CN114857260B - 双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双离合器变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，通过在离合器控制各个阶段和发动机控制各个阶段实时监控目标挡位变化并响应挡位变化，进行发动机控制和离合器扭矩配合，实现手动模式下的连续非动力降挡，其中：所述离合器控制包括以下步骤：a1）、根据挡位分离当前离合器；a2）、判断并执行挂挡；a3）、结合离合器；所述发动机控制包括以下步骤：b1）、计算当前挡位初始增扭值并请求发动机增扭；b2）、闭环调节发动机转速；b3）、发动机扭矩下降；b4）、发动机扭矩恢复。本发明通过控制离合器和拨叉动作，配合请求发动机扭矩控制，同时实时监控目标挡位变化，实现了手动模式下连续非动力降挡的控制。
Description
技术领域
本发明涉及双离合变速器技术领域，具体涉及一种双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法。
背景技术
双离合器变速器可以通过切换两个离合器的工作状态，控制两个轴上的挡位都可以完成换挡动作。
在常规的非动力降挡过程中，通常通过一个离合器分离，另一个离合器同时结合，同时拉高发动机转速来同步轴转速，以此实现换挡过程。但此种方式在转速同步时，为了同步发动机转速与轴转速，离合器结合量一般比较大，会导致在同步前后有明显的反拖顿挫感，造成用户抱怨。
同时，在手动模式，在用户操作下需要有连续进行非动力降挡的需求时，应用常规方式进行非动力降挡下，会出现离合器不断结合反拖、分离加速的过程，降挡反应也偏慢，易出现明显顿挫，发动机转速上升不符合预期，导致驾驶员的驾驶感受较差，人为感知挡位响应也较慢。
发明内容
本发明提供一种双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，本发明通过控制离合器和拨叉动作，配合请求发动机扭矩控制，同时实时监控目标挡位变化，实现了手动模式下连续非动力降挡的控制。
解决上述问题的技术方案如下：
双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，包括离合器控制与发动机控制，通过在离合器控制各个阶段和发动机控制各个阶段实时监控目标挡位变化并响应挡位变化，进行发动机控制和离合器扭矩配合，实现手动模式下的连续非动力降挡，其中：
所述离合器控制包括以下步骤：
a1）、根据挡位分离当前离合器；
a2）、判断并执行挂档；
a3）、结合离合器；
所述发动机控制包括以下步骤：
b1）、计算当前挡位初始增扭值并请求发动机增扭；
b2）、闭环调节发动机转速；
b3）、发动机扭矩下降；
b4）、发动机扭矩恢复。
进一步地，所述a1）中，根据挡位分离当前离合器的过程为：根据目标挡位所在轴选择不同时机执行挂挡，对目标挡位与当前挡位进行是否同轴判断，如果同轴，则当前离合器要分离完成才能执行挂挡；如果目标档位与当前挡位不同轴，同时进行分离当前离合器和挂目标挡。
进一步地，根据挡位分离当前离合器的具体步骤如下：
①对挡位变化进行判断：
挡位变化监控：当手动触发新的非动力目标挡位时，保持N个周期，及认为触发新的目标挡位变化；
②在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，继续进行离合器分离；未触发时，进行下一步是否与当前挡位同轴判断；
③目标与当前挡位是否同轴判断：
由于双离合变速器有两个离合器，可以进行同轴换挡或者异轴换挡；对此目标挡位与当前挡位轴进行判断，在异轴时可以提前退出离合器分离阶段，把挂挡和分离离合器在一起完成；如果是同轴，则需要当前离合器完全分离到0，才能进行下一步挂挡过程；
④离合器完全分离判断：
在目标与当前挡位是同轴时，先脱开当前离合器，当前离合器扭矩完全下降到为0。
进一步地，所述a2）中判断并执行挂挡的过程为：
①挡位变化判断：
在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，回到挂挡状态执行新的目标挡位；
②是否挂上判断：
在结合离合器之前，先需要进行判断目标挡位拨叉是否挂上，挂上挡位才能进行离合器结合；未挂上则继续进行挂挡动作；
③离合器完全分离判断：
目标挡位为异轴时，由于之前过程未判断离合器是否完全分离，在结合目标离合器前，需要进行离合器完全分离判断；目标为异轴，触发挡位变化为同轴后，在此也需要进行离合器完全分离判断，确保结合离合器前当前离合器完全分离。
进一步地，所述a3）中的结合离合器的过程为：根据目标挡位和发动机摩擦扭矩，限制结合离合器在不同挡位下的离合器结合量的最大值和最小值，控制结合离合器结合量，在出现挡位变化时，结合离合器变为分离离合器，离合器执行分离动作。
进一步地，所述b1）中计算当前挡位初始增扭值并请求发动机增扭的过程为：根据当前转速和目标挡位的目标转速来计算发动机初始增扭值，并引入发动机摩擦扭矩进行增扭值百分比修正，控制发动机转速上升，实时监控挡位变化来改变扭矩增扭值，实现手动模式下的发动机转速跟随目标挡位不断更新。
进一步地，所述b2）中闭环调节发动机转速的过程为：通过转速差、转速变化率、时间累计来PID扭矩值，加在增扭值上，使转速快速达到目标转速与阈值差之内。
进一步地，所述b3）中发动机扭矩下降的控制为：当发动机转速与目标转速满足转速阈值差n后，则发动机转速与目标挡位转速即将同步，不再需要较大的增扭值，此时发动机增扭值请求以当前请求扭矩开始，按照目标挡位设定的斜率下降，下降的扭矩目标为0。
基于上述方案，本发明在手动模式下的非动力降挡时，通过控制离合器和拨叉动作，配合请求发动机扭矩控制，同时实时监控目标挡位变化，实现了手动模式下连续非动力降挡的控制，优化了整车滑行降挡同步顿挫问题，缩短了挡位变化的换挡响应时间，提高驾驶感受和乐趣。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而非指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，一种双离合器变速器的非动力降挡控制方法，包括离合器控制与发动机控制，在离合器控制各个阶段和发动机控制各个阶段实时监控目标挡位变化并响应挡位变化，进行发动机控制和离合器扭矩配合，实现手动模式下的连续非动力降挡。下面对离合器控制和发动机控制进行详细地说明：
（一）、离合器控制
a1）、根据挡位分离当前离合器；
降挡触发后，根据当前挡位设定不同斜率来对当前离合器进行分离，分离离合器目标扭矩为0。根据挡位分离当前离合器的过程为：根据目标挡位所在轴选择不同时机执行挂挡，对目标挡位与当前挡位进行是否同轴判断，如果同轴，则当前离合器要分离完成才能执行挂挡；如果目标挡位与当前挡位不同轴，同时进行分离当前离合器和挂目标挡。根据挡位分离当前离合器的具体步骤如下：
①对挡位变化进行判断：
挡位变化监控：当手动触发新的非动力目标挡位时，保持N个周期，及认为触发新的目标挡位变化。
②在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，继续进行离合器分离；未触发时，进行下一步是否与当前挡位同轴判断。
③目标与当前挡位是否同轴判断：
由于双离合变速器有两个离合器，可以进行同轴换挡或者异轴换挡；对此目标挡位与当前挡位轴进行判断，在异轴时可以提前退出离合器分离阶段，不用等待离合器完全分离，即进入挂挡过程，节约换挡时间，把挂挡和分离离合器在一起完成；如果是同轴，则需要当前离合器完全分离到0，才能进行下一步挂挡过程。
④离合器完全分离判断：
在目标与当前挡位是同轴时，与手动挡变速器一样，需要先脱开当前离合器，当前离合器扭矩完全下降到为0，使挂挡时离合器轴上没有较大负载，能够保证退挡平顺，避免挂挡声音和减小挂挡时间，节约换挡时间。
a2）、判断并执行挂挡
目标与当前同轴时，需要先退出当前挡位，再进行挂目标挡位动作；当前离合器扭矩保持为0；目标离合器扭矩也初始化为0。
目标与当前挡位异轴时，由于DCT可以有预挂挡位，如果目标挡位已挂上，不进行操作；目标挡位为预挂时，执行挂挡动作；同时离合器继续按照a1）中的斜率分离，分离目标扭矩仍为0；目标离合器扭矩也初始化为0。
触发挡位变化后进来时，目标挡位为当前离合器轴，则执行当前离合器分离完成再进行挂挡，目标离合器扭矩也初始化为0。
①挡位变化判断：
在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，回到挂挡状态执行新的目标挡位。
②是否挂上判断：
在结合离合器之前，先需要进行判断目标挡位拨叉是否挂上，挂上挡位才能进行离合器结合；未挂上则继续进行挂挡动作。
③离合器完全分离判断：
目标挡位为异轴时，由于之前过程未判断离合器是否完全分离，在结合目标离合器前，需要进行离合器完全分离判断；目标为异轴，触发挡位变化为同轴后，在此也需要进行离合器完全分离判断，确保结合离合器前当前离合器完全分离。
a3）结合目标离合器：
根据挡位设定目标挡位最小离合器结合量，根据转速和当前发动机摩擦扭矩设定最大结合量；出现挡位变化时，结合离合器变为分离离合器，离合器执行分离动作，同时根据挡位来设定目标离合器结合斜率，斜率不宜过大。
限制离合器从0开始按斜率结合到最大值和最小值之间，直到转速同步。以此来保证结合离合器扭矩比较小，同时进在挡时能够使轴转速与发动机转速不会形成转速差，解决同步时顿挫。
①直到发动机转速与目标轴转速同步即完成换挡。
②挡位变化判断：
在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，退出此阶段回到第一步，由结合目标离合器过程跳回分离当前离合器过程，改变结合离合器为分离离合器，执行离合器分离动作，新的目标挡位作为结合目标挡位，重新按照是上述非动力降挡流程再执行；未触发则在结合目标离合器状态直到换挡完成。
（二）、发动机控制
b1），计算当前挡位初始增扭值，发动机增扭请求：
根据当前转速和目标挡位的目标转速来计算发动机初始增扭值；目标轴转速依据挂挡是否完成来确定，目标挡位已经挂上，使用实际转速作为目标转速；挡位未挂上时，使用当前车速反算的目标挡位轴转速作为目标转速。
引入发动机摩擦扭矩进行增扭值百分比修正，控制发动机转速上升，实时监控挡位变化来改变扭矩增扭值，实现手动模式下的发动机转速跟随目标挡位不断更新。
分离离合器扭矩低于发动机扭矩时，即能够产生滑磨转速时，发送发动机增扭请求，请求值为上述计算值，保持时间为根据挡位设定的时间阈值T1。通过发动机增扭提高发动机转速，可以避免离合器结合反拖发动机转速带来的强反拖制动感，同时发动机转速上升速度可以根据增扭变快，不再需要平衡反拖制动和转速上升时间。
①对挡位变化进行判断：
在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，更新挡位，根据新的目标挡位进行增扭值计算。
②检验转速差条件是否满足：
检验发动机转速与目标挡位轴转速之差，根据挡位进行转速阈值N判断，转速差小于根据挡位设定的转速差阈值N1时，转速差条件满足，则进入下一阶段；转速差条件超过一定时间T1不满足时,则进行发动机扭矩PID调节转速。
b2）、闭环调节（PID调节）发动机转速
通过转速差、转速变化率、时间累计来计算PID扭矩值，加在增扭值上，使转速快速达到目标转速与阈值差之内，具体如下：
①P值：发动机转速与（目标轴转速-转速差阈值）之差进行扭矩插值；
②I值：通过累计时间进行扭矩增益；
③D值：发动机转速变化率进行扭矩插值；
④在PID阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，退出此阶段回到第一步，根据新的目标挡位进行增扭值计算。
b3）、发动机扭矩下降
当发动机转速与目标转速满足转速阈值差n后，说明发动机转速与目标挡位转速即将同步，不再需要较大的增扭值，此时发动机增扭值请求以当前请求扭矩开始，按照目标挡位设定的斜率下降，下降的扭矩目标为0。具体过程如下：
①在发动机扭矩下降阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，退出此阶段回到第一步，根据新的目标挡位进行增扭值计算；
②在发动机扭矩下降阶段进行发动机转速和目标挡位转速进行转速同步判断，即目标挡位转速-发动机转速≥0；转速同步后则进入下一阶段发动机扭矩恢复阶段。
1）发动机扭矩恢复请求
发动机增扭下降到转速同步后，发动机扭矩控制进入恢复阶段，发动机扭矩跟随发动机WITHOUT扭矩。如果发动机请求扭矩未下降到0，为避免不要的加速度出现，发动机扭矩按照固定斜率快速恢复到发动机WITHOUT扭矩，然后退出发动机扭矩控制，结束非动力降挡控制流程。
在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，退出此阶段回到第一步，根据新的目标挡位进行增扭值计算，重新开始发动机控制流程。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例为示例性的，旨在用于解释本发明，而不能简单地理解为对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的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。
Claims (7)
1.双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，其特征在于，包括离合器控制与发动机控制，通过在离合器控制各个阶段和发动机控制各个阶段实时监控目标挡位变化并响应挡位变化，进行发动机控制和离合器扭矩配合，实现手动模式下的连续非动力降挡，其中：
所述离合器控制包括以下步骤：
a1）、根据挡位分离当前离合器；
a2）、判断并执行挂挡；
a3）、结合离合器；
所述发动机控制包括以下步骤：
b1）、计算当前挡位初始增扭值并请求发动机增扭；过程为：根据当前转速和目标挡位的目标转速来计算发动机初始增扭值，并引入发动机摩擦扭矩进行增扭值百分比修正，控制发动机转速上升，实时监控挡位变化来改变扭矩增扭值，实现手动模式下的发动机转速跟随目标挡位不断更新；
b2）、闭环调节发动机转速；
b3）、发动机扭矩下降；
b4）、发动机扭矩恢复。
2.根据权利要求1所述的双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，其特征在于，所述a1）中，根据挡位分离当前离合器的过程为：根据目标挡位所在轴选择不同时机执行挂挡，对目标挡位与当前挡位进行是否同轴判断，如果同轴，则当前离合器要分离完成才能执行挂挡；如果目标挡位与当前挡位不同轴，同时进行分离当前离合器和挂目标挡。
3.根据权利要求2所述的双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，其特征在于，根据挡位分离当前离合器的具体步骤如下：
①对挡位变化进行判断：
挡位变化监控：当手动触发新的非动力目标挡位时，保持N个周期，及认为触发新的目标挡位变化；
②在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，继续进行离合器分离；未触发时，进行下一步是否与当前挡位同轴判断；
③目标与当前挡位是否同轴判断：
由于双离合变速器有两个离合器，可以进行同轴换挡或者异轴换挡；对此目标挡位与当前挡位轴进行判断，在异轴时可以提前退出离合器分离阶段，把挂挡和分离离合器在一起完成；如果是同轴，则需要当前离合器完全分离到0，才能进行下一步挂挡过程；
④离合器完全分离判断：
在目标与当前挡位是同轴时，先脱开当前离合器，当前离合器扭矩完全下降到为0。
4.根据权利要求1所述的双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，其特征在于，所述a2）中判断并执行挂挡的过程为：
①挡位变化判断：
在此阶段进行挡位变化监测，如果触发新的目标挡位，回到挂挡状态执行新的目标挡位；
②是否挂上判断：
在结合离合器之前，先需要进行判断目标挡位拨叉是否挂上，挂上挡位才能进行离合器结合；未挂上则继续进行挂挡动作；
③离合器完全分离判断：
目标挡位为异轴时，由于之前过程未判断离合器是否完全分离，在结合目标离合器前，需要进行离合器完全分离判断；目标为异轴，触发挡位变化为同轴后，在此也需要进行离合器完全分离判断，确保结合离合器前当前离合器完全分离。
5.根据权利要求1所述的双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，其特征在于，所述a3）中的结合离合器的过程为：根据目标挡位和发动机摩擦扭矩，限制结合离合器在不同挡位下的离合器结合量的最大值和最小值，控制结合离合器结合量，在出现挡位变化时，结合离合器变为分离离合器，离合器执行分离动作。
6.根据权利要求1所述的双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，其特征在于，所述b2）中闭环调节发动机转速的过程为：通过转速差、转速变化率、时间累计来PID扭矩值，加在增扭值上，使转速快速达到目标转速与阈值差之内。
7.根据权利要求1所述的双离合变速器手动模式下的非动力降挡控制方法，其特征在于，所述b3）中发动机扭矩下降的控制为：当发动机转速与目标转速满足转速阈值差n后，则发动机转速与目标挡位转速即将同步，不再需要较大的增扭值，此时发动机增扭值请求以当前请求扭矩开始，按照目标挡位设定的斜率下降，下降的扭矩目标为0。
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