CN104728424B - Dct车辆中的换档控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DCT车辆中的换档控制方法。具有双离合器变速器的车辆中的换档控制方法可以包括：确定动力关闭降档是否开始以及扭矩切换是否开始；确定车辆是否已经进入不平地形；在车辆进入不平地形之前计算并存储接合输入轴的速度改变率；计算接合离合器的目标传输扭矩，以及以一定的量来逐渐增加接合离合器的传输扭矩直到到达接合离合器的目标传输扭矩；控制接合离合器的目标传输扭矩为维持直到滑动率到达参考值；以及通过以接合离合器逐渐增加的扭矩量来逐渐减小接合离合器的传输扭矩，完成动力关闭降档。

Description

DCT车辆中的换档控制方法

技术领域

概括而言，本发明涉及一种双离合器变速器(DCT)(下文中称为“DCT车辆”)中的换档控制方法，更具体而言，涉及一种用于正在不平地形上穿越的车辆的在动力关闭降档期间的换档控制技术。

背景技术

DCT是在传统手动变速器的传动机构之外还使用两个离合器的变速器，其中实际齿轮换档通过两个离合器的接合状态的转换实现，所述两个离合器处于目标换档档位的换档齿轮被预先固定的状态。

使用具有传统扭矩转换器的自动变速器，实现平滑而且舒适的换档感受相对容易，因为扭矩转换器通过液体滑动吸收了在换档期间出现的震动。相反，DCT不具有吸收在换档期间出现的震动的设备，因为其不具有扭矩转换器。在DCT中，在换档期间两个离合器必须得到非常精确的控制，以便实现平稳而且舒适的换档感受。当以干式离合器来实施这两个离合器时，需要更加精确的控制。

在动力关闭降档期间，为了换档控制的目的而使用了输入轴速度改变率，其是输入轴速度的微分分量。输入轴速度改变率受到车辆正在穿越的道路的条件的影响。尽管一般的平坦道路条件并不是严重的问题，但是凹凸道路或不平地形让换档控制变得困难，因为很难从凹凸或不平地形获取可靠的值。

公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种DCT车辆中的换档控制方法，其中当车辆进入不平地形时，在驾驶员没有踏上加速器踏板的状态下进行向着更低档位的动力关闭降档的同时，可以进行平稳而且可靠的换档控制，从而离合器的耐久度通过减小换档震动得到提高，而且车辆的价值可以提升。

在本发明的一个方面中，一种在具有双离合器变速器的车辆中的换档控制方法可以包括确定动力关闭降档是否开始以及扭矩切换是否开始；当扭矩切换开始时，确定车辆是否能够已经进入不平地形；当确定车辆能够已经进入不平地形时，在车辆进入不平地形之前确定并存储接合输入轴的速度改变率；当车辆能够已经进入实际换档部段时，基于在确定和存储接合输入轴的速度改变率期间存储的接合输入轴的速度改变率确定接合离合器的目标传输扭矩，以及以一定的量来增加接合离合器的传输扭矩直到到达接合离合器的目标传输扭矩；在确定接合离合器的目标传输扭矩之后，控制接合离合器的目标传输扭矩为维持直到滑动率到达参考值；以及当完成控制接合离合器的目标传输扭矩时，通过以在增加接合离合器的传输扭矩的步骤处接合离合器增加的扭矩量来减小接合离合器的传输扭矩，完成动力关闭降档。

确定车辆是否能够已经进入不平地形可以包括，当接合输入轴的目前速度改变率以临界值或更大的值不同于接合输入轴的平均速度改变率一段参考时间段时，确定车辆能够已经进入不平地形。

确定接合离合器的目标传输扭矩可以包括通过公式来确定接合离合器的目标传输扭矩，其中Tc是接合离合器的传输扭矩，Te是发动机扭矩，Je是发动机的转动惯量，SLIP是Ni1-Ne，其中Ni1是接合输入轴的速度，Ne是发动机速度。

控制接合离合器的目标传输扭矩可以包括基于接合输入轴的速度与发动机速度的差相对于接合输入轴的速度与分离输入轴的速度的差来确定滑动率。

在控制接合离合器的目标传输扭矩中，滑动率的参考值为9/10或更大。

确定滑动率可以包括通过公式来确定滑动率，其中Ni2是分离输入轴的速度。

根据如上所述的本发明，当车辆进入不平地形时，在驾驶员没有踏上加速器踏板的状态下进行向着更低档位的动力关闭降档的同时，可以进行平稳而且可靠的换档控制，以便通过减小换档震动来提高离合器的耐久度并且提升车辆的价值。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。本文所指的混合动力车辆为具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1是显示根据本发明的DCT车辆中的示例性换档控制方法的流程图；以及

图2是显示根据本发明的DCT车辆中的示例性换档控制方法的图表。

应当了解，所附附图不是必须按比例地显示了本发明的基本原理的说明性的各种优选特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施方式，在附图中和以下的描述中示出这些实施方式的实例。虽然本发明与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性具体实施方式，也涵盖包含于如权利要求书限定的本发明的实质和范围内的各种变化、改变、等同和其他具体实施方式。

在本发明的各个方面中，具有双离合器变速器(DCT)的车辆采用控制器来执行在DCT车辆中的换档控制方法中的一系列步骤。

可以通过由预定的程序激活的一个或多个处理器来实现控制器，可以对预定的程序进行编程以执行根据本发明的示例性实施方式的具有双离合器变速器(DCT)的车辆的控制方法的每个步骤。

参考图1和图2，根据本发明的DCT车辆中的换档控制方法的各个实施方式包括换档确定步骤S10，其确定动力关闭降档是否开始以及扭矩切换是否开始；不平地形确定步骤S20，如果扭矩切换开始，则该步骤确定车辆是否已经进入不平地形；改变率获取步骤S30，如果确定车辆已经进入不平地形，则该步骤在车辆进入不平地形之前计算并存储接合输入轴的速度改变率；传输扭矩增加步骤S40，如果车辆已经进入实际换档部段，则该步骤基于在改变率获取步骤S30存储的接合输入轴的速度改变率计算接合离合器的目标传输扭矩，并且逐渐增加接合离合器的传输扭矩直到到达接合离合器的目标传输扭矩；传输扭矩维持步骤S50，其在传输扭矩增加步骤S40之后控制接合离合器的目标传输扭矩为维持直到滑动率到达参考值；以及换档完成步骤S60，当传输扭矩维持步骤S50完成时，该步骤通过将接合离合器的传输扭矩逐渐减小在传输扭矩增加步骤S40所增加的扭矩量来完成动力关闭降档。

当在不平地形确定步骤S20确定在动力关闭降档期间车辆已经进入不平地形时，本发明依据在车辆进入不平地形之前测量的接合输入轴的速度来计算速度改变率，以便所计算的速度改变率在之后的控制过程中使用。所以，当在动力关闭降档期间车辆已经进入不平地形时，可以防止车辆响应于快速改变的接合输入轴的速度而受到不适当的换档控制。

例如，当车辆已经进入不平地形(比如凹凸道路或未铺砌的道路)时，在实际换档部段控制接合离合器的传输扭矩包括使用速度改变率来计算接合离合器的目标传输扭矩，所述速度改变率是依据在车辆进入不平地形之前测量的接合输入轴的速度计算的。

当然，当车辆没有进入不平地形时，如同现有技术一样，速度改变率依据目前连续测量的接合输入轴的速度来计算。接合离合器的目标传输扭矩基于所计算的速度改变率来计算。然后，接合离合器基于以此方式计算的接合离合器的目标传输扭矩受到控制。

在车辆进入不平地形之前测量的接合离合器的速度(如果确定车辆已经进入不平地形则使用该接合离合器的速度)可以替换为在进入不平地形之前已经累积计算的接合离合器的平均速度。也就是说，可以使用在进入不平地形之前已经计算了一段预设时间段的接合离合器的平均速度或者在一个时间点测量的接合离合器的速度。

以供参考，扭矩切换指的是释放分离离合器的扭矩同时增加接合离合器的扭矩以便换档的过程，使得两个离合器具有相反的情况。实际换档部段指的是在扭矩切换之后发动机的速度改变并且实际换档得以进行的惯性区域，即仅有扭矩改变的扭矩区域。在图2中，附图标记“A”表示扭矩切换部段，附图标记“B”表示实际换档部段。

如果接合输入轴的目前速度改变率以临界值或更大的值不同于接合输入轴的平均速度改变率一段参考时间段，则不平地形确定步骤S20确定车辆已经进入不平地形。

例如，当接合输入轴的平均速度改变率已经连续计算了50ms时，如果目前测量的接合输入轴的速度改变率以临界值或更大的值远大于或小于平均速度改变率，则认为车辆已经进入不平地形。

因此，该临界值是水平值，可以根据该水平值确定不平地形，并且该水平值可以通过大量实验和分析来决定。

在传输扭矩增加步骤S40，接合离合器的目标传输扭矩基于发动机扭矩、输入轴的速度改变率、发动机的转动惯量、接合输入轴的速度和发动机速度来计算。

也就是说，接合离合器的目标传输扭矩通过下面的公式1来计算：

……公式1，

其中Tc是接合离合器的传输扭矩，Te是发动机扭矩，Je是发动机的转动惯量，SLIP是Ni1-Ne，Ni1是接合输入轴的速度，而Ne是发动机速度。

在传输扭矩维持步骤S50，滑动率基于接合输入轴的速度与发动机速度的差相对于接合输入轴的速度与分离输入轴的速度的差来计算。

也就是说，滑动率通过下面的公式2来计算：

……公式2，

其中Ni2是分离输入轴的速度。

在传输扭矩维持步骤S50，滑动率的参考值可以是9/10或更大。当发动机速度接近并大体上等于接合输入轴的速度时，传输扭矩维持步骤S50完成并且进行接下来的换档完成步骤S60。

在换档完成步骤S60，接合离合器的传输扭矩以在传输扭矩增加步骤S40增加的扭矩的量逐渐减小，以便在发动机速度靠近接合输入轴的速度的同时减小接合离合器的传输扭矩，从而防止震动。

根据如上所述的本发明的各个方面，如果确定车辆已经进入不平地形，则接合离合器的传输扭矩受到如下控制：接合离合器的速度改变率基于在车辆进入不平地形之前的接合离合器的速度来计算并且固定为预设值。在该状态下，发动机速度和接合离合器的速度通过传输扭矩增加步骤S40和传输扭矩维持步骤S50被引入为彼此同步。接合离合器的传输扭矩在换档完成步骤S60逐渐减小。所以，能够在防止震动的同时完成换档。同样能够做到的是，在不平地形上稳固并且平稳地完成换档，而不存在由接合离合器的速度(否则接合离合器的速度会不规则而且快速地改变)所引起的变速器控制的困难，从而提高离合器的耐久性。还能够无论道路条件而将换档的质量控制得可靠，从而有利于提高车辆的价值。

作为参考，在图2中，在传输扭矩增加步骤S40期间，不论车辆是否进入不平地形都使用了相同的斜线。然而其可以是不同的，因为接合离合器的速度改变率根据公式1而连续改变。在传输扭矩维持步骤S50和换档完成步骤S60期间，不同的路线使用虚线和实线分开表示。虚线表示根据本发明的扭矩，而实线表示根据现有技术的接合离合器的连续改变的速度改变率。

具体而言，当车辆进入不平地形时，传输扭矩维持步骤S50固定接合离合器的速度改变率为预设值，在实际控制中的接合离合器的目标传输扭矩表示为预设水平线。

前述对本发明的具体示例性实施方式的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方式进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方式以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种在具有双离合器变速器的车辆中的换档控制方法，包括：

确定动力关闭降档是否开始以及扭矩切换是否开始；

当扭矩切换开始时，确定车辆是否已经进入不平地形；

当确定车辆已经进入不平地形时，在车辆进入不平地形之前确定并存储接合输入轴的速度改变率；

当车辆已经进入实际换档部段时，基于在确定和存储所述接合输入轴的速度改变率期间存储的所述接合输入轴的速度改变率确定接合离合器的目标传输扭矩，以及以一定的量来增加所述接合离合器的传输扭矩直到到达所述接合离合器的目标传输扭矩，所述实际换档部段是在扭矩切换之后发动机的速度改变并且实际换档得以进行的惯性区域；

在确定所述接合离合器的目标传输扭矩之后，控制所述接合离合器的目标传输扭矩为维持直到滑动率到达参考值；以及

当完成控制所述接合离合器的目标传输扭矩时，通过以在增加所述接合离合器的传输扭矩的步骤处所述接合离合器增加的扭矩量来减小所述接合离合器的传输扭矩，完成所述动力关闭降档。

2.根据权利要求1所述的在具有双离合器变速器的车辆中的换档控制方法，其中确定车辆是否已经进入不平地形包括，当所述接合输入轴的目前速度改变率以临界值或更大的值不同于所述接合输入轴的平均速度改变率一段参考时间段时，确定车辆已经进入不平地形。

3.根据权利要求1所述的在具有双离合器变速器的车辆中的换档控制方法，其中确定所述接合离合器的目标传输扭矩包括通过公式来确定所述接合离合器的目标传输扭矩，其中Tc是所述接合离合器的传输扭矩，Te是发动机扭矩，Je是发动机的转动惯量，SLIP是Ni1-Ne，其中Ni1是所述接合输入轴的速度，Ne是发动机速度。

4.根据权利要求1所述的在具有双离合器变速器的车辆中的换档控制方法，其中控制所述接合离合器的目标传输扭矩包括基于所述接合输入轴的速度与发动机速度的差相对于所述接合输入轴的速度与分离输入轴的速度的差来确定滑动率。

5.根据权利要求4所述的在具有双离合器变速器的车辆中的换档控制方法，其中，在控制所述接合离合器的目标传输扭矩中，滑动率的参考值为9/10或更大。

6.根据权利要求1所述的在具有双离合器变速器的车辆中的换档控制方法，其中确定所述滑动率包括通过公式来确定所述滑动率，其中，Ni1是所述接合输入轴的速度，Ni2是分离输入轴的速度，Ne是发动机速度。