CN113565955B - 车辆、变速箱及变速箱的控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速箱的控制方法，应用于包括双质量飞轮的变速箱控制单元，双质量飞轮包括离心摆机构；控制方法包括：在检测到车辆起步时，获取环境温度；根据环境温度和预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定目标起步需求转速；预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：环境温度降低，起步需求转速升高；将目标起步需求转速发送至发动机电子控制单元ECU。上述控制方法能够防止在车辆在低温起步爬行或蠕行工况下，因为双质量飞轮的离心摆摆动幅度过大产生的敲击异响。

Description

车辆、变速箱及变速箱的控制方法和控制装置

技术领域

本申请涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆、变速箱及变速箱的控制方法和控制装置。

背景技术

随着环保和尾气排放法规要求的不断提高，发动机小型化、高效化成为发展趋势。在动力传递过程中，发动机升功率及升扭矩的提高，必然会使其输出的振动激励也随之显著增大，若不采取更优的减振措施，会严重降低整车的舒适性，那么匹配高效的减振机构便成为一个迫切的需求。

双质量飞轮作为目前最有效的减振机构，目前在汽车中虽然逐渐普及，但仍属于一种新技术，在可靠性方面以及车辆的噪声、振动与声振粗糙度NVH匹配方面都还需要不断完善和改进。尤其面对双离合无内置减振机构的自动变速箱DCT，往往需要采用带离心摆结构的双质量飞轮。而离心摆结构虽然在减振方面可以有显著的作用，但同时也会带来在某些特定工况下的噪音，甚至导致车辆振动的问题，常常在车辆低温起步工况下出现。

发明内容

本发明提供了一种车辆、变速箱及变速箱的控制方法和控制装置，以解决或者部分解决车辆在低温环境冷启动时，双质量飞轮容易出现起步异响的技术问题。

为解决上述技术问题，根据本发明一个可选的实施例，提供一种变速箱的控制方法，应用于包括双质量飞轮的变速箱控制单元，所述双质量飞轮包括离心摆机构；所述控制方法包括：

在检测到车辆起步时，获取环境温度；

根据所述环境温度和预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定目标起步需求转速；所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：所述环境温度降低，所述起步需求转速升高；

将所述目标起步需求转速发送至发动机电子控制单元ECU。

可选的，所述在检测到车辆起步时，获取环境温度，包括：

在检测到档位信号和制动压力信号时，确认所述车辆起步，获取所述环境温度。

可选的，所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：

若所述环境温度低于-30℃，则所述起步需求转速的取值范围为1340转/分钟至1360转/分钟。

可选的，所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：

若所述环境温度在-20℃至-30℃之间，则所述起步需求转速的取值范围为1280转/分钟至1320转/分钟。

可选的，所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：

若所述环境温度在-8℃至-20℃之间，则所述起步需求转速的取值范围为1150转/分钟至1250转/分钟。

可选的，所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：

若所述环境温度高于-8℃，则所述起步需求转速的取值范围为800转/分钟至900转/分钟。

可选的，所述变速箱为双离合器变速箱。

根据本发明又一个可选的实施例，提供了一种变速箱的控制装置，所述变速箱包括双质量飞轮，所述双质量飞轮包括离心摆机构；所述控制装置包括：

获取模块，用于在检测到车辆起步时，获取环境温度；

确定模块，用于根据所述环境温度和预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定目标起步需求转速；所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：所述环境温度降低，所述起步需求转速升高；

发送模块，用于将所述目标起步需求转速发送至发动机电子控制单元ECU。

根据本发明又一个可选的实施例，还提供了一种变速箱，所述变速箱包括双质量飞轮，所述双质量飞轮包括离心摆机构；所述变速箱的变速箱控制单元TCU通过编程实现前述技术方案中的控制方法。

根据本发明另一个可选的实施例，还提供了一种车辆，所述车辆包括前述技术方案中的变速箱。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种变速箱的控制方法，通过根据预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定了在低温起步时，根据环境温度的不同，差异化地提高离合器的起步需求转速；起步需求转速是发送给发动机ECU，以使发动机按照起步需求转速控制整车在起步爬行工况下的发动机转速；由于在低温环境下提高了起步需求转速，即发动机启动转速，继而提高了起步爬行工况下的双质量飞轮的角速度；飞轮角速度的提高增大了离心摆的离心力，从而提高了离心摆的减振能力，当出现扭矩波动时，有助于稳定并降低飞轮的角加速度，防止在低温起步爬行或蠕行工况下因为离心摆摆动幅度过大产生敲击异响，在改善了低温起步时整车NVH的同时，提高了安全性和舒适性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的变速箱的控制方法流程示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的变速箱的控制装置示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

研究表明，双质量飞轮低温起步异响的原因有：第一，在低温冷启动时，因为低温飞轮油脂粘度显著增大，双质量飞轮的系统刚度明显降低、基础阻尼降低，飞轮静态摩擦扭矩增大，从而导致减振性能急剧下降；第二，低温环境下传动系统阻尼及整车负载增大，低温起步时飞轮传递扭矩增大；第三，在起步和蠕行等低转速工况时，双质量飞轮减振性能进一步减弱，容易在扭矩传递过程中产生较大的扭矩波动。在上述三种因素的综合作用下，造成整车在低温起步和蠕行的低转速工况时，因为双质量飞轮的减振能力下降以及扭矩传递过程中出现的较大扭矩波动，造成双质量飞轮的第二质量角加速度增大，致使双质量飞轮的离心摆在飞轮腔体内的摆幅过大，离心摆与限位销及限位法兰碰撞，产生敲击异响。

故而，在低温环境下的车辆怠速起步和低速蠕行过程中，很容易出现双质量飞轮内部离心摆的敲击异响的现象，更严重的情况是，车辆传动系统会伴随抖动。由于双质量飞轮内腔布置空间十分有限，通过飞轮内部结构优化难以彻底解决低温低转速时的敲击异响和抖动问题，此问题也成为双质量飞轮主要供应商以及大多数使用双质量飞轮主机厂的共性难题。

为了解决这个问题，相关技术是在双质量飞轮中设置加热装置，如设置多个加热部件，均用于配置在双质量飞轮的弹簧腔外腔；电刷导轨，电刷导轨用于被配置在弹簧腔外圈，电刷导轨为环形结构；嵌设在电刷导轨外圈的两根电刷线圈；滑动设置在电刷导轨上的电刷；其中，多个加热部件通过两根电刷线圈与电刷连接。通过多个加热部件对弹簧腔进行加热，从而使得双质量飞轮内部的油脂粘度降低，避免减振性能受到影响，为双质量飞轮的正常运作提供保障。但是，采用电加热控制油脂粘度的成本较高，需要增加一套特定的电加热装置；一方面，飞轮内腔布置空间十分有限，布置电加热装置存在一定的困难；另一方面，考虑到电加热装置的老化，导线电刷的磨损等，也存在一定的耐久可靠性风险。因此，本发明的技术方案不考虑电加热的方案。

低温环境下双质量飞轮的减振能力下降，其根本原因在于低温环境下油脂粘度显著增大。润滑油脂一般由基础油加稠化剂和添加剂组成，基础油的选型以及稠化剂和添加剂的配比，过程十分复杂，且需要大量的试验验证。因此短时间内想要改变油脂的低温性能难度极大。

因此，本发明通过研究，从离心摆的减振原理方面入手，离心摆的离心力越大，飞轮的减振效果越好。影响离心力的主要因素有摆块质量m、摆动半径r以及飞轮角速度Ω。其中，摆块质量m和摆动半径r受限于飞轮本身的布置空间无法进一步优化；而角速度Ω则由发动机电子控制单元ECU(Electronic Control Unit)标定(怠速转速)和自动变速箱控制单元TCU(Transmission Control Unit)标定(起步需求转速)控制决定。因此，在低温启动时增加TCU起步需求转速，从而提高起步时离心摆的离心力来提高双质量飞轮的减振能力，成为一个可取的改进方向。

基于上述研究结论，本发明提供了一种变速箱的控制方法，应用于包括双质量飞轮的变速箱控制单元，所述双质量飞轮包括离心摆机构；其整体思路如下：

在检测到车辆起步时，获取环境温度；根据所述环境温度和预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定目标起步需求转速；所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：所述环境温度降低，所述起步需求转速升高；将所述目标起步需求转速发送至发动机电子控制单元ECU。

上述方法的控制原理是：通过根据预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定了在低温起步时，根据环境温度的不同，差异化地提高离合器的起步需求转速；起步需求转速是发送给发动机ECU，以使发动机按照起步需求转速控制整车在起步爬行工况下的发动机转速；由于在低温环境下提高了起步需求转速，即发动机启动转速，继而提高了起步爬行工况下的双质量飞轮的角速度；飞轮角速度的提高增大了离心摆的离心力，从而提高了离心摆的减振能力，当出现扭矩波动时，有助于稳定并降低飞轮的角加速度，防止在低温起步爬行或蠕行工况下因为离心摆摆动幅度过大产生敲击异响，在改善了低温起步时整车NVH的同时，提高了安全性和舒适性。

同时，上述方案之所以采用提高TCU起步需求转速的方案增加整车在低温冷启动时双质量飞轮的减振能力，而不考虑提高发动机怠速转速的方案增加减振能力，是因为在发动机怠速阶段提高转速，会增加整车的油耗、排放，甚至产生新的NVH问题。

在接下来的内容中，结合具体实施方式，对上述方案进行进一步的说明：

基于上述发明构思，在一个可选的实施例中，如图1所示，所述变速箱的控制方法包括：

S1：在检测到车辆起步时，获取环境温度；

车辆起步状态的检测和判断，可以是钥匙拧到启动档，或者是整车接收到一键启动的信号准备启动。本实施例为了准确的判断起步状态，及时确定起步需求转速，是在检测到档位信号及制动压力信号时，获取所述环境温度。

环境温度是指车辆外部的环境温度或大气温度，通过温度传感器获取。在一些情况下，也可以使用变速箱处的温度作为环境温度。

S2：根据所述环境温度和预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定目标起步需求转速；所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：所述环境温度降低，所述起步需求转速升高；

根据获取到的环境温度和预存在变速箱控制单元TCU存储器中的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定匹配当前环境温度的TCU目标起步需求转速或目标起步请求转速。

通过研究不同车型在不同温度下的异响严重程度，对TCU起步需求转速进行了带温度条件的改善调整，通过大量的调试和验证，确定了对应车型优化策略，消除异响问题的同时，把对车辆综合性能的影响降到最低。

基于目前大多数配备了双离合器变速箱的燃油车或混动车型，为了进一步确认低温对双质量飞轮的静态摩擦扭矩的影响成都，结合温度因素进行对比试验研究，结果显示在-30℃环境相比在室温环境下，飞轮静态摩擦扭矩最大相差约15Nm。基于试验结果的处理和分析，本实施例提供了一种适用于常见车型的环境温度-TCU起步需求转速的映射关系，具体如下；

若所述环境温度高于-8℃，则所述起步需求转速的取值范围为800转/分钟至900转/分钟(rpm)；优选850rpm；

若所述环境温度在-8℃至-20℃之间，则所述起步需求转速的取值范围为1150转/分钟至1250转/分钟；优选1200rpm；

若所述环境温度在-20℃至-30℃之间，则所述起步需求转速的取值范围为1280转/分钟至1320转/分钟；优选1300rpm；

若所述环境温度低于-30℃，则所述起步需求转速的取值范围为1340转/分钟至1360转/分钟；优选1350rpm。

通过试验验证，采用上述映射关系控制车辆进行低温冷启动，在车辆起步、蠕行和怠速阶段均无异响产生。

之所以根据确定上述环境温度范围，确定对应的起步需求转速范围，是因为在各自的温度区间，若起步需求转速低于上述范围，则无法通过增加离心摆的离心力有效减少异响；若起步需求转速超过上述范围，又会导致燃油消耗过多，产生排放问题。故而，上述映射关系是综合了既能解决低温冷启动时双质量飞轮的异响，又能减少能源消耗和废气排放的方案。

S3：将所述目标起步需求转速发送至发动机电子控制单元ECU。目标起步需求转速用于指导发动机按此转速进行启动。

总的来说，本实施例提供的方案不需要对变速箱的结构或零部件进行更改，只需要优化变速箱控制单元的起步控制策略，根据各个环境温度下双质量飞轮的减振需求，调整发动机转速，就能解决低温怠速起步和蠕行时的异响，显著提升低温环境车辆怠速和起步过程NVH水平和驾乘舒适性。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，如图2所示，提供了一种变速箱的控制装置，所述变速箱包括双质量飞轮，所述双质量飞轮包括离心摆机构；所述控制装置包括：

获取模块10，用于在检测到车辆起步时，获取环境温度；

确定模块20，用于根据所述环境温度和预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定目标起步需求转速；所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：所述环境温度降低，所述起步需求转速升高；

发送模块30，用于将所述目标起步需求转速发送至发动机电子控制单元ECU。

可选的，所述获取模块10用于在检测到档位信号和制动压力信号时，确认所述车辆起步，获取所述环境温度

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种变速箱，所述变速箱包括双质量飞轮，所述双质量飞轮包括离心摆机构；所述变速箱的变速箱控制单元TCU通过编程实现前述实施例的控制方法。

基于前述实施例相同的发明构思，在另一个可选的实施例中，提供了一种车辆，包括前述实施例提供的变速箱。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种变速箱的控制方法，通过根据预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定了在低温起步时，根据环境温度的不同，差异化地提高离合器的起步需求转速；起步需求转速是发送给发动机ECU，以使发动机按照起步需求转速控制整车在起步爬行工况下的发动机转速；由于在低温环境下提高了起步需求转速，即发动机启动转速，继而提高了起步爬行工况下的双质量飞轮的角速度；飞轮角速度的提高增大了离心摆的离心力，从而提高了离心摆的减振能力，当出现扭矩波动时，有助于稳定并降低飞轮的角加速度，防止在低温起步爬行或蠕行工况下因为离心摆摆动幅度过大产生敲击异响，在改善了低温起步时整车NVH的同时，提高了安全性和舒适性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种变速箱的控制方法，其特征在于，应用于变速箱控制单元，所述变速箱包括双质量飞轮，所述双质量飞轮包括离心摆机构；所述控制方法包括：

在检测到车辆起步时，获取环境温度；

根据所述环境温度和预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定目标起步需求转速；所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：所述环境温度降低，所述起步需求转速升高；若所述环境温度在-8℃至-20℃之间，则所述起步需求转速的取值范围为1150转/分钟至1250转/分钟；

将所述目标起步需求转速发送至发动机电子控制单元ECU，以使发动机按照所述起步需求转速控制整车在起步爬行工况下的发动机转速。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在检测到车辆起步时，获取环境温度，包括：

在检测到档位信号和制动压力信号时，确认所述车辆起步，获取所述环境温度。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：

若所述环境温度低于-30℃，则所述起步需求转速的取值范围为1340转/分钟至1360转/分钟。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：

若所述环境温度在-20℃至-30℃之间，则所述起步需求转速的取值范围为1280转/分钟至1320转/分钟。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：

若所述环境温度高于-8℃，则所述起步需求转速的取值范围为800转/分钟至900转/分钟。

6.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述变速箱为双离合器变速箱。

7.一种变速箱的控制装置，其特征在于，所述变速箱包括双质量飞轮，所述双质量飞轮包括离心摆机构；所述控制装置包括：

获取模块，用于在检测到车辆起步时，获取环境温度；

确定模块，用于根据所述环境温度和预设的环境温度与起步需求转速的映射关系，确定目标起步需求转速；所述预设的环境温度与起步需求转速的映射关系包括：所述环境温度降低，所述起步需求转速升高；若所述环境温度在-8℃至-20℃之间，则所述起步需求转速的取值范围为1150转/分钟至1250转/分钟；

发送模块，用于将所述目标起步需求转速发送至发动机电子控制单元ECU，以使发动机按照所述起步需求转速控制整车在起步爬行工况下的发动机转速。

8.一种变速箱，其特征在于，所述变速箱包括双质量飞轮，所述双质量飞轮包括离心摆机构；所述变速箱的变速箱控制单元TCU通过编程实现如权利要求1～6任一权项所述的控制方法。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8所述的变速箱。

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