点低于平衡油压，平衡油压低于高压油压。本发明通过过渡油压推进阶段可以降低平衡油压保持阶段对高压油压推进阶段的时间约束，从而可以通过增加高压油压推进阶段的时间以及压缩平衡油压保持的时间来减小整个离合器的换挡时间，提高了离合器的换挡响应性。

Description

湿式离合器充油的控制方法、控制装置和车辆的控制器
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种湿式离合器充油的控制方法、控制装置和车辆的控制器。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
现有的湿式离合器充油技术基本原理为：湿式离合器执行油腔的体积为ΔV，快速充油阶段供给执行油腔的压力为p，执行油路的截面积为s，则理论上完成执行油腔充油的时间为ΔV/p*s，一般在实际应用过程时，会设定几个标定量来控制快速充油时的充油压力P和充油时间T，以此来完成快速充油。快速充油阶段的压力控制示意如图1所示，现有的技术方案在对充油效果要求不高的工况下能够满足大部分工况的使用要求，也方便自适应的执行，但是在对充油效果要求较高，充油时间要求较短时，现有的充油方式无法满足使用需求。
原因是由于湿式离合器的执行油道一般较长，在快速充油过程中，ATF油在主油路压力的作用下，具有较高的运动速度，在结束快速充油阶段后，如果按照现有方法，则油道中ATF油的惯性力会直接作用在回位弹簧上，导致回位弹簧受到过量压缩，使得离合器片出现部分结合，造成过充油的现象，并产生冲击。
发明内容
本发明提供了一种湿式离合器充油的控制方法、控制装置和车辆的控制器，目的是至少解决现有的充油方式无法满足对于充油效果要求较高、充油时间要求较短的需求的技术问题，该目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的第一方面提供了一种湿式离合器充油的控制方法，控制方法包括步骤：根据湿式离合器充油需要，控制主油路的ATF油通过执行油路进入离合器油腔；控制主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至离合器油腔；以及控制主油路的ATF油由高压油压降至过渡油压的起始点，然后由起始点逐渐升至平衡油压，其中，起始点低于平衡油压，平衡油压低于高压油压。
本发明通过过渡油压推进阶段可以降低平衡油压保持阶段对高压油压推进阶段的时间约束，从而可以通过增加高压油压推进阶段的时间以及压缩平衡油压保持的时间来减小整个离合器的换挡时间，提高了离合器的换挡响应性。
进一步地，过渡油压的起始点包括零油压，控制主油路的ATF油由高压油压降至过渡油压的起始点，然后由起始点逐渐升至平衡油压包括：控制主油路的控制阀关闭使ATF油由高压油压的状态降至零油压；以及控制控制阀逐步打开使ATF油由零油压逐步升至平衡油压。
进一步地，控制控制阀关闭使ATF油由高压油压的状态降至零油压后还包括：控制ATF油由高压油压的状态降至零油压并保持预设时间。
进一步地，预设时间包括10ms。
进一步地，控制主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至离合器油腔包括：获取湿式离合器所需的ATF油量；根据ATF油量计算高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间。
进一步地，根据ATF油量计算高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间包括：确定高压油压、过渡油压和平衡油压；根据ATF油量和高压油压、过渡油压和平衡油压生成高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间的多种时间组合；根据多种时间组合中的最小时间和值确定高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间。
进一步地，确定高压油压、过渡油压和平衡油压包括：根据回位弹簧的弹力、ATF油的离心力、活塞的摩擦力以及离合器片的反作用力确定平衡油压。
本发明的第二方面提供了一种湿式离合器充油的控制装置，控制装置通过执行根据本发明的第一方面的湿式离合器充油的控制方法，控制装置包括：获取模块，用于根据湿式离合器充油需要，控制主油路的ATF油通过执行油路进入离合器油腔；控制模块，用于控制主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至离合器油腔；以及控制主油路的ATF油由高压油压降至过渡油压的起始点，然后由起始点逐渐升至平衡油压，其中，起始点低于平衡油压，平衡油压低于高压油压。
本发明的第三方面提供了一种车辆的控制器，控制器包括根据本发明的第二方面的湿式离合器充油的控制装置和计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有控制指令，控制装置通过执行控制指令来实现根据本发明的第一方面的湿式离合器充油的控制方法。
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为现有技术中湿式离合器的充油方式的示意图；
图2为本发明一个实施例的湿式离合器充油的控制方法的流程示意图；
图3为本发明一个实施例的湿式离合器的充油方式的示意图；
图4为本发明一个实施例的湿式离合器充油的控制装置的结构框图。
其中，附图标记如下：
10、控制器；11、计算机可读存储介质；12、控制装置；121、控制模块；122、获取模块；123、计算模块；124、确定模块；125、生成模块。
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方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，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方式所限制。相反，提供这些实施方式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。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。
尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”和“第三”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“上”、“内”、“靠近”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应的进行解释。
快速充油：湿式离合器在结合前需要对执行油腔进行快速填充，以便在后续离合器动作时获得更快的相应速度和更好的响应精度。
KP点：是指在湿式离合器充油完成后，可以平衡回位弹簧作用力的压力值。
执行油路：湿式离合器从主油路到离合器油腔之间的油路。
如图2所示，本发明的第一方面提供了一种湿式离合器充油的控制方法，控制方法包括步骤：根据湿式离合器充油需要，控制主油路的ATF油(自动变速器油)通过执行油路进入离合器油腔；控制主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至离合器油腔；以及控制主油路的ATF油由高压油压降至过渡油压的起始点，然后由起始点逐渐升至平衡油压，其中，起始点低于平衡油压，平衡油压低于高压油压。
本发明通过过渡油压推进阶段可以降低平衡油压保持阶段对高压油压推进阶段的时间约束，从而可以通过增加高压油压推进阶段的时间以及压缩平衡油压保持的时间来减小整个离合器的换挡时间，提高了离合器的换挡响应性。
根据本发明的实施例，过渡油压的起始点包括零油压，控制主油路的ATF油由高压油压降至过渡油压的起始点，然后由起始点逐渐升至平衡油压包括：控制主油路的控制阀关闭主油路使ATF油由高压油压的状态降至零油压；以及控制控制阀逐步打开使ATF油由零油压逐步升至平衡油压。
在本实施例中，本申请中所述的起始点包括零压力、以及大于零压力并小于平衡油压的其他油压值，下面会通过优选实施例详细阐述起始点。
根据本发明的实施例，控制控制阀关闭主油路使ATF油由高压油压的状态降至零油压后还包括：控制ATF油由高压油压的状态降至零油压并保持预设时间。
在本实施例中，本申请是在压力控制层面进行的控制参数改变，控制示意图中所示的都是控制压力值，由于实际电磁阀控制过程中的控制变量为电流值，也可以通过在快速充油阶段结束后将控制电流降为零的方式来实现本实施例。
根据本发明的实施例，控制主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至离合器油腔包括：获取湿式离合器所需的ATF油量；根据ATF油量计算高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间。
在本实施例中，以湿式离合器的离合器油腔的体积为ΔV为例，高压油压推进阶段供给离合器油腔的压力为p，离合器油腔的截面积为s，则理论上完成离合器油腔充油的时间为ΔV/p*s。同时，为了减少湿式离合器的活塞产生冲击现象，只能在高压油压推进阶段还未完成时便进入过渡油压推进阶段和平衡油压保持阶段，依靠过渡油压推进阶段和平衡油压保持阶段去弥补高压油压推进阶段未完成部分的填充。
根据本发明的实施例，根据ATF油量计算高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间包括：确定高压油压、过渡油压和平衡油压；根据ATF油量和高压油压、过渡油压和平衡油压生成高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间的多种时间组合；根据多种时间组合中的最小时间和值确定高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间。具体地，可以通过增加高压油压推进阶段的时间以及压缩平衡油压保持的时间来减小整个离合器的换挡时间，提高了离合器的换挡响应性。
根据本发明的实施例，确定高压油压、过渡油压和平衡油压包括：根据回位弹簧的弹力、ATF油的离心力、活塞的摩擦力以及离合器片的反作用力确定平衡油压。
在本实施例中，在湿式离合器充油过程中，执行活塞会受到以下几种力的作用：1、回位弹簧自身弹簧特性下产生的弹力；2、执行活塞腔产生的压力；3、湿式离合器在运动过程中由于离心力作用在ATF油上产生的油压作用在平衡腔内产生的压力；4、执行活塞在运动过程中的摩擦力；5、离合器片在被压紧过程中产生的反作用力。在理想状态下，这几个力相互作用，在快速充油完成后，达到一种平衡状态，缓慢推动活塞移动，压紧离合器片。
下面详细阐述本申请的湿式离合器充油的控制方法：
以农用CVT变速器为例，农用CVT变速器在换挡过程中需要结合一个离合器的同时，打开一个离合器，结合的离合器在控制过程中会按照离合器部件的动作不同，用不同的控制阶段加以区分，本方案针对离合器刚开始动作时的快速充油Boost阶段，是针对Boost阶段控制压力变化提出的一种新型压力控制方式。
在湿式离合器充油的控制方法的实际执行过程中，由于需要考虑使用较短的时间有利于缩短换挡时间，得到更好的响应性，一般使用的充油压力较高，这样就使得ATF油在执行油道里的速度较高，在离合器压紧时，离合器油腔体积不再发生变化，执行油道中的油会突变为静止状态，惯性力矩会作用在活塞上，导致活塞提前快速结合，造成冲击。
所以在湿式离合器充油的控制方法的实际控制过程中，为了防止活塞冲击的产生，只能在离合器油腔充油还未完成时便进入KP保持阶段(平衡油压保持)，依靠较长时间的KP保持阶段去弥补快速充油未完成部分的填充，此种方法会拉长整体换挡时间，不利于提升整体换挡响应性。
本发明旨在快速充油阶段结束时，通过主动切断主油路与执行油道的联系，主动消除执行油道中的ATF油惯性力，防止惯性力矩作用在离合器的活塞上造成冲击。
如图3所示，在湿式离合器的控制过程中，增加一个额外的控制状态BoostDown(过渡油压推进-平衡油压保持)，此状态的持续时间为T1，T1设置为可标定参数，当进入BoostDown阶段时，主动将控制压力降为0并保持T1时间，此处建议T1时间为10ms(一个调度周期)，这样在主油路端的离合器压力供给电磁阀会关闭，主动将执行油道中的ATF油与主油路断开，消除惯性力矩，由于此处时间调整到10ms也可以达到充油目的，所以不会增加整体的充油时长。
此时，本申请将整个充油过程由原来的Boost(高压油压推进)-KP(平衡油压保持)这两个阶段分成了Boost(高压油压推进)-BoostDown(过渡油压推进-平衡油压保持)-KP(平衡油压保持)这三个阶段，通过这种方式，在实际应用过程中，可以适当增加Boost的时间以达成更好的填充效果，从而压缩KP的保持时间，以减小整个换挡的时间，增加换挡响应性。
本发明的关键点在于，透彻理解整个湿式离合器的充油过程中各个力的来源以及过程中各部分的动作特性，分析出现有的技术方案无法满足需求的关键因素，从此关键因素出发，找出解决此问题的方法并加以实施。
如图4所示，本发明的第二方面提供了一种湿式离合器充油的控制装置12，控制装置12通过执行根据本发明的第一方面的湿式离合器充油的控制方法，控制装置12包括：获取模块122，用于根据湿式离合器充油需要，控制主油路的ATF油通过执行油路进入离合器油腔；控制模块121，用于控制主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至离合器油腔；以及控制主油路的ATF油由高压油压降至过渡油压的起始点，然后由起始点逐渐升至平衡油压，其中，起始点低于平衡油压，平衡油压低于高压油压。
本发明通过过渡油压推进阶段可以降低平衡油压保持阶段对高压油压推进阶段的时间约束，从而可以通过增加高压油压推进阶段的时间以及压缩平衡油压保持的时间来减小整个换挡的时间，提高了换挡响应性。
根据本发明的实施例，控制模块121还用于控制主油路的控制阀关闭主油路使ATF油由高压油压的状态降至零油压；以及控制控制阀逐步打开使ATF油由零油压逐步升至平衡油压。
根据本发明的实施例，控制模块121还用于：控制ATF油由高压油压的状态降至零油压并保持预设时间。
根据本发明的实施例，控制装置12还包括：获取模块122，获取湿式离合器所需的ATF油量；计算模块123，根据ATF油量计算高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间。
根据本发明的实施例，控制装置12还包括：确定模块124，确定高压油压、过渡油压和平衡油压；生成模块125，根据ATF油量和高压油压、过渡油压和平衡油压生成高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间的多种时间组合；以及根据多种时间组合中的最小时间和值确定高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间。
根据本发明的实施例，确定模块124还用于根据回位弹簧的弹力、湿式离合器的活塞腔压力、ATF油的离心力、活塞的摩擦力以及离合器片的反作用力确定平衡油压。
本发明的第三方面提供了一种车辆的控制器10，控制器10包括根据本发明的第二方面的湿式离合器充油的控制装置12和计算机可读存储介质11，计算机可读存储介质11内存储有控制指令，控制装置12通过执行控制指令来实现根据本发明的第一方面的湿式离合器充油的控制方法。
在本实施例中，车辆的控制器10具有本发明湿式离合器充油的控制方法的一切技术效果，在此不再进行赘述。
另外，本发明提供的车辆的控制器10可集成在ECU模块中或者为单独的电控单元，车辆的控制器10与ECU可通讯及数据交换，以及控制湿式离合器进入本申请公布的充油模式。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或控制装置(如处理器)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种湿式离合器充油的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括步骤：
根据所述湿式离合器充油需要，控制主油路的ATF油通过执行油路进入离合器油腔；
控制所述主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至所述离合器油腔；以及
控制所述主油路的所述ATF油由所述高压油压降至所述过渡油压的起始点，然后由所述起始点逐渐升至所述平衡油压，
其中，所述起始点低于所述平衡油压，所述平衡油压低于所述高压油压。
2.根据权利要求1所述的湿式离合器充油的控制方法，其特征在于，所述过渡油压的所述起始点包括零油压，所述控制所述主油路的所述ATF油由所述高压油压降至所述过渡油压的起始点，然后由所述起始点逐渐升至所述平衡油压包括：
控制所述主油路的控制阀关闭使所述ATF油由所述高压油压的状态降至所述零油压；以及
控制所述控制阀逐步打开使所述ATF油由零油压逐步升至所述平衡油压。
3.根据权利要求2所述的湿式离合器充油的控制方法，其特征在于，所述控制所述控制阀关闭使所述ATF油由所述高压油压的状态降至所述零油压后还包括：
控制所述ATF油由所述高压油压的状态降至所述零油压并保持预设时间。
4.根据权利要求3所述的湿式离合器充油的控制方法，其特征在于，所述预设时间包括10ms。
5.根据权利要求1所述的湿式离合器充油的控制方法，其特征在于，所述控制所述主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至所述离合器油腔包括：
获取所述湿式离合器所需的ATF油量；
根据所述ATF油量计算高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间。
6.根据权利要求5所述的湿式离合器充油的控制方法，其特征在于，所述根据所述ATF油量计算高压油压推进时间、过渡油压推进时间和平衡油压保持时间包括：
确定所述高压油压、所述过渡油压和所述平衡油压；
根据所述ATF油量和所述高压油压、所述过渡油压、所述平衡油压生成所述高压油压推进时间、所述过渡油压推进时间和所述平衡油压保持时间的多种时间组合；
根据所述多种时间组合中的最小时间和值确定所述高压油压推进时间、所述过渡油压推进时间和所述平衡油压保持时间。
7.根据权利要求6所述的湿式离合器充油的控制方法，其特征在于，所述确定所述高压油压、所述过渡油压和所述平衡油压包括：
根据所述湿式离合器的回位弹簧的弹力、所述湿式离合器的ATF油离心力、所述湿式离合器的活塞摩擦力以及所述湿式离合器的离合器片反作用力来确定所述平衡油压。
8.一种湿式离合器充油的控制装置，其特征在于，所述控制装置通过执行根据权利要求1所述的湿式离合器充油的控制方法，所述控制装置包括：
控制模块，用于根据所述湿式离合器充油需要，控制主油路的ATF油通过执行油路进入离合器油腔；以及
用于控制所述主油路的ATF油按照高压油压推进-过渡油压推进-平衡油压保持的充油模式充入至所述离合器油腔；以及
用于控制所述主油路的所述ATF油由所述高压油压降至所述过渡油压的起始点，然后由所述起始点逐渐升至所述平衡油压，
其中，所述起始点低于所述平衡油压，所述平衡油压低于所述高压油压。
9.一种车辆的控制器，其特征在于，所述控制器包括根据权利要求8所述的湿式离合器充油的控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实现根据权利要求1所述的湿式离合器充油的控制方法。
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