CN115095654B - 一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车发动机控制技术领域，具体涉及一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法。根据双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段的目标转速特性，将发动机转速同步阶段拆分为五个控制阶段进行阶段性控制，提升了发动机转速同步阶段发动机转速控制的精确性；建立了发动机转速同步阶段的发动机目标转速方程和动机目标转速约束方程，进而得出了所述五个控制阶段的发动机目标转速曲线，以该目标转速曲线为输入，对离合器压力进行PID控制，能够实现发动机转速的平稳过渡，解决了双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段的换挡NVH(振动噪声)问题。

Description

一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法
技术领域
本发明属于汽车变速箱控制技术领域，具体涉及一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法。
背景技术
根据换挡时发动机是否有动力输出，双离合自动变速器(DCT)的换挡方式分为动力升挡、动力降挡、非动力升挡和非动力降挡四种；
在动力降挡方式中，换挡过程分为预挂目标挡位阶段，发动机转速同步阶段和离合器扭矩切换阶段。其中，预挂目标挡位阶段可以与发动机转速同步阶段同时进行；如果有预选挡功能，预挂目标挡位阶段也可以在换挡指令发出前进行；离合器扭矩切换阶段在发动机转速同步阶段完成后进行；
在发动机转速同步阶段，要求发动机转速在规定的时间内由当前转速上升到目标挡位对应的转速，现有的双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段，发动机的输出扭矩是非连续的，存在突变，会给驾驶员带来冲击感，严重影响驾驶体验。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法，能够实现动力降挡发动机转速同步阶段发动机转速的平稳过渡，有效解决发动机转速同步时产生的NVH(振动噪声)问题，提升车辆的驾驶体验。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：
一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法，包括如下步骤：
S1、根据双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段的目标转速特性，将所述发动机转速同步阶段拆分为五个控制阶段，并建立发动机目标转速n随时间t的控制曲线，所述五个控制阶段具体为：提升加速阶段、稳定高加速阶段、降低加速阶段、稳定低加速接和停止加速阶段；
S2、根据所述发动机目标转速n随时间t的控制曲线，分别建立所述五个控制阶段的发动机目标转速方程，并汇总求解发动机目标转速所需的中间系数；
S3、根据双离合自动变速器的换挡性能和标定系数，分别确定所述五个控制阶段的结束时间t1、t2、t3、t4、t5；
S4、根据所述发动机目标转速n随时间t的控制曲线，分别建立所述五个控制阶段的发动机目标转速约束方程；
S5、根据所述发动机目标转速方程和所述发动机目标转速约束方程，计算得出求解发动机目标转速所需的中间系数；
S6、根据得出的发动机目标转速所需的中间系数和发动机目标转速方程，计算出所述五个控制阶段的发动机目标转速，并以所述发动机目标转速为输入，对离合器压力进行PID 控制，使发动机实际转速跟随目标转速。
进一步的，在步骤S2中，所述发动机目标转速方程具体如下：
n1＝a1+b1*t+c1*t2 t0≤t≤t1
n2＝a2+b2*t t1≤t≤t2
n3＝a3+b3*t+c3*t2 t2≤t≤t3
n4＝a4+b4*t t3≤t≤t4
n5＝a5+b5*t+c5*t2 t4≤t≤t5
式中，n为发动机目标转速，t为时间；n1至n5分别为所述五个控制阶段的发动机目标转速；t0为所述发动机转速同步阶段的起始时间，t1～t5分别为所述五个控制阶段的结束时间；a1～a5、b1～b5、c1、c3、c5均为求解发动机目标转速所需的中间系数。
进一步的，在步骤S3中，所述t2和t5根据双离合自动变速器的换挡性能预先设定；
所述t1、t3、t4的求解公式如下：
t1＝t0+k1*(t2-t0)
t3＝t2+k2*(t5-t2)
t4＝t2+k3*(t5-t2)
式中，k1、k2和k3均为实验室标定值。
进一步的，在步骤S4中，所述发动机目标转速约束方程具体如下：
n1(t0)＝ns
n2(t1)＝n1(t1)n2(t2)＝ni
n3(t2)＝n2(t2)
n4(t3)＝n3(t3)
n5(t4)＝n4(t4)
n5(t5)＝nt
式中，ns为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速，α0为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速加速度，α6为到达目标转速时的发动机转速加速度，ni为到达中间挡位时的发动机转速，nt为到达目标挡位时的发动机转速。
进一步的，所述到达中间挡位时的发动机转速ni和到达目标挡位时的发动机转速nt的具体计算公式如下：
式中，rs为起始挡位速比，ri为中间挡位速比，rt为目标挡位速比。
进一步的，所述中间挡位具体为距离目标挡位最近的一个挡位，当连续换挡时，则没有中间挡位，发动机目标转速从第三个阶段开始计算：n3(t2)＝ns
其中，ns为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速，α0为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速加速度。
进一步的，在步骤S5中，所述求解发动机目标转速所需的中间系数计算公式如下：
a1＝ns-b1*t0-c1*t0 2
a2＝a1-c1*t1 2
a3＝ni-b3*t2-c3*t2 2
a4＝a3+b3*t3+c3*t3 2-b4*t3
a5＝nt-b5*t5-c5*t5 2
b1＝a0-2*c1*t0
b2＝b1+2*c1*t1
b3＝b2-2*c3*t2
b4＝b3+2*c3*t3
b5＝a6-2*c5*t5
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
1、根据双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段的目标转速特性，将发动机转速同步阶段拆分为五个控制阶段进行阶段性控制，提升了发动机转速同步阶段发动机转速控制的精确性；
2、建立了发动机转速同步阶段的发动机目标转速方程和动机目标转速约束方程，进而得出了所述五个控制阶段的发动机目标转速曲线，以该目标转速曲线为输入，对离合器压力进行PID控制，能够实现发动机转速的平稳过渡，解决了双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段的换挡NVH(振动噪声)问题。
附图说明
图1为本发明控制方法的流程图；
图2为本发明实施例中同步阶段发动机目标转速及加速度关系曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
双离合自动变速器根据驾驶员的需求执行动力降挡以提高整车动力性。双离合变速器有两个离合器，降挡过程中目标挡位对应的离合器为结合离合器，当前挡位对应的离合器为分离离合器。在动力降挡转速同步阶段的控制目标是使发动机转速从分离离合转速上升至与结合离合转速同步。
现有的双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段，发动机的输出扭矩是非连续的，存在突变，会给驾驶员带来冲击感，严重影响驾驶体验。
本发明提供的一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法，能够实现动力降挡发动机转速同步阶段发动机转速的平稳过渡，有效解决发动机转速同步时产生的NVH(振动噪声)问题，提升车辆的驾驶体验。
本发明的一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法，具体包括如下步骤：
步骤一、根据双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段的目标转速特性，将所述发动机转速同步阶段拆分为五个控制阶段；所述五个控制阶段具体为：提升加速阶段(阶段一)、稳定高加速阶段(阶段二)、降低加速阶段(阶段三)、稳定低加速接(阶段四)和停止加速阶段(阶段五)；并建立发动机目标转速n随时间t的控制曲线，如图 1所示。
其中，所述提升加速阶段(阶段一)、降低加速阶段(阶段三)和停止加速阶段(阶段五)的发动机目标转速随时间的控制曲线为抛物线，加速度曲线为斜直线；
所述稳定高加速阶段(阶段二)和稳定低加速接(阶段四)的发动机目标转速随时间的控制曲线为斜直线，加速度曲线为横直线。
步骤二、根据所述发动机目标转速n随时间t的控制曲线，分别建立所述五个控制阶段的发动机目标转速方程，并汇总求解发动机目标转速所需的中间系数。
所述发动机目标转速方程具体如下：
n1＝a1+b1*t+c1*t2 t0≤t≤t1
n2＝a2+b2*t t1≤t≤t2
n3＝a3+b3*t+c3*t2 t2≤t≤t3
n4＝a4+b4*t t3≤t≤t4
n5＝a5+b5*t+c5*t2 t4≤t≤t5
式中，n为发动机目标转速，t为时间；n1至n5分别为所述五个控制阶段的发动机目标转速；t0为所述发动机转速同步阶段的起始时间，t1～t5分别为所述五个控制阶段的结束时间；a1～a5、b1～b5、c1、c3、c5均为求解发动机目标转速所需的中间系数。
步骤三、根据双离合自动变速器的换挡性能和标定系数，确定所述五个控制阶段的结束时间t1～t5。
其中，t0～t2表示双离合自动变速器在从初始挡位开始到中间挡位的时间，t2～t5表示双离合自动变速器在从中间挡位开始到目标挡位的时间，因此t2和t5根据双离合自动变速器的换挡性能预先设定；
进一步的，所述t1、t3、t4求解公式如下：
t1＝t0+k1*(t2-t0)
t3＝t2+k2*(t5-t2)
t4＝t2+k3*(t5-t2)
式中，k1、k2和k3均为实验室标定值。
步骤四、根据所述发动机目标转速n随时间t的控制曲线，分别建立所述五个控制阶段的发动机目标转速约束方程。
所述发动机目标转速约束方程具体如下：
n1(t0)＝ns
n2(t1)＝n1(t1)n2(t2)＝ni
n3(t3)＝n2(t2)
n4(t3)＝n3(t3)
n5(t4)＝n4(t4)
n5(t5)＝nt
式中，ns为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速，α0为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速加速度，α6为到达目标转速时的发动机转速加速度，ni为到达中间挡位时的发动机转速，nt为到达目标挡位时的发动机转速；
进一步的，在转速同步过程中，变速箱输出轴转速不变，则
式中，rs为起始挡位速比，ri为中间挡位速比，rt为目标挡位速比；
更进一步的，所述中间挡位具体为距离目标挡位最近的一个挡位，如果是连续换挡，则没有中间挡位，发动机目标转速从第三个阶段开始计算，此时，(n3(t2)＝ns
步骤五、根据所述发动机目标转速方程和所述发动机目标转速约束方程，计算得出求解发动机目标转速所需的中间系数。
所述求解发动机目标转速所需的中间系数计算公式如下：
a1＝ns-b1*t0-c1*t0 2
a2＝a1-c1*t1 2
a3＝ni-b3*t2-c3*t2 2
a4＝a3+b3*t3+c3*t3 2-b4*t3
a5＝nt-b5*t5-c5*t5 2
b1＝a0-2*c1*t0
b2＝b1+2*c1*t1
b3＝b2-2*c3*t2
b4＝b3+2*c3*t3
b5＝a6-2*c5*t5
步骤六、根据得出的发动机目标转速所需的中间系数和发动机目标转速方程，计算出所述五个控制阶段的发动机目标转速，并以所述发动机目标转速为输入，对离合器压力进行PID控制，实现发动机实际转速跟随目标转速。
综上所述，采用本发明提供的一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法：
1、根据双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段的目标转速特性，将发动机转速同步阶段拆分为五个控制阶段进行阶段性控制，提升了发动机转速同步阶段发动机转速控制的精确性；
2、建立了发动机转速同步阶段的发动机目标转速方程和动机目标转速约束方程，进而得出了所述五个控制阶段的发动机目标转速曲线，以该目标转速曲线为输入，对离合器压力进行PID控制，能够实现发动机转速的平稳过渡，解决了双离合自动变速器在动力降挡的发动机转速同步阶段的换挡NVH(振动噪声)问题。
基于上述方法，本发明还提供：
一种发动机控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法。
一种非暂态可读存储介质，其上存储有程序，该程序被发动机控制器执行时实现如上所述的一种双离合自动变速器动力降挡发动机转速同步控制方法。
一种汽车，包括如上所述的发动机控制器。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双离合自动变速器动力降档发动机转速同步控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据双离合自动变速器在动力降档的发动机转速同步阶段的目标转速特性，将所述发动机转速同步阶段拆分为五个控制阶段，并建立发动机目标转速n随时间t的控制曲线，所述五个控制阶段具体为：提升加速阶段、稳定高加速阶段、降低加速阶段、稳定低加速接和停止加速阶段；
S2、根据所述发动机目标转速n随时间t的控制曲线，分别建立所述五个控制阶段的发动机目标转速方程，并汇总求解发动机目标转速所需的中间系数；
S3、根据双离合自动变速器的换档性能和标定系数，分别确定所述五个控制阶段的结束时间t1、t2、t3、t4、t5；
S4、根据所述发动机目标转速n随时间t的控制曲线，分别建立所述五个控制阶段的发动机目标转速约束方程；
S5、根据所述发动机目标转速方程和所述发动机目标转速约束方程，计算得出求解发动机目标转速所需的中间系数；
S6、根据得出的发动机目标转速所需的中间系数和发动机目标转速方程，计算出所述五个控制阶段的发动机目标转速，并以所述发动机目标转速为输入，对离合器压力进行PID控制，使发动机实际转速跟随目标转速；
在步骤S2中，所述发动机目标转速方程具体如下：
n1＝a1+b1*t+c1*t2 t0≤t≤t1
n2＝a2+b2*t t1≤t≤t2
n3＝a3+b3*t+c3*t2 t3≤t≤t3
n4＝a4+b4*t t3≤t≤t4
n5＝a5+b5*t+c5*t2 t4≤t≤t5
式中，n为发动机目标转速，t为时间；n1至n5分别为所述五个控制阶段的发动机目标转速；t0为所述发动机转速同步阶段的起始时间，t1～t5分别为所述五个控制阶段的结束时间；a1～a5、b1～b5、c1、c3、c5均为求解发动机目标转速所需的中间系数。
2.根据权利要求1所述的双离合自动变速器动力降档发动机转速同步控制方法，其特征在于步骤S3中，所述t2和t5根据双离合自动变速器的换档性能预先设定；
所述t1、t3、t4的求解公式如下：
t1＝t0+k1*(t2-t0)
t3＝t2+k2*(t5-t2)
t4＝t2+k3*(t5-t2)
式中，k1、k2和k3均为实验室标定值。
3.根据权利要求1所述的双离合自动变速器动力降档发动机转速同步控制方法，其特征在于步骤S4中，所述发动机目标转速约束方程具体如下：
n1(t0)＝ns
n2(t1)＝n1(t1)n2(t2)＝ni
n3(t2)＝n2(t2)
n4(t3)＝n3(t3)
n5(t4)＝n4(t4)
n5(t5)＝nt
式中，ns为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速，α0为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速加速度，α6为到达目标转速时的发动机转速加速度，ni为到达中间档位时的发动机转速，nt为到达目标档位时的发动机转速。
4.根据权利要求3所述的双离合自动变速器动力降档发动机转速同步控制方法，其特征在于，所述到达中间档位时的发动机转速ni和到达目标档位时的发动机转速nt的具体计算公式如下：
式中，rs为起始档位速比，ri为中间档位速比，rt为目标档位速比。
5.根据权利要求3所述的双离合自动变速器动力降档发动机转速同步控制方法，其特征在于，所述中间档位具体为距离目标档位最近的一个档位，当连续换档时，则没有中间档位，发动机目标转速从第三个阶段开始计算：n3(t2)＝ns
其中，ns为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速，α0为发动机转速同步阶段起始时的发动机转速加速度。
6.根据权利要求1所述的双离合自动变速器动力降档发动机转速同步控制方法，其特征在于步骤S5中，所述求解发动机目标转速所需的中间系数计算公式如下：
a1＝ns-b1*t0-c1*t0 2
a2＝a1-c1*t1 2
a3＝ni-b3*t2-c3*t2 2
a4＝a3+b3*t3+c3*t3 2-b4*t3
a5＝nt-b5*t5-c5*t5 2
b1＝a0-2*c1*t0
b2＝b1+2*c1*t1
b3＝b2-2*c3*t2
b4＝b3+2*c3*t3
b5＝a6-2*c5*t5
7.一种发动机控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的控制方法。
8.一种非暂态可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被发动机控制器执行时实现如权利要求1至6中任意一项所述的方法。
9.一种汽车，其特征在于：包括权利要求7所述的发动机控制器。
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