CN105370764B - 双离合自动变速器的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种双离合自动变速器的控制方法及装置，用于在紧急制动工况时对双离合器进行控制；所述方法包括：在车辆处于第一环境时，将所述双离合器与所述双离合自动变速器进行分离；在所述双离合器从所述双离合自动变速器进行分离后，若车辆处于第二环境中，则将目标离合器接入到所述双离合自动变速器中。该方法可以实现在紧急制动情况下对车辆的有效保护，能够有效防止搭载双离合自动变速器的车辆在高速高档位紧急自动情况下发动机熄火，或者此时由于长时间换挡无法完成而造成车辆失去动力的情况发生，是一种有效的安全控制策略，有效提高用户的体验度。

Description

双离合自动变速器的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及自动变速器控制技术领域，尤其涉及一种双离合自动变速器的控制方法及装置。

背景技术

自动变速器(Automatic Transmission，AT)，亦称自动变速箱，由于其起步性能，通过性能好，操作性能高和安全性，在全世界上得到了飞速的发展。自动变速器是一种可以在车辆行驶过程中自动改变齿轮传动比的汽车变速器。

双离合自动变速器(DCT，Dual Clutch Transmission)由于其在变更档位时无需切断扭矩而备受瞩目，双离合自动变速器采用了两个离合器分别与自动变速器的两个输入轴相连，一个离合器和自动变速器的奇数挡位输入轴相连，另一个离合器则与自动变速器的偶数挡位输入轴相连，类似于采用了两套离合器-齿轮变速系统。

在车辆行驶的过程中，经常会发生切换档位的操作过程，正常的切换档位的操作过程为发动机转速从当前转速(同待分离档位输入轴转速)同步到目标档位输入轴转速，转速同步完成是换挡完成的必要条件之一。

对于搭载双离合自动变速器的车辆，在高速高档位行驶过程中，若驾驶员在紧急情况下采取极重制动，由于双离合器换挡交互过程需要一定时间，而驾驶员采取紧急制动会导致车辆车速迅速下降，若车辆车速下降速率高于离合器换挡交互时间，即车辆在车速掉至低速的时间内来不及完成换挡，无法切换到低档位，会导致目标档位输入轴转速迅速掉到发动机怠速转速之下，而完成换挡需要发动机转速与目标档位输入轴转速同步，则会导致发动机目标控制转速低而引发熄火，危害车辆安全和驾驶员人身安全。

目前传统的双离合自动变速器软件控制策略中，在如上所述的紧急制动的工况下，一般采取的措施有两种：一种是加快降档，尽快让车辆在掉至低速之前切换到低档位，防止目标控制转速过低；另一种是，在发动机转速较低情况下，通过控制离合器结合深浅来防止发动机被拖拽至熄火。上述两种策略，第一种策略无法完全覆盖车辆行驶过程中的所有极端工况，而第二种策略容易导致换挡时间过长，若驾驶员再踩油门，车辆会长时间无动力进而降低用户的体验度。

发明内容

本发明解决的问题搭载双离合器变速箱的车辆在紧急制动工况下导致发动机熄火或者档位切换时间较长时造成车辆失去动力的问题。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种双离合自动变速器的控制方法，用于在紧急制动工况时对双离合器进行控制；包括：

在车辆处于第一环境时，将所述双离合器与所述双离合自动变速器进行分离；所述第一环境包括车辆处于紧急制动且会导致发动机熄火的工况，所述双离合自动变速器包括第一离合器和第二离合器；

在所述双离合器从所述双离合自动变速器进行分离后，若车辆处于第二环境中，则将目标离合器接入到所述双离合自动变速器中；所述第二环境包括车辆处于油门踏板被踩下和退出紧急制动的工况中的至少一种，所述目标离合器为所述第一离合器或第二离合器。

可选的，所述车辆处于紧急制动工况通过车辆的制动压力的变化、车辆速度变化和发动机转速变化中的至少一种进行确定。

可选的，所述车辆处于紧急制动工况通过如下步骤进行确定：

若车辆制动压力在第一时间范围内上升到第一压力阈值，则确定所述车辆工况为紧急制动工况。

可选的，所述车辆处于紧急制动工况通过如下步骤进行确定：

若发动机转速减速度在第二时间范围内低于第一阈值且车辆的车速减速度在第三时间范围内低于第二阈值，则确定所述车辆工况为紧急制动工况。

可选的，通过如下方式确定车辆处于会导致发动机熄火的工况：

在第一条件和第二条件成立时，确定车辆处于会导致所述发动机熄火的工况；

所述第一条件为所述发动机的目标转速低于第一转速阈值或所述发动机的实际转速低于第二转速阈值；

所述第二条件为所述目标离合器的需求扭矩大于扭矩阈值。

可选的，所述目标离合器的需求扭矩关联于车辆的车速变化率和发动机转速的变化率。

可选的，所述目标离合器的需求扭矩通过如下方式进行确定：

结合公式：T₁·i₁+T₂·i₂＝T_r+δ·m·a和公式：确定所述第一离合器的需求扭矩和所述第二离合器的需求扭矩；

在所述目标离合器为所述第一离合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩为所述第一离合器的需求扭矩；

在所述目标离合器为所述第二离合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩为所述第二离合器的需求扭矩；

其中，T₁为所述第一离合器的需求扭矩，T₂为所述第二离合器的需求扭矩，i₁和i₂为所述第一离合器和所述第二离合器所对应的主减速器速比的传动比；m为整车质量；δ为转动惯量系数；J_e为发动机转动惯量；a为车辆目标加速度；为发动机转速目标变化率；T_e为发动机输出扭矩；T_r为车辆行驶阻力。

可选的，所述目标离合器的确定关联于车辆的油门开度。

为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种双离合自动变速器的控制装置，用于在紧急制动工况时对双离合器进行控制；所述装置包括：

分离单元，用于在车辆处于第一环境时，将所述双离合器与所述双离合自动变速器进行分离；所述第一环境包括车辆处于紧急制动且会导致发动机熄火的工况，所述双离合自动变速器包括第一离合器和第二离合器；

控制单元，用于在所述双离合器从所述双离合自动变速器进行分离后，若车辆处于第二环境中，则将目标离合器接入到所述双离合自动变速器中；所述第二环境包括车辆处于油门踏板被踩下和退出紧急制动的工况中的至少一种，所述目标离合器为所述第一离合器或第二离合器。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在车辆处于紧急制动且可能会导致发动机熄火的工况时，打开双离合器，控制车辆进入空档位制动模式；而在空挡位制动模式时，若检测到油门踏板被踩下或者当前车辆已不处于紧急制动工况时，则立刻根据车辆当前的运行情况确定双离合器中第一离合器或第二离合器为目标离合器，将所述目标离合器及时接入到自动变速器中，恢复正常行驶模式。该方法可以实现在紧急制动情况下对车辆的有效保护，能够有效防止搭载双离合自动变速器的车辆在高速高档位紧急自动情况下发动机熄火，或者此时由于长时间换挡无法完成而造成车辆失去动力的情况发生，是一种有效的安全控制策略，有效提高用户的体验度。

附图说明

图1是本发明技术方案提供的双离合自动变速器的控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的双离合自动变速器的控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的双离合自动变速器的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

在高速高档位行驶过程中，若驾驶员在紧急情况下采取极重制动，会导致发动机熄火或者档位切换时间较长时造成车辆失去动力的问题。

为解决上述问题，本发明技术方案提供一种双离合自动变速器的控制方法。图1是本发明技术方案提供的所述控制方法的流程示意图。

执行步骤S1，在车辆处于第一环境时，将双离合器与双离合自动变速器进行分离。

所述双离合自动变速器包括第一离合器和第二离合器。

在车辆处于高档位紧急制动工况下，且在此工况下可能会导致发动机熄火的时候，确定所述车辆处于所述第一环境。通过车辆的制动压力的变化、车辆速度变化、发动机转速变化等可以确定车辆是否处于紧急制动工况，将发动机的目标转速、实际转速结合目标离合器的需求扭矩对发动机是否可能熄火进行判断。所述目标离合器可以根据车辆的油门踏板开度确定为所述第一离合器或所述第二离合器。

在车辆处于紧急制动工况且发动机有熄火风险的第一环境时，打开双离合器，将所述双离合器与双离合自动变器进行分离，控制车辆进入空挡位制动模式。

执行步骤S2，在所述双离合器从所述双离合自动变速器进行分离后，若车辆处于第二环境中，则将目标离合器接入到所述双离合自动变速器中。

当车辆的油门踏板被踩下时或者车辆已不处于如上所述的紧急制动工况时，确定所述车俩处于第二环境中。

在双离合器从自动变速器进行分离后，若车辆处于第二环境时，立刻结合目标离合器，将目标离合器接入到自动变速器中，恢复正常行驶模式。

该方法可以实现在紧急制动情况下对车辆的有效保护，能够有效防止搭载双离合自动变速器的车辆在高速高档位紧急自动情况下发动机熄火，或者此时由于长时间换挡无法完成而造成车辆失去动力的情况发生，是一种有效的安全控制策略，有效提高用户的体验度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2是本发明实施例提供的双离合自动变速器的控制方法的流程示意图。如图2所示，首先执行步骤S201，获取车辆当前信息。

为了对车辆的工况进行判断，此步骤中可以获取当前工况下车辆的制动压力信号信息、车辆的减速度以及发动机转速的减速度等信息。

执行步骤S202，判断车辆是否处于高档位紧急制动工况。

首先可以判断车辆是否处于高档位紧急制动的工况，可以根据车辆的制动压力是否在预设的较短的时间范围上升的情况对车辆的工况进行判断。具体地，若制动压力在第一时间范围内上升到第一压力阈值，则可以确定当前车辆处于高档位紧急制动工况。

所述车辆的制动压力可以根据自动变速箱的控制单元和发动机控制单元的相关信号进行获取，所述制动压力的获取本领域技术人员可以通过多种方法进行获取，具体获取过程在此不做细述。所述第一时间范围和第一压力阈值可以根据实验数据、测试数据等确定。

在制动压力信号不可信或者无制动压力信号的情况下，可以通过车辆速度变化、发动机转速变化等判断车辆工况是否为紧急制动工况。

例如，可以通过如下所述的条件A和条件B进行判断，在条件A和条件B均成立的情况下确定苏送车辆处于紧急制动工况。

所述条件A可以为发动机转速减速度在二时间范围内低于第一阈值，所述条件B可以为车速减速度在第三时间范围内低于第二阈值，所述条件B也可以是指双离合变速器输出至车轮轴的轴速减速度在某一预设时间内低于某一预设值。所述发动机转速可以直接由转速传感器获得，所述轴速可以通过轴速传感器进行获取。所述第二时间范围、第三时间范围、第一阈值以及第二阈值等可以根据实验数据、测试数据等确定。

在如上所述的条件A和条件B均成立时，可以确定所述车辆当前工况为高档位紧急制动工况。

在车辆当前工况为高档位紧急制动工况时，还需要对判断发动机在该工况下是否有熄火风险。即在步骤S202判断结果为“是”，执行步骤S203；否则执行步骤S204，车辆按照正常模式行驶，即无需对自动变速器进行特殊的控制。

步骤S203，判断发动机是否有熄火风险。

在步骤S203中需要判断车辆是否处于可能导致发动机熄火的工况中，即需要判断发动机是否有熄火的风险。

可以根据发送机的目标转速、发动机的实际转速以及目标离合器的需求扭矩对发动机是否有熄火风险进行判断。

具体地，可以在第一条件和第二条件均成立时，确定车辆有熄火的风险。所述第一条件为发动机的目标转速低于第一转速阈值或所述发动机的实际转速低于第二转速阈值；所述第二条件为目标离合器的需求扭矩大于预设的扭矩阈值。

所述目标离合器的需求扭矩可以根据车辆的车速变化率、发动机的变化率等进行确定。所述目标离合器也即是确定的需要接入的离合器，即需要接入的目标档位。

具体地，所述目标离合器的需求扭矩可以通过如下所示出的公式(1)和公式(2)的联立求解得到。

T₁·i₁+T₂·i₂＝T_r+δ·m·a (1)

其中，其中，T₁为所述第一离合器的需求扭矩，T₂为所述第二离合器的需求扭矩，i₁和i₂为所述第一离合器和所述第二离合器所对应的主减速器速比的传动比；m为整车质量；δ为转动惯量系数；J_e为发动机转动惯量；a为车辆目标加速度；为发动机转速目标变化率；T_e为发动机输出扭矩；T_r为车辆行驶阻力。所述车辆行驶阻力包括滚动阻力、坡道阻力、空气阻力和制动状态时的制动阻力等。

将公式(1)和公式(2)进行联合，就可以求得所述第一离合器的需求扭矩和第二离合器的需求扭矩。

在根据车辆的车速变化率、发动机的变化率等确定当前工况的目标离合器为第一离合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩即为如上所述的第一离合器的需求扭矩T₁；在确定当前工况的目标离合器为第二离合器时，可以确定目标离合器的需求扭矩为如上所述的第二离合器的需求扭矩T₂。

在如上所述的条件第一条件和条件第二条件均成立时，可以确定车辆有熄火的风险。

所述第一转速阈值、第二转速阈值以及扭矩阈值等可以结合出现熄火工况的实际实验数据、测试数据等进行相应的确定。

在通过步骤S203判断车辆有熄火风险的时候，说明当前车辆处于高档位紧急制动且车辆有熄火风险的工况，此时需要对双离合自动变速器进行控制，以避免搭载双离合自动变速器的车辆在高速高档位紧急自动情况下发动机熄火或者车辆失去动力的情况的发生。

在步骤S203判断结果为“是”时，执行步骤S205；否则执行步骤S204。

步骤S205，将双离合器与双离合自动变速器进行分离，控制车辆进入空挡制动模式。

在步骤S203的判断结果为是时，说明当前车辆处于高档位紧急制动且车辆有熄火风险的第一环境中，在车辆处于所述第一环境时，打开双离合器，将所述双离合器与所述自动变速器进行分离，控制车辆进入空挡制动模式。

执行步骤S206，判断油门是否被踩下或是否退出紧急制动工况。

在车辆处于如上所述的紧急制动且会导致发动机熄火的工况后，会打开双离合器，是车辆进入控制制动模式，此后需要继续对车辆的工况进行监测，例如需要实时判断油门是否被踩下，也需要实时判断车辆是否处于非紧急制动工况。

对于油门是否被踩下可以根据油门踏板的开度的变化进行确定；对于非紧急制动的工况的判断则可以在不满足如步骤S202中确定高档位紧急制动的工况时，确定车辆处于非紧急制动的工况。

当油门被踩下或处于非紧急制动工况时，即步骤S206的判断结果为是时，执行步骤S207；否则返回进行执行步骤S206，继续对车辆当前的工况进行监测。

步骤S207，快速结合目标离合器，恢复正常行驶模式。

在油门被踩下或处于非紧急制动工况时，立刻结合根据油门开度或车辆的速度的变化率、发动机转速的变化率等所确定的目标离合器，车辆按照正常的行驶模式进行。

该方法可以实现在紧急制动情况下对车辆的有效保护，是一种有效的安全控制策略，能够有效防止搭载双离合自动变速器的车辆在高速高档位紧急自动情况下发动机熄火，或者此时由于长时间换挡无法完成而造成车辆失去动力的情况发生。

对应上述双离合自动变速器的控制方法，本发明实施例还提供一种双离合自动变速器的控制装置，如图3所示，所述装置包括分离单元U11和控制单元U12。

所述分离单元U11，用于在车辆处于第一环境时，将双离合器与双离合自动变速器进行分离；所述第一环境包括车辆处于紧急制动且会导致发动机熄火的工况，所述双离合自动变速器包括第一离合器和第二离合器；

所述控制单元U12，用于在所述双离合器从所述双离合自动变速器进行分离后，若车辆处于第二环境中，则将目标离合器接入到所述双离合自动变速器中；所述第二环境包括车辆处于油门踏板被踩下和退出紧急制动的工况中的至少一种，所述目标离合器为所述第一离合器或第二离合器。

所述装置还包括第一工况确定单元U13，用于在车辆制动压力在第一时间范围内上升到第一压力阈值时，确定所述车辆工况为紧急制动工况。

所述装置还包括第二工况确定单元U14，用于在发动机转速减速度在第二时间范围内低于第一阈值且车辆的车速减速度在第三时间范围内低于第二阈值时，确定所述车辆工况为紧急制动工况。

所述装置还包括第三工况确定单元U15，用于在第一条件和第二条件成立时，确定车辆处于会导致所述发动机熄火的工况。所述第一条件为所述发动机的目标转速低于第一转速阈值或所述发动机的实际转速低于第二转速阈值；所述第二条件为所述目标离合器的需求扭矩大于扭矩阈值。

所述装置还包括扭矩确定单元U16，用于通过如下方式确定所述目标离合器的需求扭矩。

具体地，结合公式：T₁·i₁+T₂·i₂＝T_r+δ·m·a和公式： 确定所述第一离合器的需求扭矩和所述第二离合器的需求扭矩；在所述目标离合器为所述第一离合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩为所述第一离合器的需求扭矩；在所述目标离合器为所述第二合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩为所述第二离合器的需求扭矩。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种双离合自动变速器的控制方法，用于在紧急制动工况时对双离合器进行控制；其特征在于，包括：

在车辆处于第一环境时，将所述双离合器与所述双离合自动变速器进行分离；所述第一环境包括车辆处于紧急制动且会导致发动机熄火的工况，所述双离合器包括第一离合器和第二离合器；

在所述双离合器从所述双离合自动变速器进行分离后，若车辆处于第二环境中，则将目标离合器接入到所述双离合自动变速器中；所述第二环境包括车辆处于油门踏板被踩下和退出紧急制动的工况中的至少一种，所述目标离合器为所述第一离合器或第二离合器；

通过如下方式确定车辆处于会导致发动机熄火的工况：

在第一条件和第二条件成立时，确定车辆处于会导致所述发动机熄火的工况；

所述第一条件为所述发动机的目标转速低于第一转速阈值或所述发动机的实际转速低于第二转速阈值；

所述第二条件为所述目标离合器的需求扭矩大于扭矩阈值。

2.如权利要求1所述的双离合自动变速器的控制方法，其特征在于，所述车辆处于紧急制动工况通过车辆的制动压力的变化、车辆速度变化和发动机转速变化中的至少一种进行确定。

3.如权利要求2所述的双离合自动变速器的控制方法，其特征在于，所述车辆处于紧急制动工况通过如下步骤进行确定：

若车辆制动压力在第一时间范围内上升到第一压力阈值，则确定所述车辆工况为紧急制动工况。

4.如权利要求2所述的双离合自动变速器的控制方法，其特征在于，所述车辆处于紧急制动工况通过如下步骤进行确定：

若发动机转速减速度在第二时间范围内低于第一阈值且车辆的车速减速度在第三时间范围内低于第二阈值，则确定所述车辆工况为紧急制动工况。

5.如权利要求1所述的双离合自动变速器的控制方法，其特征在于，所述目标离合器的需求扭矩关联于车辆的车速变化率和发动机转速的变化率。

6.如权利要求1所述的双离合自动变速器的控制方法，其特征在于，所述目标离合器的需求扭矩通过如下方式进行确定：

结合公式：T₁·i₁+T₂·i₂＝T_r+δ·m·a和公式：确定所述第一离合器的需求扭矩和所述第二离合器的需求扭矩；

在所述目标离合器为所述第一离合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩为所述第一离合器的需求扭矩；

在所述目标离合器为所述第二离合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩为所述第二离合器的需求扭矩；

其中，T₁为所述第一离合器的需求扭矩，T₂为所述第二离合器的需求扭矩，i₁和i₂为所述第一离合器和所述第二离合器所对应的主减速器速比的传动比；m为整车质量；δ为转动惯量系数；J_e为发动机转动惯量；a为车辆目标加速度；为发动机转速目标变化率；T_e为发动机输出扭矩；T_r为车辆行驶阻力。

7.如权利要求1所述的双离合自动变速器的控制方法，其特征在于，所述目标离合器的确定关联于车辆的油门开度。

8.一种双离合自动变速器的控制装置，用于在紧急制动工况时对双离合器进行控制；其特征在于，包括：

分离单元，用于在车辆处于第一环境时，将所述双离合器与所述双离合自动变速器进行分离；所述第一环境包括车辆处于紧急制动且会导致发动机熄火的工况，所述双离合器包括第一离合器和第二离合器；

控制单元，用于在所述双离合器从所述双离合自动变速器进行分离后，若车辆处于第二环境中，则将目标离合器接入到所述双离合自动变速器中；所述第二环境包括车辆处于油门踏板被踩下和退出紧急制动的工况中的至少一种，所述目标离合器为所述第一离合器或第二离合器；

还包括：第三工况确定单元，用于在第一条件和第二条件成立时，确定车辆处于会导致所述发动机熄火的工况；

所述第一条件为所述发动机的目标转速低于第一转速阈值或所述发动机的实际转速低于第二转速阈值；

所述第二条件为所述目标离合器的需求扭矩大于扭矩阈值。

9.如权利要求8所述的双离合自动变速器的控制装置，其特征在于，还包括：第一工况确定单元，用于在车辆制动压力在第一时间范围内上升到第一压力阈值时，确定所述车辆工况为紧急制动工况。

10.如权利要求8所述的双离合自动变速器的控制装置，其特征在于，还包括：第二工况确定单元，用于在发动机转速减速度在第二时间范围内低于第一阈值且车辆的车速减速度在第三时间范围内低于第二阈值时，确定所述车辆工况为紧急制动工况。

11.如权利要求10所述的双离合自动变速器的控制装置，其特征在于，还包括：扭矩确定单元，用于通过如下方式确定所述目标离合器的需求扭矩：

结合公式：T₁·i₁+T₂·i₂＝T_r+δ·m·a和公式：确定所述第一离合器的需求扭矩和所述第二离合器的需求扭矩；

在所述目标离合器为所述第一离合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩为所述第一离合器的需求扭矩；

在所述目标离合器为所述第二离合器时，确定所述目标离合器的需求扭矩为所述第二离合器的需求扭矩；

其中，T₁为所述第一离合器的需求扭矩，T₂为所述第二离合器的需求扭矩，i₁和i₂为所述第一离合器和所述第二离合器所对应的主减速器速比的传动比；m为整车质量；δ为转动惯量系数；J_e为发动机转动惯量；a为车辆目标加速度；为发动机转速目标变化率；T_e为发动机输出扭矩；T_r为车辆行驶阻力。