CN110985566B - 一种车辆起步控制方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆起步控制方法、装置、车辆及存储介质。该方法包括：控制奇数离合器和偶数离合器的压力达到开始传递力矩的压力点；根据期望起步速度曲线，实时得到期望变速器输出力矩，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到所述奇数离合器和所述偶数离合器上；当所述期望变速器输出力矩达到预设输出期望值时，根据油门踏板开度在所述奇数离合器和所述偶数离合器中选择工作离合器，将非工作离合器的输出力矩降至零；控制发动机与所述工作离合器保持微滑摩。解决了现有技术中长期使用一挡起步造成两个离合器磨损不均匀的情况，实现了延长整个双离合器总成寿命的效果，控制器结构简单明确，且可以满足驾驶员的期望起步过程。

Description

一种车辆起步控制方法、装置、车辆及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及车辆设计技术，尤其涉及一种车辆起步控制方法、装置、车辆及存储介质。
背景技术
目前双离合变速器(DCT)车辆起步方法多借鉴传统机械式自动变速器(AMT)的起步方法，采用一个挡位起步，即一挡起步模式。在起步负载较大的重载或爬坡工况下，容易造成与一挡相连的奇数离合器表面温度过高，大大缩短离合器使用寿命；长期使用一挡起步也会造成两个离合器磨损不均匀，会出现一个离合器相对完好，另一个离合器磨损严重的情况，不利于离合器总成使用寿命。
另一种起步方式为控制两个离合器同时参与起步，基于DCT特有的双离合器结构，若控制不当会带来功率循环、系统转速震荡甚至发动机熄火等问题。同时，现有的研究对于起步的控制往往着眼于保证汽车完成尽可能快速平顺的起步过程，对驾驶员期望的起步加速度感受考虑较少。
发明内容
本发明提供一种一种车辆起步控制方法、装置、车辆及存储介质，以实现平衡两个离合器在车辆起步过程中的磨损量。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆起步控制方法，包括：
控制奇数离合器和偶数离合器的压力达到开始传递力矩的压力点；
根据期望起步速度曲线，实时得到期望变速器输出力矩，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到所述奇数离合器和所述偶数离合器上；
当所述期望变速器输出力矩达到预设输出期望值时，根据油门踏板开度在所述奇数离合器和所述偶数离合器中选择工作离合器，将非工作离合器的输出力矩降至零，同时控制工作离合器输出力矩尽可能达到非线性三步控制方法输出的期望力矩；
控制发动机与所述工作离合器保持微滑摩，所述微滑摩为发动机转速与工作离合器转速差值小于预设值。
可选的，所述期望变速器输出力矩通过稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制结合所述期望起步速度曲线得到。
可选的，所述期望变速器输出力矩通过稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制结合所述期望起步速度曲线得到，包括：
根据车轮处的动力学特性及非线性特性，进行控制器模型搭建，
Figure BDA0002342842530000021
其中，ωw为实时测量的车轮转速，u为系统控制输入，其表示期望变速器输出力矩或其合理的变形，g1(ωw)和g2(ωw)在其定义域内充分光滑，且g1(ωw)和g2(ωw)中至少有一个非线性项，同时满足g1(ωw)不等于零，x＝y＝ωw，x为系统状态，y为系统输出；
当系统只采用稳态控制达到稳态时，令
Figure BDA0002342842530000022
u＝us，根据
Figure BDA0002342842530000023
得到us，其中，us为稳态控制律；
引入参考前馈控制，令
Figure BDA0002342842530000024
根据
Figure BDA0002342842530000025
得到uf，其中，y*为期望车轮转速曲线，所述期望车轮转速曲线根据所述期望起步速度曲线和车轮半径得到，uf为参考前馈控制律；
引入反馈控制，令u＝us+uf+ue，e为系统跟踪误差，其表示期望车轮转速与实际车轮转速之差，根据
Figure BDA0002342842530000031
采用稳定性判断方法，结合系统动力学模型设计得到ue，ue为误差反馈控制律；
确定us+uf+ue为系统控制律；
根据所述系统控制律，得到所述期望变速器输出力矩。
可选的，所述将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到所述奇数离合器和所述偶数离合器上，包括：
根据所述奇数离合器和所述偶数离合器的齿轮和传动效率，结合所述期望变速器输出力矩，确定奇数离合器期望力矩和偶数离合器期望力矩。
可选的，所述根据油门踏板开度在所述奇数离合器和所述偶数离合器中选择工作离合器，包括：
若所述油门踏板开度大于预设踏板开度时，将所述奇数离合器作为工作离合器；
若所述油门踏板开度小于或等于所述预设踏板开度时，将所述偶数离合器作为工作离合器。
可选的，所述期望起步速度曲线根据车辆加速性能和用户需求设定及调整。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆起步控制装置，该装置包括：
压力控制模块，用于控制奇数离合器和偶数离合器的压力达到开始传递力矩的压力点；
力矩分配模块，用于根据期望起步速度曲线，实时得到期望变速器输出力矩，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到所述奇数离合器和所述偶数离合器上；
离合器选择模块，用于当所述期望变速器输出力矩达到预设输出期望值时，根据油门踏板开度在所述奇数离合器和所述偶数离合器中选择工作离合器，将非工作离合器的输出力矩降至零；
微滑摩模块，用于控制发动机与所述工作离合器保持微滑摩，所述微滑摩为发动机转速与工作离合器转速差值小于预设值。
可选的，所述期望变速器输出力矩通过稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制结合所述期望起步速度曲线得到，具体包括：
根据车轮处的动力学特性及非线性特性，进行控制器模型搭建，
Figure BDA0002342842530000041
其中，ωw为实时测量的车轮转速，u为系统控制输入，其表示期望变速器输出力矩或其合理的变形，g1(ωw)和g2(ωw)在其定义域内充分光滑，且g1(ωw)和g2(ωw)中至少有一个非线性项，同时满足g1(ωw)不等于零，x＝y＝ωw，x为系统状态，y为系统输出；
当系统只采用稳态控制达到稳态时，令
Figure BDA0002342842530000042
u＝us，根据
Figure BDA0002342842530000043
得到us，其中，us为稳态控制律；
引入参考前馈控制，令
Figure BDA0002342842530000044
根据
Figure BDA0002342842530000045
得到uf，其中，y*为期望车轮转速曲线，所述期望车轮转速曲线根据所述期望起步速度曲线和车轮半径得到，uf为参考前馈控制律；
引入反馈控制，令u＝us+uf+ue，e为系统跟踪误差，其表示期望车轮转速与实际车轮转速之差，根据
Figure BDA0002342842530000046
采用稳定性判断方法，结合系统动力学模型设计得到ue，ue为误差反馈控制律；
确定us+uf+ue为系统控制律；
根据所述系统控制律，得到所述期望变速器输出力矩。
第三方面，本发明实施例还提供了车辆，包括：
双离合变速器，用于改变所述车辆传动比；
存储器，用于存储可执行指令；
控制器，用于执行存储在所述存储器中的可执行指令时，实现如本发明任意实施例所述的车辆起步控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种可读存储介质，其上存储有可执行指令，该可执行指令被处理器执行时实现如本发明任意实施例所述的车辆起步控制方法。
本发明通过期望起步速度曲线实时得到期望变速器输出力矩，并根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上，再根据油门踏板开度选择工作离合器，平衡两个离合器在起步过程中的磨损量，解决了现有技术中长期使用一挡起步造成两个离合器磨损不均匀，出现一个离合器相对完好，另一个离合器磨损严重的情况，实现了延长整个双离合器总成寿命的效果，控制器结构简单明确，且可以满足驾驶员的期望起步过程。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的车辆起步控制方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的车辆起步控制方法的示意图；
图3是本发明实施例二提供的车辆起步控制方法的示意图；
图4是本发明实施例二提供的车辆起步控制方法的示意图；
图5(a)是本发明实施例二提供的车辆起步控制方法的示意图；
图5(b)是本发明实施例二提供的车辆起步控制方法的示意图；
图6是本发明实施例三提供的车辆起步控制装置的结构框图；
图7是本发明实施例四提供的一种车辆的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的车辆起步控制方法的流程图，本实施例可适用于双离合变速器车辆起步情况，该方法可以由车辆起步控制装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件实现。
如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
步骤110、控制奇数离合器和偶数离合器的压力达到开始传递力矩的压力点。
其中，双离合变速箱(Dual Clutch Transmission，DCT)，其有两组离合器，两组离合器各自与不同的输入轴相连。如果离合器一通过实心轴与挡位1、3、5相连，那么离合器二则通过空心轴与挡位2、4、6和倒挡相连。在本实施例中，将离合器一称为奇数离合器，将离合器二称为偶数离合器。
具体的，本阶段为起步准备阶段，该阶段从整车上电离合器充油开始，始终控制离合器压力，使得达到将要开始传递力矩的压力点。当制动踏板完全松开且离合器压力达到压力点，则该阶段结束。该阶段离合器主从动部分未开始传递扭矩，系统不会产生滑动摩擦和冲击，控制奇数离合器和偶数离合器执行机构使两离合器尽快到达压力点即可，此阶段发动机为怠速状态。
可选的，所述期望起步速度曲线根据期望车轮转速曲线和车轮半径得到。
步骤120、根据期望起步速度曲线，实时得到期望变速器输出力矩，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上。
其中，期望起步速度曲线可以理解为根据不同需求预先设置好的展示起步阶段速度变化的目标曲线。期望变速器输出力矩可以理解为以实现期望起步速度曲线为目标，变速器需要输出的力矩。
具体的，本阶段为联合起步阶段，该阶段以跟踪期望起步速度曲线，实时地得到期望变速器输出力矩。在此阶段期望变速器输出力矩由奇数离合器和偶数离合器共同承担，也就是说将总期望传递力矩根据设定好的规则分配到两组离合器上。在此阶段，发动机采用速度控制模式。当奇数离合器和偶数离合器传递力矩之和达到预设输出期望值时，变速器此时能稳定输出一定力矩，起步进入步骤130阶段。
步骤130、当期望变速器输出力矩达到预设输出期望值时，根据油门踏板开度在奇数离合器和偶数离合器中选择工作离合器，将非工作离合器的输出力矩降至零。
其中，工作离合器可以理解为在该阶段实际输出力矩的离合器，该阶段的工作离合器可以是奇数离合器也可以是偶数离合器。
具体的，本阶段为单离合器起步滑摩阶段。工作离合器的选择与进入该阶段时的油门踏板开度相关。当期望加速性能更优时，选择一挡大滑摩速度跟踪模式，否则为二挡大滑摩速度跟踪模式，油门踏板开度的阈值可通过整车性能定义标定得到。此阶段控制工作离合器输出力矩尽可能达到期望变速器输出力矩，非工作离合器在此阶段开始变快速分离至步骤110所述压力点以下，使其力矩尽快降低，不干涉工作离合器的结合过程。该阶段中，发动机同样进行转速控制，给定发动机期望转速曲线，在规定的时间内，令发动机转速平稳增加至与期望车速对应的工作离合器从动盘转速相近的速度，以保证实际车速达到定义的起步车速时，发动机转速与工作离合器转速也很接近，利于平稳过渡至步骤140阶段。
步骤140、控制发动机与工作离合器保持微滑摩。
具体的，本阶段为微滑摩行驶阶段，该阶段一般采用转速PI反馈控制即可达到较好控制效果。发动机通过驾驶员油门踏板开度进行控制。
本实施例的技术方案，通过期望起步速度曲线实时得到期望变速器输出力矩，并根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上，再根据油门踏板开度选择工作离合器，平衡两个离合器在起步过程中的磨损量，解决了现有技术中长期使用一挡起步造成两个离合器磨损不均匀，出现一个离合器相对完好，另一个离合器磨损严重的情况，实现了延长整个双离合器总成寿命的效果，控制器结构简单明确，且可以满足驾驶员的期望起步过程。
实施例二
图2、图3、图4、图5(a)和图5(b)为本发明实施例二提供的车辆起步控制方法的示意图。本实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了上述车辆起步控制方法。
双离合变速器传动系统为一个多质量、多自由度、耦合程度较高的非线性系统。为了简化模型，考虑其主要的动力学特性，忽略轴的横向振动、齿轮间隙、温度对变速器系统的影响等进行传动系建模。根据牛顿第二定律，发动机力矩平衡方程为：
Figure BDA0002342842530000091
式中，J为转动惯量，b为粘性摩擦系数，ω为转速，T为力矩。下角标e代表发动机，Tc为离合器力矩，代表两组离合器传递力矩之和，即Tc＝Tc1+Tc2。Tc1为奇数离合器c1传递力矩，Tc2为偶数离合器c2传递力矩，离合器从动部分和传动轴为刚性连接，可得两组离合器力矩平衡方程为：
Figure BDA0002342842530000092
Figure BDA0002342842530000093
式中下角标c1代表与1挡相连的奇数离合器c1的从动部分，c2代表与2挡相连的偶数数离合器c2的从动部分，i1、i2分别为1挡传动比和2挡传动比，To1、To2分别为1挡2挡齿轮输出的力矩，对于双离合变速器来说，1挡和2挡共用输出轴，因此对应的主减速比均为if。动力经主减速器传递到驱动轴，主减速器处动力平衡方程为：
Figure BDA0002342842530000094
式中下角标f代表主减速器，记To＝(To1+To2)if为主减速器输出力矩，To经驱动轴传递到轮胎，克服车辆阻力驱动整车运动，驱动轴处动力平衡方程为：
Figure BDA0002342842530000095
式中下角标d代表驱动轴，w代表车轮，假设驱动轴和主减速器是刚性的，即满足ωw＝ωd＝ωf。车轮处的动力学模型可表示为：
Figure BDA0002342842530000101
式中Jw_equ＝Jw+Jd+Jf为车轮等效转动惯量，bw_equ＝bw+bd+bf为车轮等效粘性摩擦系数。TL为车辆阻力矩，根据汽车行驶方程TL由滚动阻力矩、空气阻力矩、坡道阻力矩加速阻力矩四部分构成：
Figure BDA0002342842530000102
式中，m为汽车质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，CD为空气阻力系数，A为风窗面积，v为车速，δ为旋转质量换算系数，rw为车轮半径。
起步过程的一般评价指标有起步冲击度、滑摩功、起步过程时间。冲击度定义为车辆加速度的变化率，平直路面起步过程中，冲击度j可以近似表达为：
Figure BDA0002342842530000103
冲击度越小则起步平顺性越好。冲击度与车速的变化直接相关，影响冲击度的重要因素为离合器传递力矩的变化，控制好两个离合器的力矩传递时达到冲击度要求。
起步滑摩功也是衡量离合器寿命的重要指标，离合器C1和离合器C2的滑摩功Wc1、Wc2可表示为：
Figure BDA0002342842530000104
Figure BDA0002342842530000105
式中t0和t2分别起步开始时刻和起步结束时刻。一般情况下，减少冲击度需要通过增加离合器的滑摩来实现，在存在转速差的条件下，若离合器滑摩时间过长，就会产生大量滑摩功，对起步和离合器寿命造成不利影响。因此，在起步控制过程中，如何平衡冲击度j和滑摩功Wc1、Wc2这两个相互制约的指标，是达到良好的起步控制的关键。
图2为本发明实施例设计的车辆起步控制模型的基本框架，本发明实施例基于对双离合变速器起步过程动力学分析，制定了两挡联合起步控制策略，将起步过程分为起步准备阶段、联合起步阶段、单离合器起步滑摩阶段、正常微滑摩行驶阶段这四个阶段。
如图3所示，该方法具体包括：
阶段1：起步准备阶段(0～t0)，本阶段为起步准备阶段，该阶段从整车上电离合器充油开始，始终控制离合器压力，使得达到将要开始传递力矩的压力点(Kisspoint点)。当制动踏板完全松开且离合器压力达到Kisspoint点，则该阶段结束。该阶段离合器主从动部分未开始传递扭矩，系统不会产生滑动摩擦和冲击，控制奇数离合器和偶数离合器执行机构使两离合器尽快到达Kisspoint点即可，此阶段发动机为怠速状态。
阶段2：联合起步阶段(t0～t1)，本阶段为联合起步阶段，该阶段基于非线性控制方法，以跟踪期望起步速度曲线，实时地得到期望变速器输出力矩。在此阶段期望变速器输出力矩由奇数离合器和偶数离合器共同承担，也就是说将总期望传递力矩根据设定好的规则分配到两组离合器上。在此阶段，发动机采用速度控制模式。当奇数离合器和偶数离合器传递力矩之和达到预设输出期望值时，变速器此时能稳定输出一定力矩，起步进入阶段3。
阶段3：单离合器起步滑摩阶段(t1～t2)，本阶段为单离合器起步滑摩阶段。该阶段对离合器的控制也基于非线性控制方法，工作离合器的选择与进入该阶段时的油门踏板开度β0相关。当β0＞βsp时期望加速性能更优，选择一挡大滑摩速度跟踪模式，当β0≤βsp时则为二挡大滑摩速度跟踪模式，βsp可通过整车性能定义标定得到。此阶段控制工作离合器输出力矩尽可能达到期望变速器输出力矩，非工作离合器在此阶段开始变快速分离至Kisspoint点以下，使其力矩尽快降低，不干涉工作离合器的结合过程。该阶段中，发动机同样进行转速控制，给定发动机期望转速曲线，在规定的时间内，令发动机转速平稳增加至与期望车速对应的工作离合器从动盘转速相近的速度，以保证实际车速达到定义的起步车速时，发动机转速与工作离合器转速也很接近，利于平稳过渡至阶段4。
阶段4：微滑摩行驶阶段(t2～t3)，该阶段一般采用转速PI反馈控制即可达到较好控制效果，即设置离合器和发动机期望转速差为Δωsp，离合器压力通过PI闭环跟踪Δωsp得到，发动机通过驾驶员油门踏板开度进行控制。
对于阶段2和阶段3的非线性控制方法具体包括：
Step1：建立整车起步动力学模型。
可选的，期望起步速度曲线根据期望车轮转速曲线和车轮半径得到。汽车传动系控制工程师可方便地根据整车加速性能要求以及驾驶员的驾驶风格，给出不同的期望起步车速曲线，实际控制器中只需要替换此部分期望曲线即可，控制简单方便。
车速和车轮转速近似有如下关系，通过期望车轮转速曲线可很方便地得到期望起步速度曲线：
Figure BDA0002342842530000121
车轮为联系变速器和整车的重要纽带，选择依据车轮处的动力学特性，进行控制器模型搭建。由式(6)和式(7)可知在平直路面上，轮胎动力学方程可表示为：
Figure BDA0002342842530000131
Figure BDA0002342842530000132
ωw为实时测量的车轮转速，为了便于控制器设计，将含
Figure BDA0002342842530000138
项整理至等式左侧，可得到：
Figure BDA0002342842530000133
式中：
Figure BDA0002342842530000134
Figure BDA0002342842530000135
Step2：设计起步稳态控制律。
定义系统控制输入u＝To，系统状态和输出均为车轮转速x＝y＝ωw。通过设计非线性转速跟踪控制器使得起步系统输出y，也就是期望的车轮转速跟踪期望车轮转速曲线y*实现起步过程控制目标。
假设系统只采用稳态控制us，系统稳态定义，达到稳态时，系统状态不再变化
Figure BDA00023428425300001311
定义系统在稳态控制u＝us(ωw)下达到稳态，此时满足
Figure BDA00023428425300001310
代入系统(14)式，可得稳态控制：
Figure BDA0002342842530000136
Step3：设计起步参考前馈控制律。
由于汽车起步系统为强非线性系统，起步过程中的扰动、参变等均会变化，跟踪目标也在实时变化，因此仅通过稳态控制并不能达到期望控制效果，这里引入参考前馈控制uf，此时u＝us(ωw)+uf，代入系统(14)得到：
Figure BDA0002342842530000139
此时，令
Figure BDA0002342842530000137
则有：
Figure BDA0002342842530000141
Step4：设计起步误差反馈控制律。
为实现控制目标，在设计中引入反馈控制ue，充分利用反馈系统调节特性，处理系统建模误差和扰动等带来的影响，以达到更好的跟踪控制效果。此时，u＝us(ωw)+uf+ue，定义系统跟踪误差为：
e＝y*-y (20)
可得误差系统
Figure BDA0002342842530000142
该系统的反馈控制器可基于李雅普诺夫方法进行设计，来源于工程经验，对于滞后系统，采用PI误差反馈控制有较好的控制效果，据此选取李雅普诺夫函数
Figure BDA0002342842530000143
其中
Figure BDA0002342842530000144
求导可得
Figure BDA0002342842530000145
在本传动系统中，显然有g1≠0，选择
Figure BDA0002342842530000146
其中k1＞0，很容易得到
Figure BDA0002342842530000148
也就是说此时误差系统为渐近稳定的，可以看出反馈控制ue为典型的PI控制。
Step5：得到起步非线性三步法控制律。
结合以上几步，得到系统最终的控制律形式：
Figure BDA0002342842530000147
其控制器设计过程分三步完成，同样地控制律也由三部分组成，如图4所示，其每一部分都包含有系统的参数、状态或者工况信息。综合几个部分，控制器最终达到包含系统动力学特性及系统特征参数的两个前馈控制以及包含跟踪误差的反馈控制，其结构形式简单，符合工程应用要求。
通过非线性控制法，可实时得到起步过程阶段2和阶段3的期望变速器输出力矩，在阶段2，该期望力矩记为To_step2 *(t)，在阶段3将该期望力矩记为To_step3 *(t)。
在阶段2，需确定两组离合器分别承担的目标力矩Tc1_step2 *(t)、Tc2_step2 *(t)。根据平衡两个离合器磨损的目标，期望离合器滑摩功尽可能相等，由于双离合变速器系统中，由其齿轮比关系，1挡和2挡齿轮转速关系为
Figure BDA0002342842530000151
同时此阶段轴齿摩擦和惯性的影响占比较小，通过传动效率η统一考虑，即假设力矩传递关系为效率一定的传动比关系，则离合器C1、C2的期望力矩可表示为：
Figure BDA0002342842530000152
Figure BDA0002342842530000153
在阶段3，工作离合器根据期望力矩记为To_step3 *(t)推算其期望力矩，非工作离合器期望力矩降低为0。当奇数离合器C1为工作离合器时，离合器C1、C2的期望力矩可表示为：
Figure BDA0002342842530000154
Tc2_step3 *(t)＝0 (29)
当偶数离合器C2为工作离合器时，离合器C1、C2的期望力矩可表示为:
Tc1_step3 *(t)＝0 (30)
Figure BDA0002342842530000155
示例性的，以一个6速DCT整车为例，建立其整车仿真模型，模型包括发动机、6挡DCT、车体、悬架、轮胎、路面等，模型还包含离合器及其液压执行机构，轴齿部分建模考虑了摩擦和弹性等特性，能较真实地反应传动系的耦合和非线性特性。在Matlab\Simulink中搭建了如本专利所示的起步控制器模型，通过联合仿真验证本发明专利所提出的起步控制策略。
图5(a)为名义工况下起步仿真结果，本仿真中期望起步速度曲线为一三次平滑曲线，图5(a)第一幅子图为加速踏板和制动踏板命令，图5(a)第二幅子图为发动机及奇偶数离合器转速变化图。可以看出，初始制动踏板命令未达到零，汽车处于起步准备阶段，两离合器命令压力为Kisspoint点压力。1s时制动踏板完全松开，起步进入阶段2，经过控制两组离合转速平稳上升，在3.3s左右完成起步过程。图5(a)第三幅子图为发动机及奇偶数离合器力矩变化图，在给定期望压力下，奇数离合器和偶数离合器力矩先同时上升，且偶数离合器传递力矩较大，到1.8s左右，根据进入阶段3时刻的加速踏板开度，选择了1挡完成阶段3的起步模式。偶数离合器期望压力降为Kisspoint点压力，期望力矩均由奇数离合器承担。实际偶数离合器电磁阀电流响应及液压执行系统都存在迟滞，因此偶数离合器力矩并未立刻降低至0。本策略可控制奇数离合器传递剩余期望力矩。图5(a)第四幅子图为车速和车轮转速曲线，可以看出本发明实施例所述的控制方法可实现平稳的起步过程，起步实际轮速能较好的跟踪期望值，整个起步过程中，奇数离合器单位面积滑摩功0.026J/mm^2，偶数离合器单位面积滑摩功0.087J/mm^2，满足乘用车单次滑摩时单位面积滑摩功小于0.4J/mm^2的要求。
减小加速踏板命令，模拟较低动力要求下的起步过程，仿真结果如图5(b)。由于2挡速比较小，且发动机转速需要保证高于怠速以避免发动机熄火，因此在2挡起步控制过程中，起步期望的车轮转速也较1挡起步更大，同样地需要更长的起步时间。本仿真实验中定义的起步完成标志为车速大于13km/h。在给定期望力矩需求下，奇数和偶数离合器力矩先同时上升，且偶数离合器传递力矩较大，到1.9s左右，奇数离合器期望压力降为Kisspoint点压力，期望力矩均由偶数离合器承担。在1.9s至4.3s左右，偶数离合器传递剩余期望力矩，完成起步过程，起步平顺，奇数偶数离合器滑摩功亦满足控制要求。
本实施例的技术方案，通过期望起步速度曲线实时得到期望变速器输出力矩，并根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上，再根据油门踏板开度选择工作离合器，平衡两个离合器在起步过程中的磨损量，解决了现有技术中长期使用一挡起步造成两个离合器磨损不均匀，出现一个离合器相对完好，另一个离合器磨损严重的情况，实现了延长整个双离合器总成寿命的效果，控制器结构简单明确，且可以满足驾驶员的期望起步过程；同时，可方便地根据整车加速性能要求以及驾驶员的驾驶风格，给出不同的期望起步速度曲线，控制简单方便且满足不同需求。
实施例三
本发明实施例所提供的车辆起步控制装置可执行本发明任意实施例所提供的车辆起步控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。图6是本发明实施例三提供的车辆起步控制装置的结构框图，如图6所示，该装置包括：压力控制模块310、力矩分配模块320、离合器选择模块330和微滑摩模块340。
压力控制模块310，用于控制奇数离合器和偶数离合器的压力达到开始传递力矩的压力点。
力矩分配模块320，用于根据期望起步速度曲线，实时得到期望变速器输出力矩，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上。
离合器选择模块330，用于当期望变速器输出力矩达到预设输出期望值时，根据油门踏板开度在奇数离合器和偶数离合器中选择工作离合器，将非工作离合器的输出力矩降至零。
微滑摩模块340，用于控制发动机与工作离合器保持微滑摩，微滑摩为发动机转速与工作离合器转速差值小于预设值。本实施例的技术方案，通过期望起步速度曲线实时得到期望变速器输出力矩，并根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上，再根据油门踏板开度选择工作离合器，平衡两个离合器在起步过程中的磨损量，解决了现有技术中长期使用一挡起步造成两个离合器磨损不均匀，出现一个离合器相对完好，另一个离合器磨损严重的情况，实现了延长整个双离合器总成寿命的效果，控制器结构简单明确，且可以满足驾驶员的期望起步过程。
可选的，所述期望变速器输出力矩通过稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制结合所述期望起步速度曲线得到，具体包括：
根据车轮处的动力学特性及非线性特性，进行控制器模型搭建，
Figure BDA0002342842530000181
其中，ωw为实时测量的车轮转速，u为系统控制输入，其表示期望变速器输出力矩或其合理的变形，g1(ωw)和g2(ωw)在其定义域内充分光滑，且g1(ωw)和g2(ωw)中至少有一个非线性项，同时满足g1(ωw)不等于零，x＝y＝ωw，x为系统状态，y为系统输出；
当系统只采用稳态控制达到稳态时，令
Figure BDA0002342842530000191
u＝us，根据
Figure BDA0002342842530000192
得到us，其中，us为稳态控制律；
引入参考前馈控制，令
Figure BDA0002342842530000193
根据
Figure BDA0002342842530000194
得到uf，其中，y*为期望车轮转速曲线，所述期望车轮转速曲线根据所述期望起步速度曲线和车轮半径得到，uf为参考前馈控制律；
引入反馈控制，令u＝us+uf+ue，e为系统跟踪误差，其表示期望车轮转速与实际车轮转速之差，根据
Figure BDA0002342842530000195
采用稳定性判断方法，结合系统动力学模型设计得到ue，ue为误差反馈控制律；
确定us+uf+ue为系统控制律；
根据所述系统控制律，得到所述期望变速器输出力矩。
可选的，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上，包括：
根据奇数离合器和偶数离合器的齿轮和传动效率，结合期望变速器输出力矩，确定奇数离合器期望力矩和偶数离合器期望力矩。
可选的，根据油门踏板开度在奇数离合器和偶数离合器中选择工作离合器，包括：
若油门踏板开度大于预设踏板开度时，将奇数离合器作为工作离合器；
若油门踏板开度小于或等于预设踏板开度时，将偶数离合器作为工作离合器。
可选的，期望起步速度曲线根据车辆加速性能和用户需求设定及调整。
本实施例的技术方案，通过期望起步速度曲线实时得到期望变速器输出力矩，并根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上，再根据油门踏板开度选择工作离合器，平衡两个离合器在起步过程中的磨损量，解决了现有技术中长期使用一挡起步造成两个离合器磨损不均匀，出现一个离合器相对完好，另一个离合器磨损严重的情况，实现了延长整个双离合器总成寿命的效果，控制器结构简单明确，且可以满足驾驶员的期望起步过程；同时，可方便地根据整车加速性能要求以及驾驶员的驾驶风格，给出不同的期望起步速度曲线，控制简单方便且满足不同需求。
实施例四
图7为本发明实施例四提供的一种车辆的结构框图，如图7所示，该车辆包括控制器410、存储器420和双离合变速器430；车辆中控制器410的数量可以是一个或多个，图7中以一个控制器410为例；车辆中的控制器410、存储器420和双离合变速器430可以通过总线或其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
存储器420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车辆起步控制方法对应的程序指令/模块(例如，车辆起步控制装置中的压力控制模块310、力矩分配模块320、离合器选择模块330和微滑摩模块340)。控制器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车辆起步控制方法。
存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器420可进一步包括相对于控制器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
双离合变速器430，用于改变所述车辆传动比。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种车辆起步控制方法，该方法包括：
控制奇数离合器和偶数离合器的压力达到开始传递力矩的压力点；
根据期望起步速度曲线，实时得到期望变速器输出力矩，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到奇数离合器和偶数离合器上；
当期望变速器输出力矩达到预设输出期望值时，根据油门踏板开度在奇数离合器和偶数离合器中选择工作离合器，将非工作离合器的输出力矩降至零；
控制发动机与工作离合器保持微滑摩，微滑摩为发动机转速与工作离合器转速差值小于预设值。
当然,本发明实施例所提供的一种可读存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的车辆起步控制中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车辆起步控制方法，其特征在于，包括：
控制奇数离合器和偶数离合器的压力达到开始传递力矩的压力点；
根据期望起步速度曲线，实时得到期望变速器输出力矩，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到所述奇数离合器和所述偶数离合器上；
当所述期望变速器输出力矩达到预设输出期望值时，根据油门踏板开度在所述奇数离合器和所述偶数离合器中选择工作离合器，将非工作离合器的输出力矩降至零；
控制发动机与所述工作离合器保持微滑摩，所述微滑摩为发动机转速与工作离合器转速差值小于预设值。
2.根据权利要求1所述的车辆起步控制方法，其特征在于，所述期望变速器输出力矩通过稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制结合所述期望起步速度曲线得到。
3.根据权利要求2所述的车辆起步控制方法，其特征在于，所述期望变速器输出力矩通过稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制结合所述期望起步速度曲线得到，包括：
根据车轮处的动力学特性及非线性特性，进行控制器模型搭建，
Figure FDA0003104257810000013
其中，ωw为实时测量的车轮转速，u为系统控制输入，其表示期望变速器输出力矩或其合理的变形，g1(ωw)和g2(ωw)在其定义域内充分光滑，且g1(ωw)和g2(ωw)中至少有一个非线性项，同时满足g1(ωw)不等于零，x＝y＝ωw，x为系统状态，y为系统输出；
当系统只采用稳态控制达到稳态时，令
Figure FDA0003104257810000011
u＝us，根据
Figure FDA0003104257810000012
得到us，其中，us为稳态控制律；
引入参考前馈控制，令
Figure FDA0003104257810000021
u＝us+uf，根据
Figure FDA0003104257810000022
得到uf，其中，y*为期望车轮转速曲线，所述期望车轮转速曲线根据所述期望起步速度曲线和车轮半径得到，uf为参考前馈控制律；
引入反馈控制，令u＝us+uf+ue，e为系统跟踪误差，其表示期望车轮转速与实际车轮转速之差，根据
Figure FDA0003104257810000023
采用稳定性判断方法，结合系统动力学模型设计得到ue，ue为误差反馈控制律；
确定us+uf+ue为系统控制律；
根据所述系统控制律，得到所述期望变速器输出力矩。
4.根据权利要求1所述的车辆起步控制方法，其特征在于，所述将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到所述奇数离合器和所述偶数离合器上，包括：
根据所述奇数离合器和所述偶数离合器的齿轮和传动效率，结合所述期望变速器输出力矩，确定奇数离合器期望力矩和偶数离合器期望力矩。
5.根据权利要求1所述的车辆起步控制方法，其特征在于，所述根据油门踏板开度在所述奇数离合器和所述偶数离合器中选择工作离合器，包括：
若所述油门踏板开度大于预设踏板开度时，将所述奇数离合器作为工作离合器；
若所述油门踏板开度小于或等于所述预设踏板开度时，将所述偶数离合器作为工作离合器。
6.根据权利要求1所述的车辆起步控制方法，其特征在于，所述期望起步速度曲线根据车辆加速性能和用户需求设定及调整。
7.一种车辆起步控制装置，其特征在于，包括，
压力控制模块，用于控制奇数离合器和偶数离合器的压力达到开始传递力矩的压力点；
力矩分配模块，用于根据期望起步速度曲线，实时得到期望变速器输出力矩，将期望变速器输出力矩根据设定规则分配到所述奇数离合器和所述偶数离合器上；
离合器选择模块，用于当所述期望变速器输出力矩达到预设输出期望值时，根据油门踏板开度在所述奇数离合器和所述偶数离合器中选择工作离合器，将非工作离合器的输出力矩降至零；
微滑摩模块，用于控制发动机与所述工作离合器保持微滑摩，所述微滑摩为发动机转速与工作离合器转速差值小于预设值。
8.根据权利要求7所述的车辆起步控制装置，其特征在于，所述期望变速器输出力矩通过稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制结合所述期望起步速度曲线得到，具体包括：
根据车轮处的动力学特性及非线性特性，进行控制器模型搭建，
Figure FDA0003104257810000031
其中，ωw为实时测量的车轮转速，u为系统控制输入，其表示期望变速器输出力矩或其合理的变形，g1(ωw)和g2(ωw)在其定义域内充分光滑，且g1(ωw)和g2(ωw)中至少有一个非线性项，同时满足g1(ωw)不等于零，x＝y＝ωw，x为系统状态，y为系统输出；
当系统只采用稳态控制达到稳态时，令
Figure FDA0003104257810000032
u＝us，根据
Figure FDA0003104257810000033
得到us，其中，us为稳态控制律；
引入参考前馈控制，令
Figure FDA0003104257810000034
u＝us+uf，根据
Figure FDA0003104257810000035
得到uf，其中，y*为期望车轮转速曲线，所述期望车轮转速曲线根据所述期望起步速度曲线和车轮半径得到，uf为参考前馈控制律；
引入反馈控制，令u＝us+uf+ue，e为系统跟踪误差，其表示期望车轮转速与实际车轮转速之差，根据
Figure FDA0003104257810000041
采用稳定性判断方法，结合系统动力学模型设计得到ue，ue为误差反馈控制律；
确定us+uf+ue为系统控制律；
根据所述系统控制律，得到所述期望变速器输出力矩。
9.一种车辆，其特征在于，包括：
双离合变速器，用于改变车辆的传动比；
存储器，用于存储可执行指令；
控制器，用于执行存储在所述存储器中的可执行指令时，实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
10.一种可读存储介质，其上存储有可执行指令，其特征在于，该可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
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