專利名稱：濕式離合器鎖止嚙合時的微滑摩控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制方法，特別涉及一種應用于汽車發(fā)動機和變速器的濕式離合器鎖 止嚙合時的微滑摩控制方法。
背景技術：
所謂的濕式離合器是指離合器摩擦片在滑摩過程中摩擦接觸表面表現(xiàn)為液體和半液 體界面的摩擦，它和傳統(tǒng)的干式離合器相比有了質(zhì)的改變，即在滑摩時，摩擦表面不直接 發(fā)生接觸，兩摩擦表面之間被一層薄薄的厚度約O.lmm的油膜隔開，正是這一層薄薄的 油膜保證了一對摩擦副在很大的正壓力下有小的磨損和穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，而滑摩過程中油 膜的破裂會使磨損急劇增加，因此與干式離合器相比，濕式離合器的控制有更嚴的技術要 求，更加復雜困難。
傳統(tǒng)設計中，濕式離合器鎖止滑摩保證嚙合的力可以根據(jù)此時需要傳遞的發(fā)動機扭矩 推出，其公式如下
Fn = Tin/(n*A*R*mi*105)
其中Fn為理論上濕式離合器嚙合時需要的力即離合器受到的壓力，單位為bar;
T,n為濕式離合器傳遞的發(fā)動機扭矩，單位為Nm;
n為離合器中壓盤和從動盤之間摩擦面的數(shù)量，即摩擦副數(shù)；
A為離合器活塞的表面積，單位m、
R為摩擦面的有效半徑，單位m，將摩擦力都換算為作用在這個半徑上； mi為摩擦面的摩擦系數(shù)，其值為動態(tài)量，受離合器主動盤和從動盤之間滑差及當前 瞬時油溫等多種因素的影響。
以上公式計算出的鎖止嚙合的力只是基于濕式離合器力學模型得出的理論上的結果， 如圖1所示。并且由于公式中摩擦系數(shù)動態(tài)可變的不確定性，難以保證離合器完全嚙合， 如果行駛過程中發(fā)生不必要的打滑，反而將降低濕式離合器的壽命和可靠性，對濕式離合 器優(yōu)點的發(fā)揮起到負面的效果，而且這種方法換擋沖擊大，降低了車輛的駕駛舒適性。
國外也有少量文獻提出通過附加力(SurplusPressure)的控制方法解決可能產(chǎn)生的嚙 合不充分的問題，即在以上公式理論結果的基礎上額外增加一定的力，但是這種控制下液 壓系統(tǒng)中油泵為了產(chǎn)生附加力需要額外做功，會造成較大的能量損耗，從而加大油耗，降低整車的經(jīng)濟性。而且附加的力容易將利于摩擦的油膜完全從摩擦副中排出，隨后離合器 松開滑摩的瞬間易出現(xiàn)較大的摩擦，影響濕式離合器的使用壽命。
針對以上控制方法中可能存在的諸多問題，本發(fā)明提出了一種全新的在離合器鎖止嚙 合時允許存在有極小滑摩的微滑摩方法，實現(xiàn)濕式離合器最優(yōu)嚙合控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種保證濕式離合器更優(yōu)鎖止嚙合的微滑摩控制方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的濕式離合器鎖止嚙合時的微滑摩控制方法，包括 如下步驟，
首先，讀取當前節(jié)氣門開庫(throttleposition)和發(fā)動機轉速(Ne); 第二，根據(jù)所述節(jié)氣門開度和所述發(fā)動機轉速査微滑摩速度圖，得出目標最優(yōu)滑摩速 度即MicroSlip Speed;
第三，計算當前發(fā)動機和變速箱輸入軸的轉速差，gPAN= (Ne-Nl); 第四，計算當前需要調(diào)節(jié)的轉速N， N=MicroSlip Speed-AN;
第五，經(jīng)過合適的PID調(diào)節(jié)，將轉速差轉換為相應的電流變化值，即當前控制離合器
的相關電磁閥需要調(diào)節(jié)的電流AI;
第六，當前離合器電磁閥需要調(diào)節(jié)的電流AI加上此時當前已有的實際電流，計算離合 器微滑摩嚙合鎖止時電磁閥的最優(yōu)控制電流。
在進行離合器微滑摩控制時，最關鍵的就是要掌握最優(yōu)的滑摩速度，即離合器主動盤 和從動盤之間的最佳速度差，在改善系統(tǒng)性能和減少能量損失之間尋求最佳平衡點。上述 微滑摩速度圖就是通過對采用的濕式離合器進行理論計算和大量的試驗得出的滑摩速度與 發(fā)動機轉速和節(jié)氣門開度的關系圖，即最佳控制點。
本發(fā)明可以有效減少換擋沖擊，提高車輛的舒適性；在頻繁換擋過程中，能量損失較 小、油耗少，可以有效提高車輛的經(jīng)濟性；并可顯著提高了離合器工作的可靠性和使用壽 命。
本發(fā)明無需對任何硬件進行改動，唯一需要做的是修改控制策略，在計算控制離合器 壓力的電磁閥的電流時結合考慮微滑摩的影響，參照不同濕式離合器的動態(tài)特性，在控制 算法中增加微滑摩的控制策略，并通過仿真和試驗等，調(diào)節(jié)微滑摩的速度，從而實現(xiàn)最優(yōu) 控制。


圖1是傳統(tǒng)設計的濕式離合器力學模型。
圖2是本發(fā)明的操作步驟。
圖3是微滑摩速度圖形成前的統(tǒng)計表。
圖4是根據(jù)圖3得到的微滑摩速度圖。
圖5是有無微滑摩控制時，沖擊度的比較結果圖。
圖6是離合器扭矩為50Nm時，微滑摩控制下和附加力控制下功率損失的比較結果圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖對本發(fā)明濕式離合器鎖止嚙合時的微滑摩控制方法進行詳細描述。 本發(fā)明針對現(xiàn)有控制策略的不足和缺陷，提出了 一種微滑摩控制離合器鎖止嚙合的策略。
微滑摩速度是一個動態(tài)量，主要由當前節(jié)氣門的開度和發(fā)動機的轉速決定。設計控制 策略前，需要對采用的濕式離合器進行理論計算和大量的試驗得出如圖3和圖4所示的微 滑摩速度圖。實際行駛時根據(jù)當前節(jié)氣門的開度和發(fā)動機的轉速，査表獲得最優(yōu)滑摩速度， 作為策略中的參考量,然后再計算出輸出電磁閥的最優(yōu)電流，從而控制離合器嚙合鎖止力。
控制策略流程具體如圖2所示，首先讀取當前節(jié)氣門的開度和發(fā)動機轉速，根據(jù)這兩 個變量査"微滑摩速度圖"得到目標最優(yōu)滑摩速度，即MicroSlip Speed;然后再計算當前 發(fā)動機和變速箱輸入軸的轉速差，即AN= (Ne-Nl)，其中，Ne為當前發(fā)動機的轉速， Nl為變速箱當前輸入軸的轉速；再將最優(yōu)滑摩速度MicroSlip Speed和當前發(fā)動機和變速 箱輸入軸轉速的差八N比較，得到當前需要調(diào)節(jié)的轉速N， N=MicroSlip Speed-AN;隨后 經(jīng)過合適的PID調(diào)節(jié)，將轉速差值轉化為電流變化值，即當前控制離合器的相關電磁閥 需要調(diào)節(jié)的電流AI; AI再和當前已有的實際電流相加，最終得到不同工況下，離合器鎖 止嚙合時，電磁閥的最優(yōu)控制電流。
從圖5和圖6可以看出，上述控制方法的有益效果。
圖5是離合器微滑摩控制日t發(fā)動機、離合器主動盤和變速器輸入軸的振動情況，從圖 中可以看出在有微滑摩控制時，沖擊度明顯比沒有微滑摩控制時小，且當發(fā)動機在1000 2000rpm時采用微滑摩控制策略對變速器輸入軸的振動有明顯改善。
圖6是微滑摩控制與附加力控制相比功率損失對比圖，微滑摩控制損失的功率等于離合器的滑差速度乘以發(fā)動機扭矩，即P^產(chǎn)AnXTe—e;而附加壓力控制時，變速器的油 泵為了供給這個額外的壓力需要做更多的功，由此造成的功率損失等于產(chǎn)生附加壓力時油 泵扭矩與正常壓力的油泵扭矩差乘以發(fā)動機速度的值，即Pl。SS = nengineX (Tpump—surplusPressure —Tpump_。ptimunPressure)。從對比圖可以看出，附加壓力的控制策略將損失更多的功率。
上述設計實例僅用于對本發(fā)明進行說明，并不構成對權利要求范圍的限制，本領域技 術人員可以想到的其他實質(zhì)等同手段，均在本發(fā)明權利要求范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種濕式離合器鎖止嚙合時的微滑摩控制方法，其特征在于包括如下步驟，首先，讀取當前節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉速；第二，根據(jù)所述節(jié)氣門開度和所述發(fā)動機轉速查微滑摩速度圖，得出目標最優(yōu)滑摩速度即MicroSlip Speed；第三，計算當前發(fā)動機和變速箱輸入軸的轉速差，即ΔN＝(Ne-N1)；第四，計算當前需要調(diào)節(jié)的轉速N，N＝MicroSlip Speed-ΔN；第五，經(jīng)過合適的PID調(diào)節(jié)，將轉速差轉換為相應的電流變化值，即當前控制離合器的相關電磁閥需要調(diào)節(jié)的電流ΔI；第六，當前離合器電磁閥需要調(diào)節(jié)的電流ΔI加上此時當前已有的實際電流，計算離合器微滑摩嚙合鎖止時電磁閥的最優(yōu)控制電流。
2. 根據(jù)權利要求1所述的濕式離合器鎖止嚙合時的微滑摩控制方法，其特征在于所述微 滑摩速度圖需要對采用的濕式離合器進行理論計算和大量的試驗，得出不同節(jié)氣門開度 下滑摩速度與發(fā)動機轉速的關系圖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種濕式離合器鎖止嚙合時的微滑摩控制方法，首先，讀取當前節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉速；第二，查微滑摩速度圖，得出目標最優(yōu)滑摩速度即MicroSlip Speed；第三，計算當前發(fā)動機和變速箱輸入軸的轉速差；第四，計算當前需要調(diào)節(jié)的轉速N；第五，經(jīng)過合適的PID調(diào)節(jié)，將轉速差轉換為相應的電流變化值，即當前控制離合器的相關電磁閥需要調(diào)節(jié)的電流ΔI；第六，當前離合器電磁閥需要調(diào)節(jié)的電流ΔI加上此時當前已有的實際電流，計算離合器微滑摩嚙合鎖止時電磁閥的最優(yōu)控制電流。本發(fā)明可以有效減少換擋沖擊，減少頻繁換擋過程中的油耗，并可顯著提高離合器工作的可靠性和使用壽命。
文檔編號F16D48/06GK101614254SQ200910047208
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權日2009年3月6日
發(fā)明者盧建鋼, 超 姜, 軼 張, 育 李, 陳潔婧, 黃文華, 黃明禮 申請人:上海汽車集團股份有限公司;上海汽車變速器有限公司