[發(fā)明專利]用于干式離合器的溫度-摩擦綜合建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610205098.3
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105678041B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉奇芳;葉珂羽;李超;唐佳慧;陳虹;高炳釗
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

一種用于干式離合器的溫度?摩擦綜合建模方法，屬于離合器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是考慮AMT干式離合器在不同工作狀態(tài)下的主要熱過程，以及受溫度影響的動態(tài)摩擦過程，提供一種基于AMESim高級建模與仿真平臺的用于干式離合器的溫度?摩擦綜合建模方法。本發(fā)明將離合器整體模型分成離合器工作狀態(tài)判斷模塊、離合器熱量產(chǎn)生模塊以及離合器動態(tài)摩擦模塊進(jìn)行建模。本發(fā)明所述的建模方法采用了汽車廠商廣泛應(yīng)用的高級建模與仿真軟件AMESim作為平臺，進(jìn)行建模方法研究和仿真驗證，利于方法的應(yīng)用和推廣。為以此模型為基礎(chǔ)的估計、控制器開發(fā)和控制參數(shù)預(yù)調(diào)整等各種研究奠定良好的基礎(chǔ)，對離合器的設(shè)計，分析和改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)意義及應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于離合器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對于干式離合器來說，由于在工作過程中不能如濕式離合器一樣采取有效的強(qiáng)制冷卻措施，故而在頻繁換擋工況下，離合器會經(jīng)常工作在較高的溫度范圍內(nèi)。而高溫的工作環(huán)境，尤其是離合器摩擦面的溫度會嚴(yán)重影響離合器系統(tǒng)的工作特性，例如摩擦系數(shù)，摩擦片的膨脹度，膜片彈簧的彈簧剛度等，因此會影響離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，并且會直接導(dǎo)致離合器磨損的增加。溫度過高時，離合器可能由于局部過熱導(dǎo)致的熔結(jié)或粘結(jié)而失效，直接影響車輛行駛安全性。

同時，離合器的主要作用就是通過其分離、滑磨以及接合來切斷或者傳遞動力，離合器是車輛系統(tǒng)中應(yīng)用摩擦作用的典型部件之一，汽車起步和換擋過程的舒適性更是依賴于對離合器摩擦扭矩的大小及變化過程的合理、精確控制。而離合器的摩擦過程是一個復(fù)雜的動態(tài)過程，且溫度對摩擦表面的摩擦特性有很大的影響，對于換擋控制來說，若不考慮溫度補(bǔ)償，很難保證好的換擋質(zhì)量。建立反映離合器復(fù)雜摩擦特性和過程的模型對離合器的研究有重要的意義。

因此，建立干式離合器的溫度模型，以及受溫度影響且可反映摩擦動態(tài)特性的干式離合器綜合模型，不僅可以為離合器的溫度保護(hù)提供依據(jù)，有利于對離合器磨損和剩余壽命的預(yù)測，從而保證離合器的可靠性，更可以為離合器的控制策略的制定提供指導(dǎo)意義。對于考慮溫度及復(fù)雜摩擦特性的離合器控制系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)，便于對離合器控制量做出修正來提高離合器控制精度，以及控制器的參數(shù)調(diào)整預(yù)開發(fā)，同時對應(yīng)用于AMT，DCT自動變速器的干式離合器及其控制系統(tǒng)開發(fā)也具有重要意義。

由于離合器工作時在封閉殼體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，使得離合器總成上安裝測量主從部分溫度的傳感器十分困難，測量壓緊的摩擦表面的溫度更為困難，同時，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩?zé)o法直接測得，利用模型觀測器的方法獲取離合器溫度和傳遞轉(zhuǎn)矩是合理且經(jīng)濟(jì)的選擇。目前為了解決實際離合器控制中對離合器溫度和摩擦動態(tài)信息的需求問題，許多專家和企業(yè)在仿真建模方法設(shè)計方面進(jìn)行了努力，針對于離合器的建模問題已經(jīng)提出了一些方法。

目前對于AMT干式離合器溫度的研究較少，對DCT干式離合器溫度建模有以下研究：

中國專利公開號CN10277513A，公開日2012年11月14日，專利申請?zhí)枮椋?01210143103.4，專利申請名稱為“用于干式雙離合器變速器的熱模型”。專利申請中描述了一種確定干式雙離合器機(jī)構(gòu)溫度的方法，包括對第一離合器和第二離合器以及中心飛輪、離合器殼體內(nèi)溫度的熱力建模，其熱力建模方案主要基于對熱傳導(dǎo)，熱對流的數(shù)學(xué)建模。由于實際的離合器器件在不同的溫度下熱特性系數(shù)有較大變化，而這種方法并沒有反映此部分的熱力特性，故而可能影響其模型精度。

目前對于反映離合器動態(tài)摩擦特性建模的研究較少。中國專利公開號CN103790999A，公開日2014年05月14日，專利申請?zhí)枮椋?01310163575.0，專利申請名稱為“估算車輛的干式離合器的傳動扭矩的方法”。該方法通過對離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作，讓離合器從接合到逐漸釋放使離合器發(fā)生滑動并保持滑動狀態(tài)，利用本狀態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置和動力源扭矩相同的特性，來更新扭矩轉(zhuǎn)速T-S曲線，用于對離合器傳遞轉(zhuǎn)矩控制。本方法的優(yōu)點是估算方法簡單易實現(xiàn)，局限是更新后T-S曲線依然不能反映滑磨過程中不同滑磨時刻由于溫度所引起的離合器轉(zhuǎn)矩特性的變化，難以較完整地反映離合器的摩擦特性。