一种变矩器闭锁冲击的评价方法及系统与流程

1.本技术涉及车辆技术领域，尤其涉及一种变矩器闭锁冲击的评价方法及系统。


背景技术：

2.随着液力自动变速器技术的不断发展，大功率的液力自动变速器技术被逐渐被应用于中重型货车、专用车、特种越野车、工程机械等领域。为了保证车辆的平顺运行，对于液力自动变速器中核心功能之一——变矩器闭锁，需要便于推广、客观的评价方法及评价指标。
3.在对液力自动变速器中的评价中，现有评价方法通常加装加速度传感器、gps传感器、激光摄像头等加装测试设备来进行评价，但这些加装测试设备在液力自动变速器及其搭载车辆设计时并不具备，且车辆车型各异，从而无法对每台液力自动变速器闭锁冲击情况进行分析，不具备推广价值。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术存在的需要加装测试设备才能评价导致的推广价值低的技术问题，本发明提供了一种变矩器闭锁冲击的评价方法及系统，在不借助其它加装测试设备的情况下，基于大功率液力自动变速器自身可测的运行参数来客观评价变矩器闭锁冲击的大小以及对车辆平顺性的影响，本发明的技术方案可作为变矩器闭锁控制效果评定以及标定参数优化的基础，具有推广价值。
5.为解决上述技术问题，本发明的第一方面，公开了一种变矩器闭锁冲击的评价方法，所述方法包括：
6.监测变矩器涡轮转速与变速器输出转速；
7.结合所述变矩器涡轮转速和所述变速器输出转速确定第一评价指标，以及根据所述变速器输出转速确定第二评价指标；
8.结合所述第一评价指标和所述第二评价指标，或者单独利用所述第二评价指标评价所述变矩器闭锁冲击扭矩。
9.优选的，所述监测变矩器涡轮转速与变速器输出转速，具体包括：
10.利用液力自动变速器监测变矩器闭锁过程中的各时刻对应的变速器输出转速和变矩器闭锁过程中的各时刻对应的变矩器涡轮转速其中，i表示当前挡位，j表示所述变速器闭锁过程中的时刻点。
11.优选的，根据公式得到各时刻对应的行星传动机构速比δig；其中，i
gc
表示变矩器闭锁时液力自动变速器当前挡位对应的理论速比，为固定值；
12.根据各时刻对应的行星传动机构速比δig相互做差并取绝对值，确定出行星传动机构速比最大差值δi
gmax
作为所述第一评价指标。
13.优选的，所述根据所述变速器输出转速确定第二评价指标，具体包括：
14.基于各时刻对应的所述变速器输出转速相互做差并取绝对值，确定出变速器输出转速最大差值δn
pc.max
作为所述第二评价指标。
15.优选的，所述结合所述第一评价指标和所述第二评价指标，或者单独利用所述第二评价指标评价所述变矩器闭锁冲击扭矩，具体包括：
16.判断所述行星传动机构速比最大差值δi
gmax
是否大于设计阈值c；
17.若δi
gmax
＞c，则利用所述行星传动机构速比最大差值δi
gmax
、变速器输出转速最大差值δn
pc.max
共同评价所述变矩器闭锁冲击扭矩；其中，若变矩器闭锁过程中所述行星传动机构速比最大差值δi
gmax
数值不相同，则所述行星传动机构速比最大差值δi
gmax
的数值越大，所述变矩器闭锁冲击扭矩的越大；若变矩器闭锁过程中所述行星传动机构速比最大差值δi
gmax
数值相同，则所述变速器输出转速最大差值δn
pc.max
数值越大，所述变矩器闭锁冲击扭矩的越大；
18.若δi
gmax
≤c，则单独利用所述变速器输出转速最大差值δn
pc.max
评价所述变矩器闭锁冲击扭矩；其中，所述变速器输出转速最大差值δn
pc.max
的数值越大，所述变矩器闭锁冲击扭矩的越大。
19.优选的，所述第二评价评价指标还用于对所述变矩器闭锁冲击对车辆平顺性影响的唯一评价指标进行评价。
20.本发明的第二方面，公开了一种变矩器闭锁冲击的评价系统，所述系统包括：
21.监测模块，用于监测变矩器涡轮转速与变速器输出转速；
22.第一确定模块，用于结合所述变矩器涡轮转速和所述变速器输出转速确定第一评价指标，以及根据所述变速器输出转速确定第二评价指标；
23.评价模块，用于结合所述第一评价指标和所述第二评价指标，或者单独利用所述第二评价指标评价所述变矩器闭锁冲击扭矩。
24.通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
25.本发明的技术方案，在不借助其它加装测试设备的情况下，基于大功率液力自动变速器自身可测的运行参数来客观评价变矩器闭锁冲击的大小以及对车辆平顺性的影响。此外，根据变矩器闭锁冲击扭矩和所述转矩容量的对比大小，采用不同的运行参数得到评价指标，使评价更有针对性，能够结合不同的情况采取不同的对应措施进行评价。本发明的技术方案可作为变矩器闭锁控制效果评定以及标定参数优化的基础，具有推广价值。
26.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
27.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。
28.在附图中：
29.图1示出了根据本发明一个实施例的变矩器闭锁冲击的评价方法流程图；
30.图2示出了根据本发明一个实施例的大功率液力自动变速器3挡变矩器闭锁过程
示意图；
31.图3示出了根据本发明一个实施例的变矩器闭锁时转速变化曲线示意图；
32.图4示出了根据本发明一个实施例的矩器闭锁冲击的评价系统的示意图。
具体实施方式
33.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
34.为了详细了解本发明的实施场景，下面先针对变矩器解闭锁功能及工作特点，变矩器闭锁冲击产生原因进行描述。
35.(1)变矩器解、闭锁功能及工作特点。
36.在重型车辆的液力自动变速器中，为了改善传动效率，提高功率的利用及动力性能，广泛采用可闭锁的变矩器，变矩器的闭锁控制包括两种情况：
37.a.为提高传动效率，变矩器闭锁，为增加驱动扭矩，变矩器解锁。当变矩器进入偶合器工况或某个变矩器涡轮转速范围时，把变矩器的涡轮与泵轮用离合器闭锁成一体旋转，由液力传动变成直接的机械传动。反过来，当以机械传动工况运转进入发动机“吃力”状态而变矩器涡轮转速下降到一定范围时，应脱开闭锁而恢复液力传动工况，以便充分发挥变矩器的增扭作用，改善车辆的牵引性能。
38.b.为提升换挡品质，变矩器解锁缓冲。每当液力自动变速器换挡前，为了利用液力元件的缓冲作用，在一个短暂的时间内使锁止离合器的供油中断，变矩解锁，变为液力传动，以改善换挡品质，待换挡结束后，为提升传动效率及车速，恢复锁止离合器供油，变矩器恢复闭锁。
39.(2)变矩器闭锁冲击产生原因。
40.在良好平坦路面，车辆在发动机作用下克服行驶阻力加速升挡过程中，变矩器闭锁前，涡轮组件与泵轮组件速存在较大速差，对于重型车辆，与涡轮相连组件的等效转动惯量远大于与泵轮相连组件的等效转动惯量，且由于变矩器闭锁时间一般极短，因此，车辆在变矩器闭锁期间，涡轮组件的转速将基本保持不变，泵轮组件的转速将骤降，泵轮组件转速骤降将释放出大量的惯性能量，这种惯性能量将转换成巨大的冲击扭矩扰动传递给车辆，使车辆动力传动系统出现扭矩、转速波动，影响乘员乘坐舒适感。
41.因此，为了保证车辆的平顺运行，需要对变矩器闭锁冲击进行评价。本发明实施例公开了一种变矩器闭锁冲击的评价方法，可应用于中重型货车、专用车、特种越野车、工程机械等领域。参看图1，该方法包括下述步骤：
42.步骤101，监测变矩器涡轮转速与变速器输出转速。
43.步骤102，结合变矩器涡轮转速和变速器输出转速确定第一评价指标，以及根据变速器输出转速确定第二评价指标。
44.步骤103，结合第一评价指标和第二评价指标，或者单独利用第二评价指标评价变矩器闭锁冲击扭矩。
45.本发明的技术方案，在不借助其它加装测试设备的情况下，基于大功率液力自动
变速器自身可测的运行参数来客观评价变矩器闭锁冲击的大小以及对车辆平顺性的影响。此外，根据变矩器闭锁冲击扭矩和转矩容量的对比大小，采用不同的运行参数得到评价指标，使评价更有针对性，能够结合不同的情况采取不同的对应措施进行评价。本发明的技术方案可作为变矩器闭锁控制效果评定以及标定参数优化的基础，具有推广价值。
46.具体来说，变矩器包括解锁过程和闭锁过程，变矩器在闭锁过程中产生的闭锁冲击扭矩扰动传递给车辆，使车辆动力传动系统出现扭矩、转速波动等状况。变矩器在闭锁过程中产生的闭锁冲击扭矩和当前挡位结合离合器的转矩容量呈相关性，因此本实施例从变矩器闭锁冲击扭矩和当前挡位结合离合器的转矩容量入手来评价变矩器闭锁冲击。
47.以附图2所示某型大功率液力自动变速器3挡变矩器闭锁过程为例。在图2中，大功率液力自动变速器包含变矩器闭锁离合器c0，以及各换挡离合器：c1、c2、b1、b2、b3。
48.当变矩器闭锁冲击扭矩小于当前挡位结合离合器的转矩容量时，液力自动变速器内部将刚性传递扭矩，因此冲击扭矩将会直接引起变速器输出转速的变化；当变矩器闭锁冲击扭矩大于当前挡位结合离合器的转矩容量时，冲击扭矩将会造成换挡离合器(附图2中c1、c2、b1、b2、b3)摩擦副打滑，行星传动机构速比将偏离当前挡位速比，短时间内出现较大变化，因此，极大的冲击扭矩除了会引起变速器输出转速变化之外，还会造成行星传动机构速比出现剧烈波动。
49.在以图2中的变矩器闭锁过程中，变矩器泵轮转速、变矩器涡轮转速和变速器输出转速变化趋势如附图3所示，图中t1、t2为变矩器闭锁开始及结束时间，变矩器闭锁开始之前，变矩器泵轮转速和变矩器涡轮转速存在明显速差，变矩器涡轮转速和变速器输出转速的速比为当前档位的理论速比。变矩器闭锁过程开始后，变矩器泵轮转速和变矩器涡轮转速之间的速差逐渐减小，闭锁冲击扭矩将作用在车辆动力传动系统中，造成变矩器涡轮转速和变速器输出转速振荡，其速比在理论速比上下振荡；当变矩器泵轮转速和变矩器涡轮转速相等且稳定，变矩器涡轮转速和变速器输出转速的速比恢复至理论速比且稳定，则变矩器闭锁过程结束。
50.因此，为评价变矩器闭锁冲击扭矩，本实施例以自身可测的运行参数：变矩器涡轮转速和变速器输出转速作为基础构建评价指标，评价指标及释义如下：
51.变速器输出转速最大差值δn
pc.max
。
52.由于变矩器闭锁冲击扭矩过大或者过小均会影响变速器输出转速产生变化。例如，变矩器闭锁冲击扭矩小于当前挡位结合离合器的转矩容量时，冲击扭矩将全部作用于车辆的动力传动系统中，造成变速器输出转速的突变，当变矩器闭锁冲击扭矩过大。而且当变矩器闭锁冲击扭矩大于当前挡位结合离合器的转矩容量时，离合器摩擦副将出现低速打滑、发热现象，消耗了一部分闭锁冲击能量，剩余部分仍将作用在车辆动力传动系统中，造成变速器输出转速突变。
53.因此，在变速器闭锁过程中，可将变速器输出转速最大差值δn
pc.max
作为评价变速器闭锁冲击扭矩大小的重要指标，变速器输出转速最大差值δn
pc.max
的数值越大，表示变矩器闭锁冲击扭矩的越大。
54.行星传动机构速比最大差值δi
gmax
。
55.若变矩器闭锁冲击扭矩过大，例如变矩器闭锁冲击扭矩大于转矩容量，以3挡变矩器闭锁为例，闭锁冲击扭矩大于c1离合器、b1离合器的转矩容量时，转矩容量相对较小的c1
离合器摩擦副将出现低速打滑现象，表现为行星传动机构实际速比偏离理论速比的现象，以3挡为例，行星传动结构的实际速比将在行星传动结构的理论速比
igc
上下振荡，因此，可将变矩器闭锁过程中实际速比的最大值与最小值之间的行星传动机构速比最大差值δi
gmax
也作为评价变矩器闭锁冲击扭矩的重要指标，对变速器闭锁冲击扭矩进行评价。行星传动机构速比最大差值δi
gmax
的数值越大，表示变矩器闭锁冲击扭矩的越大。此外，行星传动机构速比最大差值δi
gmax
与挡位不相关。
56.为了进一步说明和解释本发明，下面分别对第一评价指标(行星传动机构速比最大差值δi
gmax
)和第二评价指标(变速器输出转速最大差值δn
pc.max
)进行说明。
57.第一评价指标(行星传动机构速比最大差值δi
gmax
)
58.在本实施例中，为了得到行星传动机构速比最大差值δi
gmax
，按照下述方式执行：
59.首先，利用液力自动变速器监测变矩器闭锁过程中的各时刻对应的变速器输出转速和变矩器闭锁过程中的各时刻对应的变矩器涡轮转速其中，i表示当前挡位，j表示变速器闭锁过程中的时刻点。
60.其次，根据公式得到各时刻对应的行星传动机构速比δig；其中，i
gc
表示变矩器闭锁时液力自动变速器当前挡位对应的理论速比，为固定值；
61.最后，根据各时刻对应的行星传动机构速比δig相互做差并取绝对值，确定出行星传动机构速比最大差值δi
gmax
作为第一评价指标。
62.第二评价指标(变速器输出转速最大差值δn
pc.max
)
63.在本实施例中，为了得到变速器输出转速最大差值δn
pc.max
，按照下述方式执行：
64.首先，利用液力自动变速器监测变矩器闭锁过程中的各时刻对应的变速器输出转速其中，i表示当前挡位，j表示变速器闭锁过程中的时刻点。
65.其次，基于各时刻对应的变速器输出转速相互做差并取绝对值，确定出变速器输出转速最大差值作为第二评价指标。
66.具体的，将各时刻对应的变速器输出转速相互做差，例如，其中，表示变矩器闭锁过程中的另一时刻对应的变速器输出转速，k＝1,2,3
…
。在各时刻对应的变速器输出转速相互做差之后取绝对值，即可从中确定变速器输出转速最大差值δn
pc.max
作为第二评价指标。
67.通过上述描述可知，行星传动机构速比最大差值δi
gmax
、变速器输出转速最大差值δn
pc.max
均可作为变矩器闭锁冲击扭矩的评价指标。下面介绍利用行星传动机构速比最大差值δi
gmax
、变速器输出转速最大差值δn
pc.max
进行评价的过程。
68.在具体的评价过程中，行星传动机构速比最大差值δi
gmax
是否大于设计阈值c，本实施例的设计阈值c例如为0.02，但并不形成限制，具体数值可根据实际情况而定。
69.若δi
gmax
＞c，则利用行星传动机构速比最大差值δi
gmax
、变速器输出转速最大差值δn
pc.max
共同评价变矩器闭锁冲击扭矩；其中，若变矩器闭锁过程中行星传动机构速比最大差值δi
gmax
数值不相同，则行星传动机构速比最大差值δi
gmax
的数值越大，变矩器闭锁冲击扭矩的越大；若变矩器闭锁过程中行星传动机构速比最大差值δi
gmax
数值相同，则变速器输出转速最大差值δn
pc.max
数值越大，变矩器闭锁冲击扭矩的越大。
70.若δi
gmax
≤c，则单独利用变速器输出转速最大差值δn
pc.max
评价变矩器闭锁冲击扭矩；其中，变速器输出转速最大差值δn
pc.max
的数值越大，变矩器闭锁冲击扭矩的越大。
71.值得注意的是，由于变矩器闭锁冲击扭矩引起的行星传动机构速比变化，将作为离合器摩擦副滑摩发热耗散掉了，未实际通过扭矩扰动传递给车辆乘员，因此，在变矩器闭锁过程中，还可以将变速器输出转速最大差值δn
pc.max
作为变矩器闭锁冲击对车辆平顺性影响的唯一客观评价指标，与乘员主观感受可对应。
72.基于相同的发明构思，下面的实施例介绍了一种变矩器闭锁冲击的评价系统，参看图4，该系统包括：
73.监测模块401，用于监测变矩器涡轮转速与变速器输出转速；
74.第一确定模块402，用于结合所述变矩器涡轮转速和所述变速器输出转速确定第一评价指标，以及根据所述变速器输出转速确定第二评价指标；
75.评价模块403，用于结合所述第一评价指标和所述第二评价指标，或者单独利用所述第二评价指标评价所述变矩器闭锁冲击扭矩。
76.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
77.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。