商用车AMT及混动离合器控制模块系统及系统交互方法

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，具体涉及一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统及系统交互方法。

背景技术

自动变速器AMT及混合动力系统是商用车传动系统发展趋势，离合器系统(包含离合器、中央集成式离合器执行机构、离合器控制阀岛等)作为动力传递、切断与恢复的控制部件，是商用车自动变速器AMT及混合动力系统的重要部件，其控制性能直接影响到车辆行驶平顺性；在车辆使用一段时间后，离合器会发生磨损，离合器特性会发生变化，会影响系统的可靠性和耐久性。离合器控制是商用车自动变速器AMT及混合动力系统开发的难点。

目前现有技术中仍存在以下缺点：

1.AMT及混动系统项目开发中，需要针对离合器硬件特性开发相应的控制策略，无法实现离合器硬件特性解耦，软件、标定开发工作量大，离合器控制性能不佳。

2.离合器控制通常采用基于位置的控制方式，由于离合器存在制造、安装误差及磨损，无法实现离合器精确扭矩控制，系统控制精度低，一致性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统及系统交互方法，实现离合器系统软、硬件一体化解决方案，实现离合器系统与自动变速器或混动整体系统解耦。系统采用基于离合器扭矩的控制方式，可实现离合器扭矩精确控制，可适应离合器制造、安装误差及磨损情况，具备良好一致性，同时具备离合器保护与诊断功能。

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统，包括离合器、中央集成式离合器执行机构、离合器控制阀岛和离合器控制器，所述离合器安装于发动机和变速器之间，所述中央集成式离合器执行机构安装于变速箱离壳内部，所述中央集成式离合器执行机构与离合器及变速器同轴安装，所述离合器控制阀岛布设于变速箱外部，所述离合器控制阀岛进气孔通过进气管路与整车气源连接，所述离合器控制阀岛出气口通过出气管路与中央集成式离合器执行机构连接，所述离合器控制阀岛内设置有用于进气控制和排气控制的开关电磁阀，所述离合器控制阀岛与离合器控制器电性连接，所述离合器控制器与中央集成式离合器执行机构自带的位移传感器电性连接，所述离合器控制器还与外部控制器电性连接。

进一步的，为了获取系统压力信息和中央集成式离合器执行机构内部压力信息，所述离合器阀岛还设置有与大气相通的排气孔，所述离合器阀岛的进气管路和出气管路上均设置有压力传感器，所述压力传感器与离合器控制器电性连接。

进一步的，为了获取变速箱输入轴转速信息，所述变速器上布设有输入轴转速传感器，所述输入轴转速传感器与离合器控制器电性连接。

进一步的，为了实现离合器控制器与外部控制器之间的信息交互，所述离合器控制器通过CAN总线与外部控制器电性连接。

第二方面，本发明提供了一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统交互方法，使用如第一方面中任一项所述的离合器控制模块系统，包括如下步骤：

S1.离合器控制器与外部控制器通过CAN通信方式进行信号交互，当外部控制器对离合器有扭矩请求时，由外部控制器向离合器控制器发送离合器目标扭矩信号；

S2.基于步骤S1，离合器控制器接收离合器扭矩目标信号，并基于离合器扭矩模型，将离合器目标扭矩转换为离合器目标位置；

S3.离合器控制器通过位移传感器获取离合器实际位置，基于步骤S2，离合器控制器控制离合器控制阀岛的开关电磁阀动作，使中央集成式离合器执行机构内部压力发生变化，推动离合器动作，使离合器到达目标位置；

S4.基于步骤S3，离合器控制器再基于离合器扭矩模型，将离合器实时位置转换为离合器实际扭矩值，并向外部控制器反馈当前离合器实际扭矩值，实现离合器扭矩闭环交互。

进一步的，为了实现离合器控制模块系统自学习功能，离合器控制器与外部控制器接口信号除了离合器扭矩信号外，还包括：离合器滑摩状态信号、气源压力信号、驾驶员状态信号、发动机状态信号、变速箱状态信号。

进一步的，所述驾驶员状态信号具体包括油门开度信号、制动状态信号、换挡手柄信号中的一种或多种；所述发动机状态信号具体包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、发动机冷却液温度信号、环境温度信号中的一种或多种；所述变速箱状态信号具体包括当前档位信号、输出轴转速信号中的一种或多种。

本发明的有益效果是：作为离合器系统软、硬件一体化解决方案，可实现离合器扭矩精确控制，并具有良好的一致性。可用作自动变速器及混动系统离合器控制模块，实现离合器系统与自动变速器及混动整体系统解耦，提高系统性能，减少系统开发工作量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是本发明系统交互方法示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统，包括离合器、中央集成式离合器执行机构、离合器控制阀岛和离合器控制器，离合器安装于发动机和变速器之间，中央集成式离合器执行机构安装于变速箱离壳内部，中央集成式离合器执行机构与离合器及变速器同轴安装，采用中央集成式离合器执行机构控制精度更高。

离合器控制阀岛布设于变速箱外部，离合器控制阀岛进气孔通过进气管路与整车气源连接，系统以整车气源压力为动力，离合器控制阀岛出气口通过出气管路与中央集成式离合器执行机构通气孔连接，离合器阀岛还设置有与大气相通的排气孔，为了获取系统压力信息和中央集成式离合器执行机构内部压力信息，离合器阀岛的进气管路和出气管路上均设置有压力传感器，压力传感器与离合器控制器电性连接。

离合器控制阀岛内设置有用于进气控制和排气控制的开关电磁阀，在一个实施例中，开关电磁阀的数量为4个，其中两个用于中央集成式离合器执行机构的进气控制，两个用于中央集成式离合器执行机构的排气控制；离合器控制阀岛与离合器控制器电性连接，离合器控制器与中央集成式离合器执行机构自带的位移传感器电性连接，离合器控制器还与外部控制器通过CAN总线连接，外部控制器包括但不限于变速箱控制器TCU或混合动力整车控制器VCU；为了获取变速箱输入轴转速信息，变速器上布设有输入轴转速传感器，输入轴转速传感器与离合器控制器电性连接，在一个实施例中，转速传感器安装于变速箱信号齿轮旁。

在一个实施例中，在离合器控制器处引出CCP标定用CAN线，用于与标定开发设备连接。

实施例2

在实施例1的基础上，提供如图2所示的一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统交互方法，包括如下步骤：

S1.离合器控制器与外部控制器通过CAN通信方式进行信号交互，当外部控制器对离合器有扭矩请求时，由外部控制器向离合器控制器发送离合器目标扭矩信号；

S2.基于步骤S1，离合器控制器接收离合器扭矩目标信号，并基于离合器扭矩模型，将离合器目标扭矩转换为离合器目标位置，离合器扭矩模型，即将扭矩转换为位置的方法在授权公告号为CN106402202B的中国专利，一种基于离合器传扭曲线的离合器目标位置控制方法中已公开，在此不过多赘述；

S3.离合器控制器通过位移传感器获取离合器实际位置，基于步骤S2，离合器控制器控制离合器控制阀岛的开关电磁阀动作，使中央集成式离合器执行机构内部压力发生变化，推动离合器动作，使离合器到达目标位置；

S4.基于步骤S3，离合器控制器再基于离合器扭矩模型，将离合器实时位置转换为离合器实际扭矩值，并向外部控制器反馈当前离合器实际扭矩值，实现离合器扭矩闭环交互。

其中，为了实现离合器控制模块系统的自学习功能，离合器控制器与外部控制器接口信号除了离合器扭矩信号外，还包括：离合器滑摩状态信号、气源压力信号、驾驶员状态信号、发动机状态信号、变速箱状态信号。上述信号可由外部控制器发出，也可由离合器控制器从整车PT CAN网络接收；

驾驶员状态信号具体包括油门开度信号、制动状态信号、换挡手柄信号中的一种或多种；发动机状态信号具体包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、发动机冷却液温度信号、环境温度信号中的一种或多种；变速箱状态信号具体包括当前档位信号、输出轴转速信号中的一种或多种。

实施例3

在实施例2的基础上，一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统及系统交互方法可应用于离合器的自学习。

离合器制造误差、安装误差、车辆使用过程中的磨损及维修拆装都会导致离合器状态产生差异，离合器扭矩特性将发生变化，需要重新自学习以适应离合器新的状态。

离合器控制器从外部控制器接收离合器自学习所需相关数据信息，基于自学习网络模型，实时进行离合器完全结合点、半结合点、扭矩特性曲线自学习。离合器自学习功能自动修正离合器扭矩特性曲线(T-P,P-T曲线)，保证离合器在全寿命使用周期内扭矩曲线准确，确保离合器扭矩控制精度。离合器自学习具备车辆下线自学习及行车在线自学习功能，可以覆盖车辆下线、使用、维修拆装工况，保证不同车辆在下线、使用磨损后及维修拆装后均具有稳定一致性表现。

同样，一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统及系统交互方法可应用于离合器的热保护。

离合器滑摩过程中会产生热量，引起离合器片温度升高，当离合器温度超过限值，就会引起离合器烧蚀。离合器控制模块系统具备离合器热模型功能，通过离合器－变速箱－发动机－外部环境热模型，利用模型实时推算离合器压盘及从动盘温度。利用实测离合器温度数据，对温度模型进行对标。当离合器温度达到保护限值时，离合器控制器将发出报警提醒并采取措施保护离合器：如分离离合器、不响应外部控制器离合器接合指令，避免离合器烧蚀。

同样，一种商用车AMT及混动离合器控制模块系统及系统交互方法可应用于离合器系统诊断。

离合器控制模块系统可存储诊断故障码，为故障维修提供指导方向。在出现相关故障时，系统能够最大程度保证车辆可以行驶，具备跛行回家功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。