鎖止離合器控制淺析

丁麟，辛海霞，丁幫偉，郝美剛，王君

（哈爾濱東安汽車發(fā)動機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

鎖止離合器控制淺析

丁麟，辛海霞，丁幫偉，郝美剛，王君

（哈爾濱東安汽車發(fā)動機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

鎖止離合器控制是廣泛應(yīng)用于自動變速器控制中的技術(shù)，對于降低油耗有著重要意義，滑差控制是鎖止離合器控制中的關(guān)鍵技術(shù)，文章針對滑差控制，展示了一種控制算法。

自動變速器；鎖止離合器

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.012

CLC NO.: U464.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-36-03

引言

液力變矩器，作為自動變速器的主要零件之一，為車輛起步提供了良好的舒適性，但液力變矩器存在固有的缺點(diǎn)，效率較低，影響整車油耗，所以需要盡早的控制鎖止離合器鎖止，以獲得高的傳動效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。

但鎖止離合器鎖止后，就失去了液體阻尼的減振效果，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較低的區(qū)域，即使依靠長行程減振彈簧，也可能無法完全抵消發(fā)動機(jī)的扭振，使整車NVH變差。所以通常在液力變矩器由液力到完全鎖止的狀態(tài)切換間，加入一段鎖止離合器滑磨的控制，維持一定的微小轉(zhuǎn)速差，以獲得更好減振效果，同時(shí)保證較高的傳動效率。

1、介紹

在DAE某新型變速器研發(fā)過程中，為了研究鎖止離合器的控制，進(jìn)行了許多關(guān)于鎖止離合器的特性試驗(yàn)，并根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果，對鎖止離合器的滑差控制進(jìn)行了初步仿真，效果良好。

2、具體實(shí)施

變矩器簡圖如圖1所示。

鎖止離合器的控制是靠左右兩側(cè)的壓力差來實(shí)現(xiàn)的，壓差越大，則鎖止離合器與泵輪貼合的更緊密，摩擦傳遞的扭矩就越大，渦輪與泵輪轉(zhuǎn)速就越接近。

首先設(shè)計(jì)了幾組試驗(yàn)工況，在臺架上測試影響鎖止離合器控制的因素，并獲取參數(shù)，整理成控制MAP。

2.1 發(fā)動機(jī)扭矩-渦輪轉(zhuǎn)速-滑差轉(zhuǎn)速與壓差的關(guān)系

控制參數(shù)：輸入扭矩、渦輪轉(zhuǎn)速、滑差量。

在不同參數(shù)組合下，測試鎖止離合器壓差的大小。

經(jīng)過臺架試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：

①渦輪轉(zhuǎn)速一定的情況下，滑差量越大，需要的壓差越小；維持相同的滑差量，發(fā)動機(jī)扭矩越大，需要的壓差越大。如圖1所示，縱坐標(biāo)為輸入扭矩，橫坐標(biāo)為滑差轉(zhuǎn)速，圖中數(shù)據(jù)為測試的壓差點(diǎn)，并擬合成壓差梯度曲線。

②渦輪轉(zhuǎn)速增加時(shí)，需要的壓差隨之增大。

2.2 鎖止離合器傳扭能力與壓差之間的關(guān)系

理論上是一條直線，實(shí)測結(jié)果與理論相符，見圖3。

隨著油溫的變化該特性略有變化，這里簡化處理，不考慮該影響。

2.3 壓差與控制電流的關(guān)系

為了摸索油溫對壓差控制的影響，在各油溫下測量壓差與控制電流的關(guān)系，如圖4。

由上圖可知，在相同電流下，壓差的總體趨勢為隨溫度升高逐漸降低。

3、滑差控制仿真

3.1 鎖止離合器傳扭推導(dǎo)

根據(jù)動力學(xué)關(guān)系，可以得到式(1)：

IP：發(fā)動機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)動慣量

ωP: 泵輪轉(zhuǎn)速

TE：發(fā)動機(jī)扭矩

TP：泵輪扭矩

TLC：鎖止離合器扭矩

由于發(fā)動機(jī)曲軸與泵輪剛性連接，所以：

ωE：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速

C：容量系數(shù)，根據(jù)渦輪轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的比值獲得的特性關(guān)系。

所以：

Δω：目標(biāo)滑差量

由1、2、4式得：

(5)式即為鎖止離合器滑磨時(shí)，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、目標(biāo)滑差量、發(fā)動機(jī)扭矩計(jì)算出的理論鎖止離合器傳遞扭矩。

3.2 構(gòu)建鎖止離合器開環(huán)控制模型

根據(jù)上述公式，并將臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的特性作為查表MAP，在Simulink中建立控制模型。

3.3 仿真結(jié)果與實(shí)際比較

在試驗(yàn)臺上，某設(shè)定工況下，手動調(diào)節(jié)鎖止離合器控制電磁閥電流，實(shí)現(xiàn)某特定轉(zhuǎn)速差，并測量此時(shí)實(shí)際的壓差。然后將工況參數(shù)輸入模型，仿真壓差控制指令，圖6～11為仿真與實(shí)測壓差對比圖。紅色曲線為仿真結(jié)果，綠色曲線為實(shí)測壓差，縱坐標(biāo)為壓差值(bar)，橫坐標(biāo)為時(shí)間(s)。

Lockup Clutch control analysis and simulation

Ding lin, Xin Haixia, Ding Bangwei, Hao Meigang, Wang Jun
（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

The technology of lockup clutch has been widely used in auto transmission control. It plays a big part in fuel consumption. Slip control is the key technology of lockup clutch. In this article, a strategy of slip control is proposed.

Auto Transmission; Lockup clutch

U464.9

A

1671-7988(2016)10-36-03

丁麟，（1983-），男，工程師，學(xué)歷本科。就職于哈爾濱東安汽車發(fā)動機(jī)制造有限公司技術(shù)中心。研究方向：自動變速器控制策略開發(fā)。