CN105438162A - 双离合自动变速器的换挡控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种双离合自动变速器的换挡控制方法及装置，用于对无动力降档过程中有动力介入时的换挡过程进行控制，方法包括：换挡过程处于调速第一阶段时，控制发动机扭矩小于或等于第一扭矩阈值；所述调速第一阶段为发动机扭矩由第一离合器传递且第一离合器未完成同步的阶段，所述第一离合器为目标档位离合器；第一离合器同步后，控制发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值；在上升到第二扭矩阈值后，使发动机扭矩达到目标扭矩。通过对发动机扭矩的变化率的控制，有效避免发动机扭矩的剧烈变化，进而可以对发动机转速的变化率进行控制，防止发动机转速的快速变化和超调所引起的交变冲击，有效减少无动力降档过程中动力介入时所造成的冲击。

Description

双离合自动变速器的换挡控制方法及装置

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换挡控制方法及装置。

背景技术

自动变速器(AutomaticTransmission，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。

双离合器自动变速器(DCT，DualClutchTransmission)由于其在变更档位时无需切断扭矩而备受瞩目，双离合器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可能会存在车辆无动力需要进行强制降档的工况，在无动力降档过程中若有动力介入时，现有技术中通常会先在需要进行分离的分离离合器和需要接入的接入离合器之间进行扭矩的传递，在双离合器扭矩传递完成后，双离合器会都处于滑摩状态，在接入离合器同步后，快速对发动机的转速进行调整，使发动机的转速达到与油门开度相匹配的目标转速。

在上述过程中，对于发动机总成可以通过如下公式(1)进行控制，而对于车辆的运行可以通过如下公式(2)进行控制。

$T_e-T_{\mathrm{coff}}-T_{\mathrm{con}}=J_e\frac{d{\mathrm{\ω}}_e}{\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

$\mathrm{\η}\×(T_{\mathrm{coff}}\×i_{\mathrm{off}}+T_{\mathrm{con}}\×i_{\mathrm{on}})\×i_o-T_R={\mathrm{\δ}}_n\×m\×r_w^2\×\frac{d{\mathrm{\ω}}_V}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

其中，T_e为发动机扭矩，T_coff为分离离合器传递扭矩，T_con为接入离合器传递扭矩，J_e为发动机转动惯量，ω_e为发动机转速，η为传动效率，i_off为分离离合器对应传动轴传动比，i_on为接入离合器对应传动轴传动比，i_o为主减速比，T_R为阻力矩；δ_n为转动惯量等效系数，m为整车质量，r_w为车轮半径，ω_V为车轮转速。

但在无动力降档过程中动力介入时，按照公式(1)和公式(2)进行控制的过程中，会存在发动机扭矩变化较大，进而导致自动变速器输出扭矩变化很大，会造成冲击；而且在无动力情况下，发动机扭矩为阻力矩，在动力介入后，所述发动机扭矩会变为驱动力矩，会造成发动机转速迅速上升甚至超调，造成交变冲击的工况。

发明内容

本发明解决的问题是在无动力降档过程中有动力介入时，发动机扭矩剧烈变化所引起的冲击问题。

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换挡控制方法，用于对无动力降档过程中有动力介入时的换挡过程进行控制，包括：

在换挡过程处于调速第一阶段时，控制发动机扭矩小于或等于第一扭矩阈值；所述调速第一阶段为所述发动机扭矩由第一离合器传递且所述第一离合器未完成同步的阶段，所述第一离合器为目标档位离合器；

在所述第一离合器同步后，控制所述发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值；

在所述发动机扭矩上升到所述第二扭矩阈值后，使所述发动机扭矩达到目标扭矩。

可选的，还包括:在换挡过程处于所述调速第一阶段时，控制所述发动机转速的变化率符合预设的速率阈值。

可选的，通过对所述发动机的点火提前角和节气门开度的调节实现对所述发动机扭矩的控制。

可选的，所述使所述发动机扭矩达到目标扭矩包括：将所述第一离合器的油压迅速调节至所述目标扭矩所对应的油压值。

可选的，所述目标扭矩根据动力介入时的油门开度进行确定。

可选的，所述速率阈值基于换档过程中的冲击度进行确定。

可选的，通过控制所述第一离合器的电流值实现对所述发动机转速的控制。

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换挡控制装置，用于对无动力降档过程中有动力介入时的换挡过程进行控制，其特征在于，包括：

限扭单元，用于在换挡过程处于调速第一阶段时，控制所述发动机扭矩小于或等于第一扭矩阈值；所述调速第一阶段为所述发动机扭矩由第一离合器传递且所述第一离合器未完成同步的阶段，所述第一离合器为目标档位离合器；

扭矩上调单元，用于在所述第一离合器同步后，控制所述发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值；

扭矩恢复单元，用于在所述发动机扭矩上升到所述第二扭矩阈值后，使所述发动机扭矩达到目标扭矩。

可选的，还包括：转速控制单元，用于在换挡过程处于所述调速第一阶段时，控制所述发动机转速的变化率符合预设的速率阈值。

可选的，还包括：油压调节单元，用于将所述第一离合器的油压迅速调节至所述目标扭矩所对应的油压值。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在换挡过程处于调速第一阶段时，即发动机扭矩由第一离合器传递，而且所述第一离合器未完成同步时，由自动变速器对发动机提出限扭请求，控制所述发动机扭矩小于第一扭矩阈值，实现限扭作用；在第一离合器完成同步后，也即换挡过程完成调速第一阶段处理后，控制所述发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值，也即控制所述发动机扭矩的变化率，使所述发动机扭矩可以较缓慢的上升，使其可以避免由于变化速率太快而导致冲击的问题；最后在发动机扭矩上升到第二扭矩阈值时，无需再对所述发动机扭矩进行控制，使其快速恢复到目标扭矩。该方法通过对发动机扭矩的变化率进行控制，有效避免所述发动机扭矩的剧烈变化，有效减少无动力降档过程中动力介入时所造成的冲击。

进一步，在换挡过程处于调速第一阶段时，对所述发动机转速的变化率进行控制，使所述发动机转速的变化率符合预设的速率阈值，可以有效防止发动机转速的快速变化和超调所引起的交变冲击问题。

附图说明

图1是本发明技术方案提供的换挡控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的换挡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器的油压变化示意图；

图4是本发明实施例提供的发动机转速的变化示意图；

图5是本发明实施例提供的换挡控制装置的结构示意图。

具体实施方式

在无动力降档过程中，若有动力介入，会导致发动机扭矩变化急剧，进而导致自动变速器的输出扭矩变化较大，造成冲击现象。

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换挡控制方法，用于对无动力降档过程中有动力介入时的换挡过程进行控制。

在无动力降档过程中若有动力介入时，通常会采用先扭矩交互后调速的控制方法。也即会先在需要进行分离的分离离合器和需要接入的接入离合器之间进行扭矩的传递。在实现分离离合器和接入离合器之间的扭矩交互过程时，接入离合器增加传递发动机扭矩，同时分离离合器减小传递发动机扭矩，最后会完全由接入离合器传递发动机扭矩。在分离离合器和接入离合器之间进行扭矩传递的过程可以称为扭矩交互阶段。

在双离合器扭矩传递完成后，即在如上所述的扭矩交互阶段之后，双离合器(分离离合器和接入离合器)会都处于滑摩状态，完全由接入离合器传递发动机扭矩，接着完成接入离合器的同步操作，进而对发动机的转速进行调整，使发动机的转速达到与油门开度相匹配的目标转速，将如上所述的在扭矩交互阶段之后的处理过程称为调速阶段。

在调速阶段双离合器均处于滑摩状态，在调速阶段会完成接入离合器同步操作，使得所述接入离合器的主动片和从动片之间完成同步，并对发动机的转速进行调整，使得发动机的转速与目标转速相匹配。

图1是本发明技术方案提供的双离合自动变速器的换挡控制方法的流程示意图。

在如图1所示的控制方法中，主要对无动力降档过程中有动力介入时，在双离合器之间完成扭矩交互后的发动机扭矩、转速等进行控制，以降低无动力降档过程中动力介入时造成的冲击。

步骤S1，在换挡过程处于调速第一阶段时，控制发动机扭矩小于或等于第一扭矩阈值。

在本申请文件中，将双离合器完成扭矩交互后，双离合器均处于滑磨状态，所述发动机扭矩由第一离合器传递且未完成需要接入的接入离合器的同步前的操控阶段称为如上所述的调速第一阶段。所述第一离合器为需要接入的目标档位离合器。在本申请文件中，将需要结合的目标档位离合器，即接入离合器称为第一离合器，将需要进行分离的分离离合器称为第二离合器。

在换挡过程处于所述调速第一阶段时，系统中的自动变速器控制单元可以对发动机提出限扭请求，使得发动机扭矩被限制在一个较小的扭矩阈值，通过对发动机的点火提前角和节气门开度的调节控制等，使所述发动机的扭矩控制在第一扭矩阈值范围之内。所述第一扭矩阈值可以根据实际实验数据进行获取，通过对发动机的限扭操作，可以使得发动机的扭矩在所述调速第一阶段中不会上升的太快，减小车辆发生冲击的可能性。

步骤S2，在第一离合器同步后，控制所述发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值。

在所述第一离合器完成同步后，即结束所述调速第一阶段后，由于此时所述第一离合器的主动片和从动片已完成同步，此时可以较快速的提升发动机扭矩。但为了避免发动机扭矩变化率太大时可能导致的自动变速器的输出扭矩的剧烈变化，进而对车辆造成冲击，所以步骤S2中，可以设置一个预设时间范围，在所述预设时间范围内，控制发动机扭矩上升到第二扭矩阈值。即在第一离合器完成同步后，并不是立刻使得所述发动机扭矩上升到目标扭矩，而是可以根据多次实验数据，结合实际的发动机扭矩的变化对车辆冲击度的影响，确定合适扭矩变化率，即确定在合适的时间范围内将所述发动机扭矩上升到第二扭矩阈值。所述第二扭矩阈值大于所述第一扭矩阈值。

步骤S3，在所述发动机扭矩上升到所述第二扭矩阈值后，使所述发动机扭矩达到目标扭矩。

通过调速第一阶段的限扭操作，将发动机扭矩限制在一个相对较小的第一扭矩阈值；之后在第一离合器完成同步之后，通过步骤S2，缓慢引导发动机扭矩变化，避免发动机转速变化超调而引起交变冲击；进而在所述发动机扭矩上升到所述第二扭矩阈值后，可以快速使所述发动机扭矩达到目标扭矩，达到快速恢复扭矩的效果。所述目标扭矩根据动力介入时的油门开度进行相应的确定。

上述控制方法在无动力换挡过程动力介入的过程中，通过在完成双离合器扭矩交互后，对发动机扭矩的限扭、缓慢引导发送机扭矩变化并最后快速恢复扭矩变化的控制，可以有效避免所述发动机扭矩的剧烈变化，有效减少无动力降档过程中动力介入时所造成的冲击。

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。

在本实施例中，将无动力降档过程中动力接入时控制过程具体分为五个阶段，分别为预冲阶段、扭矩交互阶段、限扭阶段、缓慢引导阶段和快速恢复阶段。

图2是本实施例提供的双离合自动变速器的换挡控制方法的流程示意图。

执行步骤S201，在预充阶段为第一离合器建立油压。

在预充阶段，为第一离合器的油压缓慢上升，同时将第二离合器的油压同步下降，使所述第二离合器处于结合状态和滑磨状态的临界点。

预充阶段为第一离合器建立油压的过程采用和普通降档相同的控制方法，在此不作详细叙述。

执行步骤S202，在扭矩交互阶段完成双离合器的扭矩传递过程。

然后在扭矩交互阶段，增大第一离合器的油压，使得第一离合器所传递的发动机扭矩逐渐增加，同时减小第二离合器的油压，使得第二离合器所传递的发动机扭矩逐渐减少，直到所述发动机扭矩最后完全由第一离合器进行传递。

图3是本实施例提供的双离合器的油压变化示意图，阶段A表示预冲阶段，阶段B表示扭矩交互阶段，阶段C表示限扭阶段，阶段D表示缓慢引导阶段和阶段E表示快速恢复阶段。如图3所示，在扭矩交互阶段中，随之第一离合器油压的逐步增大，第二离合器的油压逐步减小。

扭矩交互阶段的输出扭矩可以通过如下所示出的公式(3)进行获取。

T₀＝η×((T_e-T_con)×i_off×i_o+T_ce×i_on×i_o)(3)

其中，T₀为系统的输出扭矩，η为传动效率，T_e为发动机扭矩，T_coff为分离离合器传递扭矩，T_con为接入离合器传递扭矩，i_off为分离离合器对应传动轴传动比，i_on为接入离合器对应传动轴传动比，i_o为主减速比。

若上述公式结合离合器油压的表述形式，则所述公式(3)也可以转为公式(4)所表述的方式。

T₀＝η×T_e×i_off×i_o+η×K_con×P_con×i_o×(i_on-i_off)(4)

其中，P_con为接入离合器的控制液压阀的压强，K_con为接入离合器所对应的压力扭矩系数。

所述P_con和K_con可以根据实验数据进行相应的确定。

扭矩交互阶段的输出扭矩的控制采用普通降档过程中相同的控制方法，在此不再赘述。

在本实施例中着重对在扭矩交互之后对发动机扭矩进行控制的过程进行相应的描述。

执行步骤S203，在限扭阶段控制发动机扭矩限制在较小的第一扭矩阈值。

将双离合器完成扭矩交互后，双离合器均处于滑磨状态，所述发动机扭矩由所述第一离合器传递且未完成需要接入的接入离合器的同步前的限扭阶段，也即如上所述的调速第一阶段。

在此阶段中，自动变速器控制单元可以对发动机提出限扭请求，通过对发动机的点火提前角和节气门开度的调节控制等，使得发动机扭矩被限制在第一扭矩阈值，通过对发动机的限扭操作，使得发动机扭矩在限扭阶段中不会上升的太快，减小车辆发生冲击的可能性。

在限扭阶段对发动机扭矩进行限制时，可以同时对发动机转速的变化率进行控制，以避免发动机转速迅速上升甚至超调，进而造成交变冲击的问题。

具体地，可以同时控制第一离合器的电流，使发动机转速按预设的速率阈值进行变化。所述速率阈值可以结合实验数据，根据在无动力换挡过程中动力介入时，在限扭阶段中发动机转速的变化对冲击度的影响相应的确定。

图4为本实施例提供的发动机转速的变化示意图。虚线表示第二离合器转速，细实线表示第一离合器转速，粗实线表示发动机转速，如图4所示，在限扭阶段中，即如图所示出的阶段C中，控制发动机转速从第二离合器接入时输出轴的转速按照所述速率阈值变化到第一离合器接入时输出轴的转速。

在限扭阶段、缓慢引导阶段和快速恢复阶段的输出扭矩可以通过如下所示出的公式(5)进行获取。

T₀＝η×(T_coff×i_off×i_o+T_con×i_on×i_o)(5)

若上述公式结合离合器油压的表述形式，则所述公式(5)也可以转为公式(6)所表述的方式。

T₀＝η×i_o×(K_coff×P_coff×i_off+K_con×P_con×i_on(6)

其中，P_coff为分离离合器的控制液压阀的压强，K_coff为分离离合器所对应的压力扭矩系数。所述P_coff和K_coff可以根据实验数据进行相应的确定。

所述分离离合器即为如上所述的第二离合器，所述接入离合器即为如上所述的第一离合器。

在限扭阶段中，当所述第一离合器的主动片和从动片完成同步时，确定进入缓慢引导阶段。

执行步骤S204，在缓慢引导阶段控制所述发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值。

由于此时所述第一离合器的主动片和从动片已完成同步，所以可以较快速的提升发动机扭矩。但如果发动机扭矩变化率太大同样可能导致的自动变速器的输出扭矩的剧烈变化，进而对车辆造成冲击。

所以在缓慢引导阶段中，并不是立刻使得所述发动机扭矩上升到目标扭矩，而是在合适的时间范围内将所述发动机扭矩上升到第二扭矩阈值，即缓慢引导发动机扭矩进行上升，避免发动机转速变化超调而引起交变冲击。

在发动机扭矩上升到第二扭矩阈值时，确定进入扭矩的快速恢复阶段。

执行步骤S205，在快速恢复阶段快速使发动机扭矩达到目标扭矩。

在快速恢复阶段，可以快速使所述第一离合器的油压上升到与油门开度相匹配的系统油压，快速使得发动机扭矩达到目标扭矩。

本实施例所提供的控制方法，通过对发动机扭矩的变化率进行控制，有效避免所述发动机扭矩的剧烈变化，有效减少无动力降档过程中动力介入时所造成的冲击；进一步，在换挡过程处于限扭阶段时，对所述发动机转速的变化率进行控制，使所述发动机转速的变化率符合预设的速率阈值，可以有效防止发动机转速的快速变化和超调所引起的交变冲击问题。

对应上述控制方法，本发明实施例还提供一种双离合自动变速器的换挡控制装置，用于对无动力降档过程中有动力介入时的换挡过程进行控制，如图5所示，所述装置包括限扭单元U11、扭矩上调单元U12和扭矩恢复单元U13。

所述限扭单元U11，用于在换挡过程处于调速第一阶段时，控制所述发动机扭矩小于或等于第一扭矩阈值；所述调速第一阶段为所述发动机扭矩由所述第一离合器传递且所述第一离合器未完成同步的阶段，所述第一离合器为目标档位离合器；

所述扭矩上调单元U12，用于在所述第一离合器同步后，控制所述发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值；

所述扭矩恢复单元U13，用于在所述发动机扭矩上升到所述第二扭矩阈值后，使所述发动机扭矩达到目标扭矩。

所述控制装置还包括转速控制单元U14，用于在换挡过程处于调速第一阶段时，控制所述发动机转速的变化率符合预设的速率阈值。

所述控制装置还包括油压调节单元U15，用于将所述第一离合器的油压迅速调节至所述目标扭矩所对应的油压值。

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 (10)

1.一种双离合自动变速器的换挡控制方法，用于对无动力降档过程中有动力介入时的换挡过程进行控制，其特征在于，包括：

在换挡过程处于调速第一阶段时，控制发动机扭矩小于或等于第一扭矩阈值；所述调速第一阶段为所述发动机扭矩由第一离合器传递且所述第一离合器未完成同步的阶段，所述第一离合器为目标档位离合器；

在所述第一离合器同步后，控制所述发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值；

在所述发动机扭矩上升到所述第二扭矩阈值后，使所述发动机扭矩达到目标扭矩。

2.如权利要求1所述的双离合自动变速器的换挡控制方法，其特征在于，还包括:在换挡过程处于所述调速第一阶段时，控制所述发动机转速的变化率符合预设的速率阈值。

3.如权利要求1所述的双离合自动变速器的换挡控制方法，其特征在于，通过对所述发动机的点火提前角和节气门开度的调节实现对所述发动机扭矩的控制。

4.如权利要求1所述的双离合自动变速器的换挡控制方法，其特征在于，所述使所述发动机扭矩达到目标扭矩包括：将所述第一离合器的油压迅速调节至所述目标扭矩所对应的油压值。

5.如权利要求1所述的双离合自动变速器的换挡控制方法，其特征在于，所述目标扭矩根据动力介入时的油门开度进行确定。

6.如权利要求2所述的双离合自动变速器的换挡控制方法，其特征在于，所述速率阈值基于换档过程中的冲击度进行确定。

7.如权利要求2所述的双离合自动变速器的换挡控制方法，其特征在于，通过控制所述第一离合器的电流值实现对所述发动机转速的控制。

8.一种双离合自动变速器的换挡控制装置，用于对无动力降档过程中有动力介入时的换挡过程进行控制，其特征在于，包括：

限扭单元，用于在换挡过程处于调速第一阶段时，控制所述发动机扭矩小于或等于第一扭矩阈值；所述调速第一阶段为所述发动机扭矩由第一离合器传递且所述第一离合器未完成同步的阶段，所述第一离合器为目标档位离合器；

扭矩上调单元，用于在所述第一离合器同步后，控制所述发动机扭矩在预设时间范围内上升到第二扭矩阈值；

扭矩恢复单元，用于在所述发动机扭矩上升到所述第二扭矩阈值后，使所述发动机扭矩达到目标扭矩。

9.如权利要求8所述的双离合自动变速器的换挡控制装置，其特征在于，还包括：转速控制单元，用于在换挡过程处于所述调速第一阶段时，控制所述发动机转速的变化率符合预设的速率阈值。

10.如权利要求8所述的双离合自动变速器的换挡控制装置，其特征在于，还包括：油压调节单元，用于将所述第一离合器的油压迅速调节至所述目标扭矩所对应的油压值。