CN111623113A - 双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法 - Google Patents

双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，包括以下步骤：S1，算法模块接收输入信号；S2，算法模块根据获得的输入信号，计算发动机目标转速；S3，算法模块以发动机目标转速为目标，计算离合器目标结合总扭矩；S4，离合器切换的准备阶段的控制计算；S5，离合器切换的扭矩阶段的控制计算；S6，离合器切换的转速阶段的控制计算；S7，离合器切换的完成状态计算。本发明具有能快速响应换档需求的优点。

Description

双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法
技术领域
本发明涉及汽车变速器领域，具体涉及一种双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法。
背景技术
由于整车动力特性的需求，一般一挡与二挡速比相差比较大，整车在一挡起步时，发动机转速比较高，且变速器的传递效率比较低，在小油门的经济工况起步时，如果一挡起步完成后，再执行动力升二挡动作，会导致使用一挡时间较长，发动机转速较高，影响整车驾驶性与燃油经济性，装载传统自动变速器的整车在一挡起步时，都是执行一挡起步完成后才能执行动力升二挡动作，因为在一挡起步未完成就执行动力升二挡动作的话，会导致起步过程中，动力中断，起步性能差，因而导致驾驶员的抱怨。
而装载双离合器变速器的整车，由于双离合器变速器可以实现动力无中断换档的特性，可以在一挡起步未完成时执行动力升二挡动作，降低了发动机转速与一挡使用的时间，提高了整车驾驶性与燃油经济性。所以在双离合器变速器控制单元上，就需要一种一挡起步过程中动力升二挡的控制方法，来实现此功能。
发明内容
本发明提供一种能快速响应换档需求的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法。
实现上述目的的技术方案如下：
双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，包括以下步骤：
S1，算法模块接收输入信号；
S2，算法模块根据获得的输入信号，计算发动机目标转速；
S3，算法模块以发动机目标转速为目标，计算离合器目标结合总扭矩；
S4，离合器切换的准备阶段的控制计算；
S5，离合器切换的扭矩阶段的控制计算；
S6，离合器切换的转速阶段的控制计算；
S7，离合器切换的完成状态计算。
本发明的有益技术效果为：本发明的方法实现了一挡起步过程中升二挡的功能，由于不需要等待一挡起步完成，所以能快速的响应换档需求，例如经济模式下(现有技术中一挡至二挡换档点比较低，很有可能在一挡起步未完成时就需要执行升二挡动作)，通过本发明方法，可以快速响应此需求，执行升二挡的动作，并且在此过程中，通过计算发动的目标转速，再以发动机目标转速为目标，计算离合器目标结合总扭矩，使发动转速运行在经济区间，提高燃油经济性；例如在手动驾驶模式下，驾驶员在一挡起步未完成时，请求升二挡，通过本算法，可以快速响应需求，执行升二挡动作，提高驾驶感受。
现有技术中需要等待一挡起步完成再执行升二挡动作的控制过程，发动机转速一般都是和一挡转速同步的。而在本发明中，本方法通过计算发动机目标转速，算法模块以发动机目标转速为目标，计算离合器目标结合总扭矩后，使得发动机转速不需要和一挡转速同步。
附图说明
图1为双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
本发明的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，包括以下步骤：
S1，算法模块接收输入信号，输入的信号例如是：油门开度、发动机转速、发动机真实传递到变速器的扭矩、发动机目标传递到变速器的扭矩、目标档位、输入副一轴转速、输入副一轴档位、输入副二轴转速、输入副二轴档位、第一离合器状态、第二离合器状态。
S2，算法模块根据获得的输入信号，计算发动机目标转速。本步骤中，通过对外围条件的识别，计算出发动机的目标转速的，作为后面步骤的控制目标。在步骤S2中，发动机目标转速＝上一周期发动机目标转速+发动机目标转速变化率。通过油门为轴的一维表，插值得到发动机最终目标转速，然后通过发动机最终目标转速与上一周期发动机目标转速的差值为轴的一维表，插值得到发动机目标转速变化率，这样使发动机目标转速往发动机最终目标转速计算，最后与最终目标转速相等。
S3，算法模块以发动机目标转速为目标，计算离合器目标结合总扭矩。在步骤S2中，以发动机目标转速为目标，计算出离合器目标结合总扭矩，此扭矩能使发动机实际转速按照目标转速变化，使在步骤S4中计算第一离合器的传递扭矩有了依据，也使步骤S5中计算离合器传递的总扭矩有了依据。
在步骤S3的具体计算过程为：离合器目标总扭矩＝上一周期离合器目标总扭矩-总扭矩变化率ΔT；总扭矩变化率分为两部分扭矩之和ΔT＝ΔT1+ΔT2；
其中一部分扭矩ΔT1是实现发动机目标转速变化率的理论离合器扭矩变化，理论公式为：
Figure BDA0002537831730000021
其中J为发动机的转动惯量，
Figure BDA0002537831730000022
为步骤2计算的发动机目标转速变化率；
另一部分扭矩ΔT2是PID控制环节计算出的扭矩，理论公式为：
Figure BDA0002537831730000023
其中Kp1和Ki1和Kd1为标定参数，ErrSpd为步骤S2中计算的得到的发动机目标转速减去发动机实际转速。
S4，离合器切换的准备阶段的控制计算；在步骤S4的阶段，第一离合器请求扭矩为步骤3中计算出的离合器目标结合总扭矩，第二离合器请求扭矩为半结合点扭矩，半结合点扭矩就是离合器走完空行程后能够开始传递扭矩的扭矩点，当接收到的第二离合器状态为空行程执行完成时或者超出最大时间时，算法模块执行步骤S5。
S5，离合器切换的扭矩阶段的控制计算。步骤S5的阶段，在算法模块完成第一离合器的扭矩分离，第二离合器的扭矩结合，此算法模块的运行时间，决定第一离合器和第二离合器的请求扭矩，T为算法模块运行的目标总时间，通过油门为轴的一维表，插值得到，t为此阶段已经运行的时间。
第一离合器请求扭矩＝步骤S3的到离合器目标总扭矩
Figure BDA0002537831730000024
第二离合器请求扭矩＝步骤S3的到离合器目标总扭矩-第一离合器请求扭矩，当第一离合器的请求扭矩下降到半结合点扭矩时，或者此阶段的运行时间超出此阶段设置的最大值时，算法模块执行步骤S6。
S6，离合器切换的转速阶段的控制计算。在步骤S6中，发动机转速与输入副二轴转速有转速差，主要通过控制发动机扭矩实现发动机实际转速按照目标转速变化，可以尽量的避免整车加速度的变化，有很好的驾驶性。
步骤S6的阶段，发动机转速与输入副二轴转速有转速差，离合器传递的是离合器摩擦力产生的扭矩，而不是发动机的扭矩，如果第二离合器扭矩有变化的，会导致整车加速度发生变化，所以在此阶段主要是通过对发动机扭矩的请求，实现发动机实际转速跟随步骤2计算出的发动机目标转速。具体实现的过程是：在步骤S6的阶段，第一离合器扭矩按照固定斜率下降，直到第一离合器完成分离；第二离合器的请求扭矩＝上一周期第二离合器请求扭矩+(发动机目标传递到变速器的扭矩-上一周期发动机目标传递到变速器的扭矩)。
同时在此过程中对发动机扭矩进行请求控制，对发动机扭矩进行请求控制分为两个阶段，分别为请求发动机降扭阶段和恢复发动机扭矩阶段，在请求发动机降扭阶段，发动机扭矩请求值＝发动机目标传递到变速器的扭矩+发动机降扭值
Figure BDA0002537831730000031
Figure BDA0002537831730000032
其中ΔTeng1是发动机转速变化率达到步骤S2计算出的发动机目标转速变化率的发动机降扭扭矩，计算公式为：
Figure BDA0002537831730000033
其中J为发动机的转动惯量，
Figure BDA0002537831730000034
为步骤S2计算的发动机目标转速变化率。
ΔTeng2是PID控制环节计算出的扭矩，理论公式为
Figure BDA0002537831730000035
其中Kp2和Ki2和Kd2为标定参数，ErrSpd为步骤S2计算的得到的发动机目标转速减去发动机实际转速。
当发动机实际转速减去发动机最终目标转速小于一个标定转速差ErrSpd1时，对发动机的请求控制由请求发动机降扭阶段进入恢复发动机扭矩阶段，此阶段发动机扭矩请求值＝发动机目标传递到变速器的扭矩
Figure BDA0002537831730000036
其中
Figure BDA0002537831730000037
其中
Figure BDA0002537831730000038
为进入此阶段时刻
Figure BDA0002537831730000039
的值，ErrSpd2为发动机转速减去步骤S2计算的发动机最终目标转速，当发动机扭矩请求值达到发动机目标传递到变速器的扭矩值附近时并且第一离合器完成分离时，或者此步骤运行时间超出设定的最大值时执行步骤S7。
S7，离合器切换的完成状态计算。步骤S7中，当发动机扭矩请求值＝发动机目标传递到变速器的扭矩值+标定值，并且第一离合器完全分离时，判断整个切换过程完成并且不控制发动机；否则发动机扭矩请求值按照预定斜率恢复到发动机目标传递到变速器的扭矩值附近，并且第一离合器请求扭矩按照预定斜率下降，第二离合器请求扭矩＝上一周期第二离合器请求扭矩+(发动机真实传递到发动机的扭矩-上一周期发动机真实传递到发动机的扭矩)，直到判断完成并且不控制发动机。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，算法模块接收输入信号；
S2，算法模块根据获得的输入信号，计算发动机目标转速；
S3，算法模块以发动机目标转速为目标，计算离合器目标结合总扭矩；
S4，离合器切换的准备阶段的控制计算；
S5，离合器切换的扭矩阶段的控制计算；
S6，离合器切换的转速阶段的控制计算；
S7，离合器切换的完成状态计算。
2.根据权利要求1所述的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，其特征在于，在步骤S2中，发动机目标转速＝上一周期发动机目标转速+发动机目标转速变化率；
通过油门为轴的一维表，插值得到发动机最终目标转速，然后通过发动机最终目标转速与上一周期发动机目标转速的差值为轴的一维表，插值得到发动机目标转速变化率，这样使发动机目标转速往发动机最终目标转速计算，最后与最终目标转速相等。
3.根据权利要求1所述的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，其特征在于，在步骤S3中，离合器目标总扭矩＝上一周期离合器目标总扭矩-总扭矩变化率ΔT；总扭矩变化率分为两部分扭矩之和ΔT＝ΔT1+ΔT2；
其中一部分扭矩ΔT1是实现发动机目标转速变化率的理论离合器扭矩变化，理论公式为：
Figure FDA0002537831720000011
其中J为发动机的转动惯量，
Figure FDA0002537831720000012
为步骤2计算的发动机目标转速变化率；
另一部分扭矩ΔT2是PID控制环节计算出的扭矩，理论公式为：
Figure FDA0002537831720000013
其中Kp1和Ki1和Kd1为标定参数，ErrSpd为步骤S2中计算的得到的发动机目标转速减去发动机实际转速。
4.根据权利要求1所述的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，其特征在于，在步骤S4的阶段，第一离合器请求扭矩为步骤3中计算出的离合器目标结合总扭矩，第二离合器请求扭矩为半结合点扭矩，半结合点扭矩就是离合器走完空行程后能够开始传递扭矩的扭矩点，当接收到的第二离合器状态为空行程执行完成时或者超出最大时间时，算法模块执行步骤S5。
5.根据权利要求1所述的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，其特征在于，在步骤S5的阶段，在算法模块完成第一离合器的扭矩分离，第二离合器的扭矩结合，此算法模块的运行时间，决定第一离合器和第二离合器的请求扭矩，T为算法模块运行的目标总时间，通过油门为轴的一维表，插值得到，t为此阶段已经运行的时间，第一离合器请求扭矩＝步骤S3的到离合器目标总扭矩
Figure FDA0002537831720000021
第二离合器请求扭矩＝步骤S3的到离合器目标总扭矩-第一离合器请求扭矩，当第一离合器的请求扭矩下降到半结合点扭矩时，或者此阶段的运行时间超出此阶段设置的最大值时，算法模块执行步骤S6。
6.根据权利要求1所述的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，其特征在于，在步骤S6的阶段，第一离合器扭矩按照固定斜率下降，直到第一离合器完成分离；第二离合器的请求扭矩＝上一周期第二离合器请求扭矩+(发动机目标传递到变速器的扭矩-上一周期发动机目标传递到变速器的扭矩)；
同时在此过程中对发动机扭矩进行请求控制，对发动机扭矩进行请求控制分为两个阶段，分别为请求发动机降扭阶段和恢复发动机扭矩阶段，在请求发动机降扭阶段，发动机扭矩请求值＝发动机目标传递到变速器的扭矩+发动机降扭值
Figure FDA0002537831720000022
Figure FDA0002537831720000023
其中ΔTeng1是发动机转速变化率达到步骤S2计算出的发动机目标转速变化率的发动机降扭扭矩，计算公式为：
Figure FDA0002537831720000024
其中J为发动机的转动惯量，
Figure FDA0002537831720000025
为步骤S2计算的发动机目标转速变化率；
ΔTeng2是PID控制环节计算出的扭矩，理论公式为
Figure FDA0002537831720000026
其中Kp2和Ki2和Kd2为标定参数，ErrSpd为步骤S2计算的得到的发动机目标转速减去发动机实际转速。
7.根据权利要求6所述的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，其特征在于，当发动机实际转速减去发动机最终目标转速小于一个标定转速差ErrSpd1时，对发动机的请求控制由请求发动机降扭阶段进入恢复发动机扭矩阶段，此阶段发动机扭矩请求值＝发动机目标传递到变速器的扭矩
Figure FDA0002537831720000027
其中
Figure FDA0002537831720000028
其中
Figure FDA0002537831720000029
为进入此阶段时刻
Figure FDA00025378317200000210
的值，ErrSpd2为发动机转速减去步骤S2计算的发动机最终目标转速，当发动机扭矩请求值达到发动机目标传递到变速器的扭矩值附近时并且第一离合器完成分离时，或者此步骤运行时间超出设定的最大值时执行步骤S7。
8.根据权利要求1所述的双离合变速器起步过程中一挡升二挡的离合器控制方法，其特征在于，步骤S7中，当发动机扭矩请求值＝发动机目标传递到变速器的扭矩值+标定值，并且第一离合器完全分离时，判断整个切换过程完成并且不控制发动机；否则发动机扭矩请求值按照预定斜率恢复到发动机目标传递到变速器的扭矩值附近，并且第一离合器请求扭矩按照预定斜率下降，第二离合器请求扭矩＝上一周期第二离合器请求扭矩+(发动机真实传递到发动机的扭矩-上一周期发动机真实传递到发动机的扭矩)，直到判断完成并且不控制发动机。
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