CN104791475A - 自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法 - Google Patents

自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法，该方法包括下述步骤：根据发动机扭矩和当前传递扭矩的离合器转速计算发动机驱动功率；根据车速和整车阻力计算驱动车辆损失功率；根据发动机转速计算发动机的转速加速度，然后利用发动机的转速加速度和离合器输入部分的转速惯量计算发动机转速惯量引起的功率损失；对实际车速进行微分获得整车实际加速度；计算当前坡路信息；基于坡路信息调节换挡规律参数。本发明通过坡度信息补偿当前变速器的换挡规律，基于坡度的大小相应地延迟变速器的升挡，以获得足够的整车驱动力，提高了整车的动力性。

Description

自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法
技术领域
本发明属于自动湿式双离合器变速器控制技术领域，涉及一种用于自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法。
背景技术
双离合器变速器作为一种自动变速器方案，它的结构已经比较熟悉。例如DE 35 46 454 A1早已披露。但在近些年它才作为一种自动化的双离合器变速器在轿车上批量使用。该装置包含两套可以认为是独立的变速器，每套变速器包含一个离合器，齿轮速比装置。每套变速器通过和发动机的连接获得扭矩，在输出端，他们可能共用一个输出轴，将扭矩传递给车轮。或者是通过齿轮机构输出到一个共同的从动齿轮然后和输出轴连接。两个独立的离合器可以是做成一体的离合器总成，这样两个离合器通过共同的油路进行冷却，或是独立的两个离合器总成，需要两个冷却油路进行冷却。
自动双离合器变速器基于驾驶员的油门刹车和车速等信号的输入，能够实现自动的换挡过程。然而该单一的换挡特性无法满足在不同驾驶环境下车辆对挡位的需求。譬如在坡路环境下，在上坡过程中，驾驶员对车辆的动力性有了更高的要求，基于平路环境下的换挡模型已经不能满足需求。因此在自动变速器系统中，需要根据不同的坡路环境采取不同的换挡模式。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通过已有的车辆信息准确地计算出当前实际坡路信息，并根据实际破路信息采取不同的换挡模式，从而提高了整车动力性的自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明的自动湿式双离合器变速器控制系统的坡 路换挡控制方法包括下述步骤：
步骤一：由存储单元获取整车设计载荷质量m、整车阻力Fr、重力加速度g、离合器输入部分的转速惯量αe；
步骤二：由发动机控制系统获得发动机扭矩Te，由离合器转速传感器获得当前传递扭矩的离合器转速Nclt，根据式(1)计算发动机驱动功率Pd；
Pd＝Te×Nclt   (1)
步骤三：由轮速传感器获取车速V,根据式(2)计算驱动车辆损失功率Pr；
Pr＝Fr×V   (2)
步骤四：由发动机控制系统获取发动机转速并计算发动机的转速加速度Je，根据式(3)计算发动机转速惯量引起的功率损失Pe；
Pe＝Je×αe   (3)
步骤五：由轮速传感器获取实际车速V,对实际车速V进行微分计算获得整车实际加速度α；
步骤六：根据式(4)计算当前坡路信息tanθ；
tanθ＝(Pd-Pr-Pe)/(m×g×V)-α/g   (4)
步骤七：将步骤六得到的坡路信息tanθ传输给换挡控制器,控制器基于坡路信息判断车辆是否处于上坡、平路还是下坡路面，以调节换挡规律参数。与平路相比，在上坡路面控制器会延迟变速器升挡，避免由于升挡后引起的动力不足问题。
在坡路上，驱动同样的车辆，需要更大的驱动力，而原有的变速器换挡规律已经无法覆盖坡路工况。本发明通过坡度信息补偿当前变速器的换挡规律，基于坡度的大小相应地延迟变速器的升挡，以获得足够的整车驱动力，提高了整车的动力性。
所述步骤六、七中，还可以对计算的坡路信息tanθ取设定时间段内的平 均值并进行信号滤波，将滤波后得到的最终坡路信息传输给换挡控制器以调节换挡规律参数。
本发明的有益效果：
1、通过发动机的扭矩信息和离合器的转速，两者相乘获得到离合器输出端的驱动功率，避免了离合器滑磨损失对结果的影响。
2、在计算整车行使阻力时，把整车设计载荷质量作为整车质量进行计算，应用过程中实际质量的变化等效于坡度信息。
3、通过平均值计算和滤波计算，过滤坡度信息在颠簸路面上的变化，避免信号对换挡模式的干扰。
4、通过已有的车辆信息准确地计算出当前实际坡路信息,不需要额外增加传感器，因而能够在不增加成本的条件下根据实际破路信息采取不同的换挡模式，提高了整车的经济型和动力性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是车辆在坡路上行驶时所受外力情况示意图。
图2是本发明的自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种用于对一个自动双离合器变速器在应用于整车时通过计算获得当前坡路值的方法。该自动变速器包含两套变速装置，每套变速装置包括一个用于传递输入扭矩的离合器，变速器输入轴和一套速比机构。离合器摩擦片通过冷却油进行冷却，离合器输入轴和发动机连接，通过离合器的闭合将发动机扭矩传递给速比机构，每套速比机构，可实现不同速比的传递。在换挡过程中，通过两个离合器的切换，可以实现无动力中断换挡。该变速器至少有一 个布置在离合器输入轴上的转速传感装置，在两个离合器输出轴上还分别有测试离合器输出轴转速的转速传感装置。在离合器的冷却方面，又一套液压机构将冷却油抽送到离合器摩擦表面进行离合器的冷却。在整个车辆行驶工况中，基于当前车辆动力传递过程，计算出当前车辆应有的加速度，和车辆当前实际加速度比较，两者的差值就是当前的坡路。
本发明可以通过车辆换挡控制器软件实现，具体方法如下：
首先，将整车设计载荷质量m、整车阻力Fr、重力加速度g、离合器输入部分的转速惯量αe输入车辆换挡控制器内部存储单元；
对于湿式双离合器变速器系统来说，离合器存在滑磨引起的功率损失，特别是在车辆起步大滑磨的过程中。为了去除掉该部分的损失，发动机的驱动功率Pd等于发动机扭矩Te乘以当前传递扭矩的离合器转速Nclt，即Pd＝Te×Nclt。发动机扭矩Pd通过发动机控制系统获得，离合器的转速Nclt通过变速器系统自带的离合器转速传感器获得。这种方法能够有效地避免由于离合器的传递损失引起的计算不准的问题。
在计算净功率的过程中，考虑由于发动机转速惯量引起的功率损失Pe。在车辆加速减速过程中，发动机转速也在加速减速。该部分功率等于发动机的转速加速度Je乘以离合器输入部分的转速惯量αe，Pe＝Je×αe。其中发动机的转速加速度Je通过发动机控制系统传输的发动机转速计算取得，离合器输入部分转动惯量为变速器的固有参数，包括发动机转动惯量和飞轮转动惯量。
驱动车辆损失功率Pr等于整车阻力Fr乘以车速V，Pr＝Fr×V。其中整车阻力Fr包括滚动阻力和风阻，具体的整车参数如风阻系数，滚动阻力系数等通过整车实验获得。在计算的过程中需要考虑整车质量，对于乘用车而言，采用整车设计载荷质量。
整车实际加速度计算说明如下。实际整车加速度α可以通过车速V微分获 得。其中车速选取非驱动轮的速度为车速。对于非驱动轮而言，不存在由于驱动而引起的滑动过程。通过取左右轮速平均值以解决由于弯道造成转速的变化。
由于路面的颠簸会引起车速的抖动，这种抖动会导致计算坡路值的变化，在进行模式控制中，这种路面的颠簸不属于考虑范围，我们通过对计算出来的坡路信息计算设定时间段内的平均值和信号滤波的方式缓和这种波动变化。
换挡坡路模式的引进首先需要获得坡路信息。基于当前已有的一些整车信息，通过计算获得当前车辆坡路是一种最经济的方式。在当前自动变速器系统中，发动机控制系统会提供发动机转速、扭矩等信息，变速器系统通过自身传感器获得车辆车速、离合器转速、当前挡位等信息。在整车运行过程中，可以通过这些信息实时地计算坡路信息。
将坡路信息tanθ传输给换挡控制器，控制器基于该信息，判断当前整车是出于上坡、下坡还是平路，而选取各自不同的换挡规律曲线，在上坡路面，延迟升挡，获得整车动力性；在下坡路面，提前降挡，充分利用发动机实现制动。

Claims (2)

1.一种自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤一：由存储单元获取整车设计载荷质量m、整车阻力Fr、重力加速度g、离合器输入部分的转速惯量αe；
步骤二：由发动机控制系统获得发动机扭矩Te，由离合器转速传感器获得当前传递扭矩的离合器转速Nclt，根据式(1)计算发动机驱动功率Pd；
Pd＝Te×Nclt  (1)
步骤三：由轮速传感器获取车速V,根据式(2)计算驱动车辆损失功率Pr；
Pr＝Fr×V     (2)
步骤四：由发动机控制系统获取发动机转速并计算发动机的转速加速度Je，根据式(3)计算发动机转速惯量引起的功率损失Pe；
Pe＝Je×αe   (3)
步骤五：由轮速传感器获取实际车速V,对实际车速V进行微分计算获得整车实际加速度α；
步骤六：根据式(4)计算当前坡路信息tanθ；
tanθ＝(Pd-Pr-Pe)/(m×g×V)-α/g    (4) 
步骤七：将步骤六得到的坡路信息tanθ传输给换挡控制器,控制器基于坡路信息判断车辆是否处于上坡、平路还是下坡路面，并据此调节换挡规律参数。
2.根据权利要求1所述的自动湿式双离合器变速器控制系统的坡路换挡控制方法，其特征在于所述步骤六、七中，对计算的坡路信息tanθ取设定时间段内的平均值并进行信号滤波，然后将滤波后得到的最终坡路信息传输给换挡控制器以调节换挡规律参数。
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