CN106560638A - 车辆的起步控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆的起步控制方法包括：离合器保持步骤，当驾驶员在起步控制过程中释放加速器踏板时，保持离合器扭矩直至发动机扭矩变成小于离合器扭矩；时间常数确定步骤，根据离合器扭矩和当发动机扭矩小于离合器扭矩时的目标蠕行扭矩之间的差值来确定解除离合器扭矩的速率的时间常数；滤波处理步骤，利用将时间常数和目标蠕行扭矩作为输入并且将标称离合器扭矩作为输出的低通滤波器，来处理时间常数和目标蠕行扭矩；以及离合器控制步骤，利用标称离合器扭矩来控制离合器。

Description

车辆的起步控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆的起步(launch)控制方法，且更具体地涉及一种在具有包括干式离合器的变速器，例如机械式自动变速器(AMT：automated manual transmission)或双离合变速器(DCT：dual clutchtransmission)的车辆的起步过程中，控制干式离合器的技术。
背景技术
本部分的陈述仅用于提供与本发明有关的背景信息，并且不构成现有技术。
尽管干式离合器型AMT和DCT由于具有锁定离合器机构(lock-upclutch mechanism)而具有优秀的燃料效率，但是由于不存在流体离合器，例如变矩器，其不能提供硬件阻尼(hardware damping)和润滑效果。因此，当离合器在低速接合或释放时，尽管转矩差较小，但还是可能引起震动。
作为参考，简单表述的术语“离合器”指的是“干式离合器”。
具有这样的干式离合器型AMT或是DCT的车辆的起步控制指的是以如下方式启动车辆，所述方式为：与驾驶员压下加速器踏板的程度对应地设置目标发动机速度后，在滑移离合器的同时逐渐接合离合器，使得发动机速度跟随目标发动机速度。
此外，起步松油门控制(launch tip-out control)指的是：用于应对在起步控制过程中驾驶员突然释放加速器踏板来停止车辆或使车辆减速的情况的控制。
起步松油门控制是对于发动机和变速器同时释放动力的过渡阶段进行的控制。在起步松油门控制的情况下，与发动机扭矩有关的信息的准确性低，并且由于离合器的特性因在起步过程中发生的滑移而发生变化，因此在离合器扭矩中也存在不确定性。因此，难以执行适当控制。如果不能实现适当控制，会导致诸如发动机速度过度增加或过度减少或发动机失速(engine stall)的现象。由于扭矩的突然变化，震动会施加至车辆。
发明内容
本发明提出一种车辆的起步控制方法，其能够更适当地进行具有干式离合器型AMT或DCT的车辆的起步松油门控制，从而防止或阻止例如发动机速度的过度增加或过度减少或发动机失速的现象，并且防止或阻止震动施加至车辆，由此提高车辆的驾驶性能。
根据本发明的一种形式，提供了一种车辆的起步控制方法，包括：离合器保持步骤，当驾驶员在起步控制过程中释放加速器踏板时，由控制器保持离合器扭矩直至发动机扭矩变成小于所述离合器扭矩；时间常数确定步骤，由所述控制器在离合器扭矩保持步骤后根据所述离合器扭矩和在所述发动机扭矩变成小于所述离合器扭矩的时间点的目标蠕行扭矩之间的差值来确定解除所述离合器扭矩的速率的时间常数；滤波处理步骤，由所述控制器，利用低通滤波器来处理时间常数确定步骤的时间常数和在所述发动机扭矩变成小于所述离合器扭矩的时间点的目标蠕行扭矩，其中所述低通滤波器接收所述时间常数和所述目标蠕行扭矩作为输入并且提供标称离合器扭矩(nominal clutchtorque)作为输出；以及离合器控制步骤，由所述控制器利用所述标称离合器扭矩来控制所述离合器。
在所述时间常数确定步骤中的所述时间常数可以根据所述目标蠕行扭矩和所述离合器扭矩之间的差值，由时间常数图(time constantmap)确定，其中，所述时间常数图可以配置成当所述目标蠕行扭矩和所述离合器扭矩之间的差值增加时，使所述时间常数增加，使得解除所述离合器扭矩的速率减少，以防止震动施加至车辆，并且当所述目标蠕行扭矩和所述离合器扭矩之间的差值减少时，使所述时间常数减少，使得解除所述离合器扭矩的速率增加，以防止在释放离合器时的延迟并且能够进行快速控制。
所述起步控制方法还可以包括：发动机状态确定步骤，在所述滤波处理步骤中计算所述标称离合器扭矩之后并且在所述离合器控制步骤之前，由所述控制器确定发动机速度是否小于目标发动机怠速速度或发动机速度变化是否大于目标发动机速度变化；以及最终值计算步骤，作为执行所述发动机状态确定步骤的结果，当所述发动机速度小于所述目标发动机怠速速度，或所述发动机速度变化大于所述目标发动机速度变化时，从所述标称离合器扭矩中减去取决于所述发动机的工况的反馈控制变量，来计算最终离合器扭矩。
所述最终值计算步骤中的取决于所述发动机的工况的所述反馈控制变量可以根据所述发动机怠速速度和所述发动机速度之间的差值以及所述目标发动机速度变化和所述发动机速度变化之间的差值二者确定。
所述最终值计算步骤中的取决于所述发动机的工况的所述反馈控制变量可通过将所述发动机怠速速度和所述发动机速度之间的差值乘以增益的结果与将所述目标发动机速度变化和所述发动机速度变化之间的差值乘以增益的结果相加来获得。
本发明的进一步地的应用领域将从本文所提供的描述中变得显而易见。应当理解的是，说明和特定示例仅意图用于示例性目的，并且不意图限制本发明的范围。
附图说明
为了很好地理解本发明，现将参考附图，描述以示例形式给出的本发明的各种形式，其中：
图1是示出具有能应用本发明的DCT的车辆的配置的视图；
图2是示出根据本发明的车辆的起步控制方法的实施例的流程图；
图3是示出根据本发明的通过低通滤波器计算标称离合器扭矩的示例的方框图；
图4是示出根据本发明的从标称离合器扭矩中减去取决于发动机工况的反馈控制变量来计算最终离合器扭矩的示例的方框图；
图5是示出根据本发明的控制方法的测试结果的曲线图；
图6是示出根据本发明的控制方法的测试结果来示出减去取决于发动机工况的反馈控制变量的情况的曲线图；
图7是示出根据现有技术在车辆起步过程中通过反复踏下和释放加速器踏板而引起发动机爆燃(flare)的情况的曲线图；以及
图8是示出与图7的情况相比，在利用根据本发明的控制方法的实施例中防止发动机爆燃的效果的曲线图。
本文中所描述的附图仅用于示例性目的，并且不意图以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
下文描述本质上仅是示例性的并且其不意在限制本发明、应用或用途。应当理解的是，贯穿附图，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
参考图1，根据本发明的实施例的车辆配置成将发动机E的动力通过双离合变速器(DCT)提供至驱动轮W。DCT的两个离合器1可通过各自的离合器致动器3进行控制，离合器致动器3通过控制器5进行控制。控制器5接收来自加速器位置传感器(APS：accelerator positionsensor)7的信号来确定压下加速器踏板的程度。
此外，控制器可接收与发动机扭矩、发动机速度等有关的信息。
参考图2，根据本发明实施例的车辆的起步控制方法包括：离合器扭矩保持步骤S10，当在起步控制过程中，驾驶员释放加速器踏板时，通过控制器保持离合器扭矩直至发动机扭矩变成小于离合器扭矩；时间常数确定步骤S20，在离合器扭矩保持步骤后，通过控制器，根据离合器扭矩和在发动机扭矩变成小于离合器扭矩时的目标蠕行扭矩(creep torque)之间的差值来确定解除离合器扭矩的速率的时间常数；滤波处理步骤S30，通过控制器，利用将时间常数和目标蠕行扭矩作为输入并且将标称离合器扭矩作为输出的低通滤波器，处理时间常数确定步骤S20的时间常数和在发动机扭矩变成小于离合器扭矩时的目标蠕行扭矩；以及离合器控制步骤S60，通过控制器利用标称离合器扭矩控制离合器。
在起步控制过程中驾驶员释放加速器踏板的松油门工况中，控制车辆以保持离合器扭矩直至发动机扭矩变成小于离合器扭矩，随后，离合器扭矩根据在发动机扭矩开始小于离合器扭矩时的目标蠕行扭矩和离合器扭矩之差而逐渐减小。利用通过时间常数确定步骤S20和滤波处理步骤S30确定的标称离合器扭矩来确定逐渐减少的离合器扭矩。
时间常数确定步骤S20的时间常数可根据目标蠕行扭矩和离合器扭矩之间的差值，由时间常数图确定。时间常数图被配置成当目标蠕行扭矩和离合器扭矩之间的差值增加时，时间常数增加，使得离合器扭矩能够相对较慢地被解除，以防止或阻止震动施加至车辆上，并且当目标蠕行扭矩和离合器扭矩之间的差值减少时，时间常数减少，使得离合器扭矩能相对快速解除，以防止或阻止释放离合器过程中的延迟并且能够进行快速控制。
像这样，通过时间常数图的设置能够控制将离合器扭矩解除至目标蠕行扭矩所花费的时间，因此，在一种形式中，可基于期望种类的车辆的多次测试来将时间常数图设置成适当的配置。
图3是示出如上所述通过低通滤波器计算标称离合器扭矩的示例的方框图。通过离合器扭矩和目标蠕行扭矩之间的差值来确定时间常数。低通滤波器配置为将时间常数和目标蠕行扭矩作为输入。低通滤波器将计算为了将在发动机扭矩变成小于离合器扭矩所持续的预定时间内保持离合器扭矩后离合器扭矩开始解除的时间点处的离合器扭矩减少至目标蠕行扭矩而控制离合器的控制变量。控制变量是标称离合器扭矩。控制器进行利用标称离合器扭矩作为控制变量来控制离合器致动器的离合器控制步骤S60，从而控制离合器。
此处，在解除时间点的离合器扭矩和在解除时间点的目标蠕行扭矩分别指的是在发动机扭矩变成小于离合器扭矩时的离合器扭矩和目标蠕行扭矩。参考字符“k”表示采样步骤，并且“k-1”表示相对于当前步骤的前一步骤的值。
图5是示出根据上述控制方法控制离合器的测试结果的曲线图。在保持阶段，从由于驾驶员释放加速器踏板导致APS信号下降的时间点开始，保持离合器扭矩不变，直至发动机扭矩变成小于离合器扭矩为止。在解除阶段，离合器扭矩根据在滤波处理步骤获得的标称离合器扭矩逐渐解除。此处，在离合器扭矩的保持过程中，可防止或阻止表示发动机速度过度增加的发动机爆燃。此外，能够从G传感器的曲线图中理解的是没有震动施加至车辆。
同时，起步控制方法还可以包括：发动机状态确定步骤S40，在滤波处理步骤S30中计算标称离合器扭矩之后并且在离合器控制步骤S60之前，通过控制器确定发动机速度是否小于目标发动机怠速速度，或发动机速度变化是否大于目标发动机速度变化。
作为执行发动机状态确定步骤S40的结果，如果发动机速度小于目标发动机怠速速度，或发动机速度变化大于目标发动机速度变化，则起步控制方法还包括：最终值计算步骤S50，其中通过从标称离合器扭矩中减去取决于发动机工况的反馈控制变量来计算最终离合器扭矩。
如果作为执行发动机状态确定步骤S40的结果执行最终值计算步骤S50，则在离合器控制步骤S60中，利用在最终值计算步骤S50中确定的最终离合器扭矩来控制离合器。如果无需进行最终值计算步骤S50，则在离合器控制步骤S60中，利用在滤波处理步骤S30中获得的标称离合器扭矩来控制离合器。
在最终值计算步骤S50中的取决于发动机的工况的反馈控制变量可根据发动机怠速速度和发动机速度之间的差值以及目标发动机速度变化和发动机速度变化之间的差值二者进行确定。
具体地，如图4所示，在最终值计算步骤S50中的取决于发动机的工况的反馈控制变量通过将发动机怠速速度和发动机速度之间的差值乘以增益所获得的值与目标发动机速度变化和发动机速度变化之间的差值乘以增益所计算出的值相加来获得。
图6示出将反馈控制变量考虑在内的情况。具体地，当发动机速度变化大于目标发动机速度变化并因此引起发动机失速或发动机速度过度减小时，通过从标称离合器扭矩减去取决于发动机速度和发动机速度变化的反馈控制变量而得到最终离合器扭矩。上述最终离合器扭矩用于控制离合器，从而防止不稳定的情况例如发动机速度过度减少或发动机失速的情况发生。如附图所示，当最终离合器扭矩小于标称离合器扭矩时，发动机速度的减少得到缓解。
当然，反复进行从滤波处理步骤S30至离合器控制步骤S60的步骤，直至最终离合器扭矩等于目标蠕行扭矩。
图7是示出根据现有技术，在车辆起步过程中通过反复踏下和释放加速器踏板而引起发动机爆燃的情况的曲线图。在该情况下，每一次释放加速器踏板时，离合器扭矩随着发动机扭矩减小而不是保持不变。因此，由于发动机负载减少，发动机速度逐渐上升，因此引起发动机爆燃。
与此不同的是，图8示出，在车辆起步过程中即使反复踏下和释放加速器踏板，当加速器踏板释放时仍进行离合器扭矩保持步骤，从而能够防止发动机负载的过度减少。因此，限制发动机RPM的增加，借此，能够防止发动机爆燃。
如上所述，根据本发明的车辆的起步控制方法能够更合适地进行具有干式离合器型AMT或DCT的车辆的起步松油门控制，从而防止发动机速度的过度增加或过度减少或发动机失速的现象，并且防止震动施加至车辆上，从而提高车辆的驾驶性能。
尽管本发明的示例性实施例已为示例性目的进行了描述，但本领域的技术人员应当理解的是，在均不违背本发明的范围和精神的情况下，能够做出各种修改、增加和替换。

Claims (7)

1.一种车辆的起步控制方法，所述方法包括：
离合器保持步骤，当驾驶员在起步控制过程中释放加速器踏板时，由控制器保持离合器扭矩直至发动机扭矩变成小于所述离合器扭矩；
时间常数确定步骤，由所述控制器根据所述离合器扭矩和在所述发动机扭矩变成小于所述离合器扭矩时的目标蠕行扭矩之间的差值来确定解除所述离合器扭矩的速率的时间常数；
滤波处理步骤，由所述控制器，利用低通滤波器来处理时间常数确定步骤的时间常数和在所述发动机扭矩变成小于所述离合器扭矩时的目标蠕行扭矩，其中所述低通滤波器配置成接收所述时间常数和所述目标蠕行扭矩作为输入并且配置成输出标称离合器扭矩；以及
离合器控制步骤，由所述控制器利用所述标称离合器扭矩来控制所述离合器。
2.根据权利要求1所述的起步控制方法，其中所述时间常数根据所述目标蠕行扭矩和所述离合器扭矩之间的差值，由时间常数图确定，
其中，所述时间常数图配置成当所述目标蠕行扭矩和所述离合器扭矩之间的差值增加时，使所述时间常数增加，使得解除所述离合器扭矩的速率减少，以防止震动施加至车辆，并且当所述目标蠕行扭矩和所述离合器扭矩之间的差值减少时，使所述时间常数减少，使得解除所述离合器扭矩的速率增加，以防止在释放离合器时的延迟并且能够进行快速控制。
3.根据权利要求1所述的起步控制方法，还包括：
发动机状态确定步骤，在所述滤波处理步骤中计算所述标称离合器扭矩之后并且在所述离合器控制步骤之前，由所述控制器确定发动机速度是否小于目标发动机怠速速度或发动机速度变化是否大于目标发动机速度变化；以及
最终值计算步骤，作为执行所述发动机状态确定步骤的结果，当所述发动机速度小于所述目标发动机怠速速度，或所述发动机速度变化大于所述目标发动机速度变化时，所述最终值计算步骤从所述标称离合器扭矩中减去反馈控制变量，来计算最终离合器扭矩，所述反馈控制变量取决于所述发动机的工况。
4.根据权利要求3所述的起步控制方法，其中所述最终值计算步骤中的所述反馈控制变量根据所述发动机怠速速度和所述发动机速度之间的差值以及所述目标发动机速度变化和所述发动机速度变化之间的差值二者确定。
5.根据权利要求3所述的起步控制方法，其中所述最终值计算步骤中的所述反馈控制变量通过将所述发动机怠速速度和所述发动机速度之间的差值乘以增益的结果与将所述目标发动机速度变化和所述发动机速度变化之间的差值乘以增益的结果相加来获得。
6.根据权利要求1所述的起步控制方法，其中，反复进行所述滤波处理步骤和所述离合器控制步骤直至所述最终离合器扭矩变成等于所述目标蠕行扭矩。
7.根据权利要求1所述的起步控制方法，其中所述控制器通过离合器致动器来控制所述离合器。
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