液力变矩器闭锁过程转速调节策略研究

　　0 引言

　　液力变矩器的诞生使传动系统获得了无级变速和变矩的能力,这使得车辆具有了良好的自动适应性,尤其在困难和复杂路面行驶时其优势更加明显^[1]。然而,传动效率低却始终是液力传动车辆的不足之处,闭锁式液力变矩器的出现在一定程度上缓解了这一问题。液力变矩器闭锁控制在变矩器结构类型、参数已定的前提下,主要围绕着设计合理的闭锁规律和改善闭锁控制品质展开,其主要目的在于降低闭锁冲击且兼顾车辆动力性。

　　随着动力传动一体化控制技术的日渐成熟,闭锁控制已不再局限于优化设计合理的闭锁点、实现多参数闭锁控制及通过操纵油压进行缓冲控制等仅依赖于传动系自身特性的控制方法^[2-4],发动机的协调控制作用可以在保证车辆动力性的前提下实现更加平稳的闭锁过程。本文以某履带车辆为平台对液力变矩器闭锁过程转速调节策略进行了研究,考虑到本文所采用的传动系统中闭锁离合器背压较高,常见的油压缓冲调节方式效果并不明显,因此提出了一种基于发动机转速调节的闭锁控制方法。

　　1 车辆动力传动一体化控制系统

　　车辆动力传动系统由全程调速位置式电控柴油机、闭锁式液力变矩器及三自由度定轴式综合自动变速箱组成。发动机与变速箱均具有各自的电子控制单元(ECU),二者之间经由CAN总线方式进行通讯来实现资源共享及一体化控制。图1为该车辆动力传动一体化控制系统原理图。

　　ECU以各传感器输入信号为依据对发动机供油齿杆、液力变矩器闭锁离合器、综合变速箱换档离合器等部件的执行机构进行控制,通过CAN总线实时传输各环节工作状态参数,实现动力系与传动

　　2 闭锁控制目标及转速调节要求

　　闭锁控制目标是在保证系统传递力矩不损失的前提下尽可能小地减小扭矩扰动,这需要在设计出动力型闭锁规律后控制好闭锁离合器摩擦力矩的增长并减小发动机惯性能量的释放。

　　2.1 闭锁离合器摩擦力矩

　　闭锁离合器的摩擦力矩是闭锁过程中系统产生动载的主要激励源之一,可用下式表示:

　　式中:L为摩擦系数;z为摩擦副数;r为摩擦半径;A_f为摩擦面积;p为油缸比油压。

　　可见,在液力变矩器结构参数已定的情况下,摩擦力矩主要受摩擦系数L和比油压p影响。其中L随离合器工作条件(比压、摩滑速度、温度)变化^[2,5],图2给出了某温度时L在不同工作油压下随摩滑速度v_fs的变化曲线;p按油压缓冲控制规律变化,一定时间内调节比油压缓慢变化可在一定程度上避免摩擦力矩急剧上升从而减小系统动载。