CN105134942B - 强制降挡过程中驾驶意图改变的换挡控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种变速器自动控制领域的强制降挡过程中驾驶意图改变的换挡控制方法，通过在变速器启动强制降挡的过程时对油门踏板保持实时的监测，当发生油门踏板释放时，根据行驶状态进行驾驶意图的判断，并根据判断结果调整变速器状态从强制降挡控制转为对应的升挡控制。本发明针对当车辆在平稳驾驶过程中驾驶员以较快速率深踩油门，造成双离合自动变速器自动进行降挡动作以获得更强的动力输出，当双离合自动变速器降挡未完成时驾驶员又以较快速率松油门，使双离合自动变速器判断得到的目标档位变为大于当前降挡的目标档位，随即进行升挡动作，能够主动实现换挡过程平稳、迅速、换挡品质显著提高。

Description

强制降挡过程中驾驶意图改变的换挡控制方法
技术领域
本发明涉及的是一种变速器自动控制领域的技术，具体是一种用于汽车双离合自动变速器中强制降挡过程中驾驶意图改变的换挡控制方法。
背景技术
双离合自动变速器的优点是结构相对简单紧凑、传动效率高、换挡迅速，因此，能够提高车辆的动力性、燃油经济性和驾乘舒适性。双离合自动变速器换挡过程的显著特点是，涉及同步器的预动作和两个离合器所传递发动机扭矩的交互。同步器和离合器之间，以及奇偶离合器之间的配合是否及时、是否符合驾驶者意图，是双离合自动变速器控制策略开发设计的难点。
对于搭载包括DCT(Dual Clutch Transmission，双离合变速器)在内的自动变速器而言，经常会遇到这样一种驾驶工况：驾驶者踩大油门(更多的是超车工况)，致使变速器强制降挡以获得更强扭矩输出，降挡过程中(驾驶者发现前方有障碍物)松油门，此时目标档位更新为大于当前降挡的目标档位。此时需要自动变速器能够及时响应驾驶者的需求，实现及时、平顺换挡。
经过对现有技术的检索发现，申请公布号CN 103671879A，申请公布日2014.03.26，公开了一种用于对具有DCT车辆的换挡控制方法，包括：换挡命令确认步骤，其用于确认在给油控制过程中是否做出高档位级的换挡命令；滑动确定步骤，当根据所述换挡命令确认步骤得知已经做出所述高档位级的换挡命令时，所述滑动确定步骤用于确定输入轴的旋转次数和发动机的旋转次数之间的差异是否在预定的参考旋转次数内；和控制转变步骤，当根据所述滑动确定步骤得知输入轴的旋转次数和发动机的旋转次数之间的差异已经在预定的参考旋转次数内时，所述控制转变步骤用于结束所述给油控制并且将其转变成换挡控制。上述方法给出了一种在驾驶员给油过程中进行升挡动作的控制方法，能够提升驾驶感觉和离合器的耐用性，但是，该专利仅仅针对正常给油过程中进行的升挡动作，并未涉及更加复杂的，类似本发明专利涉及到的强制降挡过程中驾驶意图改变转升挡的控制方法。
申请公布号CN 102192313A，申请公布日2011.09.21，公开了一种用于车辆变速器的换挡方法，在该车辆变速器中，由至少一个发动机离合器通过至少一个变速器驱动轴运行前进挡。通过以下方式从配属于至少一个发动机离合器或至少一个变速器驱动轴的前进挡中的一个档位换低档到该前进挡中的另一个档位，即依次激活在所述前进挡中的一个档位和另一个前进挡之间在相同的变速器驱动轴上运行的中间档位的同步离合器。上述方法给出了一种通过借助中间档位同步离合器或者发动机离合器带动，将变速器驱动轴转速同步至目标转速的方法，该方法适用于跨多个档位降挡的工况，且使用该方法以后，同步器能够设计的更小，有利于减小变速器质量，有利于整车燃油经济性，但是，该专利并未考虑到更加复杂的，类似本发明专利涉及到的强制降挡过程中驾驶意图改变转升挡的控制方法。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种强制降挡过程中驾驶意图改变的换挡控制方法，针对当车辆在平稳驾驶过程中驾驶员以较快速率深踩油门，造成双离合自动变速器自动进行降挡动作以获得更强的动力输出，当双离合自动变速器降挡未完成时驾驶员又以较快速率松油门，使双离合自动变速器判断得到的实际目标档位变为大于当前降挡的期待目标档位，随即进行升挡动作，能够主动实现换挡过程平稳、迅速、换挡品质显著提高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明通过在变速器启动强制降挡的过程时对油门踏板保持实时的监测，当发生油门踏板释放时，根据行驶状态进行驾驶意图的判断，并根据判断结果调整变速器状态从强制降挡控制转为对应的升挡控制。
所述的行车状态包括：同步器动作标志、离合器交互状态、发动机动力输出状态标志位，其中：
同步器动作标志是指：根据拨叉位置传感器信号逻辑判断识别的同步器是否处于动作过程中的标志位。
离合器交互状态包括：双离合器处于交互过程中的标志位和离合器预充完成的标志位。
离合器处于交互过程中的标志位：结合离合器压力信号和离合器当前控制状态，逻辑判断得到的双离合器是否处于交互过程判断。
离合器预充完成的标志位：结合离合器压力信号逻辑判断目标离合器是否预充完成。
发动机动力输出状态标志位：结合油门踏板行程和发动机扭矩输出值是否大于标定值，判断当前发动机是否处于动力输出状态标志位。
所述的驾驶意图的判断是指：结合换挡图识别判断的期待目标档位和当前强制降挡过程中的行车状态，来最终判断得到实际目标档位，具体为：
a)当发生油门踏板释放时，变速器控制器判断得到的期待目标档位大于等于强制降挡前的原实际工作档位，则当前变速器执行目标档位更新为强制降挡前的原实际工作档位；
b)当发生油门踏板释放时，变速器控制器判断得到的期待目标档位等于偶数强制降挡的中间档位，则变速器执行目标档位更新为该档位。
所述的期待目标档位是指：根据换挡图、油门踏板开度、车辆当前速度、车辆加速度判断得到的车辆即将进入的档位；
所述的实际目标档位是指：结合期待目标档位和驾驶意图判断得到的双离合自动变速器真正执行的实际目标档位。
所述的目标档位更新包括：①偶数强制降挡工况，目标档位变化为比原工作档位低一个档位的中间档位；②目标档位变化为强制降挡前的原实际工作档位；③目标档位变化为比强制降挡前的工作档位更高的档位中的任意一种。
所述的强制降挡控制包括：强制降奇数个档位(1、3个档位)控制和强制降偶数个档位(2、4个档位)控制，档位跨度越大，则换挡过程中发动机需要跨越的转速差也越大。
所述的升挡控制是指：松油门升挡控制，包括：目标档位同步器动作控制、通过变速器控制器向发动机控制器发出扭矩请求指令实现的发动机转速调节、发动机转速与变速器输入轴转速同步控制。
技术效果
与现有技术相比，本发明能够及时实现驾驶意图改变，避免了处于强制降挡过程中造成的发动机转速处于高转速区间，一定程度上提升整车燃油经济性。同时，本发明能够及时响应驾驶意图改变，并实现快速、平顺换挡。
附图说明
图1为本发明流程示意图；
图2为实施例中踩油门强制降奇数个档位，当目标档位离合器预充未完成时，驾驶意图改变工况下，发动机与双离合自动变速器输入轴转速变化关系示意图；
图3为实施例中踩油门强制降偶数个档位，当与中间档位离合器扭矩交互过程中驾驶意图改变工况，发动机与双离合自动变速器输入轴转速变化关系示意图；
图4为实施例中踩油门强制降偶数个档位，当目标档位同步器到位，但转速同步前驾驶意图改变工况，发动机与双离合自动变速器输入轴转速变化关系示意图；
图中：E1为中间档位同步器动作阶段、O1为目标档位同步器动作阶段、E2为中间档位离合器预充阶段、O2目标档位离合器预充阶段、E3为目标档位离合器泄压阶段、E4为目标档位同步器动作阶段、E5目标档位离合器预充阶段。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本方法通过在变速器启动强制降挡的过程时对油门踏板保持实时的监测，当发生油门踏板释放时，根据行驶状态进行驾驶意图的判断，并根据判断结果调整变速器状态从强制降挡控制转为档位恢复或者升挡控制。
所述的强制降挡控制包括：强制降奇数个档位(1、3个档位)控制和强制降偶数个档位(2、4个档位)控制，其中：
强制降奇数个档位控制，包括以下步骤：
1)目标档位同步器动作阶段(O1阶段)，同时发动机转速向目标档位输入轴转速调速；
2)目标档位离合器预充阶段(O2阶段)，同时发动机转速向目标档位输入轴转速调速。
3)当前实际工作档位所在离合器与目标档位所在离合器，进行扭矩交互阶段(O3阶段)；
强制降偶数个档位控制，包括以下步骤：
i)中间档位同步器动作阶段(E1)，同时发动机转速向目标档位输入轴转速调速；
ii)中间档位离合器预充阶段(E2)，同时发动机转速向目标档位输入轴转速调速；
iii)目标档位离合器泄压阶段(E3)，同时发动机转速向目标档位输入轴转速调速，中间档位离合器接管传递发动机扭矩；
iv)目标档位同步器动作阶段(E4)，同时发动机转速向目标档位输入轴转速调速；
v)目标档位离合器预充阶段(E5)，同时发动机转速向目标档位输入轴转速调速；
vi)中间档位所在离合器与目标档位所在离合器，进行扭矩交互阶段(图中未示出)。
强制降挡过程中驾驶意图改变的换挡控制方法的说明：
1)当处于O1、O2、E1、E2阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为大于或者等于强制降挡前的原实际工作档位，则待原目标档位同步器到位后，将目标档位赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出。
2)当处于E3、E4阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为大于或者等于强制降挡前的原实际工作档位，则将比原实际工作档位低一个档位的中间档位，赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出。
3)当处于降三个档位的强制降挡工况的E3、E4阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为比原实际工作档位低一个档位的档位，则将目标档位赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出。
4)当处于E5阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为大于或者等于强制降挡前的原实际工作档位，则将比原实际工作档位低一个档位的中间档位，赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出。
5)当处于E6阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为比原实际工作档位低一个档位的档位，则将目标档位赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出。
本实施例具体采用以下实际情况进行说明，即在强制降挡过程中，目标档位离合器预充未完成前，由于驾驶员意图改变，导致目标档位更新为强制降挡前原工作档位的控制方法，
如图1和图2所示，本实施例具体步骤如下：
1)实时监控同步器和离合器状态，具体包括：目标同步器是否到位、目标离合器是否预充完成；
2)当在目标离合器预充完成之前，检测到驾驶员意图改变(释放油门踏板)，此时对目标档位重新判断更新，若预判目标档位大于等于强制降挡前的原工作档位，则将实际目标档位更新为强制降挡前的原工作档位；
3)实际目标档位更新之后，激活松油门升挡控制逻辑，首先进行转速调节；
4)通过两个方面进行转速调节，实现发动机转速与实际目标档位所在输入轴转速同步，即离合器主、从动盘之间的转速同步：a)变速器控制模块(TCU)向发动机控制模块(EMS)发送降扭请求；b)离合器端实现基于转速差反馈的闭环PID接合扭矩控制；
5)转速同步之后，进行双离合器扭矩交互，实现平顺换挡。
实施例2
本实施例提供了一种强制降偶数个档位(2、4档)过程中，在与中间档位扭矩交互时由于驾驶员意图改变，导致目标档位更新为强制降挡前原工作档位的控制方法，如图3所示，本实施例具体实施步骤如下：
1)实时监控同步器和离合器状态，具体包括：目标同步器是否到位、目标离合器是否预充完成、发动机转速等；
2)强制降偶数个档需要借助中间奇数档位进行过渡，当中间档位同步器挂档完成，且中间档位所在离合器预充完成，此时在原档位与中间档位之间进行扭矩交互时，检测到驾驶员意图改变(释放油门踏板)，此时对目标档位重新判断更新，若预判目标档位大于等于强制降挡前的原工作档位，则将实际目标档位更新为中间档位；
3)实际目标档位更新之后，激活松油门升挡控制逻辑，首先进行转速调节；
4)通过两个方面进行转速调节，实现发动机转速与实际目标档位所在输入轴转速同步，即离合器主、从动盘之间的转速同步：a)变速器控制模块(TCU)向发动机控制模块(EMS)发送降扭请求；b)离合器端实现基于转速差反馈的闭环PID接合扭矩控制；
5)转速同步之后，进行双离合器扭矩交互，实现平顺换挡。
实施例3
本实施例提供了一种强制降偶数个档位(2、4档)过程中，在目标档位同步器挂档完成之后，由于驾驶员意图改变，导致目标档位更新为强制降挡前原工作档位的控制方法，如图4所示，本实施例具体实施步骤如下：
1)实时监控同步器和离合器状态，具体包括：目标同步器是否到位、目标离合器是否预充完成、发动机转速等；
2)降偶数档工况，当中间档位接管动力传输后，将目标档位同步器挂到位，接着对目标档位所对应的离合器进行预充过程中，检测到驾驶员意图改变(释放油门踏板)，此时对目标档位重新判断更新，若预判目标档位大于等于强制降挡时中间档位，则将实际目标档位更新为中间档位；
3)实际目标档位更新之后，激活松油门升挡控制逻辑，首先进行转速调节；
4)通过两个方面进行转速调节，实现发动机转速与实际目标档位所在输入轴转速同步，即离合器主、从动盘之间的转速同步：a)变速器控制模块(TCU)向发动机控制模块(EMS)发送降扭请求；b)离合器端实现基于转速差反馈的闭环PID接合扭矩控制；
5)转速同步之后，进行双离合器扭矩交互，实现平顺换挡。
上述实施例与现有技术相比，完成符合驾驶意图的换挡，平均能够节省至少0.5秒换挡时间，实现平顺、快速换挡。

Claims (7)

1.一种强制降挡过程中驾驶意图改变的换挡控制方法，其特征在于，通过在变速器启动强制降挡的过程时对油门踏板保持实时的监测，当发生油门踏板释放时，根据行车状态进行驾驶意图的判断，并根据判断结果调整变速器状态从强制降挡控制转为对应的升挡控制；
所述的驾驶意图的判断是指：结合换挡图识别判断的期待目标档位和当前强制降挡过程中的行车状态，来最终判断得到实际目标档位，具体为：
a)当发生油门踏板释放时，变速器控制器判断得到的期待目标档位大于等于强制降挡前的原实际工作档位，则当前变速器执行目标档位更新为强制降挡前的原实际工作档位；
b)当发生油门踏板释放时，变速器控制器判断得到的期待目标档位等于偶数强制降挡的中间档位，则变速器执行目标档位更新为该档位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的行车状态包括：同步器动作标志、离合器交互状态、发动机动力输出状态标志位，其中：
同步器动作标志是指：根据拨叉位置传感器信号逻辑判断识别的同步器是否处于动作过程中的标志位；
离合器交互状态包括：双离合器处于交互过程中的标志位和离合器预充完成的标志位；
双离合器处于交互过程中的标志位：结合离合器压力信号和离合器当前控制状态，逻辑判断得到的双离合器是否处于交互过程判断；
离合器预充完成的标志位：结合离合器压力信号逻辑判断目标离合器是否预充完成；
发动机动力输出状态标志位：结合油门踏板行程和发动机扭矩输出值是否大于标定值，判断当前发动机是否处于动力输出状态标志位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的期待目标档位是指：根据换挡图、油门踏板开度、车辆当前速度、车辆加速度判断得到的车辆即将进入的档位；
所述的实际目标档位是指：结合期待目标档位和驾驶意图判断得到的双离合自动变速器真正执行的实际目标档位。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的目标档位更新包括：①偶数强制降挡工况，目标档位变化为比原工作档位低一个档位的中间档位；②目标档位变化为强制降挡前的原实际工作档位；③目标档位变化为比强制降挡前的工作档位更高的档位中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的强制降挡控制包括：强制降奇数个档位控制和强制降偶数个档位控制。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的升挡控制是指：松油门升挡控制，包括：目标档位同步器动作控制、通过变速器控制器向发动机控制器发出扭矩请求指令实现的发动机转速调节、发动机转速与变速器输入轴转速同步控制。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的驾驶意图的判断具体是指：
1)当处于中间档位同步器动作阶段、目标档位离合器预充阶段、中间档位同步器动作阶段、中间档位离合器预充阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为大于或者等于强制降挡前的原实际工作档位，则待原目标档位同步器到位后，将目标档位赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出；
2)当处于目标档位离合器泄压阶段、目标档位同步器动作阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为大于或者等于强制降挡前的原实际工作档位，则将比原实际工作档位低一个档位的中间档位，赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出；
3)当处于降三个档位的强制降挡工况的目标档位离合器泄压阶段、目标档位同步器动作阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为比原实际工作档位低一个档位的档位，则将目标档位赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出；
4)当处于目标档位离合器预充阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为大于或者等于强制降挡前的原实际工作档位，则将比原实际工作档位低一个档位的中间档位，赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出；
5)当中间档位所在离合器与目标档位所在离合器，进行扭矩交互阶段时发生驾驶意图改变，则变速器控制器检测到目标档位更新为比原实际工作档位低一个档位的档位，则将目标档位赋值给实际目标档位，并执行松油门升挡控制，通过离合器控制电流的闭环控制，实现发动机转速与目标档位所在输入轴转速同步，同时实现发动机扭矩的平稳输出。
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