CN113294456A - 一种离合器接合过程调整方法及混合动力车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本发明涉及离合器结合控制技术领域，尤其涉及一种离合器接合过程调整方法及混合动力车辆的控制方法，其中离合器接合过程调整方法包括获取当前的传动速比、车重、油门开度，确定离合器的滑摩起始点、滑摩结束点以及滑摩起始点至滑摩结束点之间的接合速度；控制离合器以第一标定速度从完全分离点接合至滑摩起始点；控制离合器以接合速度从滑摩起始点接合至滑摩结束点；控制离合器以第二标定速度从滑摩结束点接合至完全结合点。本发明通过获取当前的传动速比、车重、油门开度，确定离合器的滑摩起始点、滑摩结束点以及滑摩起始点至滑摩结束点之间的接合速度，实现保证动力平顺性的情况下，缩短离合器的接合时间。

Description

一种离合器接合过程调整方法及混合动力车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及离合器结合控制技术领域，尤其涉及一种离合器接合过程调整方法及混合动力车辆的控制方法。

背景技术

离合器是传动装置中最关键的部件之一，用来分离和接合发动机和变速器之间的动力联系。

离合器在接合过程中先后经历四个点，依次是完全分离点、滑摩起始点、滑摩结束点和完全结合点。从滑摩起始点到滑摩结束点这段行程中，主动盘和从动盘之间通过滑摩传递动力，其中滑摩过程产生的扭矩是导致离合器接合过程出现冲击过大或滑摩动增加的主要因素。因此，在离合器滑摩接合过程中，对其接合速度有一定要求，若接合速度过快，可能造成起步过程出现冲击过大的现象，使得车辆乘坐舒适性降低；若接合速度过慢，可能使离合器的滑摩功增加，从而降低离合器的使用寿命。

专利CN1737397A提供了一种基于模糊控制技术的离合器结合控制方法，但未考虑不同车重对离合器结合速度的影响，对接合速度控制的精确性有所欠缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离合器接合过程调整方法及混合动力车辆的控制方法，保证动力平顺性的情况下，缩短离合器的接合时间。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种离合器接合过程调整方法，包括以下步骤：

S1、获取当前的传动速比、车重、油门开度，确定离合器的滑摩起始点、滑摩结束点以及所述滑摩起始点至所述滑摩结束点之间的接合速度；

S2、控制离合器以第一标定速度从完全分离点接合至所述滑摩起始点；

S3、控制离合器以所述接合速度从所述滑摩起始点接合至所述滑摩结束点；

S4、控制离合器以第二标定速度从所述滑摩结束点接合至完全结合点。

作为优选，所述步骤S1具体包括通过第一MAP图得到所述滑摩起始点，所述第一MAP图的输入参数为所述传动速比、所述车重和所述油门开度，输出参数为完全分离点和滑摩起始点之间的位移量。

作为优选，所述步骤S1具体包括通过第二MAP图得到所述滑摩结束点，所述第二MAP图的输入参数为所述传动速比、所述车重和所述油门开度，输出参数为滑摩起始点和滑摩结束点之间的位移量。

作为优选，所述步骤S1具体包括通过第三MAP图得到所述接合速度，所述第三MAP图的输入参数为所述传动速比、所述车重和所述油门开度，输出参数为所述接合速度。

作为优选，电机带动发动机转动时，所述步骤S4还包括：

判断发动机转速与电机转速的差是否小于标定阈值；

若是，控制离合器离开所述滑摩结束点接合至完全结合点；

若否，保持离合器处于所述滑摩结束点。

作为优选，所述第一标定速度和所述第二标定速度均为执行器执行速度的最大值。

一种混合动力车辆的控制方法，车辆启动和/或换挡时采用如上所述的离合器接合过程调整方法。

作为优选，混合动力车辆的控制方法还包括进行步骤S3时进行电机扭矩补偿。

作为优选，所述电机扭矩补偿具体包括根据离合器接合位置，确定离合器滑摩扭矩，进而确定电机补偿扭矩的值，进行相对滞后的电机扭矩补偿。

作为优选，所述电机扭矩补偿具体包括根据发动机的转速计算发动机加速度，并根据发动机当前摩擦扭矩，确定离合器滑摩扭矩，进而确定电机补偿扭矩的值，进行相对提前的电机扭矩补偿。

本发明的有益效果：

本发明提供的离合器接合过程调整方法通过获取当前的传动速比、车重、油门开度，确定离合器的滑摩起始点、滑摩结束点以及滑摩起始点至滑摩结束点之间的接合速度，实现保证动力平顺性的情况下，缩短离合器的接合时间。

本发明提供的混合动力车辆的控制方法，通过电机扭矩补偿，减小离合器滑摩扭矩的对冲击度的影响，保证离合器的动力平顺性。

附图说明

图1是本发明不同车重或传动速比或油门开度下离合器接合过程中不同的滑摩起始点、滑摩结束点和接合速度；

图2是本发明实施例一所提供的电机补偿扭矩曲线；

图3是本发明实施例二所提供的电机补偿扭矩曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一：

离合器是传动装置中最关键的部件之一，用来分离和接合发动机和变速器之间的动力联系。而离合器接合速度则需要在保证动力平顺性的情况下，尽量缩短离合器的接合时间。

本发明提供了一种离合器接合过程调整方法，由于离合器在接合过程中先后四个点，依次是完全分离点、滑摩起始点、滑摩结束点和完全结合点。其中从完全分离点接合至滑摩起始点这段行程，是为了消除离合器的主动盘和从动盘之间的间隙，二者之间尚未产生滑摩且无扭矩传递，不会产生冲击和滑摩功，因此，控制离合器以第一标定速度从完全分离点接合至所述滑摩起始点，优选地，第一标定速度为执行器执行速度的最大值，用最快的速度完成这段行程地接合，保证车辆的动力性。同样地，从滑摩结束点接合至完全结合点这段行程，离合器的主动盘和从动盘转速差消失，主动盘和从动盘之间不再发生滑摩，并且传递的扭矩也不再是动摩擦扭矩，也不会产生冲击和滑摩功，因此，控制离合器以第二标定速度从滑摩结束点接合至完全结合点，优选地，第二标定速度为执行器执行速度的最大值，用最快的速度完成这段行程地接合，保证车辆的动力性。

其中，从滑摩起始点接合至滑摩结束点这段行程中，主动盘和从动盘之间通过滑摩传递动力，其中滑摩过程产生的扭矩是导致离合器接合过程出现冲击过大或滑摩功增加的主要因素。控制这一段行程的接合速度，是实现保证动力平顺性且缩短离合器接合时间的关键。

其中，T_clutch是离合器滑摩扭矩，J_ICE是发动机转动惯量，a是车辆加速度，

是发动机的摩擦扭矩和机械负载。发动机启动扭矩越大，车辆加速度就越大，由式(1)可知，车辆加速度越大，离合器滑摩扭矩就越大。

T_clutch·i·K-f_vehicle＝m_v·a (2)

其中，f_vehicle是整车的行驶阻力，m_v是车重，i是传动速比，K是车辆特性常数。

若假设整车的行驶阻力f_vehicle在短时间内恒定的，由式(2)求导可得：

其中，车辆加速度的变化率即为冲击度，也就是评价动力平顺性的重要评价指标，由式(3)可知，离合器滑摩扭矩的变化率越大，冲击度就越大。因此由式(1)-式(3)可知，离合器接合速度过快，离合器滑摩扭矩的变化率越大，冲击度越大，离合器接合速度过慢，摩擦功会增加，增大离合器的磨损。

因此，若要保证动力平顺性且缩短离合器接合时间，控制离合器的接合速度至关重要。而通过式(3)可以看出，冲击度和当前的车重和传动速比有关，所以对于不同的车重或传动速比，离合器在从滑摩起始点接合至滑摩结束点的接合速度也应该有所不同。

由于油门开度是反映驾驶员意图的重要指标，因此，可以通过获取传动速比、车重和油门开度，确定离合器的滑摩起始点、滑摩结束点以及滑摩起始点至滑摩结束点之间的接合速度。具体地，建立第一MAP图，其中输入参数为传动速比、车重和油门开度，输出参数为动摩擦片从完全分离点移动至滑摩起始点的位移量；建立第二MAP图，其中输入参数为传动速比、车重和油门开度，输出参数为动摩擦片从滑摩起始点移动至滑摩结束点的位移量；建立第三MAP图，其中输入参数为传动速比、车重和油门开度，输出参数为接合速度。更具体地，将传动速比、车重、油门开度均划分成不同的范围段，每个传动速比范围段、车重范围段和油门开度的范围段均对应不同的滑摩起始点的位移量、滑摩结束点的位移量和接合速度。具体地，如图1示例了不同传动速比或车重或油门开度时，滑摩起始点、滑摩结束点和接合速度的不同，其中P2为滑摩起始点，P3是滑摩结束点。需要说明的是，根据不同的传动速比、车重和油门开度所输出的不同接合速度为不同的接合速度曲线。

至此，本发明所提供的离合器接合过程调整方法具体步骤如下：

S1、获取当前的传动速比、车重、油门开度，确定离合器的滑摩起始点、滑摩结束点以及滑摩起始点至滑摩结束点之间的接合速度；

S2、控制离合器以第一标定速度从完全分离点接合至滑摩起始点；

S3、控制离合器以接合速度从滑摩起始点接合至滑摩结束点；

S4、控制离合器以第二标定速度从滑摩结束点接合至完全结合点。

具体地，步骤S4还包括：

判断发动机转速与电机转速的差是否小于标定阈值；

若是，控制离合器离开滑摩结束点接合至完全结合点；

若否，保持离合器处于滑摩结束点。

由于发动机启动时惯性过大，起步转速较慢，所以通常采用电机带动发动机启动。而判断离合器何时从滑摩结束点离开的标志为：判断发动机和电机之间的转速差是否小于标定阈值，若小于，说明发动机调速完成，可以控制离合器离开滑摩结束点，以执行器最快速度接合至完全结合点；若大于标定阈值，说明发动机未完成调速，则控制离合器保持在滑摩结束点不动，直至发动机和电机之间的转速差小于标定阈值后，再控制离合器以执行器最快速度接合至完全结合点。保证车辆动力平顺性的情况下，尽量缩短离合器的接合时间。

本发明还提供了一种混合动力车辆的控制方法，当车辆启动、换挡时采用如上所述的离合器接合过程调整方法，由于冲击度与离合器滑摩扭矩有关，如式(4)和式(5)可知，若适时进行电机输出扭矩的补偿，能够减小离合器滑摩扭矩对冲击度的影响。

(T_motor-T_clutch)·i·K-f_vehicle＝m_v·a (4)

其中，T_motor是电机补偿扭矩。

若设定冲击度容限为C，则：

如果要满足式(6)，需要实时确定离合器滑摩扭矩的值，并使电机补偿扭矩也实时增加，且其值近似等于离合器滑摩扭矩，如果离合器滑摩扭矩的值增大到超过电机补偿扭矩允许的增量时，需要判断离合器滑摩扭矩增大速率或者是其变化曲线，并判断离合器滑摩扭矩的大小是否在允许的范围内，使离合器滑摩扭矩的变化率尽量小。

本实施例中，电机扭矩补偿具体包括根据离合器的接合位置，大致确定此时已经产生的离合器滑摩扭矩，从而确定电机补偿扭矩的值，进行相对滞后的电机扭矩补偿。

具体地，在倒拖发动机启动或离合降挡时，离合器需要传递的扭矩包含发动机摩擦扭矩和转动惯性扭矩，此时发动机的转速加速度需求为α_req,则：

据此时离合器滑摩扭矩的最大值得出离合器功率的最大值，可以按照某确定的离合器接合规律至离合器功率的最大值后保持直至发动机转速达到某要求的阈值，判断发动机倒拖或调速完成，然后快速接合离合器。

在离合升档时，发动机转速需要降速，则：

据此时离合器滑摩扭矩的最大值得出离合器功率的最大值，可以按照某确定的离合器接合规律至离合器功率的最大值后保持直至发动机转速达到某要求的阈值，判断发动机调速完成，然后快速接合离合器。

因此，可以在不同传动速比和车重时，根据离合器接合位置判断离合器滑摩扭矩变化曲线，再进行相对滞后的电机扭矩补偿。电机扭矩补偿曲线如图1所示，其中P2为滑摩起始点，PS是电机扭矩补偿起始点，P3是滑摩结束点。

实施例二：

本实施例与实施例一所提供的离合器接合过程调整方法和混合动力车辆的控制方法大致相同，区别在于，本实施例进行电机扭矩补偿时，根据发动机转速计算发动机的加速度，并根据发动机当前摩擦扭矩，再确定即将产生的离合器滑摩扭矩，确定电机补偿扭矩的值，进行相对提前的电机扭矩补偿。具体地，电机扭矩补偿曲线如图2所示，其中P2为滑摩起始点，PS是电机扭矩补偿起始点，P3是滑摩结束点。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离合器接合过程调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取当前的传动速比、车重、油门开度，确定离合器的滑摩起始点、滑摩结束点以及所述滑摩起始点至所述滑摩结束点之间的接合速度；

S2、控制离合器以第一标定速度从完全分离点接合至所述滑摩起始点；

S3、控制离合器以所述接合速度从所述滑摩起始点接合至所述滑摩结束点；

S4、控制离合器以第二标定速度从所述滑摩结束点接合至完全结合点。

2.根据权利要求1所述的离合器接合过程调整方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括通过第一MAP图得到所述滑摩起始点，所述第一MAP图的输入参数为所述传动速比、所述车重和所述油门开度，输出参数为完全分离点和滑摩起始点之间的位移量。

3.根据权利要求1所述的离合器接合过程调整方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括通过第二MAP图得到所述滑摩结束点，所述第二MAP图的输入参数为所述传动速比、所述车重和所述油门开度，输出参数为滑摩起始点和滑摩结束点之间的位移量。

4.根据权利要求1所述的离合器接合过程调整方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括通过第三MAP图得到所述接合速度，所述第三MAP图的输入参数为所述传动速比、所述车重和所述油门开度，输出参数为所述接合速度。

5.根据权利要求1所述的离合器接合过程调整方法，其特征在于，电机带动发动机转动时，所述步骤S4还包括：

判断发动机转速与电机转速的差是否小于标定阈值；

若是，控制离合器离开所述滑摩结束点接合至完全结合点；

若否，保持离合器处于所述滑摩结束点。

6.根据权利要求1所述的离合器接合过程调整方法，其特征在于，所述第一标定速度和所述第二标定速度均为执行器执行速度的最大值。

7.一种混合动力车辆的控制方法，其特征在于，车辆启动和/或换挡时采用权利要求1-6任一项所述的离合器接合过程调整方法。

8.根据权利要求7所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，还包括进行步骤S3时进行电机扭矩补偿。

9.根据权利要求8所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，所述电机扭矩补偿具体包括根据离合器接合位置，确定离合器滑摩扭矩，进而确定电机补偿扭矩的值，进行相对滞后的电机扭矩补偿。

10.根据权利要求8所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，所述电机扭矩补偿具体包括根据发动机的转速计算发动机加速度，并根据发动机当前摩擦扭矩，确定离合器滑摩扭矩，进而确定电机补偿扭矩的值，进行相对提前的电机扭矩补偿。

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