离合器的控制方法、装置和车辆的制作方法_3

文档序号:9468167阅读:来源:国知局
进一步获取车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速,然后根据车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速获取车辆的当前状态,并根据车辆的当前状态确定离合器的接合位置,该方法实现了车辆在低档位运行且油门踏板开度变化时既可以快速响应驾驶员的意图,又减小了车辆耸动和噪音,大大提高了整车的平顺性、舒适度,同时也提高了离合器的使用寿命。
[0086]此外,在本发明的一个实施例中,由于车辆处于I档、2档跟车状态时刹车和油门反复交替,导致I档升2档、2档降I档之间的连续切换。I档在档时,踩下油门踏板,当车速超过设定的车速-油门表格中升2档的预挂档车速时,TCU控制换档机构挂到2档;2档在档时,踩下油门踏板或者踩下刹车,当车速低于设定的车速-油门表格中降I档的预挂档车速,TCU控制换挡机构挂到I档。累计油门踏板开度大于全油门的15%时2档降I档的油门降档次数,累计刹车时2档降I档的次数,如果油门降档次数和刹车降档次数之和超过设置的上限值,则将I档升2档预挂档车速的最小值提高至15km/h,减少I档、2档之间档位的频繁切换引发的冲击。一旦跟车状态结束,即车辆正常升到3档及以上档位,将上述累计的油门降档次数和刹车降档次数均置O。
[0087]为了实现上述实施例,本发明还提出一种离合器的控制装置。
[0088]图7是根据本发明一个实施例的离合器的控制装置的结构示意图。如图7所示,本发明实施例的离合器的控制装置,包括:第一获取模块100、第二获取模块200、第三获取模块300和确定模块400。
[0089]其中,第一获取模块100用于获取车辆的油门踏板开度和当前档位。
[0090]具体地,由第一获取模块100 (车辆的T⑶)采集车辆的油门踏板开度和当前档位。
[0091]更具体地,如图2所示,油门踏板开度(4)可通过设置在油门踏板处的位置传感器获取,换档杆位置(7)可通过换挡杆传感器控制单元(C)探测换挡杆支座内的霍尔传感器得到的,车速¢)由车速传感器得到,采集车速(6)和油门踏板开度(4),根据设定的车速-油门表格控制换挡机构挂档,TCU控制档位的拨叉驱动电磁阀(D),推动换挡拨叉和滑动齿套移动,滑动齿套与同步器齿接合生成档位信号(8,即当前档位)。
[0092]此外,T⑶还可以采集发动机转速(I)、发动机输出扭矩(2)、离合器轴速信号(3)、刹车信号(5)、离合器位置(9)等,其中,发动机转速(I)通过采集发动机转速传感器的信号得到,发动机输出扭矩(2)由发动机控制单元-ECU(B)控制并输出,离合器轴速信号(3)通过采集输入轴转速传感器的信号得到,刹车信号(5)可通过设置在刹车踏板上的传感器得到,离合器位置(9)是通过变速箱控制单元-TCU(A)控制主压力、离合器驱动电磁阀来确定。
[0093]第二获取模块200用于如果判断当前档位属于预设档位,且油门踏板开度大于预设开度阈值,则进一步获取车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速。
[0094]具体地,例如,如果第二获取模块200判断当前档位为I档或2档(即预设档位),且油门踏板开度大于O (预设开度阈值),则第二获取模块200以1ms为I个时间周期,获取车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速,即在油门踏板开度从O变化为正值时刻获取发动机转速和离合器轴速。
[0095]更具体地,发动机当前转速通过采集发动机转速传感器的信号得到,离合器当前轴速,在I档在档时通过采集输入轴I转速传感器的信号得到,在2档在档时通过采集输入轴2转速传感器的信号得到。
[0096]第三获取模块300用于根据车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速获取车辆的当前状态。
[0097]具体地,例如,I档或2档在档时,第三获取模块300用于根据油门踏板开度从O变化为正值时刻的车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速的大小关系判断车辆的当前状态,其中,车辆的当前状态为同步状态或正扭矩状态或负扭矩状态。
[0098]在本发明的一个实施例中,第三获取模块300具体用于:根据车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速判断发动机当前转速和离合器当前轴速是否同步;如果判断发动机当前转速和离合器当前轴速同步,则判断车辆的当前状态为同步状态;如果判断发动机当前转速和离合器当前轴速不同步,则进一步判断发动机当前转速是否大于离合器当前轴速;如果判断发动机当前转速大于离合器当前轴速,则判断车辆的当前状态为正扭矩状态;以及如果判断发动机当前转速不大于离合器当前轴速,则判断车辆的当前状态为负扭矩状
O
[0099]具体地,第三获取模块300根据车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速判断发动机当前转速和离合器当前轴速是否同步的具体判断过程为:如果发动机当前转速和离合器当前轴速的差值小于离合器当前轴速的1/40倍,且该差值的最大值不超过90转/分钟,第三获取模块300则判定发动机当前转速和离合器当前轴速为同步。
[0100]确定模块400用于根据车辆的当前状态确定离合器的接合位置。
[0101 ] 在本发明的一个实施例中,当车辆的当前状态为正扭矩状态时,确定模块400具体用于:根据车辆的发动机当前转速和离合器当前轴速计算发动机当前转速变化率和离合器当前轴速变化率;根据发动机当前转速变化率和离合器当前轴速变化率计算发动机目标转速;根据发动机目标转速、发动机当前转速获取离合器传递扭矩的增量;以及根据离合器传递扭矩的增量获取离合器的接合位置。
[0102]具体地,发动机当前转速变化率的计算方法为:以12个时间周期为计量时间段,用后6个时间周期发动机转速累加值,减去前6个时间周期发动机转速累加值,将差值乘以10/36倍(即先将差值除以时间周期的平方,然后再放大10倍)得到发动机当前转速变化率。类似的,用后6个时间周期离合器轴速累加值,减去前6个时间周期离合器轴速累加值,将差值乘以10/36倍得到离合器当前轴速变化率。
[0103]进一步地,需要借助发动机目标转速来实现对发动机转速的控制,发动机目标转速每个时间周期均计算一次。将油门踏板开度从O到正值的时刻作为起始时刻,设置发动机目标转速的初值,为确保对发动机目标转速和实际转速的比较是从油门踏板开度从无到有的同一个时间点开始,将发动机目标转速的初值设置为与发动机起始时刻的转速相等的数值。根据发动机当前转速变化率和离合器当前轴速变化率得到当前周期发动机目标转速的变化量,该变化量加上前一个周期的发动机目标转速值,便得到当前周期的发动机目标转速。
[0104]在本发明的一个实施例中,确定模块400根据发动机目标转速、发动机当前转速获取离合器传递扭矩的增量,具体为:通过增量式PID控制算法根据发动机目标转速和发动机当前转速计算发动机转速在当前周期的变化量;以及根据发动机转速在当前周期的变化量和前一周期的发动机转速获取当前周期的离合器传递扭矩的增量。
[0105]具体地,确定模块400根据下述公式计算发动机转速在当前周期的变化量,即增量式PID控制算法包括:
[0106]e (k) =r(k)_c(k),(I)
[0107]Δ e (k) = e (k) _e (k_l),(2)
[0108]Δ u (k) = Kp Δ e (k) +K:e (k) +Kd [ Δ e (k) - Δ e (k~l) ], (3)
[0109]其中,k为采样序号,它对应的是时间周期,k = 0,1,2..., n, r(k)为当前周期k的发动机目标转速,c (k)为当前周期k的发动机当前转速,e(k)为发动机第k次采样时发动机目标转速与发动机当前转速的差值,Λ u(k)为发动机转速在当前周期k的变化量;KP为比例系数,K1为积分系数,Kd为微分系数,这三个系数是在车辆实验测试中得到的常量。
[0110]更具体地,确定模块400根据所述发动机转速在当前周期的变化量和前一周期的发动机转速获取当前周期的离合器传递扭矩的增量。具体地,根据Au(k)和前一周期的发动机转速,通过查询发动机的转速扭矩表格,得到当前周期发动机输出扭矩的增量,离合器则准确传递发动机输出扭矩的增量,即离合器传递扭矩的增量。
[0111]进一步地,确定模块400根据离合器传递扭矩的增量通过查表法确定离合器接合的位置,所查询的表格是离合器传递扭矩的增量每增加lON.m时对应的离合器位置变化量,根据离合器位置变化量可以获取离合器的接合位置。
[0112]在本发明的一个实施例中,当车辆的当前状态为同步状态时,确定模块400具体用于:计算油门踏板开度变化率和发动机输出扭矩变化率;根据油门踏板开度变化率和发动机输出扭矩变化率获取当前周期的离合器传递扭矩的增量,并根据离合器传递扭矩的增量确定离合器的接合位置。
[0113]具体地,为降低后续油门踏板开度持续大于O时产生滑摩的概率,离合器应保持接合,离合器接合的位置取决于油门踏板开度和发动机输出扭矩。确定模块400首先计算油门踏板开度变化率和发动机输出扭矩变化率。
[0114]更具体地,确定模块400根据公式A = B1*C+B2*D获取当前周期的离合器传递扭矩的增量,其中,A表示离合器传递扭矩的增量,C表示油门踏板开度变化率,D表示发动机输出扭矩变化率,BI表示第一权重系数,B2表示第二权重系数,BI和B2表征油门踏板开度变化率、发动机扭矩变化率在确定离合器传递发动机扭矩中所占的比例,BI和B2的具体数值通过实验得到。
[0115]进一步地,确定模块400计算出离
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