CN114572188A - 一种车辆起步降档协同控制方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆换挡起步协调控制方法、系统及存储介质，其是采用PCU和TCU分别针对起步和换挡过程的控制权进行交接协调控制，在起步控制过程中PCU实时判断是否有2档降1档的需求，决定是否在起步过程中执行2档降1档控制，在2档降1档起步降档过程中，通过判断离合器输入轴转速是否大于动力源实际转速和变速箱1档拨叉是否挂上来判断离合器扭矩控制权是由PCU控制和还是交由TCU控制；通过设置离合器扭矩控制权交接信号PCU Ctrl和TCU Ctrl来判断离合器扭矩的执行来源。本发明可以充分发挥整车层面的扭矩协调控制作用用于起步、换挡，分别做到起步、换挡性能各自逻辑的独立性，可以确保整车性能更好。

Description

一种车辆起步降档协同控制方法、系统及存储介质

技术领域

本发明属于汽车车辆动力领域控制技术，具体涉及搭载液压控制离合器自动变速（如DCT）的混合动力汽车或常规车辆双控制器起步降档协同控制技术。

背景技术

混合动力车辆为应对复杂的整车控制，增加了整车控制器单元PCU，协调整车的控制。传统DCT车辆起步控制一般放在TCU进行控制，但无法从整车扭矩层面进行优化控制。现混合动力车辆将起步主要控制由PCU主控，TCU配合，换挡需求由PCU主控，换挡过程控制由TCU控制，充分发挥整车层面的扭矩协调控制作用。

车辆的起步工况有多种，大致分为一档起步、二档起步，但并不能精准反映驾驶员驾驶意图。驾驶员松开油门踏板后以二挡蠕行行驶时，此时若驾驶员深踩下油门踏板，就会进入二档降一档起步，快速起步，车辆更具动力性。这种换挡起步方式因为同时涉及换挡控制、起步控制，两种控制交互协调，会更复杂。

中国专利文献CN105587851B公开了“湿式六速双离合式变速器起步控制方法”，其主要针对的是传统TCU控制角度，二档降一档的变速器起步控制逻辑，并不涉及多控制器PCU和TCU分别针对起步和换挡过程的控制权交接协调控制，或换挡和起步两个模块的协调控制，无法充分利用整车层面的起步扭矩协调控制的优势。

发明内容

本发明提供一种车辆换挡起步协调控制方法、系统及存储介质，提出采用PCU和TCU分别针对起步和换挡过程的控制权进行交接协调控制，或换挡和起步两个模块的协调控制，充分利用整车层面的起步扭矩协调控制的优势和TCU换挡过程控制的优势。

本发明的技术方案如下：

一种车辆换挡起步协调控制方法，所述方法是采用PCU和TCU分别针对起步和换挡过程的控制权进行交接协调控制，在起步控制过程中PCU实时判断是否有2档降1档的需求决定是否在起步过程中执行2档降1档控制，在2档降1档起步降档过程中，通过判断离合器输入轴转速是否大于动力源实际转速和变速箱1档拨叉是否挂上来判断离合器扭矩控制权是由PCU控制和还是交由TCU控制；通过设置离合器扭矩控制权交接信号PCU Ctrl和TCUCtrl 来判断离合器扭矩的执行来源，在PCUCtrl时，离合器扭矩控制权交由PCU控制，TCU执行PCU发送的离合器扭矩，在TCUCtrl时，离合器扭矩控制权交由TCU控制，TCU参考PCU发送的离合器扭矩计算实际的离合器扭矩执行。

本方法中，PCU整车动力总成控制单元，负责起步控制包含起步需求和起步过程扭矩协调控制，负责目标挡位需求的判定。

TCU变速器控制单元，负责离合器扭矩的执行和换挡过程控制。

PCU是根据起步和换挡进程1档拨叉是否挂上，比较变速器输入轴转速和动力源转速大小，进行起步和换挡过程的控制权协调控制，主要指离合器扭矩的执行控制。

本方法充分利用起步过程和换挡过程变速器输入轴转速和动力源转速特征，进行控制权的协调控制。

进一步，本控制方法具体包括步骤如下：

步骤1，PCU进入起步状态，PCU发送起步离合器扭矩请求和PCUCtrl控制命令。

步骤2，TCU执行起步离合器扭矩请求，同时发送实际挡位、输入1轴转速和输入2轴转速给PCU。

步骤3，PCU根据自身计算的目标挡位与TCU发送的实际挡位，判断是否需要进行2降1起步，若是，则进入步骤4，若否，则进入步骤19。

步骤4，PCU发送2降1时的目标挡位，发送2降1时的离合器扭矩请求。

步骤5，TCU判断PCU发送的目标挡位与自身实际挡位是否一致，若是，则返回步骤2，若否，则进入步骤6。

步骤6，TCU执行PCU 2降1离合器扭矩请求。

步骤7，TCU执行拨叉至1轴，进行挡位切换准备。

步骤8，PCU判断动力总成转速是否小于输入1轴转速，若是，则进入步骤9，若否，则返回步骤4。

步骤9，TCU判断拨叉执行是否到位，若执行到位，则进入步骤10，若执行未到位，则返回步骤7。

步骤10，TCU发送正在换挡过程中标志位。

步骤11，PCU判断TCU是否在换挡过程中，若是，则进入步骤14，若否，则进入步骤12。

步骤12，PCU发送PCUCtrl控制命令。

步骤13，PCU判断是否起步结束，若是，则进入步骤20，若否，返回步骤8。

步骤14，PCU发送TCUCtrl控制命令。

步骤15，TCU判断是否为TCUCtrl，若是，进入步骤16，若否，返回步骤6。

步骤16，TCU进行换挡操作，执行驾驶员扭矩。

步骤17，TCU判断是否换挡结束，若是，则进入步骤20，若否，则返回步骤16。

步骤18，PCU进行1档或2档起步，发送PCUCtrl控制命令，进入步骤20。

步骤19，PCU判断起步是否结束，若是，则进入步骤20，若否，则进入步骤1.。

步骤20，起步或换挡结束。

本发明另一方面，还提供一种车辆换挡起步协调控制系统，其包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如以上技术方法所述的车辆换挡起步协调控制方法。

进一步，本发明还提供一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以上技术方案所述的车辆起步降档协同控制方法。

通过采用以上技术方案，本发明可以有如下优点：

本发明充分发挥整车层面的扭矩协调控制作用用于起步、换挡，分别做到起步、换挡性能各自逻辑的独立性，可以确保整车性能更好。

本发明简单高效，可以简化控制及标定难度，适用于多控制器的协同控制，也适用于单控制器起步、换挡逻辑配合，能满足消费者对车辆起步降档动力性的追求。

本发明适合于搭载液压控制离合器自动变速器（如DCT）的混合动力汽车，也适合于常规车辆。

附图说明

图1为本发明所适用的混合动力汽车构型示意图；

图2为本发明所实施控制方法的控制效果示意图；

图3为本发明所实施控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书中的附图，以起步2档降1档协同控制为例，对本发明所实施的技术方案进行进一步描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例实施的方案是基于图1所示的通过离合器进行的动力传递构型的车辆，该构型的动力系统包括但不限于发动机、电机、离合器、变速箱和主减速器等零部件。通过离合器的断开与接合或滑磨进行动力的传递，该动力系统可以实现纯电动、混合驱动、发动机单独驱动等模式。

本实施例实施的方案是基于图2所示的控制效果示意，其是通过设置离合器扭矩控制权交接信号PCUCtrl和TCU Ctrl 来判断离合器扭矩的执行来源， PCUCtrl是指离合器扭矩控制权交由PCU控制，TCUCtrl是指离合器扭矩控制权交由TCU控制。 在PCUCtrl时，TCU离合器扭矩执行PCU发送的离合器扭矩，在TCUCtrl时，TCU参考PCU发送的离合器扭矩计算实际的离合器扭矩执行。在起步控制过程中，PCU时时判断是否有2档降1档的需求决定是否在起步过程中执行2档降1档控制，在2档降1档起步降档过程中，通过判断离合器输入轴转速是否大于动力源实际转速和变速箱1档拨叉是否挂上来判断离合器扭矩控制权是由PCU控制和还是TCU控制。

参见图3，本实施例提供车辆起步降档协同控制方法的详细步骤如下：

步骤1：车辆进入起步状态。起步状态时离合器扭矩控制权默认为PCU控制。PCU发送PCU Ctrl信号和起步控制模块计算的离合器扭矩CluTq给TCU。离合器扭矩为PCU控制起步过程计算的离合器起步扭矩PCULnchCluTq。

步骤2：TCU执行PCU发送的离合器扭矩CluTq。TCU 收到PCUCtrl时，则离合器扭矩执行来源则为PCU发送的离合器扭矩CluTq。TCU发送变速箱当前实际挡位和输入一轴转速和输入二轴转速给PCU。

步骤3，PCU根据自身计算的目标挡位与TCU发送的实际挡位进行判断，是否需要进行2降1起步。若是，则进入步骤4，若否，则则进入步骤19。

在本步骤中，PCU计算目标需求挡位，若目标需求挡位为1档，且当前实际挡位为2档，则认为需要进行2降1起，PCU目标挡位更新为1档；若否，则没有2降1起步需求，目标挡位仍锁定为当前实际挡位。

步骤4：PCU发送2降1时的目标挡位，发送2降1时的离合器扭矩CluTq请求，进入步骤5。

在本步骤中，PCU发送目标挡位为1档，2降1时的离合器起步扭矩计算逻辑同PCU起步控制模块逻辑，即与起步控制时离合器扭矩计算逻辑相同，另设2降1时的标定参数，区别于1档和2档起步标定。PCU驾驶员即为车轮端扭矩，通过变速箱速比换算为动力源飞轮端扭矩和离合器扭矩。变速箱速比信号由TCU发送给PCU。即在这里，2降1时的起步控制逻辑同1档和2档起步逻辑相同，区别点为需要识别这是2降1的起步降档协同控制，采用另一套标定参数来控制此过程，此过程TCU控制的换挡过程会舍弃掉转速相控制，直接进行扭矩相控制，TCU扭矩目标为PCU发送的离合器目标扭矩，但会根据TCU换挡过程实际进程来决定K１、Ｋ2两片离合器实际执行扭矩，PCU目标离合器扭矩=TCU离合器目标扭矩＝K１扭矩＋Ｋ2扭矩，随着换挡进程，K2离合器扭矩会逐步转移到K1离合器扭矩。PCU驾驶员扭矩是解析的车轮端扭矩，动力源飞轮端扭矩=驾驶员解析车轮端扭矩/速比。K1，K2分别值DCT的两片离合器

步骤5，TCU判断PCU发送的目标挡位1档与自身实际挡位是否一致。若是，则返回步骤2，若否，则进入步骤6。即，若PCU目标挡位为1档，实际挡位为2档，则不一致，需要进入步骤6执行。

步骤6，TCU执行PCU 2降1离合器扭矩CluTq请求，进入步骤7

离合器扭矩CluTq为TCU根据换挡进程速比变化计算得到。在换挡过程中，K2离合器扭矩会逐步转移到K1离合器扭矩，TCU速比会随着换挡进程变化。TCU根据当前速比参考PCU发送的离合器扭矩折算当前离合器实际扭矩。

步骤7，TCU执行拨叉至1轴，进行挡位切换准备，进入步骤8。

步骤8，PCU判断动力总成转速是否小于输入1轴转速，若是，则进入步骤9，若否，则返回步骤4。

步骤9，TCU判断拨叉执行是否到位，若是执行到位，则进入步骤10，若执行未到位，则返回步骤7。

本步骤中，TCU1档拨叉执行到位，则TCU_ShiftinProgress置1，否则TCU_shiftinProgress置0。

步骤10，TCU发送正在换挡过程中标志位，即TCU发送TCU_ShiftinProgress信号给PCU，并进入步骤11。

步骤11，PCU判断TCU是否在换挡过程中，若是，则进入步骤14，若否，则进入步骤12

本步骤中，PCU根据TCU_ShiftinProgress信号判断，若为1，则PCU判断已进入换挡过程，进入步骤14，若该信号值为0，表示未进入。

步骤12，PCU发送PCUCtrl控制命令，进入步骤13；

即此时2降1的起步为PCU Ctrl，TCU离合器扭矩执行PCU发送的离合器扭矩。

步骤13，PCU判断是否起步结束，若是，则进入步骤20，若否，返回步骤8。

步骤14，PCU发送TCUCtrl控制命令，进入步骤15。

本步骤中，PCU发送TCUCtrl控制命令，则说明PCU将离合器扭矩控制权交予了TCU进行换挡控制。说明条件满足输入一轴转速大于了动力源实际转速，并且1档拨叉已挂上。输入一轴转速大于动力源实际转速，符合动力降档特征，所以由TCU进行控制。

步骤15，TCU判断是否为TCUCtrl，若是，进入步骤16，若否，返回步骤6。

步骤16，TCU进行换挡控制，执行离合器扭矩，进入步骤17。

这里，TCU执行换挡控制，离合器扭矩执行由TCU根据换挡进程计算，PCU发送驾驶员扭矩给TCU作为换挡过程离合器扭矩计算的参考。

步骤17，TCU判断是否换挡结束，若是，则进入步骤20，若否，则返回步骤16。

步骤18，PCU进行1档或2档起步，发送PCUCtrl控制命令，进入步骤20。

步骤19，PCU判断起步是否结束，若是，则进入步骤20，若否，则进入步骤1。

步骤20，起步或换挡结束。

在上述说明书中，已经通过实施例描述了本发明的主旨内容。然而，在不脱离如权利要求书所阐述的本发明的主旨内容的情况下，可以进行各种修改和改变。本说明书中的附图是说明性而不是限制性的。因此，本发明的主旨范围应当由权利要求及其符合法律规定的等效形式或实体确定，而非仅由所描述的示例确定。在本说明书任何方法或过程权利要求中所阐述的任何步骤可以按任何次序或次序组合执行，并不受限于所述权利要求中所给出的示例性特定次序。

Claims (8)

1.一种车辆换挡起步协调控制方法，其特征在于，所述方法是采用PCU和TCU分别针对起步和换挡过程的控制权进行交接协调控制，在起步控制过程中PCU实时判断是否有2档降1档的需求，决定是否在起步过程中执行2档降1档控制，在2档降1档起步降档过程中，通过判断离合器输入轴转速是否大于动力源实际转速和变速箱1档拨叉是否挂上来判断离合器扭矩控制权是由PCU控制和还是交由TCU控制；通过设置离合器扭矩控制权交接信号PCUCtrl和TCU Ctrl 来判断离合器扭矩的执行来源，在PCUCtrl时，离合器扭矩控制权交由PCU控制，TCU执行PCU发送的离合器扭矩，在TCUCtrl时，离合器扭矩控制权交由TCU控制，TCU参考PCU发送的离合器扭矩计算实际的离合器扭矩执行。

2.根据权利要求1所述的车辆换挡起步协调控制方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1，PCU进入起步状态，PCU发送起步离合器扭矩请求和PCUCtrl控制命令；

步骤2，TCU执行起步离合器扭矩请求，同时发送实际挡位、输入1轴转速和输入2轴转速给PCU；

步骤3，PCU根据自身计算的目标挡位与TCU发送的实际挡位，判断是否需要进行2降1起步，若是，则进入步骤4，若否，则进入步骤19；

步骤4，PCU发送2降1时的目标挡位，发送2降1时的离合器扭矩请求；

步骤5，TCU判断PCU发送的目标挡位与自身实际挡位是否一致，若是，则返回步骤2，若否，则进入步骤6；

步骤6，TCU执行PCU 2降1离合器扭矩请求；

步骤7，TCU执行拨叉至1轴，进行挡位切换准备；

步骤8，PCU判断动力总成转速是否小于输入1轴转速，若是，则进入步骤9，若否，则返回步骤4；

步骤9，TCU判断拨叉执行是否到位，若执行到位，则进入步骤10，若执行未到位，则返回步骤7

步骤10，TCU发送正在换挡过程中标志位；

步骤11，PCU判断TCU是否在换挡过程中，若是，则进入步骤14，若否，则进入步骤12

步骤12，PCU发送PCUCtrl控制命令；

步骤13，PCU判断是否起步结束，若是，则进入步骤20，若否，返回步骤8.

步骤14，PCU发送TCUCtrl控制命令；

步骤15，TCU判断是否为TCUCtrl，若是，进入步骤16，若否，返回步骤6；

步骤16，TCU进行换挡操作，执行驾驶员扭矩；

步骤17，TCU判断是否换挡结束，若是，则进入步骤20，若否，则返回步骤16

步骤18，PCU进行1档或2档起步，发送PCUCtrl控制命令，进入步骤20；

步骤19，PCU判断起步是否结束，若是，则进入步骤20，若否，则进入步骤1；

步骤20，起步或换挡结束。

3.根据权利要求2所述的车辆换挡起步协调控制方法，其特征在于，所述步骤3中，PCU计算目标需求挡位，若目标需求挡位为1档，且当前实际挡位为2档，则认为需要进行2降1起，PCU目标挡位更新为1档；若否，则没有2降1起步需求，目标挡位仍锁定为当前实际挡位。

4.根据权利要求2所述的车辆换挡起步协调控制方法，其特征在于，所述步骤4中，PCU发送目标挡位为1档，2降1时的离合器起步扭矩计算逻辑与PCU 起步控制时离合器扭矩计算逻辑相同。

5.根据权利要求4所述的车辆换挡起步协调控制方法，其特征在于，所述步骤4中，另设2降1时的标定参数，区别于1档和2档起步标定，PCU驾驶员扭矩即为车轮端扭矩，通过变速箱速比换算为动力源飞轮端扭矩和离合器扭矩，变速箱速比信号由TCU发送给PCU。

6.根据权利要求4所述的车辆换挡起步协调控制方法，其特征在于，所述步步骤6中，离合器扭矩CluTq为TCU根据换挡进程速比变化计算得到。

7.一种车辆换挡起步协调控制系统，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-6任一所述的车辆换挡起步协调控制方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～6中任意一项所述的车辆换挡起步协调控制方法。

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