CN101780798A

CN101780798A - 一种双离合器换挡控制方法及装置

Info

Publication number: CN101780798A
Application number: CN 200910005516
Authority: CN
Inventors: 朱庆章; 尹逊波
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2029-01-19
Also published as: CN101780798B

Abstract

本发明公开了一种双离合器换挡控制方法，预先设置道路工况与预测控制模型的对应关系，该方法还包括：A、采集车辆当前运行状态参数；B、根据车辆当前运行状态参数，预测将来运行状态参数，根据运行状态参数的变化趋势判断道路工况，根据得出的道路工况及对应关系选择相应的预测控制模型；C、根据车辆当前运行状态参数和预测控制模型判断车辆是否达到换挡点，如果是，则控制双离合器换挡，如果否，则保持当前档位，并返回步骤A。还公开了一种可预测道路工况的双离合器换挡控制装置，该装置包括：微处理器、输入信号通道、输出信号通道、通讯总线和电源模块，所述微处理器包括分析模块、预测控制模型模块、优化模块和判断模块。

Description

一种双离合器换挡控制方法及装置

技术领域

本发明涉及双离合器换挡控制技术，具体涉及一种双离合器换挡控制方法及装置。

背景技术

双离合器(DCT)是基于平行轴式手动变速器发展而来的，它继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、质量轻、价格低等许多优点，而且实现了动力换挡。这不仅保证了车辆的加速性，而且由于车辆不再产生由于换挡引起的急剧减速情况，也极大地改善了车辆运行的舒适性。

图1为双离合器的结构图。如图1所示，双离合器的输入轴101包括空心轴102和实心轴103。离合器111连接在空心轴102上，空心轴102上连有一三档同步器131和五倒档同步器134，其中，一三档同步器131位于一、三档从动齿轮121和123之间，且可与一、三档从动齿轮121和123啮合；五倒档同步器134位于五档从动齿轮125和倒档从动齿轮127之间，且可与五档从动齿轮125和倒档从动齿轮127啮合。离合器112连接在空心轴102内的实心轴103上，实心轴103上连有二四档同步器132和六档同步器133，其中，二四档同步器132位于二、四档从动齿轮122和124之间，且可与二、四档从动齿轮122和124啮合；六档同步器133可与六档从动齿轮126啮合。输入轴101与发动机100连接，一、二、三、四、五、六档从动齿轮121、122、123、124、125和126均可与输出轴104啮合，输出轴104与车辆110连接，输出轴104具有差速器113。

双离合器自动变速机构的工作过程是：发动机100的动力由输入轴101传入，当离合器111结合时，动力经由离合器111传到空心轴102，则可通过一、三、五档从动齿轮121、123和125经输出轴104输出至车辆110；当离合器112结合时，动力经由离合器112传到实心轴103，则可通过二、四、六档从动齿轮122、124和126经输出轴104输出至车辆110。其换挡过程为：汽车启动运行时，车辆首先以一档起步。这时，换挡控制机构首先将一档从动齿轮121与一三档同步器131啮合，然后，接合离合器111，而离合器112分离。动力由离合器111传到空心轴102后，因一三档同步器131与空心轴102连接、同时也已经与一档从动齿轮121啮合，因此，动力的传递路径为：发动机100→输入轴101→离合器111→空心轴102→一三档同步器131→一档从动齿轮121→输出轴104→车辆110。当需要换挡的时候，此时车辆110在一档运行，车辆只能升入二档运行。而离合器112处于分离状态，所以换挡控制机构预先将二档从动齿轮122与二四档同步器132啮合，当到达换挡点时，控制换挡机构分离离合器111，接合离合器112。动力由离合器112传到实心轴103后，因二四档同步器132与实心轴103连接、同时也已经与二档从动齿轮122啮合，因此，动力的传递路径为：发动机100→输入轴101→离合器112→实心轴103→二四档同步器132→二档从动齿轮122→输出轴104→车辆110。其他升挡与降挡过程与此类似。

因此，DCT的换挡过程是一个离合器由结合到滑摩，再到分离状态，另一个离合器由分离、滑摩，再到结合状态，在换挡过程中动力不间断地输出，这样可以有效地解决车辆在换挡过程中产生的动力中断问题，极大地改善了车辆运行的舒适性。

目前双离合器自动变速机构采用的换档控制方法一般为使用双参数换档规律的换档控制方法，即以车速、油门开度为参数的换档规律。当传感器检测到车速和油门开度均达到下一档位的条件时，则换挡控制机构控制换挡。然而，采用这种换档控制方法的DCT面临的一个问题是：在不同的道路工况下，车辆的行驶状况可能会因路况影响而频繁发生变换，例如，在崎岖山路上行驶时，当刚换到一个高挡位时，可能因道路阻力等因素使车速和油门开度减小至符合低档位参数条件，并且在换挡临界点左右摆动，而此时，由于车速和油门开度在两个相邻档位的换挡临界点左右频繁变化，采用双参数换挡规律的DCT会控制车辆在两个相邻档位之间频繁切换，不仅会大大影响动力性和燃油经济性，而且会由于频繁的升降档造成离合器在分离和结合的状态之间频繁转换，以及同步器频繁地与从动齿轮啮合与分离，这样会造成离合器和同步器迅速磨损，缩短变速箱的使用寿命。

发明内容

因此，本发明提供一种双离合器换挡控制方法，采用以车速、加速度、油门开度作为参数的三参数换挡规律，根据车辆当前运行状态参数预测将来的运行状态参数；根据状态参数的变化趋势判断道路工况；根据道路工况选择与道路工况相对应的预测控制模型；根据预测控制模型，控制双离合器的换挡操作，能够防止当车速在换挡临界点左右摆动时出现的两个离合器以及换挡操纵机构频繁切换的情况。

为了达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种双离合器换挡控制方法，预先设置道路工况与预测控制模型的对应关系，该方法还包括：

A、采集车辆当前运行状态参数；

B、根据车辆当前运行状态参数，预测将来运行状态参数，根据运行状态参数的变化趋势判断道路工况，根据得出的道路工况及对应关系选择相应的预测控制模型；

C、根据车辆当前运行状态参数和预测控制模型判断车辆是否达到换挡点，如果是，则控制双离合器换挡，如果否，则保持当前档位，并返回步骤A。

优选地，该方法还包括：判断车辆是否停止，如果是，则程序结束，如果否，则返回步骤A。

优选地，该方法之前还包括程序初始化的步骤，程序初始化包括读取预测控制模型，该预测控制模型为初始预测控制模型，符合车辆起步工况的一般情况。

优选地，所述步骤A包括采集车速信号和油门开度信号，并通过对车速微分计算加速度

优选地，所述步骤B包括步骤：

a、使用预测函数预测将来运行状态参数，所述预测函数的输入为步骤A所采集的车辆当前运行状态信号，输出为将来运行状态参数，根据运行状态参数的变化趋势在预设道路工况选择表中选择对应的道路工况；

b、根据所述道路工况及对应关系在预测控制模型选择表中选择相对应的预测控制模型，并将所述初始预测控制模型更新为所述相对应的预测控制模型；

c、优化预测控制模型。

优选地，所述预测函数可选择PID控制函数或模糊控制函数。

优选地，所述预测函数为PID控制函数，其数学表达式为

其中Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，ξ为k时刻运行状态参数转化为电压控制信号的系数。

优选地，所述步骤C中车辆达到换挡点包括：i)所述车辆当前运行状态的参数均符合换挡点的参数数值；ii)所述预测控制模型计算的车辆的三个参数均符合换挡点的参数数值。

还提供了一种双离合器换挡控制装置，该装置预先设置道路工况与预测控制模型的对应关系，该装置包括：微处理器、输入信号通道、输出信号通道、通讯总线和电源模块，通过传感器采集的车辆当前运行状态参数通过输入信号通道输入微处理器，汽车当前运行状态参数经微处理器处理后，产生换挡控制信号，换挡控制信号经输出信号通道输出控制双离合器进行换挡操作，其特征在于，所述微处理器包括分析模块、预测控制模型模块、优化模块和判断模块，其中，

所述分析模块用于根据车辆当前运行状态参数，预测将来运行状态参数，根据运行状态参数的变化趋势判断道路工况，并根据得出的道路工况及对应关系选择相应的预测控制模型；

所述预测控制模型模块用于存储与道路工况相对应的预测控制模型、和与车辆起步工况的一般情况相对应的初始预测控制模型；

判断模块用于根据车辆当前运行状态参数和预测控制模型判断车辆是否达到换挡点，如果是，则微处理器输出换挡控制信号，控制双离合器换挡，如果否，则保持当前档位。

优选地，所述采集的车辆当前运行状态参数包括车速信号、油门开度信号、和所述分析模块通过对车速微分计算的加速度

优选地，所述分析模块使用预测函数预测将来运行状态参数，所述预测函数的输入为所采集的车辆当前运行状态参数，输出为将来运行状态参数，所述分析模块根据运行状态参数的变化趋势在预设道路工况选择表中选择对应的道路工况。

优选地，所述优化模块用于滚动优化和反馈校正所述预测控制模型。

优选地，车辆达到换挡点包括：i)所述车辆当前运行状态的参数均符合换挡点的参数数值；ii)所述预测控制模型计算的车辆的三个参数均符合换挡点的参数数值。

由上述方法可知，本发明的双离合器换挡控制方法通过预先设置的与道路工况相对应的预测控制模型的换挡控制，可结合道路工况判断是否进行换挡操作，避免车辆在复杂路况下的频繁换挡，有效地利用发动机提供的动力，避免因频繁换挡引起的离合器以及同步器受损，提高变速箱同步器使用寿命，使换挡更加平顺，提升操控性能。

附图说明

图1是双离合器的结构图。

图2是根据本发明的双离合器换挡控制方法的流程图。

图3是图2中步骤203的具体流程图。

图4是根据本发明的双离合器换挡控制装置的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的基本思想是采用以车速、加速度、油门开度作为参数的三参数换挡规律，根据车辆当前运行状态参数预测将来的运行状态参数；根据状态参数的变化趋势判断道路工况；根据道路工况选择与道路工况相对应的预测控制模型；根据预测控制模型，控制双离合器的换挡操作。本发明通过使用与道路工况相对应的预测控制模型对换挡操作进行控制，能够防止在复杂路况下出现的当车速在换挡临界点左右摆动时，两个离合器以及换挡操纵机构频繁切换的情况。

首先，本发明提供了一种可预测道路工况的双离合器换挡控制方法，采用以车速、加速度、油门开度作为参数的三参数换挡规律，根据车辆当前运行状态参数预测将来的运行状态参数；根据状态参数的变化趋势判断道路工况；根据道路工况选择与道路工况相对应的预测控制模型；根据预测控制模型，控制双离合器的换挡操作。

图2是根据本发明的双离合器换挡控制方法的流程图。如图2所示，本控制方法包括以下步骤：

步骤201、程序运行开始，程序初始化。

首先在控制程序初始化阶段，即车辆起步阶段，读取初始预测控制模型。初始预测控制模型预置在控制系统中，该初始预测控制模型的控制函数可选择比例微分积分(PID)函数、模糊控制函数或其他控制函数。以PID函数为例，其控制函数表达式为

其中Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，ξ为k时刻运行状态参数转化为电压控制信号的系数。以上各系数根据经验值制定，并按照在调试阶段实现最符合车辆起步时运行状态的参数进行调整而得出。其他控制函数的系数确定方法与此相似，都是根据经验值制定、通过试验调整而得出，在此不再赘述。

步骤202、采集车辆当前运行状态参数。

车辆的当前运行状态参数包括车速v、油门开度α和加速度a。控制系统通过传感器采集车速信号v和油门开度信号α，并通过对车速微分计算加速度

即可得到车辆的当前运行状态参数。

步骤203、根据车辆当前运行状态参数，预测将来运行状态参数，根据运行状态参数的变化趋势判断道路工况，根据得出的道路工况以及预先设置的道路工况与预测控制模型的对应关系选择相应的预测控制模型。

图3示出了步骤203的具体过程，如图3所示，步骤203具体包括：步骤301、根据车辆当前运行状态的三个参数，预测将来的运行状态参数，根据运行状态参数的变化趋势综合判断道路工况。

控制系统根据模糊控制理论中的预测控制理论来预测将来的运行状态参数。控制系统将当前的车辆运行状态参数作为预测函数的输入，预测函数的输出为下一时刻的车辆运行状态参数，根据状态参数的变化趋势可综合判断道路工况。车辆运行状态参数的预测函数为y_m(k+i)＝F(x(k))，i＝1，...，P-1。其中，x(k)为k时刻车辆的运行状态参数之一，即车速v、油门开度α或加速度a；F为对象预测模型数学表达式，其可选择为PID函数、模糊控制函数或其他控制函数，以PID函数为例，其函数表达式为

其中Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，ξ为k时刻运行状态参数转化为电压控制信号的系数，以上各系数是根据车辆行驶试验所采集的数据而确定的；y_m为k+i时刻的车辆运行状态参数。根据以上预测函数可分别预测k+i时刻的车速v、油门开度α和加速度a。此预测函数为自由输出函数，“自由”是指k时刻的输出预测是在未考虑该时刻新加入的控制作用而做出的，也就是说，预测运行状态参数是根据过程的历史信息即油门开度、车速、加速度等信息的历史值而计算得到的，未考虑驾驶员对车辆的控制等其他影响条件。

在不同的道路工况下行驶时，车辆运行状态的三个参数的变化趋势是不同的。例如，在平路行驶时，以上参数可能出现车速v增大、油门开度α增大、加速度a增大，或者车速v减小、油门开度α减小、加速度a减小的两种情况；而在崎岖道路行驶时，车速v、油门开度α和加速度a都频繁发生变化。因此，根据车辆当前运行状态参数和下一时刻的运行状态参数所得到运行状态参数变化趋势即可作为判断道路工况的依据。道路工况的划分可按照车辆的驾驶设计要求，依据以上车辆的三个参数进行，例如，道路工况可简单地分为平路、坡路和崎岖路面三种类型，也可根据需要更详细地增加雪地、多弯山路、城市道路等特殊路况类型。将需要划分的道路工况与参数变化趋势的对应关系建立道路工况选择表，并将道路工况选择表预置在控制系统中。控制系统在预测将来运行状态参数以后，即可从道路工况选择表中判断出对应的道路工况。

步骤302、在判断道路工况以后，控制系统根据得出的道路工况以及预先设置的道路工况与预测控制模型的对应关系选择预测控制模型。

控制系统中预置了与道路工况类型相对应的预测控制模型。预测控制模型的预测函数为i＝1，...，P-1，其中，g_n(i)＝F(x(i))，i＝1，...，P-1，F为对象预测模型数学表达式，其可选择为PID函数、模糊控制函数或其他控制函数。以PID函数为例，其函数表达式为

其中Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，ξ为i时刻运行状态参数转化为电压控制信号的系数，以上各系数是根据车辆行驶试验所采集的数据而确定的。在预测控制模型的预测函数中，g_n是在各种单一控制条件下对车辆运行状态参数的预测，其中还包括道路工况的影响作用，例如执行换挡控制动作后对车辆运行状态参数的影响、不同道路工况对车辆运行状态参数的影响等。其中，针对不同道路工况的预测函数是通过对不同道路工况的特点进行分析，根据试验测量值作为参考而选取的。ω(i)表示i时刻考虑各种控制作用后计算的车辆状态参数，其加入的控制输入不是在时间上各自独立的量，而是各种控制条件的基函数的线性组合，即g_n的线性组合，其加权系数根据各控制条件的影响作用大小来选择。

将道路工况与预测控制模型的对应关系建立预测控制模型选择表，并将预测控制模型选择表预置在控制系统中。控制系统在判断道路工况以后，即可从预测控制模型选择表中选择对应的预测控制模型，将初始预测控制模型更新为该预测控制模型，并使用该预测控制模型进行换挡控制的操作，执行相应的控制动作。

步骤303、优化预测控制模型。

由于预测控制模型是预置在控制系统中的符合一般规律的控制模型，而与实际行驶过程中的道路工况并不完全相同，并且在实际行驶过程中存在非线性时变、模型失配和干扰等不确定因素，使得所选择的预测控制模型可能与实际情况不相符，因此在驾驶过程中，预测控制模型的选择并不是一次离线完成的，而是需要在有限的移动时间间隔内对预测控制模型反复在线进行优化，使预测控制模型更接近实际路况信息，使对车辆的换挡控制更符合车辆行驶的实际情况。

本发明对预测控制模型的优化采用现有预测控制理论中的滚动优化和反馈校正的方式。反馈校正的输入是通过将k时刻测量的车辆运行状态参数与k时刻预测控制模型的预测车辆运行状态参数进行比较，而得出的预测控制模型的预测误差，其输出为根据预测误差得出的校正值，利用这个校正值来校正预测控制模型的预测车辆运行状态参数，从而得到更为准确的、更符合实际情况的预测值。这种预测控制模型加反馈校正的过程，使得预测控制具有很强的抗干扰性和克服系统不准确性的能力。

滚动优化即应用二次型性能指标采用滚动式的有限时域优化策略。该优化策略不是一次离线完成的，而是反复在线进行的，即在每一采样时刻，优化性能指标只涉及从该时刻起到未来的有限时间段。而到下一个采样时刻，这一优化时段会同时向前推移，因此预测控制不是一个对全局相同的优化指标，而是在每一时刻有一个相对于该时刻的局部优化性能指标，不同时刻优化性能指标的形式是相同的，但其包含的时间区域是不同的。

对于行驶车辆这种动态特性变化和存在不确定因素的复杂系统，无需在全局范围内判断最优化性能，因此这种滚动优化方法很适用于这样的复杂系统。如果模型和过程匹配错误，或者是由于系统的不确定因素引起的控制性能问题，通过这种滚动优化可以补偿误差或根据在线辨识校正模型参数，从而达到准确的、更符合实际道路工况的控制效果。

步骤204、控制程序根据车辆当前运行状态参数和预测控制模型判断车辆是否达到换挡点，如果是，则控制双离合器换挡，如果否，则保持当前档位。

在实时在线优化更新的预测控制模型下，控制系统实时检测车辆的运行状态，判断车辆是否达到换挡点。换挡点是由车辆自身的档位参数决定的。此时，判断车辆是否到达换挡点需要满足两个条件：1、车辆当前运行状态的三个参数均符合换挡点的参数数值；2、预测控制模型计算的车辆的三个参数均符合换挡点的参数数值。当车辆的运行状态同时满足以上两个条件时，则车辆达到换挡点，控制系统控制双离合器换挡；当车辆的运行状态不能同时满足以上两个条件时，例如车辆当前运行状态的三个参数均符合换挡点的参数数值、但预测控制模型计算的车辆的三个参数不符合换挡点的参数数值的情况，则车辆未达到换挡点，控制系统控制车辆保持当前档位，不进行换挡操作。

由于预测控制模型中的换挡规则是根据一般车辆的档位参数条件与不同道路工况下车辆运行状况相结合而制定的，控制系统可以消除由于道路工况造成的车辆参数在换挡点附近出现的频繁摆动对换挡动作的影响，在车辆参数满足两个换挡点条件时控制双离合器换挡。因此，通过设置结合路况的预测控制模型，可以避免使用双参数换挡规则或使用三参数换挡规则、但仅将车辆当前参数作为换挡依据的控制方法中出现的，当车速在换挡临界点左右摆动时出现的两个离合器以及换挡操纵机构频繁切换的情况。

步骤205、判断车辆是否停止，如果是，则程序结束，如果否，则返回步骤202。

当检测到车辆的三个参数均为零时，即车辆停止的状态，则控制程序结束。当车辆的三个参数不均为零时，此时车辆仍处于行驶状态，因此循环执行步骤202至步骤204，对车辆进行换挡控制操作。

当汽车行驶在崎岖路面时的工况最为复杂，最容易产生换档频繁的现象，因此针对该路面制定的控制模型最为复杂；当汽车行驶在平路上的工况最为简单，不容易产生换档频繁的现象，因此针对该路面制定的控制模型相对最为简单，而坡路工况介于两者之间，控制模型的复杂程度也介于两者之间。以下，以道路工况为崎岖路面为例，介绍本发明的可预测道路工况的双离合器换挡控制方法。

首先，在控制程序初始化阶段，即车辆起步阶段，读取初始的预测控制模型。然后，控制系统通过传感器采集车辆运行参数，当控制系统根据油门开度、车速、加速度等参数预测车辆运行参数，得出运行状态参数变化趋势，根据道路工况选择表判断车辆目前正处于崎岖道路时，控制系统根据预测控制模型选择表选择崎岖道路预测控制模型，并将初始的预测控制模型更新为崎岖道路预测控制模型，控制系统使用崎岖道路预测控制模型进行换挡控制操作。控制系统采用多步测试、滚动优化和反馈校正等步骤，根据过程的历史信息即油门开度、车速、加速度、离合器压力、档位等信息的历史值，判断将来的输入和输出状态，经过模型输出误差进行反馈校正以后，再与参考轨迹进行比较，应用二次型性能指标对预测控制模型进行滚动优化，判断当前时刻加于系统的控制是否合理。在实时在线更新的预测控制模型下，控制系统实时检测车辆的运行状态，判断车辆是否达到换挡点，用以决定当前档位是否需要变换。

预测控制的优化过程的不离线性，保证了信息的实时性，准确性，当车辆当前运行状态达到换档点，并且预测控制模型预测的运行状态参数符合换档点则控制换档，不符合则将目标档位控制在原档位，保证车辆行驶过程中不会频繁换档。

当汽车行驶在平路或坡路时控制过程与上同理，只是复杂程度不如崎岖路面，因此控制相对简单，在此不再赘述。

此外，本发明还提供了一种可预测道路工况的双离合器换挡控制装置。该装置使用本发明的可预测道路工况的双离合器换挡控制方法，对双离合器进行换挡控制。

图4是根据本发明的可预测道路工况的双离合器换挡控制装置的结构图。如图4所示，本发明的可预测道路工况的双离合器换挡控制装置包括：微处理器401，输入信号通道402、输出信号通道403、通讯总线404和电源模块405。传感器采集的车辆当前运行状态参数通过输入信号通道402输入微处理器401，汽车当前运行状态参数经微处理器401处理后，产生换挡控制信号，换挡控制信号经输出信号通道403输出，通过例如电磁阀、执行电机等执行机构406控制车辆的离合器切换和档位的变换。其中，微处理器401包括分析模块501、预测控制模型模块502、优化模块503、判断模块504。预测控制模型模块502中包括对应于各种道路工况的预测控制模型，例如包括平路模型601、坡路模型602和崎岖路面模型603；以及对应于车辆起步阶段的初始预测控制模型604。

车辆起步后，程序初始化，在预测控制模型模块502中读取初始的预测控制模型604。然后，微处理器401通过传感器采集例如车速v、油门开度α等车辆运行参数，车辆运行参数通过输入信号通道输入至微处理器401的分析模块501，分析模块501对车速v进行微分，计算然后根据车速v、油门开度α以及加速度a三个参数，分别计算将来的车辆运行状态参数车速v′、油门开度α′以及加速度a′，根据运行状态参数的变化趋势在分析模块501中的道路工况选择表中选择相应的道路工况，并根据道路工况在分析模块501中的预测控制模型选择表中判断与道路工况相对应预测控制模型，继而在预测控制模型模块502中选择并执行相应的预测控制模型。例如，当分析模块501根据油门开度、车速、加速度等参数在道路工况选择表中判断出车辆目前正处于崎岖路面，并从预测控制模型选择表中选择对应的预测模型为崎岖路面模型时，此时控制系统选择预测控制模型模块502中的崎岖路面模型603，则控制程序使用崎岖道路预测控制模型进行换挡控制。崎岖路面模型603中存储与崎岖路面相对应的换挡控制规律，在使用该模型进行换挡控制后，优化模块503采用多步测试、滚动优化和反馈校正等步骤，根据过程的历史信息即油门开度、车速等信息的历史值，判断将来的输入和输出状态，经过模型输出误差进行反馈校正以后，再与参考轨迹进行比较，应用二次型性能指标进行滚动优化，对当前采用的预测控制模型进行优化，使其更符合车辆行驶的实际情况。在实时在线优化更新的预测控制模型下，控制系统实时检测车辆的运行状态，判断模块504用于判断车辆是否达到换挡点，以决定当前档位是否需要变换。此时，判断车辆是否到达换挡点需要满足两个条件：1、车辆当前运行状态的三个参数均符合换挡点的参数数值；2、预测控制模型计算的车辆的三个参数均符合换挡点的参数数值。当车辆的运行状态同时满足以上两个条件时，则车辆达到换挡点，控制系统控制双离合器换挡；当车辆的运行状态参数不能同时满足以上两个条件时，例如车辆当前运行状态的三个参数均符合换挡点的参数数值、但预测控制模型计算的车辆的三个参数不符合换挡点的参数数值的情况，则车辆未达到换挡点，控制系统控制车辆保持当前档位，不进行换挡操作。当判断模块504判断车辆达到换挡点时，产生换挡控制信号，换挡控制信号经输出信号通道输出，通过执行机构406控制车辆的离合器切换和档位的变换。当判断模块504判断车辆的速度、加速度和油门开度等参数均为零时，则此时车辆停止，对车辆的换挡控制停止。

本实施例中采用摩托罗拉16位单片机MC9S12D64作为微处理器。该单片机可提供8个输入捕捉通道(ECT)，8个模拟信号输入通道(ATD)，以及8个脉宽调制信号输出通道(PWM)，29个不连续输入/输出(I/O)通道。其中，使用ECT通道采集转速传感器信号，采用ATD通道采集油门开度、档位位置传感器信号，信号经微处理器处理，通过PWM通道输出脉宽调制信号，作为执行机构的控制信号，输入驱动芯片BTS7960驱动选、换档电机选、换档。

由上述的实施例可知，本发明的控制方法及装置采用车速，加速度，油门开度作为参数的三参数换档规律，通过车辆当前的运行状态参数预测将来的运行状态参数，根据状态参数的变化趋势综合判断道路工况，选择与道路工况相对应的预测控制模型进行换挡控制操作。由于本发明中的预测控制模型是根据一般车辆的档位参数条件与不同道路工况下车辆运行状况相结合而制定的，控制系统可以消除由于道路工况造成的车辆参数在换挡点附近出现的频繁摆动对换挡动作的影响，在车辆参数满足两个换挡点条件时控制双离合器换挡。因此，通过设置结合路况的预测控制模型，可以避免使用双参数换挡规则或使用三参数换挡规则、但仅将车辆当前参数作为换挡依据的控制方法中出现的，当车速在换挡临界点左右摆动时出现的两个离合器以及换挡操纵机构频繁切换的情况，避免车辆在复杂路况下的频繁换挡，有效地利用发动机提供的动力，避免因频繁换挡引起的同步器受损，提高变速箱同步器使用寿命，使换挡更加平顺，提升操控性能。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种双离合器换挡控制方法，其特征在于，预先设置道路工况与预测控制模型的对应关系，该方法还包括：

A、采集车辆当前运行状态参数；

2.根据权利要求1双离合器换挡控制方法，其特征在于，该方法还包括：判断车辆是否停止，如果是，则程序结束，如果否，则返回步骤A。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法之前还包括程序初始化的步骤，程序初始化包括读取预测控制模型，该预测控制模型为初始预测控制模型，符合车辆起步工况的一般情况。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括采集车速信号和油门开度信号，并通过对车速微分计算加速度

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括步骤：

c、优化预测控制模型。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预测函数可选择PID控制函数或模糊控制函数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预测函数为PID控制函数，其数学表达式为

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤C中车辆达到换挡点包括：i)所述车辆当前运行状态的参数均符合换挡点的参数数值；ii)所述预测控制模型计算的车辆的三个参数均符合换挡点的参数数值。

9.一种双离合器换挡控制装置，其特征在于，该装置预先设置道路工况与预测控制模型的对应关系，该装置包括：微处理器、输入信号通道、输出信号通道、通讯总线和电源模块，通过传感器采集的车辆当前运行状态参数通过输入信号通道输入微处理器，汽车当前运行状态参数经微处理器处理后，产生换挡控制信号，换挡控制信号经输出信号通道输出控制双离合器进行换挡操作，其特征在于，所述微处理器包括分析模块、预测控制模型模块、优化模块和判断模块，其中，

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述采集的车辆当前运行状态参数包括车速信号、油门开度信号、和所述分析模块通过对车速微分计算的加速度

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述分析模块使用预测函数预测将来运行状态参数，所述预测函数的输入为所采集的车辆当前运行状态参数，输出为将来运行状态参数，所述分析模块根据运行状态参数的变化趋势在预设道路工况选择表中选择对应的道路工况。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述优化模块用于滚动优化和反馈校正所述预测控制模型。

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，车辆达到换挡点包括：i)所述车辆当前运行状态的参数均符合换挡点的参数数值；ii)所述预测控制模型计算的车辆的三个参数均符合换挡点的参数数值。