CN105570448A - 湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法 - Google Patents

湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法 Download PDF

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Abstract

一种湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，通过实时监测车辆换挡工况和变速箱阀体温度，判断出当前换挡转速调节已经完成，正进入扭矩交互阶段，并判断出当前换挡的oncoming离合器，通过TCU控制oncoming离合器的需求扭矩，实现对oncoming离合器的扭矩补偿，最终完成离合器的扭矩交互和控制策略对离合器的压力调节；本发明能够锁定需要进行离合器扭矩补偿的各种工况，进而克服了在低温下扭矩交互阶段的压力跟随性差带来的换挡时间长、滑磨时间长、结合摇晃和转速波动等问题，弥补了硬件上的缺陷，提高了驾驶的舒适性和经济性。

Description

湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法
技术领域
本发明涉及的是一种车辆控制领域的技术，具体是一种湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法。
背景技术
双离合自动变速器的优点是传动效率高、换挡迅速，无动力中断。因舒适性和易操控性受到广大消费者的青睐。但是由于液压系统的局限，造成离合器在变速箱阀体温度较低时，离合器实际压力不能较快地响应需求压力的变化，不能满足控制需求，从而影响低温下部分工况的换挡品质。这种液压系统低温响应差，压力跟随性差一直是湿式离合器控制的难点，为此在预充油上也做过很大的努力，但依然不能解决在扭矩交互时转速再次打开的情况。
如在滑行升挡调速完成后，由于压力跟随性问题，目标挡位离合器与发动机不能及时结合，发动机转速会继续下降，影响滑行性能，带来明显制动感，仪表盘出现转速波动；如在降挡调速完成后，由于压力跟随性问题，发动机与目标挡位离合器不能及时结合，发生发动机飞车现象，即离合器部分接合时，由于高输出扭矩的存在且没有有效载荷来抵抗发动机的加速时，发动机转速会迅速上升，影响动力输出，产生滑磨热，影响其经济性。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103438124A，公开(公告)日2013.12.11，公开了一种双离合器自动变速箱离合器充油控制方法，包括：预充油步骤：在目标挡位完成预挂挡后对离合器进行预充油，并保持预定时间；第二次充油步骤：对目标挡位离合器进行第二次充油直至达到联动点压力；联动点压力保持步骤：保持目标挡位离合器的联动点压力直至扭矩交替；在预充油步骤中，对当前变速箱油温进行测量，并根据当前变速箱油温进行预充油。预充油确实是对压力建立有重要作用，但该文献中并未给出任何实际可行的针对当前变速箱油温对充油压力保持时间进行修正的操作方案。同时，当oncoming离合器需要偏弱的预充时，此文献未提出可行的修正方案来保证扭矩交互阶段的压力跟随性以改善整体换挡品质。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，通过控制离合器需求扭矩从而实现对离合器压力的控制。在扭矩交互阶段对离合器需求扭矩进行扭矩补偿，补偿扭矩的作用体现在离合器实际压力上，会使扭矩交互初始阶段需求挡位的离合器实际压力抬高，有利于低温下离合器反馈压力的建立，改善双离合变速器低温下的压力跟随性，保证离合器实际压力能较好地响应需求压力的变化。本发明适用于任何一种调速先完成再进行扭矩交互的换挡工况。为了便于描述，将目标挡位定义为oncoming挡位，将原始挡位定义为offgoing挡位。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明通过实时监测车辆换挡工况和变速箱阀体温度，判断出当前换挡转速调节已经完成，正进入扭矩交互阶段，并判断出当前换挡的oncoming离合器，通过TCU(自动变速箱控制单元，TransmissionControlUnit)控制oncoming离合器的需求扭矩，实现对oncoming离合器的扭矩补偿，最终完成离合器的扭矩交互和控制策略对离合器的压力调节。
所述的车辆换挡工况包括：踩油门降挡工况、无油门降挡工况、无油门升挡工况
所述的目标挡位，根据当前车速与驾驶员所踩的油门开度大小，通过查询换挡图得到驾驶员需求挡位。
所述的扭矩交互阶段是指：发动机转速与目标挡位输入轴转速的转速差为0，发动机转矩在双离合器间重新分配。
所述的需求扭矩包括：发动机扭矩和补偿扭矩。
所述的控制策略通过以下条件激活：当前换挡是上述的车辆换挡工况中的一种，并且扭矩交互阶段的目标挡位离合器从半结合点开始逐渐传递全部的发动机扭矩，但目标挡位离合器的目标扭矩还未达到发动机扭矩，且自动变速器阀体温度小于等于60℃。
所述的控制策略具体为：
a、采集阀体温度，TCU判断变速箱阀体温度是否处于压力跟随性较差的范围内；
b、TCU判断离合器处于调速已完成即将进入离合器扭矩交互阶段；
c、TCU判断第一离合器为oncoming离合器。oncoming离合器预充油已完成，且调速阶段性能正常，控制奇数轴离合器需求扭矩的输出；
d、TCU判断第二离合器为oncoming离合器。oncoming离合器预充油已完成，且调速阶段性能正常，控制偶数轴离合器需求扭矩的输出；
e、oncoming离合器预充油已完成：预充油需要完成使oncoming离合器压力到达半结合点；预充不能影响调速性能，针对滑行工况需要一个较弱的预充油，针对踩油门工况需要较强的预充油。
f、oncoming离合器的需求扭矩控制方式：在常温工况下的终值扭矩发动机扭矩的基础上增加额外补偿扭矩，在经过补偿维持时间后，逐渐将补偿扭矩值减小至0，最终oncoming离合器扭矩维持在发动机扭矩。
所述的补偿维持时间小于0.5秒。
所述的oncoming离合器的扭矩补偿，即补偿扭矩值通过以下方式实现： T o n c o min g = ( S t a r t v a l u e - S t a r t v a l u e - ( T e n g + T o f s t ) T * S a m p l e T i m e * c ) , 其中：起始值Startvalue为离合器半结合点扭矩(12Nm或者7Nm)；T为oncoming离合器扭矩上升到终值扭矩的时间；SampleTime为扫描周期，c为计数器。Teng为发动机扭矩，Tofst为额外补偿扭矩。Tofst根据阀体温度和发动机扭矩查表获得，如表1所示：
表1
Tofst维持时间根据阀体温度查表获得，如表2所示
VBO℃ -20 -10 0 20 40 60 80
T(s) 0.4 0.4 0.3 0.2 0.2 0.1 0
表2
技术效果
与现有技术相比，本发明通过对目标挡位离合器的需求扭矩进行一定时间的补偿，使低温下的换挡扭矩交互阶段离合器的压力跟随性得到改善，无需另外开发硬件，实施简单，使发动机转速飞车，发动机转速波动、以及制动感得到优化。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明升挡过程示意图；
图3为本发明降挡过程示意图。
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
如图1所示，本实施例包括以下步骤：
步骤1、TCU实时监测车辆目标挡位和实际挡位信号，判断车辆处于松油门滑行状态下的3-4挡升挡工况，偶数轴离合器为目标挡位离合器，满足条件后激活控制策略；
所述的控制策略通过以下条件激活：扭矩交互阶段的目标挡位离合器从半结合点开始逐渐传递全部的发动机扭矩但目标挡位离合器的目标扭矩还未达到发动机扭矩，且自动变速器阀体温度小于等于60℃。
所述的扭矩交互阶段是指：发动机转速与目标挡位离合器转速的转速差为0，发动机转矩在双离合器间重新分配。
步骤2、此时阀体温度为40℃，发动机扭矩为-30Nm。确定目标挡位离合器扭矩补偿值为35Nm和补偿维持时间为0.2s，如图2所示，通过TCU增加对目标挡位离合器的基于温度的扭矩补偿，实现对目标挡位离合器的需求扭矩的控制，补偿维持时间满足后，离合器实际压力已逐步建立起来，补偿扭矩需逐渐减小到0，以防造成离合器过压，损坏传动系统。最终，目标挡位离合器扭矩维持在发动机扭矩。
所述的需求扭矩包括：发动机扭矩和补偿扭矩。
步骤3、扭矩补偿的作用，改善了低温下液压系统油的粘稠度较高所带来的离合器压力建立缓慢的问题，使离合器实际压力能较好的响应需求压力的变化。实际发动机扭矩在目标挡位离合器与当前挡位离合器之间重新分配，保证扭矩交互阶段发动机转速与目标转速的转速差维持在+/-50rpm，从而完成车辆动力无中断升挡。相对优化前，对换挡过程中的转速波动以及制动感有明显改善。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤1、TCU实时监测车辆目标挡位和实际挡位信号，判断车辆处于4-3挡降挡工况，奇数轴离合器为目标挡位离合器，满足条件后激活控制策略；
步骤2、此时阀体温度为20℃，发动机扭矩为200Nm根据阀体温度确定目标挡位离合器扭矩补偿值为30Nm和补偿维持时间为0.2s，如图3所示，通过TCU增加目标挡位离合器的需求扭矩，实现对目标挡位离合器的基于温度的扭矩补偿，达到补偿维持时间后，补偿扭矩逐渐减小到0，此时目标挡位离合器扭矩维持在发动机扭矩。
步骤3、发动机扭矩在目标挡位离合器与当前挡位离合器之间重新分配，实现扭矩交互，从而完成车辆动力无中断降挡。
所述的TCU增加目标挡位离合器的需求扭矩补偿，可以较好弥补液压系统硬件缺陷，优化换挡品质。
所述的补偿扭矩在维持时间到达后将逐渐减小到0Nm，此时离合器压力已与需求压力建立线性关系，能够及时响应需求压力。
所述的扭矩补偿值有助于离合器实际压力的建立，对于踩油门的4-3降挡而言避免调速完成后，发动机转速与目标转速在扭矩交互阶段再次打开，并可缩短换挡时间，从而减小滑磨热。对于丢油门滑行或者踩刹车的4-3降挡而言，避免调速完成后发动机转速再次下降与目标转速拉开，优化转速波动与制动感。
所述的离合器终值扭矩在补偿值作用阶段高于发动机扭矩，且维持一段时间后再缓慢撤去补偿扭矩，克服了低温压力跟随性差的问题。
本实施例通过控制离合器扭矩以控制离合器压力，解决低温下压力跟随性带来的换挡性能差的问题，有效减小滑磨，保护离合器，提高换挡性能，提升动力加速度。

Claims (7)

1.一种湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，其特征在于，通过实时监测车辆换挡工况和变速箱阀体温度，判断出当前换挡转速调节已经完成，正进入扭矩交互阶段，并判断当前换挡的oncoming离合器，通过TCU控制oncoming离合器的需求扭矩，实现对oncoming离合器的扭矩补偿，最终完成离合器的扭矩交互和控制策略对离合器的压力调节；
所述的扭矩交互阶段是指：发动机转速与目标挡位输入轴转速的转速差为0，发动机转矩在双离合器间重新分配；
所述的需求扭矩包括：发动机扭矩和补偿扭矩。
2.根据权利要求1所述的湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，其特征是，所述的车辆换挡工况包括：踩油门降挡工况、无油门降挡工况、无油门升挡工况。
3.根据权利要求1所述的湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，其特征是，所述的控制策略通过以下条件激活：当前换挡是上述的车辆换挡工况中的一种，并且扭矩交互阶段的目标挡位离合器从半结合点开始逐渐传递全部的发动机扭矩，但目标挡位离合器的目标扭矩还未达到发动机扭矩，且自动变速器阀体温度小于等于60℃。
4.根据权利要求1或3所述的湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，其特征是，所述的控制策略具体为：
a、采集阀体温度，TCU判断变速箱阀体温度是否处于压力跟随性较差的范围内；
b、TCU判断离合器处于调速已完成即将进入离合器扭矩交互阶段；
c、TCU判断第一离合器为oncoming离合器，oncoming离合器预充油已完成，且调速阶段性能正常，控制奇数轴离合器需求扭矩的输出；
d、TCU判断第二离合器为oncoming离合器，oncoming离合器预充油已完成，且调速阶段性能正常，控制偶数轴离合器需求扭矩的输出；
e、oncoming离合器预充油已完成是指预充油需要完成使oncoming离合器压力到达半结合点；预充不能影响调速性能，针对无油门滑行工况需要一个较弱的预充油，针对踩油门工况需要较足的预充油；
f、oncoming离合器的需求扭矩控制方式：在常温工况下的终值扭矩发动机扭矩的基础上增加额外补偿扭矩，在经过补偿维持时间后，逐渐将补偿扭矩值减小至0，最终oncoming离合器扭矩维持在发动机扭矩。
5.根据权利要求1所述的湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，其特征是，所述的oncoming离合器的控制扭矩： T o n c o min g = ( S t a r t v a l u e - S t a r t v a l u e - ( T e n g + T o f s t ) T * S a m p l e T i m e * c ) , 其中：起始值Startvalue为离合器半结合点扭矩，T为oncoming离合器扭矩上升到终值扭矩的时间；SampleTime为扫描周期，c为计数器，Teng为发动机扭矩，Tofst为额外补偿扭矩。
6.根据权利要求1或3所述的湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，其特征是，所述的目标挡位，根据当前车速与驾驶员所踩的油门开度大小，通过查询换挡图得到驾驶员需求挡位。
7.根据权利要求4所述的湿式双离合变速器的低温换挡优化控制方法，其特征是，所述的补偿维持时间小于0.5秒。
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