CN106907481B - 发动机扭矩控制方法及汽车 - Google Patents

Abstract

一种发动机扭矩控制方法，适用于采用干式离合器的汽车，所述发动机扭矩控制方法包括：获取所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速；根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制，使所述汽车输出发动机目标扭矩；根据所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整。本发明方案针对采用干式离合器的汽车降低了所述汽车在空挡滑行加速到一档或二档的起步工况中发动机与离合器转速同步过程中产生的冲击，保证车辆平稳加速。

Description

发动机扭矩控制方法及汽车

技术领域

本发明涉及汽车动力传输技术，特别涉及一种发动机扭矩控制方法及汽车。

背景技术

双离合变速器(Dual Clutch Transmission，简称DCT)是一种机械式自动变速器，其动力的传递通过两个离合器联结两根输入轴，相邻各档位的被动齿轮交错与两输入轴齿轮啮合，配合两离合器的控制，实现在不切断动力的情况下转换传动比，从而缩短换档时间，提高换档品质。这种换档方式较多应用于混合动力汽车，具有优异的性能和广阔的应用前景。双离合变速器分为干式离合器和湿式离合器两种。

现有技术中，双离合变速器汽车特别是采用干式离合器的汽车，在空挡滑行加速到一档或二档的起步工况中，目标档位离合器需要与发动机同步，使所述汽车的变速箱与发动机的转速逐渐接近，此同步过程容易产生冲击。在所述离合器需要与发动机同步的过程中，需在汽车EMS(Engine Management System，发动机管理系统)中对发动机输出的扭矩进行PID(比例(Proportion)、积分(Integration)、微分(Differentiation))控制。现有技术的采用干式离合器的汽车发动机扭矩控制方法如图1所示，包括：计算所示汽车的发动机目标转速101与发动机实际转速102的转速差，并输入至比例控制环节103和积分控制环节104进行比例环节控制和积分环节控制，输出的扭矩值(在比例控制环节103和积分控制环节104将转速计算转换为对应的扭矩)与预设扭矩105加和，并输出值即为所述汽车的发动机目标扭矩106。

因此，现有技术的采用干式离合器的汽车的发动机扭矩控制方法只是基于发动机目标转速101与发动机实际转速102。无法解决采用干式离合器的汽车在空挡滑行加速到一档或二档的起步工况中，发动机与离合器同步过程产生的冲击。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种发动机扭矩控制方法及汽车，解决利用现有技术所面临的采用干式离合器的汽车在空挡滑行加速到一档或二档的起步工况中，发动机与离合器转速同步过程产生冲击的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种发动机扭矩控制方法，适用于采用干式离合器的汽车，所述发动机扭矩控制方法包括：

获取所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速；

根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节控制和积分环节控制，使所述汽车输出发动机目标扭矩；

计算所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差；根据所述转速差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节控制和积分环节控制进行调整。

可选的，所述根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节控制和积分环节控制包括：

对所述转速差分别进行比例环节控制和积分环节控制，并分别输出第一扭矩和第二扭矩；

根据所述转速差和所述变速箱目标档位，调整所述第一扭矩和第二扭矩分别输出第三扭矩和第四扭矩；

计算所述第三扭矩、第四扭矩与预设扭矩的和，使所述汽车的发动机输出所述目标扭矩。

可选的，根据不同的变速箱目标档位，对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制时采用不同的比例控制系数和积分控制系数。

可选的，所述根据所述转速差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整包括：

根据不同的所述转速差和变速箱目标档位，分别设置不同的比例环节修正因子和积分环节修正因子；

所述比例环节修正因子和积分环节修正因子分别作为所述比例环节和积分环节控制的修正系数。

可选的，所述根据不同的所述转速差和变速箱目标档位，分别设置不同的比例环节修正因子和积分环节修正因子包括：

根据不同的所述转速差和变速箱目标档位，在预设表格内通过查表的方法获得对应的比例环节修正因子和积分环节修正因子。

可选的，所述根据所述转速差和所述变速箱目标档位，调整所述第一扭矩和第二扭矩分别输出第三扭矩和第四扭矩包括：

计算所述第一扭矩与所述比例环节修正因子的乘积作为所述第三扭矩；

计算所述第二扭矩与所述积分环节修正因子的乘积作为所述第四扭矩。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种汽车，采用干式离合器，所述汽车包括：

第一测速单元，适于采集所述汽车的变速箱输入轴转速；

变速箱控制单元，耦接所述第一测速单元以获取所述变速箱输入轴转速，并适于获取所述汽车的发动机目标转速和变速箱目标档位；

第二测速单元，适于采集所述汽车的发动机实际转速；

发动机控制单元，耦接所述变速箱控制单元和所述第二测速单元以获取所述发动机目标转速、变速箱目标档位、变速箱输入轴转速和发动机实际转速；

所述发动机控制单元适于根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制，使所述汽车输出所述发动机目标扭矩；

还适于计算所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差；根据所述转速差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整。

可选的，所述发动机控制单元还适于对所述转速差分别进行比例环节控制和积分环节控制，并分别输出第一扭矩和第二扭矩；根据所述转速差和所述变速箱目标档位，调整所述第一扭矩和第二扭矩分别输出第三扭矩和第四扭矩；计算所述第三扭矩、第四扭矩与预设扭矩的和，使所述汽车的发动机输出所述目标扭矩。

可选的，所述发动机控制单元还适于根据不同的变速箱目标档位，对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制时采用不同的比例控制系数和积分控制系数。

可选的，所述发动机控制单元还适于根据不同的所述转速差和变速箱目标档位，分别设置不同的比例环节修正因子和积分环节修正因子；所述比例环节修正因子和积分环节修正因子分别作为所述比例环节和积分环节控制的修正系数。

可选的，所述发动机控制单元还适于设置预设表格，根据不同的所述转速差和变速箱目标档位，在预设表格内通过查表的方法获得对应的比例环节修正因子和积分环节修正因子。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例在现有技术的发动机扭矩控制方法基础上引入了变速箱目标档位和变速箱输入轴转速两个参数。根据发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对采用干式离合器的汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制，使所述汽车的发动机输出所述发动机目标扭矩；并根据所述发动机实际转速与变速箱输入轴转速的转速差以及所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整。实时监测所述发动机实际转速与变速箱输入轴转速之差，并据此实时修正PID控制环节的控制系数，通过控制变速箱输入轴转速逐渐接近发动机实际转速的过程中发动机实际转速的增大速率，实现离合器与发动机的平稳结合，保证车辆平稳加速。

进一步，根据所述变速箱目标档位的不同，在所述比例环节和积分环节控制中采用不同的控制系数，对所述比例环节和积分环节控制进行调整时，采用不同的修正因子。面对不同的目标档位，所述汽车的变速箱齿轮的速比不同，采用差异化的PID控制系数，可以解决所述汽车由于变速箱目标档位差异导致的从低速到加速过程中发动机转速变化非线性的问题，进一步实现离合器与发动机的平稳结合，保证车辆平稳加速。

附图说明

图1是现有技术的汽车发动机扭矩控制方法示意图；

图2是本发明实施例汽车发动机扭矩控制方法的流程图；

图3是本发明实施例汽车发动机扭矩控制方法的示意图；

图4本发明实施例汽车的结构框图。

具体实施方式

如背景技术部分所述，现有技术中采用干式离合器的汽车的发动机扭矩控制方法无法解决所述汽车在空挡滑行加速到一档或二档的起步工况中发动机与离合器转速同步过程中产生的冲击。

本发明提出一种发动机扭矩控制方法，根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制，使所述汽车输出发动机目标扭矩；并根据发动机实际转速与变速箱输入轴转速的转速差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整。可以解决双离合变速器汽车在空挡滑行加速到一档或二档的起步工况中发动机与离合器转速同步过程中产生冲击的问题。

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

图2是本发明实施例汽车发动机扭矩控制方法的流程图。

如图2所示，本发明实施例提出了一种汽车的发动机扭矩控制方法，适用于双离合变速器汽车，特别是采用干式离合器的汽车，所述扭矩控制方法包括以下步骤：

步骤S101，通过所述汽车的变速箱控制单元获取所述汽车的发动机目标转速和变速箱目标档位，并测量获得所述汽车的发动机实际转速以及变速箱输入轴转速。

步骤S102，根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行PID控制，具体地，进行比例环节控制和积分环节控制，使所述汽车的发动机输出所述发动机目标扭矩。与现有技术的发动机扭矩控制方法类似地，所述PID控制仅针对所述发动机目标转速和发动机实际转速；而本发明实施例引入变速箱目标档位和变速箱输入轴转速适于调节所述PID控制。

步骤S103，计算所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差；根据所述转速差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整。

可以理解的是，本发明实施例在现有技术的发动机扭矩控制方法基础上引入了变速箱目标档位和变速箱输入轴转速两个参数。根据发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对采用干式离合器的汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制，使所述汽车的发动机输出所述发动机目标扭矩；并根据所述发动机实际转速与变速箱输入轴转速的转速差以及所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整。

实时监测所述发动机实际转速与变速箱输入轴转速之差，并据此实时修正PID控制环节的控制系数，通过控制变速箱输入轴转速逐渐接近发动机实际转速的过程中发动机实际转速的增大速率，实现离合器与发动机的平稳结合，保证车辆平稳加速。

图3是本发明实施例汽车发动机扭矩控制方法的示意图，以下参考图3阐述本发明实施例汽车发动机扭矩控制方法的具体实施方式。

图2所示的步骤S102，根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节控制和积分环节控制，具体实施包括：

将所述转速差分别输入至比例控制环节206和积分控制环节208进行比例环节控制和积分环节控制，并分别输出第一扭矩(图未示)和第二扭矩(图未示)。并根据所述转速差和所述变速箱目标档位，对所述第一扭矩和第二扭矩进行调整，将比例控制环节206和积分控制环节208分别输出的扭矩对应地记为第三扭矩(图未示)和第四扭矩(图未示)。

最后，计算所述第三扭矩、第四扭矩与预设扭矩209的和，其结果即为所述汽车的发动机目标扭矩210。

图2所示的步骤S102，根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制，参考图3，具体实施还包括：根据不同的变速箱目标档,203，对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节控制和积分环节控制时采用不同的比例控制系数(图未示)和积分控制系数(图未示)。

图2所示的步骤S103，根据所述转速差和所述变速箱目标档位203，对所述比例环节控制和积分环节控制进行调整，参考图3，具体实施包括：

根据不同的所述转速差和变速箱目标档位203，分别设置不同的比例环节修正因子205和积分环节修正因子207。所述比例环节修正因子205和积分环节修正因子207分别作为所述比例环节控制和积分环节控制的修正系数。在具体实施中，计算所述第一扭矩与所述比例环节修正因子205的乘积作为所述第三扭矩；计算所述第二扭矩与所述积分环节修正因子207的乘积作为所述第四扭矩。

在本实施例中，设置一预设表格，此预设表格包含发动机实际转速与变速箱输入轴转速之差和变速箱目标档位203两个维度，不同的所述转速差和变速箱目标档位203对应不同的所述比例环节修正因子205和所述积分环节修正因子207，通过在预设表格内查表，获得对应的比例环节修正因子205和积分环节修正因子207。

可以理解的是，本发明实施例在具体实施中，根据所述变速箱目标档位的不同，在所述比例环节和积分环节控制中采用不同的控制系数，对所述比例环节和积分环节控制进行调整时，采用不同的修正因子。面对不同的目标档位，所述汽车的变速箱齿轮的速比不同，采用差异化的PID控制系数，可以解决所述汽车由于变速箱目标档位差异导致的从低速到加速过程中发动机转速变化非线性的问题，进一步实现离合器与发动机的平稳结合，保证车辆平稳加速。

图4本发明实施例汽车的结构框图。

如图4所示，本发明实施例还提供了一种汽车，包括双离合变速器，特别是干式离合器，所述汽车包括：

第一测速单元301，适于采用第一速度传感器(图未示)测量并获取所述汽车的变速箱输入轴转速204(见图3)。

第二测速单元302，适于采用第二速度传感器(图未示)测量并获取所述汽车的发动机实际转速202(见图3)。

变速箱控制单元303，在车载结构中，变速箱控制单元303适于进行目标档位的决策、执行机构控制以及故障诊断和处理等；所述变速箱控制单元303耦接所述第一测速单元301以获取所述变速箱输入轴转速204，并适于获取所述汽车的发动机目标转速201(见图3)和变速箱目标档位203(见图3)。变速箱控制单元303一般包括16位或32位处理器、信号处理电路以及功率驱动模块。

发动机控制单元304，发动机控制单元304是汽车发动机控制系统的核心，可以根据汽车发动机的不同工况，向发动机提供最佳空燃比的混合气和最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，发动机的性能(动力性、经济型、排放性)达到最佳。

在本实施例中，发动机控制单元304耦接所述变速箱控制单元303和所述第二测速单元302，适于获取所述发动机目标转速201、变速箱目标档位203、变速箱输入轴转速204和发动机实际转速202，并适于计算所述汽车的发动机目标扭矩210。

在本实施例中，所述发动机控制单元304适于根据所述汽车的发动机目标转速201、发动机实际转速202、变速箱目标档位203和变速箱输入轴转速204对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制，使所述汽车的发动机输出所述发动机目标扭矩210；还适于计算发动机实际转速202与变速箱输入轴转速204的转速差；根据所述转速差和变速箱目标档位203，对所述比例环节控制和积分环节控制进行调整。

在本实施例中，所述发动机控制单元304还适于对所述转速差分别进行比例环节控制和积分环节控制，并分别输出第一扭矩和第二扭矩；根据所述转速差和变速箱目标档位203，调整所述第一扭矩和第二扭矩分别输出第三扭矩和第四扭矩；计算所述第三扭矩、第四扭矩与预设扭矩209(见图3)的和，使所述汽车输出所述发动机目标扭矩210。

在本实施例中，所述发动机控制单元304还适于根据不同变速箱目标档位203，对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节控制和积分环节控制时采用不同的比例控制系数(图未示)和积分控制系数(图未示)。

在本实施例中，所述发动机控制单元304还适于根据不同的所述转速差和变速箱目标档位203，分别设置不同的比例环节修正因子205和积分环节修正因子207；所述比例环节修正因子205和积分环节修正因子207分别作为所述比例环节控制和积分环节控制的修正系数。

在本实施例中，所述发动机控制单元304还适于设置预设表格，根据不同的所述转速差和变速箱目标档位203，在预设表格内通过查表的方法获得对应的比例环节修正因子205和积分环节修正因子207。

需要说明的是，所述发动机控制单元304还包括：扭矩调节单元(图未示)，适于调节所述发动机输出扭矩。所述扭矩调节单元分为气路扭矩调节单元(图未示)和火路扭矩调节单元(图未示)。

所述气路扭矩调节单元通过调节所述汽车节气门的进气量以增大或减小所述发动机的输出扭矩；所述火路扭矩调节单元通过调节所述汽车的发动机线圈的点火时刻，以调节所述汽车的发动机的缸内气压，从而调节所述发动机的输出扭矩。

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 (9)

1.一种发动机扭矩控制方法，适用于采用干式离合器的汽车，其特征在于，所述发动机扭矩控制方法包括：

获取所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速；

根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节控制和积分环节控制，使所述汽车输出发动机目标扭矩；

计算所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差；

根据所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节控制和积分环节控制进行调整；

所述根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节控制和积分环节控制包括：计算所述汽车的发动机目标转速与发动机实际转速的转速差；

对所述发动机目标转速与所述发动机实际转速的转速差分别进行比例环节控制和积分环节控制，并分别输出第一扭矩和第二扭矩；根据所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和所述变速箱目标档位，调整所述第一扭矩和第二扭矩分别输出第三扭矩和第四扭矩；计算所述第三扭矩、第四扭矩与预设扭矩的和，使所述汽车的发动机输出所述目标扭矩。

2.如权利要求1所述的发动机扭矩控制方法，其特征在于，根据不同的变速箱目标档位，对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制时采用不同的比例控制系数和积分控制系数。

3.如权利要求1所述的发动机扭矩控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整包括：

根据不同的所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和变速箱目标档位，分别设置不同的比例环节修正因子和积分环节修正因子；

所述比例环节修正因子和积分环节修正因子分别作为所述比例环节和积分环节控制的修正系数。

4.如权利要求3所述的发动机扭矩控制方法，其特征在于，所述根据不同的所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和变速箱目标档位，分别设置不同的比例环节修正因子和积分环节修正因子包括：

根据不同的所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和变速箱目标档位，在预设表格内通过查表的方法获得对应的比例环节修正因子和积分环节修正因子。

5.如权利要求3或4所述的发动机扭矩控制方法，其特征在于，所述根据所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和所述变速箱目标档位，调整所述第一扭矩和第二扭矩分别输出第三扭矩和第四扭矩包括：

计算所述第一扭矩与所述比例环节修正因子的乘积作为所述第三扭矩；

计算所述第二扭矩与所述积分环节修正因子的乘积作为所述第四扭矩。

6.一种汽车，其特征在于，采用干式离合器，所述汽车包括：

第一测速单元，适于采集所述汽车的变速箱输入轴转速；

变速箱控制单元，耦接所述第一测速单元以获取所述变速箱输入轴转速，并适于获取所述汽车的发动机目标转速和变速箱目标档位；

第二测速单元，适于采集所述汽车的发动机实际转速；

发动机控制单元，耦接所述变速箱控制单元和所述第二测速单元以获取所述发动机目标转速、变速箱目标档位、变速箱输入轴转速和发动机实际转速；

所述发动机控制单元适于根据所述汽车的发动机目标转速、发动机实际转速、变速箱目标档位和变速箱输入轴转速对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制，使所述汽车的发动机输出所述目标扭矩；

还适于计算所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差；根据所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和所述变速箱目标档位，对所述比例环节和积分环节控制进行调整；

所述发动机控制单元还适于对所述发动机目标转速与所述发动机实际转速的转速差分别进行比例环节控制和积分环节控制，并分别输出第一扭矩和第二扭矩；根据所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和所述变速箱目标档位，调整所述第一扭矩和第二扭矩分别输出第三扭矩和第四扭矩；计算所述第三扭矩、第四扭矩与预设扭矩的和，使所述汽车输出所述发动机目标扭矩。

7.如权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述发动机控制单元还适于根据不同的变速箱目标档位，对所述汽车的发动机扭矩进行比例环节和积分环节控制时采用不同的比例控制系数和积分控制系数。

8.如权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述发动机控制单元还适于根据不同的所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和变速箱目标档位，分别设置不同的比例环节修正因子和积分环节修正因子；所述比例环节修正因子和积分环节修正因子分别作为所述比例环节和积分环节控制的修正系数。

9.如权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述发动机控制单元还适于设置预设表格，根据不同的所述发动机实际转速与所述变速箱输入轴转速的转速差和变速箱目标档位，在预设表格内通过查表的方法获得对应的比例环节修正因子和积分环节修正因子。