CN110803155A - 具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种具有双离合变速器(DCT)的混合动力车辆的换挡控制方法，所述方法可以包括：在车辆进入从第二挡至第一挡的降挡的时间点时，请求减小变速器输入扭矩；通过加速踏板的操作而确定车辆是否在降挡期间加速；当确定车辆在换挡期间加速时，在第一挡位接合后在离合器扭矩交换的扭矩渐变时段中控制变速器输入扭矩减小请求量用以使其开始逐渐减小。

Description

具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法
技术领域
本发明涉及具有双离合变速器(DCT)的混合动力车辆的换挡控制方法，用以在车辆在接近车辆停止过程中的从第二挡至第一挡的换挡期间产生换挡冲击时提高加速线性程度。
背景技术
混合动力车辆在低速行驶期间避免使用发动机而通过电动机驱动，从而提高燃料效率。
在不驱动车辆时，不需要以怠速或更高速度来驱动发动机，因此，当对这种混合动力车辆施用双离合变速器(DCT)时，可以有利地提高燃料效率，并且始终可以在车辆减速期间使用再生制动，从而将燃料效率增加的效果最大化。
对于混合动力DCT车辆，当车辆根据驾驶员的意图在车辆停止前从第二挡至第一挡向下换挡期间再次加速时，在动力驱动源的扭矩输入变速器的同时变速器输入扭矩增大，因此，从第二挡至第一挡的接近车辆停止下的换挡转变为从第二挡至第一挡的强制降挡(kick down)换挡，从而在变速器输入扭矩增大的同时使车辆在第一挡时产生振荡并加速。
然而，由于在较低车速下进行挡位接合和变速器控制，因此存在的问题是加速线性程度降低并且由于挡位控制和离合器控制导致的冲击和延迟从而产生振动。
这一点通过再次加速的时间点来表示；当在从第二挡至第一挡的换挡开始时踩下加速踏板时，低车速(RPM)下的强制降挡控制由于挡位接合冲击和离合器解除冲击而导致在每挡位出现输入轴振动，因此，在这种情况下接合离合器时，存在的问题是车辆的振动和冲击传递至乘客。
同样，当在从第二挡至第一挡的换挡结束时踩下加速踏板时，在对应的换挡结束而没有转变为从第二挡至第一挡的强制降挡换挡后，车辆加速。相应地，该控制限制了输入扭矩直至换挡结束，并且使得RPM同步延迟，因此存在的问题是在加速踏板踩下之后延迟相当长时间才进行车辆加速，由此使加速响应和加速线性程度变差。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种具有双离合变速器(DCT)的混合动力车辆的换挡控制方法，用以在车辆的从第二挡至第一挡的接近车辆停止下的换挡期间车辆加速时提高加速线性程度而同时减小所产生的换挡冲击。
根据本发明的示例性实施方案，一种具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法可以包括：输入扭矩减小操作，其在车辆进入从第二挡至第一挡的降挡的时间点，由控制器请求减小变速器输入扭矩；加速确定操作，其通过加速踏板的操作而由控制器确定车辆是否在降挡期间加速；扭矩减小量降低操作，当控制器确定车辆在换挡期间加速时，其在第一挡位接合后在离合器扭矩交换的扭矩渐变时段中控制开始逐渐减小变速器输入扭矩减小请求量。
扭矩减小量降低操作可以包括：确定第一挡位是否完全接合，通过加速踏板传感器(APS)的测量来确定加速时间点，当加速时间点是第一挡位完全接合之前的时间点时，在挡位完全接合后从进入扭矩渐变时段开始减小变速器输入扭矩减小请求量。
所述方法可以进一步包括：当加速时间点处于第一挡位完全接合之后的扭矩渐变时段内时，从加速时间点开始减小变速器输入扭矩减小请求量。
扭矩减小量降低操作可以包括：控制变速器输入扭矩减小请求量从而以预定的斜率逐渐减小，并且根据APS打开量确定该斜率。
扭矩减小量降低操作可以包括：在扭矩渐变时段中首先减小变速器输入扭矩减小请求量；当在扭矩渐变时段结束之后APS打开量大于0时，其次减小变速器输入扭矩减小请求量；进行减小控制，以使基于首先减小的斜率与基于其次减小的斜率线性连接。
在扭矩渐变时段结束后进行的变速器输入扭矩减小请求量的其次减小可以进行直到当前变速器输入扭矩达到换挡开始时请求减小变速器输入扭矩之前的变速器输入扭矩。
所述方法可以进一步包括：根据确定车辆是否加速的结果，在确定车辆没有加速时，检测变速器输入扭矩；在变速器输入扭矩等于或小于0时，保持在换挡开始时请求减小的变速器输入扭矩减小请求量，直到扭矩渐变时段结束；在扭矩渐变时段结束时，解除变速器输入扭矩减小请求。
所述方法可以进一步包括：根据确定车辆是否加速的结果，在确定车辆没有加速时，检测变速器输入扭矩；在变速器输入扭矩大于0时，保持在换挡开始时请求减小的变速器输入扭矩减小请求量，直到扭矩渐变时段结束；在扭矩渐变时段结束时，控制变速器输入扭矩减小请求量从而使其逐渐减小。
可以控制变速器输入扭矩减小请求量从而以预定斜率减小，并且根据变速器输入扭矩来确定该斜率。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为示出了根据本发明的示例性实施方案的包括布置在其中的双离合变速器(DCT)的混合动力车辆的动力系的构造的示意图。
图2为用于解释根据本发明的示例性实施方案的换挡控制方法的流程图。
图3为示出了根据本发明的示例性实施方案的扭矩干涉控制的变速器输入扭矩减小请求量以及变速器输入扭矩的表现的图。
图4为示出了在接近车辆停止下换挡期间挡位接合之前加速车辆的情况下改变变速器输入扭矩减小请求量的状态的图。
图5为示出了在接近车辆停止下的换挡期间挡位接合之后车辆加速的情况下改变变速器输入扭矩减小请求量的状态的图。
图6为示出了在接近车辆停止下换挡期间在平坦路面上车辆不加速而改变变速器输入扭矩减小请求量的状态的图。
图7为示出了在接近车辆停止下换挡期间在上坡路面上车辆不加速而改变变速器输入扭矩减小请求量的状态的图。
应当理解，附图不一定是按照比例绘制的，而是呈现了各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本发明所公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性的实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为这些示例性的实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖这些示例性的实施方案，而且覆盖可以被包括在本发明的精神和由所附权利要求所限定的范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
在下文中，将参考随附附图说明根据本发明的实施方案的包括双离合变速器(DCT)的混合动力车辆的换挡控制方法。
图1为示出了根据本发明的示例性实施方案的包括布置在其中的双离合变速器(DCT)的混合动力车辆的动力系的构造的示例的视图。本发明涉及安装有变速器的电动设备(transmission mounted electric device，TMED)类型的混合动力车辆，其设置为使得发动机离合器5布置在发动机1与驱动电机3之间，驱动电机3直接连接至DCT 7。
DCT 7包括两个离合器以及用于接合或解除离合器的离合器致动器，在当前示例中，所述离合器可以基于离合器扭矩的交换操作而分为接合侧离合器和解除侧离合器。
DCT 7可以包括奇数级挡位致动器和偶数级挡位致动器；所述奇数级挡位致动器用以操作对应的设置为选择奇数级挡位的同步装置；所述偶数级挡位致动器用以操作对应的设置为选择偶数级挡位的同步装置。
然而，这仅是为了便于理解本发明；因此，取决于用以形成当前变速器挡位的离合器和用以形成目标变速器挡位的离合器的类型以及挡位设置结构等，接合侧离合器和解除侧离合器可以相互调换。
现在参考随附附图2和附图3以及之前的附图1来描述根据本发明的的混合动力车辆换挡控制方法。本发明涉及在换挡期间车辆加速的同时控制减小请求量，并且包括输入扭矩减小操作、加速确定操作以及扭矩减小量降低操作。
首先，在输入扭矩减小操作中，当车辆进入从第二挡至第一挡的降挡时，控制器9可以请求减小变速器输入扭矩。也就是说，可以在换挡开始时进行用于限制扭矩输入至变速器的扭矩介入(TCU)控制，在这种情况下，变速器输入扭矩减小请求量可以是预定的值。
在加速确定操作中，控制器9可以根据加速踏板的操作而确定车辆是否在降挡期间加速，也就是说可以检测通过加速踏板传感器(accelerator pedal sensor，APS)11测量的测量值，并且可以确定车辆是否加速以及加速的时间点。
在扭矩减小量降低操作中，当控制器9确定车辆在换挡期间加速时，在第一挡位接合后在离合器扭矩交换的扭矩渐变时段(torque phase period)中可以将变速器输入扭矩减小请求量控制为开始逐渐减小。
也就是说，在换挡期间可能出现输入轴振动的挡位接合时段中，可以完成挡位接合而不增大变速器输入扭矩，随后在扭矩渐变时段中，可以将变速器输入扭矩控制为逐渐增大，因此可以减小挡位接合期间的换挡冲击并且可以提高加速线性程度。
根据本发明的示例性实施方案，取决于换挡期间加速的时间点，也可以控制改变减小减小请求量的时间点。
图4为示出了在车辆的从第二挡至第一挡的接近车辆停止下的换挡期间挡位接合之前在车辆加速的情况下改变变速器输入扭矩减小请求量的状态的图。
为此，本发明可以包括：确定第一挡位是否完全接合，通过加速踏板传感器(APS)的测量来确定加速时间点，以及如果加速时间点是在第一挡位完全接合之前的时间点，则在完成挡位接合后进入扭矩渐变时段的时间点处减小变速器输入扭矩减小请求量。
也就是说，在图4中示出的整个换挡时段中，时段A是第一挡位接合时段，而时段B是扭矩渐变时段，其中在挡位完全接合后交换离合器扭矩，并且在该情况下，当在时段A(其中在换挡期间第一挡位完全接合)中加速车辆时，扭矩限制请求量可以从待命后的扭矩渐变时段改变至时段A(其中第一挡位接合结束)。因此，不会在挡位接合期间增大变速器输入扭矩，以防止输入轴晃动，减小换挡冲击。
图5为示出了在车辆的从第二挡至第一挡的接近车辆停止下换挡期间挡位接合之后在车辆加速的情况下改变变速器输入扭矩减小请求量的状态的图。
为此，本发明可以包括：确定第一挡位是否完全接合，通过加速踏板传感器(APS)的测量来确定加速时间点，以及当加速时间点处于第一挡位完全接合之后的扭矩渐变时段之中时，从加速时间点开始减小变速器输入扭矩减小请求量。
也就是说，参考图5，当在时段B(其为换挡期间第一挡位完全接合之后的扭矩渐变时段)中车辆加速时，可以从加速时间点开始改变扭矩限制请求量。同时，时段A表示第一挡位接合时段。因此，不会在挡位接合期间增大变速器输入扭矩，以防止输入轴晃动，减小换挡冲击。
在根据本发明的示例性实施方案的扭矩减小量降低操作中，可以将变速器输入扭矩减小请求量控制为以预定的斜率逐渐减小，并且在该情况下，可以根据APS打开量确定该斜率。
例如，斜率与APS打开量成比例增加；随着APS打开量增加，扭矩减小请求量可以减小，因此斜率可以更急剧地增加。
根据本发明的示例性实施方案，即便换挡结束，变速器输入扭矩限制请求也可以持续进行，而不是在换挡结束后立即解除。
参考图4和图5，在根据本发明的示例性实施方案的扭矩减小量降低操作中，可以在扭矩渐变时段首先逐渐减小变速器输入扭矩减小请求量。
当在扭矩渐变时段刚刚结束之后APS打开量大于0时，可以其次逐渐减小变速器输入扭矩减小请求量。
在这种情况下，可以进行减小控制从而使得基于首先减小的斜率α与基于其次减小的斜率β线性连接。
在扭矩渐变时段结束后其次进行的扭矩减小请求量减小控制可以进行直到当前变速器输入扭矩达到换挡开始时请求减小变速器输入扭矩之前的变速器输入扭矩。
也就是说，基于首先减小的斜率α可以设定为与APS打开量成比例以提高加速响应，基于其次减小的斜率β可以调整为与基于首先减小的斜率α成线性以提高加速线性程度，从而提高驾驶员的车辆加速感受。
根据本发明的示例性实施方案，在当前情况不是车辆从第二挡至第一挡的接近车辆停止下换挡期间加速车辆的情况时，可以根据对变速器的扭矩输入而进行变速器输入扭矩的不同的扭矩减小控制。
图6为示出了在车辆从第二挡至第一挡的接近车辆停止下换挡期间在平坦路面上车辆不加速而改变变速器输入扭矩减小请求量的状态的图。
为此，本发明可以包括：在换挡期间确认车辆是否加速的结果为车辆没有加速时，检测变速器输入扭矩；在变速器输入扭矩等于或小于0时，保持在换挡开始时请求减小的变速器输入扭矩减小请求量，直到扭矩渐变时段结束；以及在扭矩渐变时段结束时，解除变速器输入扭矩减小请求。
也就是说，在变速器输入扭矩等于或小于0时，可以确定是在平坦路面上进行停止控制，在该情况下，在换挡开始时控制的变速器输入扭矩减小请求量可以保持直到换挡结束。然而，在平坦路面部分中没有变速器输入扭矩的增加或爬行扭矩(creep torque)，因此可以在换挡结束的时间点处完全解除变速器输入扭矩减小请求量。
图7为示出了在车辆从第二挡至第一挡的接近车辆停止下换挡期间在上坡路面上车辆不加速而改变变速器输入扭矩减小请求量的状态的图。
为此，本发明可以包括：在换挡期间确认车辆是否加速的结果为车辆没有加速时，检测变速器输入扭矩；在变速器输入扭矩大于0时，保持在换挡开始时请求减小的变速器输入扭矩减小请求量，直到扭矩渐变时段结束；以及在扭矩渐变时段结束时，将变速器输入扭矩减小请求量控制为逐渐减小。
也就是说，在变速器输入扭矩大于0时，也能够以相同的方式保持在换挡开始时控制的变速器输入扭矩减小请求量，直到换挡结束。然而，在上坡路面部分中存在变速器输入扭矩的增加或爬行扭矩以防止车辆在上坡路面上滑动，因此不会在换挡结束后立即解除扭矩减小请求量，相反，可以将扭矩减小请求量控制为逐渐减小。
在该情况下，可以将变速器输入扭矩减小请求量控制为以预定的斜率逐渐减小，并且在该情况下，可以根据变速器输入扭矩确定该斜率。
在扭矩渐变时段结束后进行的扭矩减小请求量减小控制可以进行，直到当前变速器输入扭矩达到换挡开始时请求减小变速器输入扭矩之前的变速器输入扭矩。
将参考图2继续说明根据本发明的换挡控制方法；对此，车辆速度、离合器扭矩、APS打开量、发动机扭矩和电机扭矩等通过例如为变速器控制单元(TCU)、ECU和MCU的控制器9来验证(S10)。
在车辆行驶时，可以确定是否进行车辆的从第二挡至第一挡的接近车辆停止下换挡(S20)；在确定结果为确定车辆的从第二挡至第一挡的接近车辆停止下换挡开始时，可以请求减小变速器输入扭矩(S30)；可以通过APS 11确定在换挡期间车辆是否加速(S40)。
作为操作S40的确定结果，当由于APS打开量大于0而确定当前状态为车辆加速状态时，可以确定第一挡位是否完全接合(S50)。
作为操作S50的确定结果，当确定第一挡位未完全接合时，可以保持在换挡开始时施加的变速器输入扭矩减小请求量直到第一挡位完全接合的时间点(S60)，直到第一挡位完全接合，随后，可以在进入扭矩渐变时段之后以与APS打开量成比例地首先逐渐减小扭矩减小请求量(S70)。
这样，随着扭矩渐变时段结束，也可以在换挡完成后将扭矩减小请求量控制为逐渐减小，在该情况下，将扭矩减小请求量控制为其次减小的斜率β可以调整并控制为减小成与控制首先减小扭矩减小请求量的斜率α成线性(S80)，因此，车辆可以在根据APS打开量增大变速器输入扭矩的同时变换至第一挡。
作为操作S50的确定结果，当确定第一挡位完全接合时，可以从APS打开量大于0的加速时间点开始与APS打开量成比例地控制首先减小扭矩减小请求量(S90)。
这样，随着扭矩渐变时段结束，也可以在换挡完成后将扭矩减小请求量控制为逐渐减小，在该情况下，扭矩减小请求量可以调整为与控制为首先减小扭矩减小请求量的斜率α成线性并且被控制为其次减小(S100)，因此，车辆可以在根据APS打开量增大变速器输入扭矩的同时变换至第一挡。
作为操作S40的确定结果，当由于APS打开量不大于0而确定当前状态不为车辆加速状态时，可以确定变速器输入扭矩是否大于0(S110)。
作为操作S110的确定结果，当变速器输入扭矩等于或小于0时，可以确定车辆在平坦路面上行驶(S120)，在换挡开始时使用的变速器输入扭矩减小请求量保持直到换挡结束(S130)，随后，在换挡结束后可以立即解除变速器输入扭矩减小请求(S140)。
作为操作S110的确定结果，当变速器输入扭矩大于0时，可以确定车辆在上坡路面上行驶(S150)，在换挡开始时使用的变速器输入扭矩减小请求量可以保持直到换挡结束(S160)。然而，也可以在换挡结束后将扭矩减小请求量控制为逐渐减小(S170)。
如上所述，在可能在换挡期间发生输入轴的振动的挡位接合时段，可以完成挡位接合而不增大变速器输入扭矩，随后在扭矩渐变时段，可以将变速器输入扭矩控制为逐渐增大；或者变速器输入扭矩的扭矩限制可不会在换挡结束后立即解除，相反，可以将变速器输入扭矩控制为逐渐增大，因此，可以减小挡位接合期间的换挡冲击，提高加速线性程度，从而改善加速感受。
根据本发明的示例性实施方案，通过以上设置，在可能在换挡期间发生输入轴的振动的挡位接合时段，可以完成挡位接合而不增大变速器输入扭矩，随后在扭矩渐变时段，可以将变速器输入扭矩控制为逐渐增大，或者变速器输入扭矩的扭矩限制不会在换挡结束后立即解除，相反，可以将变速器输入扭矩控制为逐渐增大，因此，可以减小在挡位接合期间的换挡冲击，提高加速线性程度，从而改善加速感受。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“上面的”、“下面的”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背后”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”、“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性具体实施方案的特征。
前面对本发明具体的示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (11)

1.一种具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，所述方法包括如下步骤：
输入扭矩减小操作，其在车辆进入从第二挡至第一挡的降挡的时间点时，由控制器请求减小变速器输入扭矩；
加速确定操作，其通过检测加速踏板的操作而由控制器确定车辆是否在降挡期间加速；
扭矩减小量降低操作，当控制器确定车辆在换挡期间加速时，所述扭矩减小量降低操作在第一挡位接合后在离合器扭矩交换的扭矩渐变时段中由控制器控制开始减小变速器输入扭矩减小请求量。
2.根据权利要求1所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，其中，扭矩减小量降低操作包括：
确定第一挡位是否完全接合，
通过加速踏板传感器的测量来确定加速时间点，
当加速时间点是第一挡位完全接合之前的时间点时，在第一挡位完全接合后从进入扭矩渐变时段开始减小变速器输入扭矩减小请求量。
3.根据权利要求2所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，进一步包括：
当加速时间点处于第一挡位完全接合之后的扭矩渐变时段内时，从加速时间点开始减小变速器输入扭矩减小请求量。
4.根据权利要求1所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，其中，扭矩减小量降低操作包括：
控制变速器输入扭矩减小请求量从而以预定的斜率减小，并且根据加速踏板传感器打开量确定该预定的斜率。
5.根据权利要求4所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，其中，扭矩减小量降低操作进一步包括：
在扭矩渐变时段中首先减小变速器输入扭矩减小请求量；
当在扭矩渐变时段结束之后加速踏板传感器打开量大于0时，其次减小变速器输入扭矩减小请求量；
进行减小控制，以使基于首先减小的斜率与基于其次减小的斜率线性连接。
6.根据权利要求5所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，其中，在扭矩渐变时段结束后进行的变速器输入扭矩减小请求量的其次减小进行直到当前变速器输入扭矩达到换挡开始时请求减小变速器输入扭矩之前的变速器输入扭矩。
7.根据权利要求1所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，进一步包括：
根据确定车辆是否加速的结果，在确定车辆没有加速时，检测变速器输入扭矩；
在变速器输入扭矩等于或小于0时，保持在换挡开始时请求减小的变速器输入扭矩减小请求量，直到扭矩渐变时段结束；
在扭矩渐变时段结束时，解除变速器输入扭矩减小的请求。
8.根据权利要求1所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，进一步包括：
根据确定车辆是否加速的结果，在确定车辆没有加速时，检测变速器输入扭矩；
在变速器输入扭矩大于0时，保持在换挡开始时请求减小的变速器输入扭矩减小请求量，直到扭矩渐变时段结束；
在扭矩渐变时段结束时，控制变速器输入扭矩减小请求量使其减小。
9.根据权利要求8所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，其中，控制变速器输入扭矩减小请求量从而以预定的斜率减小，并且根据变速器输入扭矩确定该预定的斜率。
10.根据权利要求1所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，其中，扭矩减小量降低操作进一步包括：
当第一挡位没有完全接合时，保持在换挡开始时施加的变速器输入扭矩减小请求量直到第一挡位完全接合的时间点，同时第一挡位完全接合。
11.根据权利要求10所述的具有双离合变速器的混合动力车辆的换挡控制方法，进一步包括：
在进入扭矩渐变时段之后与加速踏板传感器打开量成比例地首先减小扭矩减小请求量。
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