一种AMT/DCT 变速器离合器转矩自适应标定方法技术

本发明专利技术提供了一种AMT/DCT变速器离合器转矩自适应标定方法。分别建立了离合器转矩的理论控制模型和离合器转矩标定模型，最终确立了离合器转矩与执行机构位置的关系，解决了时变、非线性等特性带来的离合器转矩建模困难的问题，实现对离合器转矩的精确控制，提高了搭载AMT/DCT车辆的起步和换挡性能。

【技术实现步骤摘要】
一种AMT/DCT变速器离合器转矩自适应标定方法
本专利技术涉及属于汽车自动变速器领域。
技术介绍
AMT/DCT都是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的，都具有传动效率高、生产继承性好、结构简单的优点。其中DCT控制效果可达到AT水平，是最具潜力的新型自动变速器，具有巨大的市场前景。但AMT/DCT在运行过程中，离合器执行机构控制参数与所传递的转矩之间是一个动态变化的关系，随着使用时间和使用环境的不同会有所差异。这就给离合器的转矩控制带来了困难，导致AMT/DCT离合器控制性能特别是起步和换挡控制性能降低。因此，建立具有自适应能力的离合器转矩与执行机构控制参数间的关系十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种建立具有自适应能力的离合器转矩与其控制参数之间关系的方法，能自适应地解决离合器时变、非线性等特性带来离合器转矩建模困难的问题。为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种AMT或DCT变速器离合器转矩自适应标定方法，其特征在于:1〕建立离合器转矩控制模型：1-1-1)离合器膜片弹簧小端载荷与小端变形关系为：式中：E为材料的弹性模量，μ为材料的泊松比，R为膜片弹簧外径，r为膜片弹簧内径，rf为分离轴承作用半径，L为固定支点承载半径，l为压盘加载点半径，H为膜片弹簧自由状态下内截锥高度，h为膜片弹簧钢板厚度，P1P2分别为膜片弹簧大端和小端载荷，λ1λ′2,分别为膜片弹簧大端和小端变形量；1-1-2)根据现有试验条件，采用相对简单的总成测试方法，对离合器膜片弹簧特性以及执行机构相关参数进行测试；图6为测试所得分离轴承压力与位移的对应关系(膜片弹簧小端载荷与变形的对应关系)；1-2〕获取滚子机构位移χroller与分离轴承压力Fb(小端载荷)的对应关系；1-2-1)将滚子机构位移χroller与小端变形λ′2(分离轴承位移)视为线性关系；表1离合器执行机构参数上表中滚子机构空行程是指滚子移动促使系统消除间隙，离合器刚好接合但不传递转矩时的行程，此时分离轴承位移视作零。当滚子处于最大行程时，对应分离轴承最大的位移。由于接合杠杆和滚子机构刚度都较大，因此，可将滚子机构的位移与分离轴承位移当作线性关系处理。可以通过实验得出两者对应点，再通过插值得到的关系曲线。执行机构1：当χroller10≤5mm时，λ′2＝0mm当χroller10≥5mm时，χroller10表示滚子机构1位移；λ′2表示轴承位移执行机构2：当χroller20≤5mm时，λ′2＝0mm当χroller20≥5mm时，χroller20表示滚子机构2位移；λ′2表示轴承位移表示轴承位移1-2-2)根据图6所得膜片弹簧小端载荷与变形的对应关系和滚子机构位移χroller与小端变形λ′2(分离轴承位移)的线性关系，即可建立滚子机构位移χroller与分离轴承压力Fb(小端载荷)的对应关系，如图7所示；1-3〕获取离合器的结构尺寸参数两个离合器大端直径D1、D2，两个离合器小端直径d1、d2，两个膜片弹簧杠杆比iclt1、iclt2，两个离合器静摩擦系数f1、f2；1-4〕建立离合器转矩TCL和分离轴承压力Fb(小端载荷)之间的关系模型：式中：f1表示离合器1的摩擦系数f2表示离合器2的摩擦系数D1表示离合器1大端直径；d1表示离合器1小端直径；D2表示离合器2大端直径；d2表示离合器2小端直径；iclt1表示离合器1膜片弹簧杠杆比，iclt2表示离合器2膜片弹簧杠杆比；TCL1——离合器C1传递的转矩(N·m)；TCL2——离合器C2传递的转矩(N·m)；Fb1表示离合器1分离轴承上的压力；Fb2表示离合器2分离轴承上的压力；1-5〕根据步骤1-4〕的表达式和步骤1-2〕中的滚子机构位移χroller与分离轴承压力Fb(小端载荷)的关系，得到滚子机构位移χroller与离合器转矩TCL关系，如图8所示；2〕建立离合器转矩自适应标定模型：2-1〕装有AMT/DCT的车辆1挡单离合器起步时：2-1-1〕车载加速度传感器直接测得车辆加速度α，可计算获取车轮角加速度2-1-2〕根据以下公式，求解离合器C1传递的转矩式中：TCL1——离合器C1传递的转矩(N·m)；TLoad——车辆外界阻力矩(N·m)；I——整车等效到输出轴的当量转动惯量(kg·m2)；I1——离合器C1从动盘减振器主动部分当量转动惯量(kg·m2)；I7——主减速器从动部分、差动器、半轴以及车轮当量转动惯量(kg·m2)；——离合器C1减振器从动部分、实心轴及关联奇数齿轮(I3)，离合器C2从动盘减振器主动部分(I5)，离合器C2减振器从动部分、空心轴及关联偶数齿轮(I2)，中间轴1及其关联齿轮、主减速器1主动部分(I4)，中间轴2及其关联齿轮、主减速器2主动部分(I6)转换到输入轴1的当量转动惯量(kg·m2)，i1、ia1——分别为变速器1挡、主减速器1的速比；——车轮的角加速度(rad·s-1)；2-2〕装有AMT/DCT车辆处于换挡过程单离合器接合或分离阶段：2-2-1〕车载加速度传感器直接测得车辆加速度α，进而计算获取车轮角加速度2-2-2)由传感器获取AMT/DCT当前所处档位；2-2-3〕当AMT/DCT处于当前档位运行时,另一档位所对的离合器转矩为零，根据以下公式计算出在挡离合器所传递的转矩；式中：TCL1——离合器C1传递的转矩(N·m)；TCL2——离合器C1传递的转矩(N·m)；TLoad——车辆外界阻力矩(N·m)；I——整车等效到输出轴的当量转动惯量(kg·m2)；I1——离合器C1从动盘减振器主动部分当量转动惯量(kg·m2)；I2——离合器C2从动盘减振器主动部分当量转动惯量(kg·m2)；I3——离合器C1减振器从动部分、输入轴1(实心轴)及关联奇数齿轮当量转动惯量(kg·m2)；I4——离合器C2减振器从动部分、输入轴2(空心轴)及关联偶数齿轮当量转动惯量(kg·m2)；I5——中间轴1及其关联齿轮、主减速器1主动部分当量转动惯量(kg·m2)；I7——主减速器从动部分、差动器、半轴以及车轮当量转动惯量(kg·m2)；i1、i2、ia1——分别为变速器1挡、2挡、主减速器1的速比；——车轮的角加速度(rad·s-1)；2-3〕装有DCT的车辆处于换挡过程两个离合器同时滑磨时；2-3-1〕车载加速度传感器直接测得车辆加速度α，进而计算获取车轮角加速度2-3-2〕传感器获取两离合器执行机构位置χroller1和χroller2，由ECU根据离合器转矩控制模型求得离合器的转矩TCL1和TCL2，进而获得两个离合器的转矩之间的比例关系。式中：K--离合器转矩的比例系数，K1、K2分别为离合器C1和C2转矩比例因子，由离合器转矩控制模型确定；2-3-3〕将获得的离合器转矩比例系数K代入下面的换挡动力学方程可求解出两离合器的转矩。式中：K--离合器转矩的比例系数TCL1——离合器C1传递的转矩(N·m)；TCL2——离合器C1传递的转矩(N·m)；TLoad——车辆外界阻力矩(N·m)；I——整车等效到输出轴的当量转动惯量(kg·m2)；I1——离合器C1从动盘减振器主动部分当量转动惯量(kg·m2)；I2——离合器C2从动盘减振器主动部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AMT或DCT变速器离合器转矩自适应标定方法，其特征在于:1〕建立所述离合器转矩控制模型：1‑1‑1)离合器膜片弹簧小端载荷与小端变形关系为：

【技术特征摘要】
1.一种AMT或DCT变速器离合器转矩自适应标定方法，其特征在于:1〕建立所述离合器转矩控制模型：1-1-1)离合器膜片弹簧小端载荷与小端变形关系为：式中：E为材料的弹性模量，μ为材料的泊松比，R为膜片弹簧外径，r为膜片弹簧内径，rf为分离轴承作用半径，L为固定支点承载半径，l为压盘加载点半径，H为膜片弹簧自由状态下内截锥高度，h为膜片弹簧钢板厚度，P1P2分别为膜片弹簧大端和小端载荷，λ1λ′2,分别为膜片弹簧大端和小端变形量。1-1-2)根据现有试验条件，采用相对简单的总成测试方法，对离合器膜片弹簧特性以及执行机构相关参数进行测试；测试所得分离轴承压力与位移的对应关系；1-2〕获取滚子机构位移χroller与分离轴承压力Fb(小端载荷)的对应关系；1-2-1)将滚子机构位移χroller与小端变形λ2′(分离轴承位移)视为线性关系；1-2-2)根据膜片弹簧小端载荷与变形的对应关系和滚子机构位移χroller与小端变形λ2′(分离轴承位移)的线性关系，即可建立滚子机构位移χroller与分离轴承压力Fb(小端载荷)的对应关系；1-3〕获取离合器的结构尺寸参数两个离合器大端直径D1、D2，两个离合器小端直径d1、d2，两个膜片弹簧杠杆比iclt1、iclt2，两个离合器静摩擦系数f1、f2；1-4〕建立离合器转矩TCL和分离轴承压力Fb(小端载荷)之间的关系模型：式中：f1表示离合器1的摩擦系数f2表示离合器2的摩擦系数D1表示离合器1大端直径；d1表示离合器1小端直径；D2表示离合器2大端直径；d2表示离合器2小端直径；iclt1表示离合器1膜片弹簧杠杆比，iclt2表示离合器2膜片弹簧杠杆比；TCL1——离合器C1传递的转矩(N·m)；TCL2——离合器C2传递的转矩(N·m)；Fb1表示离合器1分离轴承上的压力；Fb2表示离合器2分离轴承上的压力；1-5〕根据步骤1-4〕的表达式和步骤1-2〕中的滚子机构位移χroller与分离轴承压力Fb(小端载荷)的关系，得到滚子机构位移χroller与离合器转矩TCL关系；2〕建立离合器转矩自适应标定模型：2-1〕装有AMT/DCT的车辆1挡单离合器起步时：2-1-1〕车载加速度传感器直接测得车辆加速度α，可计算获取车轮角加速度2-1-2〕根据以下公式，求解离合器C1传递的转矩式中：TCL1——离合器C1传递的转矩(N·m)；TLoad——车辆外界阻力矩(N·m)；I——整车等效到输出轴的当量转动惯量(kg·m2)；I1——离合器C1从动盘减振器主动部分当量转动惯量(kg·m2)；I7——主减速器从动部分、差动器、半轴以及车轮当量转动惯量(kg·m2)；——离合器C1减振器从动部分、实心轴及关联奇数齿轮(I3)，离合器C2从动盘减振器主动部分(I5)，离合器C2减振器从动部分、空心轴及关联偶数齿轮(I2)，中间轴1及其关联齿轮、主减速器1主动部分(I4)，中间轴2及其关联齿轮、主减速器2主动部分(I6)转换到输入轴1的当量转动惯量(kg·m2)，i1、ia1——分别为变速器1挡、主减速器1的速比；——车轮的角加速度(rad·s-1)；2-2〕装有A...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永刚，杨坤谕，秦大同，张毅，陈达奇，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50