CN115750781A - 变速器的流量阀qi特性数据的自学习方法、系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法、系统及车辆，其通过给待学习流量阀依次施加预先设定的2n个电流，使待学习流量阀对应的拨叉向左移动挂挡与向右移动挂挡交替进行n次，采集所用时间，并计算流量，然后进行拟合得到QI特性数据，其能在保证流量阀的QI特性曲线的准确性，实现对拨叉移动更精确的控制同时，有效减少流量阀QI特性数据的自学习时间，提高学习效率。

Description

变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法、系统及车辆
技术领域
本发明属于湿式混合动力变速器领域，具体涉及一种变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法、系统及车辆。
背景技术
湿式混合动力变速器通过离合器的打开与接合决定发动机是否介入车辆的驱动，低速时使用纯电模式运行，高速时并联驱动，从而降低油耗和排放。其换挡过程包括挡位接合过程(即同步器的接合过程)，通过活塞推动拨叉移动来实现。该同步器的接合过程中，拨叉移动需要克服拨叉定位销、同步器滑块、活塞摩擦、反向活塞阻碍、拨叉卡滞等阻力。拨叉对应的流量阀为三通阀，其出口的流量需要通过请求电流进行控制。而整个拨叉移动过程中均需要通过流量阀提供合适的流量以控制拨叉的移动速度，即请求对应的电流以控制其所需要的流量。其中，适当的拨叉速度是指：既要防止由于该拨叉速度过大引起挂档冲击、挂档噪声等问题，又要避免由于该拨叉速度过小导致挂档失败的问题。
变速器中有多个拨叉，就有与拨叉数量相等的流量阀，各个流量阀的QI特性曲线(即流量Q与电流I的对应关系曲线)会存在一定差异，如何准确确定各个流量阀的QI特性曲线的数据(即QI特性数据)，保证流量阀的QI特性曲线的准确性，以实现对拨叉移动更精确的控制是目前急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法、系统及车辆，以在准确确定各个流量阀的QI特性数据的同时，有效减少自学习时间，提高效率。
本发明所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法为：在满足自学习触发条件时，进行流量阀QI特性数据的自学习，执行如下步骤：
步骤一、使待学习流量阀为变速器的第一个流量阀，然后执行步骤二。
步骤二、请求待学习流量阀对应的压力阀保持预设压力，请求待学习流量阀对应的拨叉处于最右位置在挡状态(即挂在最右边的挡位上)，然后执行步骤三。
步骤三、给待学习流量阀依次施加预先设定的2n个电流I1、In+1、I2、In+2、…、In-1、I2n-1、In、I2n，使待学习流量阀对应的拨叉向左移动挂挡与向右移动挂挡交替进行n次，获取并缓存该拨叉向左移动挂挡n次所用的n个时间T1、T2、…、Tn-1、Tn以及拨叉向右移动挂挡n次所用的n个时间Tn+1、Tn+2、…、T2n-1、T2n，然后执行步骤四；其中，电流I1、I2、…、In-1、In都小于待学习流量阀的中间电流，电流In+1、In+2、…、I2n-1、I2n都大于待学习流量阀的中间电流。给待学习流量阀施加电流I1、I2、…、In-1、In时，待学习流量阀对应的拨叉会向左移动。给待学习流量阀施加电流In+1、In+2、…、I2n-1、I2n时，待学习流量阀对应的拨叉会向右移动。待学习流量阀对应的拨叉左右交替移动挂挡，减少了自学习时间。
步骤四、利用公式：
Figure BDA0003965491350000021
计算与电流Ii对应的流量Qi(即给待学习流量阀施加电流Ii时，流过待学习流量阀的流量)，然后执行步骤五。其中，Ti表示给待学习流量阀施加电流Ii使待学习流量阀对应的拨叉向左/向右移动挂挡所用的时间，S表示预设的待学习流量阀对应的拨叉的两个在挡位置之间的距离(即待学习流量阀对应的拨叉可以移动到的最右位置与最左位置之间的距离)，A表示预设的待学习流量阀对应的活塞截面积，i依次取1至2n的所有整数。
步骤五、将与电流I1、I2、…、In-1、In对应的流量Q1、Q2、…、Qn-1、Qn进行线性拟合，得到QI特性左侧曲线以及其斜率gL和截距hL(斜率gL、截距hL属于QI特性数据)；将与电流In+1、In+2、…、I2n-1、I2n对应的流量Qn+1、Qn+2、…、Q2n-1、Q2n进行线性拟合，得到QI特性右侧曲线以及其斜率gR和截距hR(斜率gR、截距hR属于QI特性数据)；然后执行步骤六。其中，QI特性左侧曲线是指待学习流量阀对应的拨叉向左移动挂挡时使用的QI特性曲线，QI特性右侧曲线是指待学习流量阀对应的拨叉向右移动挂挡时使用的QI特性曲线。
步骤六、计算QI特性左侧曲线的拟合度FL和QI特性右侧曲线的拟合度FR，然后执行执行步骤七。
步骤七、判断是否QI特性左侧曲线的拟合度FL和QI特性右侧曲线的拟合度FR都大于或等于预设的拟合度阈值，如果是，则执行步骤八，否则结束。
步骤八、判定该待学习流量阀自学习完成，缓存其gL、hL和gR、hR形成对应的一组QI特性数据，然后执行步骤九。
步骤九、判断是否得到与m个流量阀分别对应的m组QI特性数据，如果是，则执行步骤十一，否则执行步骤十；其中，m表示变速器中流量阀的总个数。
步骤十、使待学习流量阀为变速器的下一个流量阀，然后返回执行步骤二。
步骤十一、更新并存储与m个流量阀分别对应的m组QI特性数据，然后结束。
优选的，利用(线性最小二乘法)公式：
Figure BDA0003965491350000022
计算所述QI特性左侧曲线的斜率gL和截距hL；其中，
Figure BDA0003965491350000023
表示n个电流I1、I2、…、In-1、In的平均值，
Figure BDA0003965491350000031
表示n个流量Q1、Q2、…、Qn-1、Qn的平均值。
优选的，利用(线性最小二乘法)公式：
Figure BDA0003965491350000032
计算所述QI特性右侧曲线的斜率gR和截距hR；其中，
Figure BDA0003965491350000033
表示n个电流In+1、In+2、…、I2n-1、I2n的平均值，
Figure BDA0003965491350000034
表示n个流量Qn+1、Qn+2、…、Q2n-1、Q2n的平均值。
优选的，利用(回归系数)公式：
Figure BDA0003965491350000035
计算QI特性左侧曲线的拟合度FL；利用(回归系数)公式：
Figure BDA0003965491350000036
计算QI特性右侧曲线的拟合度FR。其中，
Figure BDA0003965491350000037
表示QI特性左侧曲线上或者QI特性右侧曲线上与电流Ii对应的流量值(即
Figure BDA0003965491350000038
为流量拟合值)。
优选的，如果收到诊断媒介发出的QI特性数据自学习请求，且变速器油温在预设的油温阈值范围内，且主油路压力在预设的压力阈值范围内，则表示满足自学习触发条件。
优选的，所述诊断媒介为便携式诊断仪或者笔记本电脑。
优选的，所述预设的油温阈值范围为：50℃～100℃，所述预设的压力阈值范围为45bar～55bar。
优选的，所述预设压力为25bar，所述预设的拟合度阈值为0.95。
优选的，所述n＝6，预先设定的电流I1＝100mA、I7＝700mA、I2＝200mA、I8＝800mA、I3＝300mA、I9＝900mA、I4＝400mA、I10＝1000mA、I5＝500mA、I11＝1100mA、I6＝600mA、I12＝1200mA。
本发明所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习系统，包括变速器控制单元，所述变速器控制单元被编程以便执行上述变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法。
本发明所述的车辆，包括上述变速器的流量阀QI特性数据的自学习系统。
本发明提出了一种新的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，通过采集有限的数据，并对数据进行线性拟合，在准确确定各个流量阀的QI特性曲线中的数据，保证流量阀的QI特性曲线的准确性，实现对拨叉移动更精确的控制同时，有效减少了流量阀QI特性数据的自学习时间，提高了学习效率。
附图说明
图1为湿式混合动力变速器系统的结构示意图。
图2为湿式混合动力变速器的液压系统的原理图。
图3为本实施例中变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法流程图。
图4为本实施例中给待学习流量阀施加6个电流以及对应的拨叉动作示意图。
图5为本实施例中某个流量阀的QI特性左侧曲线与QI特性右侧曲线的示意图。
具体实施方式
如图1所示，湿式混合动力变速器系统主要有纯电动和混合动力两种驱动模式。在纯电动模式下，离合器C0打开，发动机E不工作，电机EM的扭矩可通过内离合器C1或者外离合器C2输入至变速箱G中。而在混合动力模式下，离合器C0接合，发动机E和电机EM的扭矩，将同时通过内离合器C1或者外离合器C2输入至变速箱G中。内离合器C1与1挡、3挡和5挡进行连接，负责奇数挡的动力传递；外离合器C2与2挡、4挡、6挡以及倒挡进行连接，负责偶数挡的动力传递。变速器控制单元TCU通过控制液压系统H中电磁阀(包括压力阀和流量阀)的电流大小实现挡位的选取以及离合器的打开和接合。
如图2所示，混合动力变速器的液压系统H，主要包括过滤器F1、蓄能器ACC、蓄能器压力控制阀ACV、控制离合器C0动作的压力阀PV0、控制内离合器C1动作的压力阀PV1、控制外离合器C2动作的压力阀PV2，以及控制拨叉R1、R2、R3、R4移动的压力阀PV4、PV5和流量阀QV1、QV2、QV3、QV4。变速器控制单元TCU对PV0、PV1、PV2、PV4、PV5、QV1、QV2、QV3、QV4、蓄能器压力控制阀ACV等进行实时控制，以实现对三个离合器C0、C1和C2接合/断开、挡位切换的控制，从而实现扭矩的传递。蓄能器ACC通过压力控制阀ACV和电子油泵M维持主油路的压力稳定。单向阀CV用于保持蓄能器ACC压力，防止蓄能器ACC中的油液回流。高压溢流阀RV1用于保护系统，能有效避免由蓄能器压力控制阀ACV失效引起的系统过压问题。
上述湿式混合动力变速器的四个拨叉R1、R2、R3、R4所对应的流量阀QV1、QV2、QV3、QV4的QI特性曲线会存在一定差异，因此需通过自学习的方式找到这四个流量阀的QI特性数据(即QI特性左侧曲线的斜率gL和截距hL以及QI特性右侧曲线的斜率gR和截距hR)，以对QI特性左侧曲线、右侧曲线进行调整(更新)，进而保证QI特性左侧曲线、右侧曲线的准确性，实现对拨叉移动更精确的控制。
如图3所示，本实施例中变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法为：在满足自学习触发条件时，进行流量阀QI特性数据的自学习，执行步骤一至步骤十一。其中，如果收到诊断媒介发出的QI特性数据自学习请求，且变速器油温在50℃～100℃范围内，且主油路压力在45bar～55bar范围内，则表示满足自学习触发条件。诊断媒介为便携式诊断仪(也可以是笔记本电脑)。
具体为：
步骤一、使待学习流量阀为变速器的第一个流量阀，然后执行步骤二。变速器实现换挡的一共有4个流量阀，即m＝4，4个流量阀分别为：QV1、QV2、QV3、QV4，流量阀QV1对应的拨叉为R1，流量阀QV2对应的拨叉为R2，流量阀QV3对应的拨叉为R3，流量阀QV4对应的拨叉为R4。
步骤二、请求待学习流量阀对应的压力阀保持预设压力(本实施例中预设压力取值为25bar，即请求PV4或者PV5保持25bar的压力)，请求待学习流量阀对应的拨叉处于最右位置在挡状态(即挂在最右边的挡位上)，然后执行步骤三。
步骤三、给待学习流量阀依次施加预先设定的12个(本实施例中n＝6)电流I1、I7、I2、I8、I3、I9、I4、I10、I5、I11、I6、I12，使待学习流量阀对应的拨叉向左移动挂挡与向右移动挂挡交替进行6次(总共进行12次挂挡，部分挂挡动作参见图4，P表示该拨叉所处的位置)，获取并缓存该拨叉向左移动挂挡6次所用的6个时间T1、T2、T3、T4、T5、T6以及拨叉向右移动挂挡6次所用的6个时间T7、T8、T9、T10、T11、T12，然后执行步骤四。其中，I1＝100mA、I7＝700mA、I2＝200mA、I8＝800mA、I3＝300mA、I9＝900mA、I4＝400mA、I10＝1000mA、I5＝500mA、I11＝1100mA、I6＝600mA、I12＝1200mA。待学习流量阀的中间电流为650mA。给待学习流量阀施加电流I1、I2、I3、I4、I5、I6时，待学习流量阀对应的拨叉会向左移动。给待学习流量阀施加电流I7、I8、I9、I10、I11、I12时，待学习流量阀对应的拨叉会向右移动。待学习流量阀对应的拨叉左右交替移动挂挡，减少了自学习时间。
步骤四、利用公式：
Figure BDA0003965491350000055
计算与电流Ii对应的流量Qi(即给待学习流量阀施加电流Ii时，流过待学习流量阀的流量)，然后执行步骤五。其中，Ti表示给待学习流量阀施加电流Ii使待学习流量阀对应的拨叉向左/向右移动挂挡所用的时间(在步骤三中已经缓存了)，S表示预设的待学习流量阀对应的拨叉的两个在挡位置之间的距离(即待学习流量阀对应的拨叉可以移动到的最右位置与最左位置之间的距离)，A表示预设的待学习流量阀对应的活塞截面积，i依次取1至12的所有整数。
步骤五、将与电流I1、I2、I3、I4、I5、I6对应的流量Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6进行线性拟合，得到QI特性左侧曲线以及其斜率gL和截距hL(参见图5左边的曲线)，斜率gL、截距hL属于QI特性数据；将与电流I7、I8、I9、I10、I11、I12对应的流量Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12进行线性拟合，得到QI特性右侧曲线以及其斜率gR和截距hR(参见图5右边的曲线)，斜率gR、截距hR属于QI特性数据；然后执行步骤六。其中，QI特性左侧曲线是指待学习流量阀对应的拨叉向左移动挂挡时使用的QI特性曲线，QI特性右侧曲线是指待学习流量阀对应的拨叉向右移动挂挡时使用的QI特性曲线；
Figure BDA0003965491350000051
Figure BDA0003965491350000052
Figure BDA0003965491350000053
表示6个电流I1、I2、I3、I4、I5、I6的平均值，
Figure BDA0003965491350000054
表示6个流量Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的平均值；
Figure BDA0003965491350000061
Figure BDA0003965491350000062
表示6个电流I7、I8、I9、I10、I11、I12的平均值，
Figure BDA0003965491350000063
表示6个流量Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12的平均值。
步骤六、计算QI特性左侧曲线的拟合度FL和QI特性右侧曲线的拟合度FR，然后执行执行步骤七。具体为：利用公式
Figure BDA0003965491350000064
计算FL和FR；其中，
Figure BDA0003965491350000065
表示QI特性左侧曲线上或者QI特性右侧曲线上与电流Ii对应的流量值(即
Figure BDA0003965491350000066
为流量拟合值)。
步骤七、判断是否QI特性左侧曲线的拟合度FL和QI特性右侧曲线的拟合度FR都大于或等于预设的拟合度阈值(本实施例中预设的拟合度阈值为0.95)，如果是，则执行步骤八，否则结束。
步骤八、判定该待学习流量阀自学习完成，缓存该流量阀的gL、hL和gR、hR形成对应的一组QI特性数据，然后执行步骤九。
步骤九、判断是否得到与4个流量阀(即QV1、QV2、QV3、QV4)分别对应的4组QI特性数据，如果是，则执行步骤十一，否则执行步骤十。
步骤十、使待学习流量阀为变速器的下一个流量阀，然后返回执行步骤二。
步骤十一、更新并存储与4个流量阀分别对应的4组QI特性数据(存储在非易失性存储器内)，然后结束。
本实施例还提供一种变速器的流量阀QI特性数据的自学习系统，包括变速器控制单元，该变速器控制单元被编程以便执行上述变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法。
本实施例还提供一种车辆，该车辆包括上述变速器的流量阀QI特性数据的自学习系统。

Claims (10)

1.一种变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，其特征在于，该方法为：在满足自学习触发条件时，进行流量阀QI特性数据的自学习，执行如下步骤：
步骤一、使待学习流量阀为变速器的第一个流量阀，然后执行步骤二；
步骤二、请求待学习流量阀对应的压力阀保持预设压力，请求待学习流量阀对应的拨叉处于最右位置在挡状态，然后执行步骤三；
步骤三、给待学习流量阀依次施加预先设定的2n个电流I1、In+1、I2、In+2、…、In-1、I2n-1、In、I2n，使待学习流量阀对应的拨叉向左移动挂挡与向右移动挂挡交替进行n次，获取并缓存该拨叉向左移动挂挡n次所用的n个时间T1、T2、…、Tn-1、Tn以及拨叉向右移动挂挡n次所用的n个时间Tn+1、Tn+2、…、T2n-1、T2n，然后执行步骤四；其中，电流I1、I2、…、In-1、In都小于待学习流量阀的中间电流，电流In+1、In+2、…、I2n-1、I2n都大于待学习流量阀的中间电流；
步骤四、利用公式：
Figure FDA0003965491340000011
计算与电流Ii对应的流量Qi，然后执行步骤五；其中，S表示预设的待学习流量阀对应的拨叉的两个在挡位置之间的距离，A表示预设的待学习流量阀对应的活塞截面积，i依次取1至2n的所有整数；
步骤五、将与电流I1、I2、…、In-1、In对应的流量Q1、Q2、…、Qn-1、Qn进行线性拟合，得到QI特性左侧曲线以及其斜率gL和截距hL；将与电流In+1、In+2、…、I2n-1、I2n对应的流量Qn+1、Qn+2、…、Q2n-1、Q2n进行线性拟合，得到QI特性右侧曲线以及其斜率gR和截距hR；然后执行步骤六；其中，QI特性左侧曲线是指待学习流量阀对应的拨叉向左移动挂挡时使用的QI特性曲线，QI特性右侧曲线是指待学习流量阀对应的拨叉向右移动挂挡时使用的QI特性曲线；
步骤六、计算QI特性左侧曲线的拟合度FL和QI特性右侧曲线的拟合度FR，然后执行执行步骤七；
步骤七、判断是否FL和FR都大于或等于预设的拟合度阈值，如果是，则执行步骤八，否则结束；
步骤八、判定该待学习流量阀自学习完成，缓存其gL、hL和gR、hR形成对应的一组QI特性数据，然后执行步骤九；
步骤九、判断是否得到与m个流量阀分别对应的m组QI特性数据，如果是，则执行步骤十一，否则执行步骤十；其中，m表示变速器中流量阀的总个数；
步骤十、使待学习流量阀为变速器的下一个流量阀，然后返回执行步骤二；
步骤十一、更新并存储与m个流量阀分别对应的m组QI特性数据，然后结束。
2.根据权利要求1所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，其特征在于：利用公式：
Figure FDA0003965491340000021
计算所述QI特性左侧曲线的斜率gL和截距hL；其中，
Figure FDA0003965491340000022
表示n个电流I1、I2、…、In-1、In的平均值，
Figure FDA0003965491340000023
表示n个流量Q1、Q2、…、Qn-1、Qn的平均值；
利用公式：
Figure FDA0003965491340000024
计算所述QI特性右侧曲线的斜率gR和截距hR；其中，
Figure FDA0003965491340000025
表示n个电流In+1、In+2、…、I2n-1、I2n的平均值，
Figure FDA0003965491340000026
表示n个流量Qn+1、Qn+2、…、Q2n-1、Q2n的平均值。
3.根据权利要求2所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，其特征在于：利用公式：
Figure FDA0003965491340000027
计算QI特性左侧曲线的拟合度FL；利用公式：
Figure FDA0003965491340000028
Figure FDA0003965491340000029
计算QI特性右侧曲线的拟合度FR；其中，
Figure FDA00039654913400000210
表示QI特性左侧曲线上或者QI特性右侧曲线上与电流Ii对应的流量值。
4.根据权利要求1所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，其特征在于：如果收到诊断媒介发出的QI特性数据自学习请求，且变速器油温在预设的油温阈值范围内，且主油路压力在预设的压力阈值范围内，则表示满足自学习触发条件。
5.根据权利要求4所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，其特征在于：所述诊断媒介为便携式诊断仪或者笔记本电脑。
6.根据权利要求4所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，其特征在于：所述预设的油温阈值范围为：50℃～100℃，所述预设的压力阈值范围为45bar～55bar。
7.根据权利要求1至6任一项所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，其特征在于：所述预设压力为25bar，所述预设的拟合度阈值为0.95。
8.根据权利要求1至6任一项所述的变速器的流量阀QI特性数据的自学习方法，其特征在于：所述n＝6，预先设定的电流I1＝100mA、I7＝700mA、I2＝200mA、I8＝800mA、I3＝300mA、I9＝900mA、I4＝400mA、I10＝1000mA、I5＝500mA、I11＝1100mA、I6＝600mA、I12＝1200mA。
9.一种变速器的流量阀QI特性数据的自学习系统，包括变速器控制单元，其特征在于：所述变速器控制单元被编程以便执行如权利要求1至8任一项所述的自学习方法。
10.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求9所述的自学习系统。
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