一种基于扭矩模型的无级自动变速箱离合器控制系统的制作方法

本发明属于自动变速箱控制领域，尤其涉及一种基于扭矩模型的无级自动变速箱离合器控制系统。

背景技术：

在无级自动变速箱中，离合器安装在液力变矩器和带轮变速机构之间，是汽车传动系切断和传递动力的部件。无级自动变速箱消除了挡位的概念，行驶过程中换挡过程更加平顺和迅速，在车辆从静止到行驶的换挡过程中，变速箱执行机构控制离合器从分离状态逐渐结合，完成动力传递。这个过程要保证离合器闭合的平顺性，减小离合器的磨损，并要保持发动机怠速稳定性，防止发动机抖动。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：换挡时容易产生换挡冲击问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是通过一种基于物理模型的离合器结合过程扭矩控制方法，用于解决换挡冲击问题，控制参数与控制目的明确，易于调整匹配标定参数，提高换档质量的基于扭矩模型的无级自动变速箱离合器控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于扭矩模型的无级自动变速箱离合器控制系统，包括如下步骤：

1)当换挡杆从空挡移到行车挡时，离合器保持结合点压力；

2)计算基础扭矩T_base，基础扭矩是基于液力变矩器特性计算得出，首先根据发动机转速和离合器输入转速计算液力变矩器速比r，根据液力变矩器速比查液力变矩器增扭表以获得增扭系数f₁，根据液力变矩器速比查泵轮系数表以获得泵轮系数f₂，则离合器基础扭矩计算为T_base＝n*n*f1*f2，即发动机转速的平方乘以泵轮系数再乘以增扭系数；

3)计算惯量补偿扭矩矩Tinertia，惯量补偿扭矩是由离合器输入转速计算获得，根据离合器输入转速计算离合器输入转速变化率，输入转速变化率乘以转动惯量即为惯量补偿扭矩；

4)计算反馈补偿扭矩Tpid，反馈补偿扭矩是由离合器速比变化率计算获得，根据离合器目标速比和实际速比的差值进行比例积分补偿运算；

5)计算离合器扭矩，离合器扭矩由三部分组成：基础扭矩Tbase、惯量补偿扭矩Tinertia和反馈补偿扭矩Tpid，三者相加得到离合器扭矩；

6)计算出的离合器扭矩根据摩擦片性能转换为压力，此压力加上结合点压力即为目标压力。

步骤1)中，充油完成后，离合器保持结合点压力时，离合器上扭矩为零。

步骤2)中，液力变矩器泵轮与发动机飞轮刚性连接，即泵轮转速与发动机转速对应。

步骤2)中，液力变矩器涡轮与离合器输入轴刚性连接，即涡轮转速与离合器输入轴转速对应。

步骤6)中，计算出的离合器扭矩根据不同的摩擦片性能转换为压力，目标压力根据压力电流特性表转换为目标电流输出。

步骤1)中，当换挡杆从空挡移到行车挡时，离合器控制器根据油温和离合器腔剩余油量进行充油控制，充油完成后，离合器保持结合点压力。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，根据液力变矩器的流体特性和离合器的转速计算离合器结合过程中的扭矩，并通过反馈修正离合器目标扭矩，控制参数与控制目的明确，易于调整匹配标定参数。通过扭矩模型提高换档质量，控制目标明确，实现方法简单、可靠，解决换档质量问题。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的基于扭矩模型的无级自动变速箱离合器控制系统的控制算法流程图；

图2为结合过程中离合器扭矩计算的原理框图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1-2，一种基于扭矩模型的离合器结合过程控制方法，该方法提供一种基于物理模型的离合器结合过程扭矩控制方法，用于解决换挡冲击问题。根据液力变矩器的流体特性和离合器的转速计算离合器扭矩，并通过反馈修正离合器目标扭矩，控制参数与控制目的明确，易于调整匹配标定参数，提高换档质量。控制过程如下：根据换挡杆位置，控制离合器结合过程开始，通过充油，快速找到离合器结合点，在结合点后，计算离合器输入扭矩控制离合器结合过程。离合器扭矩由三部分组成：基础扭矩T_base、惯量补偿扭矩T_inertia和反馈补偿扭矩T_pid。基础扭矩是由发动机转速和离合器输入转速根据液力变矩器特性计算得出，惯量补偿扭矩是由离合器输入转速变化率计算获得，反馈补偿扭矩是由离合器速比变化率计算获得。最后把离合器扭矩转换为电磁阀控制电流输出。

步骤1：当换挡杆从空挡移到行车挡时，离合器控制器根据油温和离合器腔剩余油量进行充油控制，充油完成后，离合器保持结合点压力，此时离合器上扭矩近似为零。

步骤2：计算离合器扭矩，离合器扭矩由三部分组成：基础扭矩T_base、惯量补偿扭矩T_inertia和反馈补偿扭矩T_pid。

步骤3：基础扭矩是基于液力变矩器特性计算得出，其中液力变矩器泵轮与发动机飞轮刚性连接，即泵轮转速与发动机转速对应。液力变矩器涡轮与离合器输入轴刚性连接，即涡轮转速与离合器输入轴转速对应。首先根据发动机转速和离合器输入转速计算液力变矩器速比r，根据液力变矩器速比查液力变矩器增扭表以获得增扭系数f₁，根据液力变矩器速比查泵轮系数表以获得泵轮系数f₂，则离合器基础扭矩计算为T_base＝n*n*f₁*f₂，即发动机转速的平方乘以泵轮系数再乘以增扭系数。

步骤4：惯量补偿扭矩是由离合器输入转速计算获得，根据离合器输入转速计算离合器输入转速变化率，输入转速变化率乘以转动惯量即为惯量补偿扭矩。

步骤5：反馈补偿扭矩是由离合器速比变化率计算获得。根据离合器目标速比和实际速比的差值进行比例积分补偿运算。

步骤6：计算出的离合器扭矩根据不同的摩擦片性能转换为压力，此压力加上结合点压力即为目标压力，目标压力根据压力电流特性表转换为目标电流输出。

根据液力变矩器的流体特性和离合器的转速计算离合器结合过程中的扭矩，并通过反馈修正离合器目标扭矩，控制参数与控制目的明确，易于调整匹配标定参数。通过扭矩模型提高换档质量，控制目标明确，实现方法简单、可靠，解决换档质量问题。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。