專利名稱：用于雙離合器變速器的直接離合器控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制機動車輛變速器中的離合器的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于雙離合器變速器的直接離合力控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這部分的敘述僅僅提供與本公開有關(guān)的背景信息并且可能構(gòu)成或可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。典型的雙離合器變速器包括驅(qū)動一對輸入軸的一對操作離合器。輸入軸可以位于輸出軸的相對側(cè)上，或者可以同心地位于間隔開的輸出軸之間。多個同步器選擇性地將可旋轉(zhuǎn)的齒輪聯(lián)接到相關(guān)聯(lián)的軸以實現(xiàn)前進和倒檔齒輪比。另外，螺線管和閥組件致動離合器和同步器以實現(xiàn)前進和倒檔齒輪比。通常，采用電子控制的液壓回路或系統(tǒng)來控制螺線管和閥組件。當(dāng)離合器的離合器板磨損時，對于這些電子控制的回路來說，補償期望的離合 力和實際施加給離合器的力之間的差異變得更為困難。因此，需要一種用于雙離合器變速器的改進的控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于控制雙離合器變速器的離合器的控制系統(tǒng)，其包括基于內(nèi)模型的力控制算法、壓力控制閥、液壓致動器和離合器組件，其中，力控制算法將期望的離合力變換為壓力控制信號，壓力控制閥接收壓力控制信號，壓力控制閥將與壓力控制信號有關(guān)的壓力施加給液壓致動器，離合器組件具有彈簧桿和多個離合器板。液壓致動器對所述彈簧桿的遠(yuǎn)端施加對應(yīng)于所述壓力控制信號的期望的力，使得施加到所述彈簧桿的遠(yuǎn)端的期望的力對所述離合器板施加實際的離合力。此外，本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。I. 一種用于控制雙離合器變速器的離合器的控制系統(tǒng)，包括
基于內(nèi)模型的力控制算法，所述力控制算法將期望的離合力變換為壓力控制信號； 壓力控制閥，所述壓力控制閥接收所述壓力控制信號；
液壓致動器，所述壓力控制閥對所述液壓致動器施加壓力，所施加的壓力與所述壓力控制信號相關(guān)；以及
帶有剛性的彈簧桿和多個離合器板的離合器組件，其中，所述液壓致動器對所述彈簧桿的遠(yuǎn)端施加對應(yīng)于所述壓力控制信號的力，并且其中，施加到所述彈簧桿的遠(yuǎn)端的力對所述離合器板施加實際的力。2.如技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，在施加給所述液壓致動器的期望的壓力與施加給所述離合器板的實際的力之間大致一一對應(yīng)。3.如技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述液壓致動器和所述彈簧桿利用應(yīng)用的支承件聯(lián)接在一起。4.如技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述基于內(nèi)模型的力控制算法包括內(nèi)對象模型。5.如技術(shù)方案4所述的控制系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)對象模型是所述壓力控制閥、所述液壓致動器、所述彈簧桿和所述多個離合器板的模型。6.如技術(shù)方案5所述的控制系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)對象模型存儲在微處理器中。7.如技術(shù)方案4所述的控制系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)對象模型包括所述壓力控制閥、所述液壓致動器、所述彈簧桿、所述多個離合器板的動態(tài)特性、和所述控制系統(tǒng)的非線性和滯后。8.如技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述基 于內(nèi)模型的力控制算法包括增益、積分器、第一函數(shù)和第二函數(shù)。9.如技術(shù)方案8所述的控制系統(tǒng)，其中，所述增益決定了所述內(nèi)模型的響應(yīng)速度。10.如技術(shù)方案8所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第一函數(shù)將穩(wěn)態(tài)實際離合力映射為所述液壓致動器中的壓力。11.如技術(shù)方案10所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第一函數(shù)是比例增益函數(shù)、查詢表、或非線性函數(shù)。12.如技術(shù)方案8所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第二函數(shù)對所述壓力控制閥、所述液壓致動器、所述彈簧桿和所述多個離合器板的線性阻尼和摩擦特性進行建模。13.如技術(shù)方案12所述的控制系統(tǒng)，其中，所述第二函數(shù)是比例增益函數(shù)、查詢表、或非線性函數(shù)。14. 一種用于控制雙離合器變速器的控制系統(tǒng)的方法，包括
傳遞期望的離合力信號給內(nèi)模型；
將所述內(nèi)模型中的期望的離合力信號變換為壓力控制信號；
將來自所述內(nèi)模型的壓力控制信號傳遞給壓力控制閥。15.如技術(shù)方案14所述的方法，其中，將所述期望的離合力信號傳遞給所述內(nèi)模型包括從所述期望的離合力信號減去來自內(nèi)對象模型的信號或使所述期望的離合力信號加上來自內(nèi)對象模型的信號，所得到的修正的期望離合力信號被傳遞給前饋/反饋控制，所述前饋/反饋控制產(chǎn)生所述壓力控制信號，所述壓力控制信號被傳遞給所述壓力控制閥和所述內(nèi)對象模型。16.如技術(shù)方案14所述的方法，其中，所述內(nèi)對象模型包括壓力控制閥、液壓致動器、彈簧桿、多個離合器板的動態(tài)特性、和與所述雙離合器變速器相關(guān)的非線性和滯后。17. 一種用于控制雙離合器變速器的控制系統(tǒng)的方法，包括
將期望的離合力信號傳遞給內(nèi)模型，所述內(nèi)模型包括增益、積分器、第一函數(shù)和第二函
數(shù)；
將所述內(nèi)模型中的期望的離合力信號變換為壓力控制信號；以及 將來自所述內(nèi)模型的壓力控制信號傳遞給壓力控制閥。18.如技術(shù)方案17所述的方法，其中，所述增益決定了所述內(nèi)模型的響應(yīng)速度。19.如技術(shù)方案17所述的方法，其中，所述第一函數(shù)將穩(wěn)態(tài)實際離合力映射為液壓致動器中的壓力，所述液壓致動器中的壓力與發(fā)送給所述壓力控制閥的壓力控制信號對應(yīng)，所述液壓致動器將壓力施加給彈簧桿，所述彈簧桿又將實際離合力施加給多個離合器板。
20.如技術(shù)方案19所述的方法，其中，所述第二函數(shù)對所述壓力控制閥、所述液壓致動器、所述彈簧桿和所述多個離合器板的線性阻尼和摩擦特性進行建模。進一步的特征、優(yōu)點和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)谋疚奶峁┑拿枋鲎兊们宄?。?yīng)該理解，說明書和具體實例僅是用于說明的目的，并且不限定本公開的范圍。


本文描述的附圖僅用于說明的目的，不意圖以任何方式限制本公開的范圍。附圖中的構(gòu)件不一定是按照比例繪制的，而是重在說明本發(fā)明的原理。在附圖中
圖I是傳統(tǒng)的離合器控制系統(tǒng)的示意 圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理的離合器控制系統(tǒng)的示意圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理的圖2的系統(tǒng)的基于內(nèi)模型的力控制算法的示意圖；以及 圖4是圖2的基于內(nèi)模型的力控制算法的實施方式的示意圖。
具體實施例方式以下描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且不意圖限制本公開、應(yīng)用或用途?，F(xiàn)在參考附圖，圖2至圖4中示出了實現(xiàn)本發(fā)明的原理的離合器控制系統(tǒng)，并且以100表示，并且，為了比較，在圖I中示出了傳統(tǒng)的離合器控制系統(tǒng)，以10表示。這些離合器控制系統(tǒng)與機動車輛動力系相關(guān)聯(lián)，尤其是雙離合器變速器。傳統(tǒng)的離合器控制系統(tǒng)10包括液壓致動器12和離合器組件17。離合器組件17包括一組離合器板17A、17B、17C和膜片彈簧桿16。膜片彈簧桿16與離合器板17A接觸并且利用應(yīng)用的支承件15聯(lián)接到液壓致動器12，支承件15靠近或位于膜片彈簧桿16的遠(yuǎn)端。系統(tǒng)10還包括力-位置變換器18、閉環(huán)位置控制算法20、流量控制閥22、壓力控制閥21、和位置傳感器14。在雙離合器變速器操作期間，離合器組件17由微處理器控制。微處理器將期望的離合力信號Fd發(fā)送給力-位置變換器18，該力-位置變換器18又將期望的離合力Fd變換為液壓致動器位置命令Xe。力-位置變換器18將位置命令Xe信息發(fā)送給位置控制算法20，該位置控制算法20產(chǎn)生用于流量控制閥22的控制信號Q。流量控制閥22接收控制信號Q以及來自壓力控制閥21的信號，以便調(diào)整聯(lián)接到應(yīng)用的支承件15的液壓致動器12的位置，使得在應(yīng)用的支承件15的位置d以及因此膜片彈簧桿16的遠(yuǎn)端
的偏轉(zhuǎn)、和實際施加給離合器組件17的離合器板17A、17B和17C的力之間有大致的--對應(yīng)。應(yīng)該注意，位置傳感器14接收與應(yīng)用的支承件15的位置d相關(guān)聯(lián)的信號13，并且將液壓致動器位置的測量的位置Xm (以及因此彈簧桿16的偏轉(zhuǎn))作為反饋傳遞給控制算法20，以形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。總體而言，位置傳感器14是昂貴的，當(dāng)離合器板17A、17B和17C磨損時，對于系統(tǒng)10來說，補償位置d和實際施加到離合器板的力之間的差異變得困難?，F(xiàn)在參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的原理，離合器控制系統(tǒng)100包括離合器組件109和液壓致動器110。離合器組件109包括一組離合器板109A、109B、109C和膜片彈簧桿108。膜片彈簧桿108與離合器板109A接觸并且利用應(yīng)用的支承件115聯(lián)接到液壓致動器110，支承件115靠近或位于膜片彈簧桿108的遠(yuǎn)端。膜片彈簧桿108比傳統(tǒng)的彈簧桿16剛性得多，以便在力施加到彈簧桿108時最小化彈簧桿108的遠(yuǎn)端處的偏轉(zhuǎn)。例如，在某些實施方式中，彈簧桿108的遠(yuǎn)端具有從大約2mm至大約5mm的偏轉(zhuǎn),而之前所述的傳統(tǒng)的桿彈簧16的遠(yuǎn)端通常具有大約15_的偏轉(zhuǎn)。系統(tǒng)100還包括基于內(nèi)模型的力控制算法102和壓力控制閥106。在相關(guān)聯(lián)的雙離合器變速器操作期間，離合器組件109由微處理器控制。微處理器將期望的離合器施加力信號Fd發(fā)送給基于內(nèi)模型的力控制算法102，該力控制算法102又將期望的離合器施加力Fd變換為壓力控制閥106的控制信號P。利用控制信號P，壓力控制閥對液壓致動器110施加壓力，使得液壓致動器對應(yīng)用的支承件115施加期望的力，并且因此，對彈簧桿108的遠(yuǎn)端施加期望的力。因此，在施加給液壓致動器110的壓力與施加給離合器板109AU09B和109C的力之間大致--對應(yīng)。現(xiàn)在參考圖3，基于內(nèi)模型的力控制算法102包括內(nèi)對象模型114和用于內(nèi)對象模型的前饋/反饋控制112。內(nèi)對象模型114是存儲在微處理器中的實際對象104 (壓力控制閥106、液壓致動器110、彈簧桿108、和離合器板109AU09B和109C)的模型。具體而言，內(nèi)對象模型114包括壓力控制閥106、液壓致動器110、彈簧桿108、和離合器板109A、109B 和109C的動態(tài)特性以及系統(tǒng)100的非線性和滯后。在雙離合器變速器的操作期間，前述微處理器將期望的離合力信號Fd發(fā)送給內(nèi)模型102的前饋/反饋控制，該內(nèi)模型102又將期望的離合力Fd變換為控制信號P。壓力控制信號P被發(fā)送給壓力控制閥106以及內(nèi)對象模型114。然后，內(nèi)對象模型114考慮實際對象動態(tài)特性以及壓力控制閥信息P，并且傳遞信號116，該信號116在118處被加到期望的離合力Fd或從期望的離合力Fd減去，以形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。然后，修正的期望離合力Fd被發(fā)送到前饋/反饋控制112，使得壓力的直接控制信號P被發(fā)送到壓力控制閥106。前饋/反饋控制112允許內(nèi)對象模型114中的離合力以期望的方式跟隨來自微處理器的離合力信號Fd。在圖4中示出了內(nèi)模型102的一種具體實施方式
。內(nèi)模型102包括增益120、積分器126、第一函數(shù)122 (Fl)和第二函數(shù)124 (F2)。積分器126是典型的數(shù)學(xué)積分器，增益120產(chǎn)生增益信號k，其決定內(nèi)模型102的響應(yīng)速度，第一函數(shù)122將穩(wěn)態(tài)實際離合力映射為液壓致動器110中的液壓壓力，并且第二函數(shù)124對實際對象104的等效線性阻尼和摩擦特性進行建模。函數(shù)122和124的每一個可以是比例增益函數(shù)、查詢表、或非線性關(guān)系。當(dāng)內(nèi)模型102處于操作中時，積分器126對來自增益120的信號進行積分，并且將積分的輸出發(fā)送給第一函數(shù)122，并且作為反饋信號，該反饋信號在118處加到期望的離合力Fd或從期望的離合力Fd減去，以形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。來自118的信息被饋送進入增益120，該增益120除了將信息饋送給積分器126之外還將信息發(fā)送給第二函數(shù)124。來自第一函數(shù)122的信號和來自第二函數(shù)124的信號在128處被加在一起以形成用于實際對象104的壓力控制閥106的控制信號P。本發(fā)明的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且不背離本發(fā)明的精神的變體屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的變體不應(yīng)被認(rèn)為是背離了本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于控制雙離合器變速器的離合器的控制系統(tǒng)，包括 基于內(nèi)模型的力控制算法，所述力控制算法將期望的離合力變換為壓力控制信號； 壓力控制閥，所述壓力控制閥接收所述壓力控制信號； 液壓致動器，所述壓力控制閥對所述液壓致動器施加壓力，所施加的壓力與所述壓力控制信號相關(guān)；以及 帶有剛性的彈簧桿和多個離合器板的離合器組件，其中，所述液壓致動器對所述彈簧桿的遠(yuǎn)端施加對應(yīng)于所述壓力控制信號的力，并且其中，施加到所述彈簧桿的遠(yuǎn)端的力對所述離合器板施加實際的力。
2.如權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其中，在施加給所述液壓致動器的期望的壓力與施加給所述離合器板的實際的力之間大致一一對應(yīng)。
3.如權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述液壓致動器和所述彈簧桿利用應(yīng)用的支承件聯(lián)接在一起。
4.如權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述基于內(nèi)模型的力控制算法包括內(nèi)對象模型。
5.如權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)對象模型是所述壓力控制閥、所述液壓致動器、所述彈簧桿和所述多個離合器板的模型。
6.如權(quán)利要求5所述的控制系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)對象模型存儲在微處理器中。
7.如權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)對象模型包括所述壓力控制閥、所述液壓致動器、所述彈簧桿、所述多個離合器板的動態(tài)特性、和所述控制系統(tǒng)的非線性和滯后。
8.如權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述基于內(nèi)模型的力控制算法包括增益、積分器、第一函數(shù)和第二函數(shù)。
9.一種用于控制雙離合器變速器的控制系統(tǒng)的方法，包括 傳遞期望的離合力信號給內(nèi)模型； 將所述內(nèi)模型中的期望的離合力信號變換為壓力控制信號； 將來自所述內(nèi)模型的壓力控制信號傳遞給壓力控制閥。
10.一種用于控制雙離合器變速器的控制系統(tǒng)的方法，包括 將期望的離合力信號傳遞給內(nèi)模型，所述內(nèi)模型包括增益、積分器、第一函數(shù)和第二函數(shù)； 將所述內(nèi)模型中的期望的離合力信號變換為壓力控制信號；以及 將來自所述內(nèi)模型的壓力控制信號傳遞給壓力控制閥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于控制雙離合器變速器的離合器的控制系統(tǒng)，其包括基于內(nèi)模型的力控制算法、壓力控制閥、液壓致動器和離合器組件，其中，力控制算法將期望的離合力變換為壓力控制信號，壓力控制閥接收壓力控制信號，壓力控制閥將與壓力控制信號有關(guān)的壓力施加給液壓致動器，離合器組件具有彈簧桿和多個離合器板。液壓致動器對所述彈簧桿的遠(yuǎn)端施加對應(yīng)于所述壓力控制信號的期望的力，使得施加到所述彈簧桿的遠(yuǎn)端的期望的力對所述離合器板施加實際的離合力。
文檔編號F16D48/02GK102758864SQ201210127568
公開日2012年10月31日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者P.G.奧塔尼斯, S.白, V.A.尼拉肯坦 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司