CN113883266B - 用于dct升档过程的转速控制方法 - Google Patents

Abstract

一种用于DCT升档过程的转速控制方法，包括以下步骤：1)设置转速控制时间参考值，发动机转速目标变化率的斜率预设值；2)判断DCT的当前挡位是否小于目标挡位；3)计算DCT升档过程的不断变化的发动机转速目标变化率；4)计算各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩S₁、S₂、S₃；5)计算离合器当前挡位目标扭矩与离合器目标挡位目标扭矩；6)根据步骤5)得到的当前挡位离合器目标扭矩与目标挡位离合器目标扭矩，输出扭矩到当前挡位与目标挡位对应的离合器。

Description

用于DCT升档过程的转速控制方法

技术领域

本发明涉及双离合自动变速器领域，具体涉及一种用于DCT升挡过程的转速控制方法。

背景技术

双离合器自动变速器，正在被广泛的使用，其工作中能快速且无动力中断的实现挡位切换。双离合器自动变速器的升挡过程十分重要，而转速控制是升挡过程中最重要的控制过程。当前主流双离合器自动变速器的转速控制方法分为离合器控制方式与发动机控制方式，这两种控制方式都只是控制单个离合器的结合。

受限于发动机扭矩对于负扭矩的响应，升挡过程中，发动机扭矩≤0时的转速控制无法保证驱动轮上扭矩恒定。

而受限于发动机扭矩响应迟滞，升挡过程中，发动机扭矩＞0时的转速控制无法保证快速换挡时的平顺性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种用于DCT升挡过程的转速控制方法，根据变速器当前挡位与目标挡位的速比关系计算出的两个离合器扭矩，对两个离合器同时控制，实现了无需依靠发动机控制的升挡过程转速控制，且轮上扭矩恒定，降低了有害物质排放，提高了驾驶体验感。

本发明的目的是采用下述方案实现的：1.一种用于DCT升挡过程的转速控制方法，包括以下步骤：

1)设置转速控制时间参考值为T，用于调整整个DCT升挡过程的控制时间发动机转速目标变化率的斜率预设值为K，用于调整发动机转速目标变化率的变化速度；

2)接收信号输入，并根据接收的输入信号判断DCT的当前挡位是否小于目标挡位，即DCT此次的挡位变化是否为升挡；

3)按照下列方法计算DCT升挡过程的不断变化的发动机转速目标变化率：

①将整个DCT升挡过程分为三段升挡控制过程，设第一段控制时间为t₁，第二段控制时间为t₂，第三段控制时间为t₃，第一段控制过程的发动机转速目标变化率为X₁，第二段控制过程的发动机转速目标变化率为X₂，第三段控制过程的发动机转速目标变化率为X₃，发动机转速目标变化率参考值为X，当前挡位输入轴转速为n_当前，目标挡位输入轴转速为n_目标；

所述目标挡位输入轴转速为DCT目标挡位的输入轴转速，所述当前挡位输入轴转速为DCT当前挡位的输入轴转速；

②根据DCT目标挡位的输入轴转速、DCT当前挡位的输入轴转速，以及转速控制参考时间，按照下列公式计算整个DCT升挡过程的发动机转速目标变化率参考值X：

式中，X为发动机转速目标变化率参考值，n_当前为当前挡位输入轴转速，n_目标为目标挡位输入轴转速，T为整个DCT升挡过程的转速控制时间参考值；

③根据发动机转速目标变化率的斜率预设值K按照下列公式计算第一段控制过程的发动机转速目标变化率X₁：

X₁＝K×t₁

式中，X₁为第一段控制过程的发动机转速目标变化率，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，t₁为第一段控制时间；

当第一段控制过程的发动机转速目标变化率X₁等于发动机转速目标变化率参考值X时，进入第二段控制过程：

此时，进入第二段控制过程时的发动机第二目标转速初值n_初值如下所示：

n_初值＝n_当前+(K×t₁×t₁)/2

式中，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，t₁为第一段控制时间；

④进入第二段控制过程后，保持发动机转速目标变化率为发动机转速目标变化率参考值X，并按照下列公式计算第二段控制过程的发动机第二目标转速n₂：

n₂＝n_当前-A+X₁×t₁

A＝|n_初值-n_当前|

式中，n₂为发动机第二目标转速，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，X₁为第一段控制过程的发动机转速目标变化率，t₁为第一段控制时间；

⑤若下列公式成立，则从第二段控制过程进入第三段控制过程：

|n₂-n_目标|＝|n_初值-n_当前|

式中，n₂为发动机第二目标转速，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，n_目标为目标挡位输入轴转速；

⑥在第三段控制过程根据发动机转速目标变化率参考值X与发动机转速目标变化率的斜率预设值K按照下列公式计算第三段控制过程的发动机转速目标变化率为X₃：

X₃＝X-K×t₃

式中，X₃为第三段控制过程的发动机转速目标变化率，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，X为发动机转速目标变化率参考值，t₃为第三段控制时间；

4)将步骤3)得到的发动机转速目标变化率X₁、X₂、X₃，以及发动机转动惯量，代入下列公式，得到各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩：

离合器与发动机目标总扭矩＝发动机转速目标变化率×发动机转速惯量

5)将步骤4)得到的各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩S₁、S₂、S₃代入下列公式计算离合器当前挡位目标扭矩与离合器目标挡位目标扭矩：

①发动机扭矩＞0：

②发动机扭矩≤0：

式中，K₁为当前挡位离合器目标扭矩，K₂为目标挡位离合器目标扭矩，SUM 为各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩，i₁为当前挡位速比，i₂为目标挡位速比，Eng为发动机扭矩；

即：将各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩S₁、S₂、S₃依次代入SUM，计算得出各段控制过程的离合器当前挡位目标扭矩与离合器目标挡位目标扭矩；

6)各段控制过程中，根据步骤5)得到的当前挡位离合器目标扭矩、目标挡位离合器目标扭矩控制当前挡位离合器、目标挡位离合器。

即根据步骤5)得到的当前挡位离合器目标扭矩输出到当前挡位离合器，目标挡位离合器目标扭矩输出到目标挡位离合器。

优选地，所述转速控制时间参考值T与发动机转速目标变化率的斜率预设值K均为在整车标定试验中根据驾驶员的体验感同时标定的经验值。

优选地，所述输入信号包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、当前挡位速比信号、目标挡位速比信号、当前挡位输入轴转速信号、目标挡位输入轴转速信号、发动机转动惯量信号。

优选地，若步骤2)中，DCT的当前挡位小于目标挡位，按照下列条件将离合器结合至初始扭矩：

①发动机扭矩＞0时，目标挡位离合器初始扭矩为发动机扭矩，当前挡位离合器初始扭矩为0；

②发动机扭矩≤0时，目标挡位离合器初始扭矩为0，当前挡位离合器初始扭矩为发动机扭矩的绝对值。

本发明能够根据变速器当前挡位与目标挡位的速比关系计算出的两个离合器扭矩，对两个离合器同时控制，实现了无需依靠发动机控制的升挡过程转速控制，且实现了升挡过程转速控制时的轮上扭矩恒定，由于无需发动机控制，减少了对发动机工作的额外干涉，降低了有害物质排放，而且由于轮上扭矩恒定提高了驾驶体验感。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明计算发动机转速目标变化率的流程图。

具体实施方式

如图1至图2所示，一种用于DCT升挡过程的转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设置转速控制时间参考值为T，用于调整整个DCT升挡过程的控制时间发动机转速目标变化率的斜率预设值为K，用于调整发动机转速目标变化率的变化速度；

本实施例中，所述转速控制时间参考值T与发动机转速目标变化率的斜率预设值K均为在整车标定试验中根据驾驶员的体验感同时标定的经验值。

2)接收信号输入，并根据接收的输入信号判断DCT的当前挡位是否小于目标挡位，即DCT此次的挡位变化是否为升挡；

本实施例中，所述输入信号包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、当前挡位速比信号、目标挡位速比信号、当前挡位输入轴转速信号、目标挡位输入轴转速信号、发动机转动惯量信号。

若步骤2)中，DCT的当前挡位小于目标挡位，按照下列条件将离合器结合至初始扭矩：

①发动机扭矩＞0时，目标挡位离合器初始扭矩为发动机扭矩，当前挡位离合器初始扭矩为0；

②发动机扭矩≤0时，目标挡位离合器初始扭矩为0，当前挡位离合器初始扭矩为发动机扭矩的绝对值。

3)按照下列方法计算DCT升挡过程的不断变化的发动机转速目标变化率：

①将整个DCT升挡过程分为三段升挡控制过程，设第一段控制时间为t₁，第二段控制时间为t₂，第三段控制时间为t₃，第一段控制过程的发动机转速目标变化率为X₁，第二段控制过程的发动机转速目标变化率为X₂，第三段控制过程的发动机转速目标变化率为X₃，发动机转速目标变化率参考值为X，当前挡位输入轴转速为n_当前，目标挡位输入轴转速为n_目标；

所述目标挡位输入轴转速为DCT目标挡位的输入轴转速，所述当前挡位输入轴转速为DCT当前挡位的输入轴转速；

②根据DCT目标挡位的输入轴转速、DCT当前挡位的输入轴转速，以及转速控制参考时间，按照下列公式计算整个DCT升挡过程的发动机转速目标变化率参考值X：

式中，X为发动机转速目标变化率参考值，n_当前为当前挡位输入轴转速，n_目标为目标挡位输入轴转速，T为整个DCT升挡过程的转速控制时间参考值；

③根据发动机转速目标变化率的斜率预设值K按照下列公式计算第一段控制过程的发动机转速目标变化率X₁：

X₁＝K×t₁

式中，X₁为第一段控制过程的发动机转速目标变化率，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，t₁为第一段控制时间；

当第一段控制过程的发动机转速目标变化率X₁等于发动机转速目标变化率参考值X时，进入第二段控制过程：

此时，进入第二段控制过程时的发动机第二目标转速初值n_初值如下所示：

n_初值＝n_当前+(K×t₁×t₁)/2

式中，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，t₁为第一段控制时间；

④进入第二段控制过程后，保持发动机转速目标变化率为发动机转速目标变化率参考值X，并按照下列公式计算第二段控制过程的发动机第二目标转速n₂：

n₂＝n_当前-A+X₁×t₁

A＝|n_初值-n_当前|

式中，n₂为发动机第二目标转速，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，X₁为第一段控制过程的发动机转速目标变化率，t₁为第一段控制时间；

⑤若下列公式成立，则从第二段控制过程进入第三段控制过程：

|n₂-n_目标|＝|n_初值-n_当前|

式中，n₂为发动机第二目标转速，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，n_目标为目标挡位输入轴转速；

⑥在第三段控制过程根据发动机转速目标变化率参考值X与发动机转速目标变化率的斜率预设值K按照下列公式计算第三段控制过程的发动机转速目标变化率为X₃：

X₃＝X-K×t₃

式中，X₃为第三段控制过程的发动机转速目标变化率，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，X为发动机转速目标变化率参考值，t₃为第三段控制时间；

最后得到DCT升挡过程的不断变化的发动机转速目标变化率，即三个控制过程的发动机转速目标变化率如下所示：

⑴第一段控制过程的发动机转速目标变化率为X₁：

X₁＝K×t₁

式中，X₁为第一段控制过程的发动机转速目标变化率，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，t₁为第一段控制时间；

⑵第二段控制过程的发动机转速目标变化率为X₂：

X₂＝X

式中，X₂为第二段控制过程的发动机转速目标变化率，X为发动机转速目标变化率参考值；

⑶第三段控制过程的发动机转速目标变化率为X₃：

X₃＝X-K×t₃

式中，X₃为第三段控制过程的发动机转速目标变化率，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，X为发动机转速目标变化率参考值，t₃为第三段控制时间；

本实施例中，当前挡位输入轴转速n_当前＝2000转/分，目标挡位输入轴转速 n_目标＝1000转/分，整个DCT升挡过程的转速控制时间参考值T＝1000ms，发动机转速目标变化率的斜率预设值K＝-2，A为发动机第二目标转速初值n_初值与当前挡位输入轴转速n_当前之差的绝对值。

经过计算，发动机转速目标变化率参考值X为-10，A＝25，整个过程的目标发动机转速变化率可以表示为：

第一段控制过程的发动机转速目标变化率X₁＝-2t₁，且0≤t₁＜5；

第二段控制过程的发动机转速目标变化率为X₂＝-10，且0≤t₂＜95；

第三段控制过程的发动机转速目标变化率X₃＝-10+2×t₃，且0≤t₃＜5；

4)将步骤3)得到的发动机转速目标变化率X₁、X₂、X₃，以及发动机转动惯量，代入下列公式，得到各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩：

离合器与发动机目标总扭矩＝发动机转速目标变化率×发动机转速惯量

计算结果如下所示：

①S₁＝X₁×发动机转速惯量

式中，S₁为第一段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩，X₁为第一段控制过程的发动机转速目标变化率；

②S₂＝X₂×发动机转速惯量

式中，S₂为第二段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩，X₂为第二段控制过程的发动机转速目标变化率；

③S₃＝X₃×发动机转速惯量

式中，S₃为第三段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩，X₃为第三段控制过程的发动机转速目标变化率；

5)将步骤4)得到的各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩S₁、S₂、S₃代入下列公式计算离合器当前挡位目标扭矩与离合器目标挡位目标扭矩：

①发动机扭矩＞0：

②发动机扭矩≤0：

式中，K₁为当前挡位离合器目标扭矩，K₂为目标挡位离合器目标扭矩，SUM 为各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩，i₁为当前挡位速比，i₂为目标挡位速比，Eng为发动机扭矩；

即：将各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩S₁、S₂、S₃依次代入Sum，计算得出各段控制过程的离合器当前挡位目标扭矩与离合器目标挡位目标扭矩；

6)各段控制过程中，根据步骤5)得到的当前挡位离合器目标扭矩、目标挡位离合器目标扭矩控制当前挡位离合器、目标挡位离合器。

即计算出的当前挡位离合器目标扭矩输出到当前挡位离合器，目标挡位离合器目标扭矩输出到目标挡位离合器。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于DCT升挡过程的转速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设置转速控制时间参考值为T，发动机转速目标变化率的斜率预设值为K；

2)根据接收的输入信号判断DCT的当前挡位是否小于目标挡位；

3)按照下列方法计算DCT升挡过程的发动机转速目标变化率：

①将整个DCT升挡过程分为三段升挡控制过程，设第一段控制时间为t₁，第二段控制时间为t₂，第三段控制时间为t₃，第一段控制过程的发动机转速目标变化率为X₁，第二段控制过程的发动机转速目标变化率为X₂，第三段控制过程的发动机转速目标变化率为X₃，发动机转速目标变化率参考值为X，当前挡位输入轴转速为n_当前，目标挡位输入轴转速为n_目标；

②按照下列公式计算整个DCT升挡过程的发动机转速目标变化率参考值X：

式中，X为发动机转速目标变化率参考值，n_当前为当前挡位输入轴转速，n_目标为目标挡位输入轴转速，T为整个DCT升挡过程的转速控制时间参考值；

③按照下列公式计算第一段控制过程的发动机转速目标变化率X₁：

X₁＝K×t₁

式中，X₁为第一段控制过程的发动机转速目标变化率，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，t₁为第一段控制时间；

当第一段控制过程的发动机转速目标变化率X₁等于发动机转速目标变化率参考值X时，进入第二段控制过程：

此时，进入第二段控制过程时的发动机第二目标转速初值n_初值如下所示：

n_初值＝n_当前+(K×t₁×t₁)/2

式中，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，t₁为第一段控制时间；

④进入第二段控制过程后，保持发动机转速目标变化率X₂为发动机转速目标变化率参考值X，并按照下列公式计算第二段控制过程的发动机第二目标转速n₂：

n₂＝n_当前-A+X₁×t₁

A＝|n_初值-n_当前|

式中，n₂为发动机第二目标转速，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，X₁为第一段控制过程的发动机转速目标变化率，t₁为第一段控制时间,A为发动机第二目标转速初值n_初值与当前挡位输入轴转速n_当前之差的绝对值；

⑤若下列公式成立，则从第二段控制过程进入第三段控制过程：

|n₂-n_目标|＝|n_初值-n_当前|

式中，n₂为发动机第二目标转速，n_初值为发动机第二目标转速初值，n_当前为当前挡位输入轴转速，n_目标为目标挡位输入轴转速；

⑥在第三段控制过程按照下列公式计算第三段控制过程的发动机转速目标变化率为X₃：

X₃＝X-K×t₃

式中，X₃为第三段控制过程的发动机转速目标变化率，K为发动机转速目标变化率的斜率预设值，X为发动机转速目标变化率参考值，t₃为第三段控制时间；

4)将步骤3)得到的整个DCT升挡过程中各段控制过程的发动机转速目标变化率，以及发动机转动惯量，分别代入下列公式，得到各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩S₁、S₂、S₃：

离合器与发动机目标总扭矩＝发动机转速目标变化率×发动机转速惯量

5)将步骤4)得到的各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩S₁、S₂、S₃代入下列公式计算离合器当前挡位目标扭矩与离合器目标挡位目标扭矩：

①发动机扭矩＞0：

②发动机扭矩≤0：

式中，K₁为当前挡位离合器目标扭矩，K₂为目标挡位离合器目标扭矩，SUM为各段控制过程的离合器与发动机目标总扭矩，i₁为当前挡位速比，i₂为目标挡位速比，Eng为发动机扭矩；

6)各段控制过程中，根据步骤5)得到的当前挡位离合器目标扭矩、目标挡位离合器目标扭矩控制当前挡位离合器、目标挡位离合器。

2.根据权利要求1所述用于DCT升挡过程的转速控制方法，其特征在于：所述转速控制时间参考值T与发动机转速目标变化率的斜率预设值K均为在整车标定试验中根据驾驶员的体验感同时标定的经验值。

3.根据权利要求1所述用于DCT升挡过程的转速控制方法，其特征在于：所述输入信号包括发动机转速信号、发动机扭矩信号、当前挡位速比信号、目标挡位速比信号、当前挡位输入轴转速信号、目标挡位输入轴转速信号、发动机转动惯量信号。

4.根据权利要求1所述用于DCT升挡过程的转速控制方法，其特征在于：若步骤2)中，DCT的当前挡位小于目标挡位，按照下列条件将离合器结合至初始扭矩：

①发动机扭矩＞0时，目标挡位离合器初始扭矩为发动机扭矩，当前挡位离合器初始扭矩为0；

②发动机扭矩≤0时，目标挡位离合器初始扭矩为0，当前挡位离合器初始扭矩为发动机扭矩的绝对值。

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