CN108518475A - 电子泵用于变速器温度保护的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子泵用于变速器温度保护的控制方法及系统，通过离合器发热功率计算判断步骤、变速器温度场检测步骤、电子泵高效区判断步骤，用来将摩擦片发热之后选择最佳时机将摩擦片温度迅速降到摩擦片工作之前，力争在每一次驾驶员移动车辆之前，都将变速器温度控制到初始状态，从而让变速器可以从容应对反复多次起步，解决城市拥堵工作情况下的变速器冷却问题。

Description

电子泵用于变速器温度保护的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动变速器技术领域，特别是涉及一种多泵系统中电子泵用于变速器温度保护的控制方法及系统。

背景技术

液压驱动自动变速器中，油泵的使用是必不可少的，油泵对液压控制单元提供连续稳定的额定压力下的流量，以满足液压控制需求。在市场上，由于对变速器经济性的要求日益严苛，多泵系统日益成为趋势。在以往单机械泵液压方案中，由于机械泵的转速直接受到发动机转速的制约，当发动机工作在能使机械泵转速远超过变速器最大需求流量时，功率会出现大幅度浪费。因此多泵方案中，至少会设置一个电子泵以进行无极化调节。

变速器的冷却效率一直是困扰行业的难题，通常的处理方式是将冷却的请求量正比于离合器的发热功率的值，该方法的核心观点是用冷却流量对抗发热功率，其考虑的是尽可能快地在离合器摩擦片发热的时候将热量带出，当发热功率大于冷却功率的时候，离合器内部的温升迅速，如果驾驶者随后制动进入低发动机转速区，机械泵效随发动机转速一起下降，产生流量低，无法迅速地降热量带出，驾驶者下一次起步之前无法有效冷却离合器。

发明内容

本发明的目的是提供了一种多泵系统中电子泵用于变速器温度保护的控制方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电子泵用于变速器温度保护的控制方法，包括:

步骤S1、信号获取及扭矩计算步骤，变速器控制器获取驾驶员输入信号、发动机参考信号、当前状态下变速器自身信号；计算得到当前状态下离合器传递到车轮的扭矩T，该扭矩用于满足车轮所需牵引力；

步骤S2、离合器发热功率计算判断步骤，通过所述步骤S1得到的扭矩T及当前状态下离合器主动端和从动端的转速差计算得到当前状态下离合器发热功率P，将所述当前状态下离合器发热功率P与离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制相比较；

若当前状态下离合器发热功率达到离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制时，执行步骤S4；若当前状态下离合器发热功率未达到最低需强制润滑发热功率限制时，执行步骤S8；

步骤S3、变速器温度场检测步骤，变速器控制器获取离合器输入油温传感器温度与离合器输出油温触感器温度，计算得到当前状态下变速器温度场，将当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量与机械泵所能产生的冷却液压油实际流量相比较；

若机械泵所能产生的冷却液压油实际流量小于当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量，执行步骤S4；若机械泵所能产生的冷却液压油实际流量大于当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量，执行步骤S8；

步骤S4、电子泵高效区判断步骤，变速器控制器根据步骤S1得到的扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE，以使所述主油路压力P_LINE用于在离合器传递扭矩的时候使得离合器系统至少可以稳定在所述变速器所需的目标主油压P_target上，若目标主油压P_target小于电子泵高效区间的最大压力，变速器控制器认定当前变速器主油路的油压处于电子泵的低压力高效区；

步骤S5、电子泵是否工作判断步骤，判断电子泵是否工作，若否，则执行步骤S7、启动电子泵对所述变速器进行冷却；

步骤S6、电子泵计数器计数步骤，计数器连续对电机的开启时间进行计数，当达到额定时长的时候，变速器控制器则执行步骤S8、解除电子泵工作，以保护电子泵。

优选的，所述步骤S1中，所述驾驶员输入信号包括并不限于：油门踏板值，制动踏板值，换挡手柄位置；所述发动机参考信号包括并不限于：发动机扭矩，发动机实际转速；所述变速器自身信号包括且不限于，输入轴转速，输出轴转速，油温。

优选的，所述步骤S1在发动机及变速器工作状态下始终存在。

优选的，所述步骤S2中，采用公式：P＝T*(n_engine–n_clutch)，其中，P为离合器发热功率，T为离合器当前传递的扭矩，(n_engine–n_clutch)为离合器主动端(发动机侧)的转速减去离合器从动端(输入轴侧)的转速差。

优选的，所述步骤S2和步骤S3为并列顺序，可先可后。

优选的，所述步骤S4中，所述低压力区指在挡滑行、即将停车、停车等待、起步初期的电子泵的压力区。

优选的，所述步骤S4中、“变速器控制器根据步骤S1得到的扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE”的步骤包括通过公式P_LINE＝P_CLUTCH+C,P_CLUTCH＝T*K计算而得，其中K为扭矩增益系数，C为常数。

优选的，所述步骤S6中，所述电子泵设置一个最小工作时长，避免电子泵短瞬工作，若冷却目标达成且所述电子泵工作必须达到所述最小工作时长，才允许关闭。

本发明还揭示了一种电子泵用于变速器温度保护的控制系统，包括:

信号获取及扭矩计算单元，用于变速器控制器获取驾驶员输入信号、发动机参考信号、当前状态下变速器自身信号；计算得到当前状态下离合器传递到车轮的扭矩T，该扭矩用于满足车轮所需牵引力；

离合器发热功率计算判断单元，用于通过所述步骤S1得到的扭矩T及当前状态下离合器主动端和从动端的转速差计算得到当前状态下离合器发热功率P，将所述当前状态下离合器发热功率P与离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制相比较；

变速器温度场检测单元，用于变速器控制器获取离合器输入油温传感器温度与离合器输出油温触感器温度，计算得到当前状态下变速器温度场，将当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量与机械泵所能产生的冷却液压油实际流量相比较；

电子泵高效区判断单元，用于变速器控制器根据扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE，以使所述主油路压力P_LINE用于在离合器传递扭矩的时候使得离合器系统至少可以稳定在所述变速器所需的目标主油压P_target上，若目标主油压P_target小于电子泵高效区间的最大压力，变速器控制器认定当前变速器主油路的油压处于电子泵的低压力高效区；

电子泵是否工作判断单元，用于判断电子泵是否工作，若否，则执行步骤S7、启动电子泵对所述变速器进行冷却；

电子泵计数器计数单元，用于计数器连续对电机的开启时间进行计数，当达到额定时长的时候，变速器控制器则解除电子泵工作，以保护电子泵。

本发明的有益效果主要体现在：

1、相比现有技术的动态控制，本发明是在离合器摩擦片发热之后选择时机将摩擦片温度迅速降到摩擦片工作之前，力争在每一次驾驶员移动车辆之前，都将变速器温度控制到初始状态，从而让变速器可以从容应对反复多次起步，解决城市拥堵工作情况下的变速器冷却问题；

2、本发明的实现过程中选取冷却的时机为电子泵高效区，此时电子泵负载小，易于实现目标转速，电子泵消耗电流小，可以适用的液压结构比较多,即可以适用在电子泵和机械泵共压力的液压系统，又可以适用于电子泵或者冷却回路单独分离管路的系统，对于任何系统无需改变控制方法和结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明揭示了一种采用电子泵进行变速器温度保护的控制方法。众所周知，在双泵系统中，电子泵的控制往往基于当前系统估算的流量或者工况，给电子泵设定一个目标转速。电子泵由于受到电机驱动在达到目标转速的情况下需要一定的电流来维持或者对抗负载扭矩。当液压系统在电子泵油道施加压力较高的时候，电子泵会受到以下影响：

1、电子泵需要的扭矩会比较大；

2、电子泵消耗的电流会比较大；

3、比较容易使得电子泵达不到目标转速而只能维持在低转速区，低转速区的泵效率更差，电子泵因此可能工作在效率比较恶劣的工况下。

电子泵的这些弱势，是因为电子泵的电机往往是有限功率的，相比发动机直接驱动的机械泵，电子泵在控制的时候需要考虑电机的功率能力，本发明针对电子泵的该弱势进行优化，将系统控制的方式分解为两个部分，特点为：

1、在高压区间对电子泵实行回避控制，在电子泵效率恶劣的情况下，选择性地关闭电子泵；

2、在低压区间对电子泵实行过量控制，补偿高压区间的关闭工况。

具体如图1所示，

一种电子泵用于变速器温度保护的控制方法，包括：

步骤S1、信号获取及扭矩计算步骤，变速器控制器获取驾驶员输入信号、发动机参考信号、当前状态下变速器自身信号；计算得到离合器当前传递到车轮的扭矩，该扭矩用于满足车轮所需牵引力。所述步骤S1在发动机及变速器工作状态下始终存在。

所述驾驶员输入信号包括并不限于：油门踏板值，制动踏板值，换挡手柄位置。所述发动机参考信号包括并不限于：发动机扭矩，发动机实际转速。所述变速器自身信号包括且不限于，输入轴转速，输出轴转速，油温。

步骤S2、离合器发热功率计算判断步骤，通过所述步骤S1得到的扭矩T及当前状态下离合器主动端和从动端的转速差计算得到当前状态下离合器发热功率P，一般来讲发热功率与扭矩和转速差都成正比。

将所述当前状态下离合器发热功率与离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制相比较。该条件用于判断系统是否需要启动大流量强制润滑，因为此时液压系统必须提供充沛的冷却流量。

若当前状态下离合器发热功率达到离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制时，执行步骤S4；若当前状态下离合器发热功率未达到最低需强制润滑发热功率限制时，执行步骤S8。

所述步骤S2中，采用以下公式计算得到当前状态下离合器发热功率：P＝T*(n_engine–n_clutch)，其中，P为离合器发热功率，T为离合器当前传递的扭矩，(n_engine–n_clutch)为离合器主动端(发动机侧)的转速减去离合器从动端(输入轴侧)的转速差。

步骤S3、变速器温度场检测步骤，变速器控制器获取离合器输入油温传感器温度与离合器输出油温传感器温度，计算得到当前状态下变速器温度场，将当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量与机械泵所能产生的冷却液压油实际流量相比较。该温度场表示一定质量的油流过发热的离合器时被加热的程度，体现了离合器内部发热的剧烈程度。

若当前状态下变速器温度场恶劣，即机械泵所能产生的冷却液压油实际流量小于当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量，则执行步骤S4；若当前状态下变速器温度场不恶劣，即机械泵所能产生的冷却液压油实际流量大于当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量，则执行步骤S8。

本发明中，所述步骤S2和步骤S3为并列顺序，可先可后。

步骤S4、电子泵高效区判断步骤，变速器控制器根据步骤S1得到的扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE，以使所述主油路压力P_LINE用于在离合器传递扭矩的时候使得离合器系统至少可以稳定在所述变速器所需的目标主油压P_target上。所述“变速器控制器根据步骤S1得到的扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE”的步骤包括通过公式P_LINE＝P_CLUTCH+C,P_CLUTCH＝T*K计算而得，其中K为扭矩增益系数，C为常数。

若目标主油压P_target小于电子泵高效区间的最大压力，变速器控制器认定当前变速器主油路的油压处于电子泵的低压力高效区。所述低压力高效区指在挡滑行、即将停车、停车等待、起步初期的电子泵的压力区。

当前开发软件的策略如下：电子泵的电机输入额定功率工作情况下，可以把电子泵转速提升到转速V的时候同时能承受的最大压力。在此最大压力之上，电机在得到额定功率的情况下无法提升到转速V。一般来说，油压越高，电子泵电机承载的扭矩越大，消耗电流也越多，需要功率也越大。电机通常受到额定扭矩的限制无法无条件增加输出功率。因此主油压上升之后，电机能在其额定功率下达到的最高转速也会下降。而泵的容积效率特性总是在中高转速是较高，在泵低转速区域内容积效率非常差。也就是说如果主油压太高会出现一种情况，电机只能得到很慢的转速，而很慢的转速只能输出非常微量的流量。这个时候电子泵进入一种空耗电不输出的状态，因此需要避免。

步骤S5、电子泵是否工作判断步骤，判断电子泵是否工作，若否，则执行步骤S7、启动电子泵对所述变速器进行冷却。

本发明中，步骤S2、S3判断是否需要电子泵，步骤S4判断是否可以运转电子泵，步骤S5判断电子泵是否闲置。如果步骤S3、S4、S5都成立，则本发明方法会立即激活电子泵。如果仅仅是步骤S3、S4成立，步骤S5不成立表示电子泵已经在工作了，是因为前一次请求的工作还没完成，这个时候本发明的方法会要求电子泵继续工作下去。

步骤S6、电子泵计数器计数步骤，计数器连续对电机的开启时间进行计数，当达到额定时长的时候，变速器控制器则执行步骤S8、解除电子泵工作，以保护电子泵。所述步骤S6中，所述电子泵还设置一个最小工作时长，避免电子泵短瞬工作，若冷却目标达成且所述电子泵工作必须达到所述最小工作时长，才允许关闭。

本发明还揭示了一种电子泵用于变速器温度保护的控制系统，包括:

信号获取及扭矩计算单元，用于变速器控制器获取驾驶员输入信号、发动机参考信号、当前状态下变速器自身信号；计算得到当前状态下离合器传递到车轮的扭矩T，该扭矩用于满足车轮所需牵引力；

离合器发热功率计算判断单元，用于通过所述步骤S1得到的扭矩T及当前状态下离合器主动端和从动端的转速差计算得到当前状态下离合器发热功率P，将所述当前状态下离合器发热功率P与离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制相比较；

变速器温度场检测单元，用于变速器控制器获取离合器输入油温传感器温度与离合器输出油温触感器温度，计算得到当前状态下变速器温度场，将当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量与机械泵所能产生的冷却液压油实际流量相比较；

电子泵高效区判断单元，用于变速器控制器根据扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE，以使所述主油路压力P_LINE用于在离合器传递扭矩的时候使得离合器系统至少可以稳定在所述变速器所需的目标主油压P_target上，若目标主油压P_target小于电子泵高效区间的最大压力，变速器控制器认定当前变速器主油路的油压处于电子泵的低压力高效区；

电子泵是否工作判断单元，用于判断电子泵是否工作，若否，则执行步骤S7、启动电子泵对所述变速器进行冷却；

电子泵计数器计数单元，用于计数器连续对电机的开启时间进行计数，当达到额定时长的时候，变速器控制器则解除电子泵工作，以保护电子泵。

本发明的核心思想是，在离合器发热过程中和发热之后，迅速的将其温度降会滑摩之前。电子泵的工作需求可能是很短瞬的。当冷却需求发生到冷却需求满足的时长可能非常短。电子泵抢占系统空闲时间进行过量冷却。驾驶员在每一次需要离合器滑摩之前，离合器温度都回到第一次的水平，从根本上解决反复多次大量使用离合器带来的发热损耗风险。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电子泵用于变速器温度保护的控制方法，其特征在于，包括:

步骤S1、信号获取及扭矩计算步骤，变速器控制器获取驾驶员输入信号、发动机参考信号、当前状态下变速器自身信号；计算得到当前状态下离合器传递到车轮的扭矩T，该扭矩用于满足车轮所需牵引力；

步骤S2、离合器发热功率计算判断步骤，通过所述步骤S1得到的扭矩T及当前状态下离合器主动端和从动端的转速差计算得到当前状态下离合器发热功率P，将所述当前状态下离合器发热功率P与离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制相比较；

若当前状态下离合器发热功率达到离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制时，执行步骤S4；若当前状态下离合器发热功率未达到最低需强制润滑发热功率限制时，执行步骤S8；

步骤S3、变速器温度场检测步骤，变速器控制器获取离合器输入油温传感器温度与离合器输出油温触感器温度，计算得到当前状态下变速器温度场，将当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量与机械泵所能产生的冷却液压油实际流量相比较；

若机械泵所能产生的冷却液压油实际流量小于当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量，执行步骤S4；若机械泵所能产生的冷却液压油实际流量大于当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量，执行步骤S8；

步骤S4、电子泵高效区判断步骤，变速器控制器根据步骤S1得到的扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE，以使所述主油路压力P_LINE用于在离合器传递扭矩的时候使得离合器系统至少可以稳定在所述变速器所需的目标主油压P_target上，若目标主油压P_target小于电子泵高效区间的最大压力，变速器控制器认定当前变速器主油路的油压处于电子泵的低压力高效区；

步骤S5、电子泵是否工作判断步骤，判断电子泵是否工作，若否，则执行步骤S7、启动电子泵对所述变速器进行冷却；

步骤S6、电子泵计数器计数步骤，计数器连续对电机的开启时间进行计数，当达到额定时长的时候，变速器控制器则执行步骤S8、解除电子泵工作，以保护电子泵。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述驾驶员输入信号包括并不限于：油门踏板值，制动踏板值，换挡手柄位置；所述发动机参考信号包括并不限于：发动机扭矩，发动机实际转速；所述变速器自身信号包括且不限于，输入轴转速，输出轴转速，油温。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S1在发动机及变速器工作状态下始终存在。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用公式：P＝T*(n_engine–n_clutch)，其中，P为离合器发热功率，T为离合器当前传递的扭矩，(n_engine–n_clutch)为离合器主动端(发动机侧)的转速减去离合器从动端(输入轴侧)的转速差。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S3为并列顺序，可先可后。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述低压力区指在挡滑行、即将停车、停车等待、起步初期的电子泵的压力区。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中、“变速器控制器根据步骤S1得到的扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE”的步骤包括通过公式P_LINE＝P_CLUTCH+C,P_CLUTCH＝T*K计算而得，其中K为扭矩增益系数，C为常数。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述电子泵设置一个最小工作时长，避免电子泵短瞬工作，若冷却目标达成且所述电子泵工作必须达到所述最小工作时长，才允许关闭。

9.一种电子泵用于变速器温度保护的控制系统，其特征在于，包括:

信号获取及扭矩计算单元，用于变速器控制器获取驾驶员输入信号、发动机参考信号、当前状态下变速器自身信号；计算得到当前状态下离合器传递到车轮的扭矩T，该扭矩用于满足车轮所需牵引力；

离合器发热功率计算判断单元，用于通过所述步骤S1得到的扭矩T及当前状态下离合器主动端和从动端的转速差计算得到当前状态下离合器发热功率P，将所述当前状态下离合器发热功率P与离合器摩擦片的最低需强制润滑发热功率限制相比较；

变速器温度场检测单元，用于变速器控制器获取离合器输入油温传感器温度与离合器输出油温触感器温度，计算得到当前状态下变速器温度场，将当前状态下变速器温度场所需的冷却液压油目标流量与机械泵所能产生的冷却液压油实际流量相比较；

电子泵高效区判断单元，用于变速器控制器根据扭矩T来确定需要维持的变速器主油路压力P_LINE，以使所述主油路压力P_LINE用于在离合器传递扭矩的时候使得离合器系统至少可以稳定在所述变速器所需的目标主油压P_target上，若目标主油压P_target小于电子泵高效区间的最大压力，变速器控制器认定当前变速器主油路的油压处于电子泵的低压力高效区；

电子泵是否工作判断单元，用于判断电子泵是否工作，若否，则执行步骤S7、启动电子泵对所述变速器进行冷却；

电子泵计数器计数单元，用于计数器连续对电机的开启时间进行计数，当达到额定时长的时候，变速器控制器则解除电子泵工作，以保护电子泵。