CN114922972B - 双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法及自动变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法及自动变速器，涉及汽车控制技术领域。该方法包括S1：判断是否选择动力升挡，若是，则执行S2；S2：获取上一次动力升挡时得到的扭矩步长，控制本次变速器的输出扭矩＝闭环扭矩+补偿扭矩，补偿扭矩为本次之前的全部的扭矩步长之和，闭环扭矩为通过PID控制算法得到的离合器控制扭矩；S3：判断转速调整阶段是否开始，若是，则执行S4；S4：分别获得发动机的转速与分离离合器的转速，并计算二者的差值，判断差值是否小于第一转速阈值，若是，则执行S5；S5：扭矩步长为负值。该方法可对两个离合器磨损导致的扭矩变化进行补偿，使该变速器的输出扭矩保持稳定，防止动力升挡时出现耸车问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法及自动变速器。
背景技术
双离合器自动变速器具有换挡迅速，无动力中断的优点，可为车辆提供良好的驾驶性能。双离合器自动变速器具有两个离合器，当进行换挡时，一个离合器(分离离合器)脱开，另一个离合器(接合离合器)接合实现挡位的切换。
为了实现换挡的平顺性，当分离离合器的压盘与摩擦片逐渐分离时，分离离合器的输出扭矩降低，此时接合离合器的压盘与摩擦片逐渐接合，接合离合器的输出扭矩升高，从而保证变速器的总输出扭矩保持不变。
在升挡过程中，需要控制两个离合器扭矩之和等于变速器需要传递的扭矩，但随着车辆里程的上升，两个离合器都会出现不同程度的磨损，从而导致两个离合器的摩擦系数会发生变化，而且该变化很难实时准确获取。而摩擦系数的变化会引起分离离合器脱开时和接合离合器接合时的扭矩变化曲线发生变化，使得两个离合器的扭矩之和与变速器需要传递的扭矩不相等，导致动力升挡时出现耸车问题。
针对上述问题，需要开发一种双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法及自动变速器，以解决动力升挡时出现的耸车问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法及自动变速器，通过多次迭代补偿，即可对两个离合器磨损导致的扭矩变化进行补偿，从而使该变速器的输出扭矩保持稳定，防止动力升挡时出现耸车问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，包括：
S1：判断是否选择动力升挡，若是，则执行S2；
S2：获取上一次动力升挡时得到的扭矩步长，控制本次变速器的输出扭矩＝闭环扭矩+补偿扭矩，所述补偿扭矩为本次之前的全部的扭矩步长之和，所述闭环扭矩为通过PID控制算法得到的离合器控制扭矩；
S3：判断转速调整阶段是否开始，若是，则执行S4；
S4：分别获得发动机的转速与分离离合器的转速，并计算二者的第一转速差值，判断所述第一转速差值是否小于第一转速阈值，若是，则执行S5；
S5：所述扭矩步长为负值。
优选地，S4中，若否，则执行S51；
S51：判断所述第一转速差值是否大于第二转速阈值，若是，则执行S52；
S52：当所述发动机的转速低于所述分离离合器的转速时开始计时，直至所述转速调整阶段结束，获得计时时间；
S53：判断所述计时时间是否大于第一时间阈值，若是，则执行S54；
S54：所述扭矩步长为正值。
优选地，S53中，若否，则执行S541；
S541：判断所述计时时间是否小于第二时间阈值，若是，则执行S542；
S542：所述扭矩步长为负值。
优选地，S541中，若否，则执行S5421；
S5421：所述扭矩步长为零。
优选地，S51中，若否，则执行S521；
S521：分别获得发动机的转速与发动机的目标转速，计算二者的第二转速差值，并对第二转速差值进行积分；
S522：所述转速调整阶段结束后，判断所述积分是否大于第一积分阀值，若是，则执行S523；
S523：所述扭矩步长为正值。
优选地，S522中，若否，则执行S5231；
S5231：判断所述积分是否小于第二积分阈值，若是，则执行S5232；
S5232：所述扭矩步长为负值。
优选地，S5231中，若否，则执行S52321；
S52321：所述扭矩步长为零。
优选地，所述扭矩步长的绝对值为0.1～2Nm。
优选地，S2中，变速器的输出扭矩的变化数值是从所述闭环扭矩线性增加到所述闭环扭矩与所述补偿扭矩之和的。
一种自动变速器，包括两个离合器，所述双离合器自动变速器采用所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法及自动变速器。在双离合器自动变速器进行动力升挡时，本次变速器输出的扭矩为迭代扭矩+扭矩步长。其中，迭代扭矩为每一次升挡时提供的补偿扭矩和标定扭矩之和。每一次升挡，都会在前一次的基础上进行扭矩的补偿，补偿的数值为一个扭矩步长。
由于每一次动力升挡仅补偿一个扭矩步长，无法完全补偿两个离合器的磨损导致的扭矩变化，故需要多次迭代。若发动机的转速与分离离合器的转速的第一转速差值小于第一转速阈值，说明发动机的转速降低过快，发动机与结合离合器之间的接合力过大，在下一次动力升挡时需要降低接合离合器的扭矩，故下一次动力升挡时，扭矩步长为负值。
通过多次迭代补偿，即可对两个离合器磨损导致的扭矩变化进行补偿，从而使该变速器的输出扭矩保持稳定，防止动力升挡时出现耸车问题。
附图说明
图1是本发明提供的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，而不是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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
双离合器自动变速器包含两套齿轮传动系统，也就是包括两个离合器，其中一个离合器控制奇数挡位的动力传递，如1挡、3挡、5挡、7挡，另一个离合器控制偶数挡位的动力传递，如2挡，4挡，6挡，R挡。在换挡的过程中，分离离合器的压盘逐渐脱离摩擦片，接合离合器的压盘逐渐接合摩擦片，过程中保持两个离合器的扭矩之和保持不变，即可完成平顺换挡。其中，两个离合器的压盘与摩擦片脱离或接合的过程受到控制器的闭环控制，在出厂时即设定好程序，根据离合器的摩擦片与压盘之间的摩擦系数设定压盘的压合力的变化，即为闭环扭矩。
然而，随着车辆里程的上升，两个离合器都会出现不同程度的磨损，从而导致两个离合器的摩擦系数会发生变化，而且该变化很难实时准确获取。而摩擦系数的变化会引起分离离合器脱开时和接合离合器接合时的扭矩变化曲线发生变化，使得闭环扭矩与变速器需要传递的扭矩不相等，导致动力升挡时出现耸车问题。
为解决以上问题，本实施例提供了一种双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法。如图1所示，该控制方法包括：
S1：判断是否选择动力升挡，若是，则执行S2；
S2：获取上一次动力升挡时得到的扭矩步长，控制本次变速器的输出扭矩＝闭环扭矩+补偿扭矩，补偿扭矩为本次之前的全部的扭矩步长之和，所述闭环扭矩为通过PID控制算法得到的离合器控制扭矩；
S3：判断转速调整阶段是否开始，若是，则执行S4；
S4：分别获得发动机的转速与分离离合器的转速，并计算二者的第一转速差值，判断第一转速差值是否小于第一转速阈值，若是，则执行S5；
S5：扭矩步长为负值。
在车速不变的情况下，发动机在低挡位的转速高于高挡位的转速，故在动力升挡时，变速器由低挡位换入高挡位，发动机转速会降低。在每一次换挡时，控制器都会计算两个离合器的分离与脱开的速度来控制扭矩变化曲线，来保证变速器输出扭矩保持不变，此扭矩为闭环扭矩。闭环扭矩通过PID控制算法得到的，为现有技术，通过改变压盘与摩擦片之间的压合力，即可改变离合器的扭矩。
在双离合器自动变速器进行动力升挡时，本次变速器输出的扭矩为闭环扭矩+补偿扭矩，补偿扭矩为本次之前的全部的扭矩步长之和；每一次升挡，都会在前一次的基础上进行扭矩的补偿，补偿的数值即为一个扭矩步长。
由于每一次动力升挡仅补偿一个扭矩步长，无法完全补偿两个离合器的磨损导致的扭矩变化，故需要多次迭代。若发动机的转速与分离离合器的转速的第一转速差值小于第一转速阈值，说明发动机的转速降低过快，发动机与结合离合器之间的接合力过大，变速器的输出扭矩会在升挡过程中增大，在下一次动力升挡时需要降低接合离合器的扭矩，故扭矩步长为负值。
通过多次迭代补偿，即可完成对两个离合器磨损导致的扭矩变化进行补偿，从而使该变速器的输出扭矩保持稳定，防止动力升挡时出现耸车问题。
其中，扭矩步长的绝对值为0.1～2Nm，当扭矩步长为负值时，输出扭矩降低0.1～2Nm，此范围通过标定获取。
可以理解的是，以上情况发生的条件是分离离合器的磨损程度大于接合离合器的磨损程度，也就是说，分离离合器的摩擦系数降低的程度大于接合离合器的摩擦系数降低的程度，导致升挡过程中，接合离合器对发动机的阻力相对增大，导致发动机转速迅速降低。
然而，在车辆的使用过程中，当分离离合器的摩擦系数降低的程度小于接合离合器的摩擦系数降低的程度，则会导致在升挡过程中，接合离合器对发动机的阻力相对降低，导致发动机的转速增大。
其中，第一转速阈值为-200～-20rpm，此范围通过标定获取。
为解决这个问题，S4中，若否，则执行S51；
S51：判断第一转速差值是否大于第二转速阈值，若是，则执行S52；
S52：当发动机的转速低于分离离合器的转速时开始计时，直至转速调整阶段结束，获得计时时间；
S53：判断计时时间是否大于第一时间阈值，若是，则执行S54；
S54：扭矩步长为正值。
其中，第二转速阈值为20～200rpm，此范围通过标定获取。
当第一转速差值大于第二转速阈值时，说明发动机的转速增大较多，此时发动机转速会在接合离合器接合的过程中，逐步降低至升挡后需要的转速，此转速小于分离离合器的转速。
可以理解的是，当发动机的转速低于分离离合器的转速时开始计时，直至转速调整阶段结束，获得计时时间，计时时间的长短代表了换挡的快慢。若计时时间大于第一时间阈值，则表示发动机的转速需要经过较长的时间才能够与接合离合器的转速相同，说明接合离合器的扭矩不够，换挡速度较慢，故扭矩步长为正值，以提高接合离合器的扭矩，降低换挡时间。也就是说，离合器扭矩会因补偿而增大。
其中，第一时间阈值为0.4～1s，此范围通过标定获取。
优选地，S53中，若否，则执行S541；
S541：判断计时时间是否小于第二时间阈值，若是，则执行S542；
S542：扭矩步长为负值。
若计时时间小于第一时间阈值的同时还小于第二时间阈值，则说明换挡速度过快，为了保证换挡时的稳定，需要降低接合离合器的扭矩以降低换挡速度，故扭矩步长为负值。也就是说，离合器扭矩会因补偿而降低。
其中，第二时间阈值为0.1～0.5s，此范围通过标定获取。
优选地，S541中，若否，则执行S5421；
S5421：扭矩步长为零。
此时计时时间小于第一时间阈值且大于第二时间阈值，换挡时间处于较为合适的范围，故扭矩补偿为零，此时动力升挡能够保证车辆的平顺性，不会发生耸车的问题，下一次扭矩不需要进行补偿。
以上的控制方法均是在发动机的转速与分离离合器的转速相差较大时来执行，若发动机的转速与分离离合器的转速的差值处于一个合适的范围内，如S51中，若否，则执行S521；
S521：分别获得发动机的转速与发动机的目标转速，计算二者的第二转速差值，并对第二转速差值进行积分；
S522：转速调整阶段结束后，判断积分是否大于第一积分阀值，若是，则执行S523；
S523：扭矩步长为正值。
第一转速差值大于第一转速阈值且小于第二转速阈值，处于一个合适的范围内。此时需要获得发动机的转速与发动机的目标转速的数值，并对二者的差值进行积分，此积分表示第二转速差值在时间上的一个累加，能够反应在转速调整阶段内发动机的转速相对于发动机的目标转速偏离的程度。其中，发动机的目标转速是升挡结束时发动机的理论转速，可以根据车辆速度、传动比等数据确定。
当第二转速差值的积分大于第一积分阈值时，说明发动机的转速相对于发动机的目标转速处于一个偏大值，也就是说，此时接合离合器的扭矩依然是较小的，通俗的说，就是发动机的转速降低的不够快，故扭矩步长为正值，在离合器扭矩会因补偿而增大。
其中，第一积分阈值为50～500rpm，此范围通过标定获取。
其中，S522中，若否，则执行S5231；
S5231：判断积分是否小于第二积分阈值，若是，则执行S5232；
S5232：扭矩步长为负值。
当第二转速差值的积分小于第一积分阈值的同时还小于第二积分阈值时，说明发动机的转速相对于发动机的目标转速处于一个偏小值，也就是说，此时接合离合器的扭矩是较大的，通俗的说，就是发动机的转速降低过快，故扭矩步长为负值，在离合器扭矩会因补偿而减小。
其中，第一积分阈值为-500～-50rpm，此范围通过标定获取。
可以理解的是，S5231中，若否，则执行S52321；
S52321：所述扭矩步长为零。
此时，第二转速差值的积分小于第一积分阈值且大于第二积分阈值，说明发动机的转速相对于发动机的目标转速处于一个合适的数值，也就是说，此时接合离合器的扭矩是合适的，发动机的转速降低的速度较为适中，故下一次动力升挡时不需要对扭矩进行补偿，故扭矩步长为零。
当根据转速调整阶段的策略确定下一次动力升挡时的扭矩步长的正负后，由于补偿的扭矩是通过接合离合器的压盘的压力来控制，无法突变，故其扭矩的补偿值是逐渐增大的。可以理解的是，S2中，变速器的输出扭矩的变化数值是从闭环扭矩线性增加到闭环扭矩与补偿扭矩之和的。其中，任意时刻补偿的扭矩＝补偿扭矩*开始补偿的时间/扭矩调整的总时间。
本实施例还提供了一种自动变速器，该自动变速器包括两个离合器，该自动变速器采用上述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，其特征在于，包括：
S1：判断是否选择动力升挡，若是，则执行S2；
S2：获取上一次动力升挡时得到的扭矩步长，控制本次变速器的输出扭矩＝闭环扭矩+补偿扭矩，所述补偿扭矩为本次之前的全部的扭矩步长之和，所述闭环扭矩为通过PID控制算法得到的离合器控制扭矩；
S3：判断转速调整阶段是否开始，若是，则执行S4；
S4：分别获得发动机的转速与分离离合器的转速，并计算二者的第一转速差值，判断所述第一转速差值是否小于第一转速阈值，若是，则执行S5；
S5：所述扭矩步长为负值；
S4中，若否，则执行S51；
S51：判断所述第一转速差值是否大于第二转速阈值，若是，则执行S52；
S52：当所述发动机的转速低于所述分离离合器的转速时开始计时，直至所述转速调整阶段结束，获得计时时间；
S53：判断所述计时时间是否大于第一时间阈值，若是，则执行S54；
S54：所述扭矩步长为正值。
2.根据权利要求1所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，其特征在于，S53中，若否，则执行S541；
S541：判断所述计时时间是否小于第二时间阈值，若是，则执行S542；
S542：所述扭矩步长为负值。
3.根据权利要求2所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，其特征在于，S541中，若否，则执行S5421；
S5421：所述扭矩步长为零。
4.根据权利要求1所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，其特征在于，S51中，若否，则执行S521；
S521：分别获得发动机的转速与发动机的目标转速，计算二者的第二转速差值，并对第二转速差值进行积分；
S522：所述转速调整阶段结束后，判断所述积分是否大于第一积分阀值，若是，则执行S523；
S523：所述扭矩步长为正值。
5.根据权利要求4所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，其特征在于，S522中，若否，则执行S5231；
S5231：判断所述积分是否小于第二积分阈值，若是，则执行S5232；
S5232：所述扭矩步长为负值。
6.根据权利要求5所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，其特征在于，S5231中，若否，则执行S52321；
S52321：所述扭矩步长为零。
7.根据权利要求1所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，其特征在于，所述扭矩步长的绝对值为0.1～2Nm。
8.根据权利要求1所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法，其特征在于，S2中，变速器的输出扭矩的变化数值是从所述闭环扭矩线性增加到所述闭环扭矩与所述补偿扭矩之和的。
9.一种自动变速器，包括两个离合器，其特征在于，所述自动变速器采用如权利要求1-8中任一项所述的双离合器自动变速器升挡的自适应控制方法。
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