CN115388105A - 离合器扭矩的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离合器扭矩的控制方法，包括获取转速同步控制阶段的发动机的实际转速参数、以及发动机的最终目标转速参数，并根据实际转速参数、最终目标转速参数、以及预设的曲线变化规则确定转速同步控制阶段的发动机的目标转速曲线；根据目标转速曲线确定转速同步控制阶段的发动机的实时目标参数；获取转速同步控制阶段的发动机的运行参数，并根据运行参数、实时目标参数确定离合器的目标扭矩。通过上述方案，能够在发动机转速与离合器的目标轴转速同步的瞬间，既实现了发动机转速的加速度和离合器的目标轴的转速的加速度的同步，又能够使两者的速差也同步，提高汽车起步与换挡的平顺性。

Description

离合器扭矩的控制方法
技术领域
本发明涉及双离合器式自动变速器技术领域，特别涉及一种离合器扭矩的控制方法。
背景技术
双离合器式自动变速器是一种机、电、液系统共同作用的复杂系统。搭载双离合器式自动变速器的汽车，在起步和换挡的惯性阶段，也即发动机转速由初始转速向最终的目标转速过渡的过程，都需要实时计算精确的离合器控制扭矩，以使离合器的扭矩能与发动机的转速保持同步。而在计算离合器控制扭矩时，常用的方法为：实时计算出各时刻对应的发动机的目标转速、以及发动机目标转速的变化率，并将若干组数据拟合成一条理想的发动机的实时目标转速曲线。
但是，当前普遍的算法都只能保证在规定时间内，发动机转速与目标轴转速的速差能完全同步，两者加速度不能保证同步，这仍会造成起步和换挡过程的不平顺。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中汽车的起步和换挡过程不平顺的问题。
为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种离合器扭矩的控制方法，用于对双离合变速箱系统在起步与换挡过程中的转速同步控制阶段的离合器扭矩进行控制；双离合变速箱系统包括发动机、变速器、以及离合器，离合器设置在发动机和变速器之间；并且离合器扭矩的控制方法包括以下步骤：
S1：获取转速同步控制阶段的发动机的实际转速参数、以及发动机的最终目标转速参数，并根据实际转速参数、最终目标转速参数、以及预设的曲线变化规则确定转速同步控制阶段的发动机的目标转速曲线；其中，发动机的实际转速参数包括发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率，发动机的最终目标转速参数包括发动机的最终目标转速变化率；
S2：根据目标转速曲线确定转速同步控制阶段的发动机的实时目标参数；
S3：获取转速同步控制阶段的发动机的运行参数，并根据运行参数、实时目标参数确定离合器的目标扭矩。
采用上述方案，在双离合变速箱系统的转速同步控制阶段，以发动机的最终目标转速参数为前馈，利用实时计算的发动机目标转速参数，并通过闭环控制的方式，控制离合器的目标扭矩，使发动机的实际转速按目标轨迹平顺过渡到最终的发动机目标转速，且能够在规定的发动机的目标转速同步的时间内，使发动机的实际转速和实时目标转速在时间终点时能够同时满足速差同步、转速加速度也同步，使得起步和换挡过程更平顺。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，步骤S1包括以下步骤：
S11：获取转速同步控制阶段的发动机的实际转速参数、以及发动机的最终目标转速参数，并根据实际转速参数、最终目标转速参数确定发动机的实时目标转速参数；
S12：根据实时目标转速参数、以及预设的曲线变化规则确定目标转速曲线。
采用上述方案，根据实时目标转速参数、预设的曲线变化规则确定目标转速曲线，能够使得目标转速曲线更准确。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，步骤S11中，发动机的实际转速参数还包括发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速；发动机的最终目标转速参数还包括发动机的最终目标转速；发动机的实时目标转速参数包括目标转速曲线的起点的实际转速、目标转速曲线的起点的转速变化率、目标转速曲线的终点的实际转速、目标转速曲线的终点的转速变化率；并且，步骤S11中，根据实际转速参数、最终目标转速参数确定发动机的实时目标转速参数，包括：将发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速确定为目标转速曲线的起点的实际转速；将发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率确定为目标转速曲线的起点的转速变化率；将发动机的最终目标转速确定为目标转速曲线的终点的实际转速；将发动机的最终目标转速变化率确定为目标转速曲线的终点的转速变化率。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，步骤S12中，预设的曲线变化规则为目标转速曲线向最终目标转速过渡时单调变化；并且，步骤S12包括：根据实时目标转速参数、预设的曲线变化规则，并利用三次样条插值法确定目标转速曲线。
采用上述方案，利用三次样条插值法确定目标转速曲线，能够快速准确地确定出满足要求的目标转速曲线。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，利用三次样条函数法确定目标转速曲线包括：
S121：将目标转速曲线的起点确定为三次样条函数的函数起点，将目标转速曲线的终点确定为三次样条函数的函数终点；
S122：获取函数起点的函数值表达式、函数起点的加速度表达式，以及函数终点的函数值表达式、函数终点的加速度表达式；
S123：根据函数起点的函数值表达式、函数起点的加速度表达式、函数终点的函数值表达式、函数终点的加速度表达式、函数起点对应的时间、函数终点对应的时间、以及预设的三次样条函数表达式确定出三次样条函数表达式中各系数的表达式；
S124：根据函数终点的理想条件对三次样条函数表达式中各系数的表达式进行简化处理；
S125：根据简化处理后的各系数的表达式、以及三次样条函数的加速度表达式确定函数起点的加速度边界；
S126：根据函数起点的加速度边界、实时目标转速参数、预设的曲线变化规则确定目标转速曲线。
采用上述方案，根据函数终点的理想条件对三次样条函数表达式中各系数的表达式进行简化处理，能够简化一定的计算步骤，且找出最快单调下降三次样条的条件。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，步骤S123中，预设的三次样条函数表达式为：
Prof(t)＝y(t)＝at3+bt2+ct+d
其中，Prof(t)为函数值，a、b、c、d均为系数；t为时间；
各系数的表达式为：
Figure BDA0003080747050000041
其中，T1为函数终点对应的时间，Y0Rate为函数起点的加速度表达式，Y1Rate为函数终点的加速度表达式，Y1为函数终点的函数值表达式，Y0为函数起点的函数值表达式。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，步骤S124中，函数终点的理想条件包括函数终点的切线轴在函数终点对应的时间内速度恒定、函数终点的切线轴在函数终点对应的时间加速度为零；并且，进行简化处理后的各系数的表达式为：
Figure BDA0003080747050000042
其中，T1为函数终点对应的时间，Y0Rate为函数起点的加速度表达式，Y1为函数终点的函数值表达式，Y0为函数起点的函数值表达式；并且，步骤S125中，函数起点的加速度边界为：
Figure BDA0003080747050000043
其中，T1为函数终点对应的时间，Y0Rate为函数起点的加速度表达式，Y1为函数终点的函数值表达式，Y0为函数起点的函数值表达式。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，发动机的实时目标参数包括实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，转速同步控制阶段的发动机的运行参数包括发动机的目标扭矩、转动惯量、实际转速；步骤S3包括以下步骤：
S31：根据实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速确定关于实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速的PID控制结果；
S32：根据PID控制结果、运行参数确定离合器的目标扭矩。
采用上述方案，在对离合器的目标扭矩进行计算的过程中，考虑了发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速的PID控制结果，提高了目标扭矩的准确度。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的离合器扭矩的控制方法，根据以下公式计算离合器的目标扭矩：
Figure BDA0003080747050000051
其中，Tc为离合器的目标扭矩，Te为发动机的目标扭矩，Je为发动机的转动惯量，
Figure BDA0003080747050000052
为实时计算的发动机的转速目标变化率，ωe为发动机的实际转速，ωt为实时计算的发动机的目标转速，PID(ωt,ωe)为关于实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速的PID控制结果。
本发明的有益效果是：
本发明提供的离合器扭矩的控制方法，首先根据发动机的实际转速参数、以及发动机的最终目标转速参数、预设的曲线变化规则确定转速同步控制阶段的发动机的目标转速曲线；之后再根据目标转速曲线确定出发动机的实时目标参数；最后根据实时目标参数对离合器的扭矩进行控制。本方案中，根据实际转速的相关参数确定发动机的目标转速的相关参数，且在确定目标转速的相关参数时，考虑了发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率、以及发动机的最终目标转速变化率的影响，能够提高确定出的发动机目标转速的相关参数的准确率。而直接根据目标转速曲线确定实时目标参数，无需对实时目标参数进行计算，节省了计算步骤，提高了计算效率。根据实施目标参数对离合器的扭矩进行控制，能够使得发动机转速与离合器的目标轴转速的加速度也同步，提高了起步与换挡过程的平顺性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法中双离合变速箱系统在起步过程的参数曲线图；
图3是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法中三次样条函数的曲线图；
图4是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法中三次样条函数的加速度初值不同时的三次样条函数的曲线图；
图5是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法中简化后的三次样条函数的曲线图；
图6是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法中简化后的三次样条函数的加速度初值不同时的三次样条函数的加速度的曲线图；
图7是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法中理想的三次样条函数的曲线图；
图8是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法中三次样条函数的终点的切线方向的直线的轴加速度不为0时的函数曲线图；
图9是本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法中三次样条函数的终点的切线方向的直线的轴加速度不为0时的函数的加速度的曲线图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
为解决现有技术中汽车的起步和换挡过程不平顺的问题，本发明的实施例公开了一种离合器扭矩的控制方法。本发明实施例提供的离合器扭矩的控制方法，用于对双离合变速箱系统在起步与换挡过程中的转速同步控制阶段的离合器扭矩进行控制。
具体地，参考图1，本实施例提供的离合器扭矩的控制方法包括以下步骤：
S1：获取转速同步控制阶段的发动机的实际转速参数、以及发动机的最终目标转速参数，并根据实际转速参数、最终目标转速参数、以及预设的曲线变化规则确定转速同步控制阶段的发动机的目标转速曲线；其中，发动机的实际转速参数包括发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率，发动机的最终目标转速参数包括发动机的最终目标转速变化率；
S2：根据目标转速曲线确定转速同步控制阶段的发动机的实时目标参数；
S3：获取转速同步控制阶段的发动机的运行参数，并根据运行参数、实时目标参数确定离合器的目标扭矩。
采用上述方案，首先根据发动机的实际转速参数、以及发动机的最终目标转速参数、预设的曲线变化规则确定转速同步控制阶段的发动机的目标转速曲线；之后再根据目标转速曲线确定出发动机的实时目标参数；最后根据实时目标参数对离合器的扭矩进行控制。本方案中，根据实际转速的相关参数确定发动机的目标转速的相关参数，且在确定目标转速的相关参数时，考虑了发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率、以及发动机的最终目标转速变化率的影响，能够提高确定出的发动机目标转速的相关参数的准确率。而直接根据目标转速曲线确定实时目标参数，无需对实时目标参数进行计算，节省了计算步骤，提高了计算效率。将理论计算的实时目标参数融入计算离合器的目标扭矩的过程中，能够使得在规定时间内，发动机转速同步到离合器目标轴转速时，实现速差与加速度的双同步。
具体地，参考图1-9对本实施例提供的离合器扭矩的控制方法进行说明。
在对本实施例提供的离合器扭矩的控制方法进行说明之前，要对双离合变速箱系统的结构进行说明。本实施例中，双离合变速箱系统包括发动机、变速器、以及离合器，离合器设置在发动机和变速器之间。离合器能够切断或接通发动机与变速箱之间的扭矩传递。本实施例中的双离合变速箱系统与现有技术中的双离合变速箱系统没有本质区别，本实施例不再赘述。
还需要对双离合变速箱系统的起步过程进行说明。参考图2，该图2中包含有6条曲线。曲线2-1表示离合器的计算扭矩，曲线2-2表示发动机的目标扭矩，曲线2-3表示离合器的输入轴转速，曲线2-4(虚线)表示发动机的实时目标转速，曲线2-5(实线)表示发动机的实际转速，曲线2-6表示发动机的最终目标转速。其中，曲线2-1和曲线2-2均表示扭矩，其纵坐标的单位为牛·米。曲线2-3、2-4、2-5、2-6表示转速，其纵坐标的单位为转/分钟。并且，双离合变速箱系统的起步过程主要分为4个阶段。
第一阶段，即图2中的开环控制阶段(Lash)。在此阶段下，离合器的扭矩以开环控制的方式向发动机的目标扭矩过渡。
第二阶段，即图2中的转速同步控制阶段(Synchro)。当发动机的转速与离合器的目标输出轴转速接近时，开始进入转速同步控制阶段。
第三阶段，即图2中的平滑控制阶段(Smooth)。当发动机的转速与离合器的目标轴转速接近时，进入Smooth控制，双离合变速箱平顺结合离合器。
第四阶段，即图2中的恢复阶段(Reinst)。在此阶段下，离合器完全结合，汽车退出低速控制。
接下来，对本实施例提供的离合器扭矩的控制方法进行说明。
首先，执行步骤S1，获取转速同步控制阶段的发动机的实际转速参数、以及发动机的最终目标转速参数，并根据实际转速参数、最终目标转速参数、以及预设的曲线变化规则确定转速同步控制阶段的发动机的目标转速曲线。
需要说明的是，本实施例中转速同步控制阶段的发动机的目标转速曲线即为图2中示出的发动机的实时目标转速曲线2-4。
更具体地，步骤S1包括以下步骤：
S11：获取转速同步控制阶段的发动机的实际转速参数、以及发动机的最终目标转速参数，并根据实际转速参数、最终目标转速参数确定发动机的实时目标转速参数；
S12：根据实时目标转速参数、以及预设的曲线变化规则确定目标转速曲线。
具体地，发动机的实际转速参数包括发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率，发动机的最终目标转速参数包括发动机的最终目标转速变化率。并且，发动机的实际转速参数还包括发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速，发动机的最终目标转速参数还包括发动机的最终目标转速。
其中，发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率是指发动机的实际转速曲线2-5刚进入转速同步控制阶段时的曲线的斜率。发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速是指发动机的实际转速曲线2-5刚进入转速同步控制阶段时的转速值。
发动机的最终目标转速变化率是指曲线2-6示出的发动机的最终目标转速的变化率。发动机的最终目标转速是指曲线2-6示出的发动机的最终目标转速的转速值。
发动机的实时目标转速参数包括目标转速曲线的起点的实际转速、目标转速曲线的起点的转速变化率、目标转速曲线的终点的实际转速、目标转速曲线的终点的转速变化率。
其中，目标转速曲线的起点的实际转速是指图2中曲线2-4示出的发动机的实时目标转速曲线的起点的转速值，目标转速曲线的起点的转速变化率是指图2中曲线2-4示出的发动机的实时目标转速曲线的起点的斜率，目标转速曲线的终点的实际转速指图2中曲线2-4示出的发动机的实时目标转速曲线的终点的转速值，目标转速曲线的起点的转速变化率是指图2中曲线2-4示出的发动机的实时目标转速曲线的终点的斜率。
也就是说，本实施例中，为了使得发动机的实际转速和实时目标转速接近，且使得发动机在转速同步控制阶段的后期能与发动机的最终目标转速接近，会根据发动机的实际转速曲线2-5的相关参数、以及发动机的最终目标转速曲线2-6的相关参数确定发动机的实时目标转速2-4的相关参数。
需要说明的是，步骤S11中，根据实际转速参数、最终目标转速参数确定发动机的实时目标转速参数，包括以下步骤：将发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速确定为目标转速曲线的起点的实际转速；将发动机在转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率确定为目标转速曲线的起点的转速变化率；将发动机的最终目标转速确定为目标转速曲线的终点的实际转速；将发动机的最终目标转速变化率确定为目标转速曲线的终点的转速变化率。
也就是说，本实施例中，为了使得发动机的实际转速和实时目标转速接近，且使得发动机在转速同步控制阶段的后期能与发动机的最终目标转速接近，需要将曲线2-4在转速同步控制阶段的起点的转速值和斜率设置为与曲线2-5在转速同步控制阶段的起点的转速值和斜率相等的值。
进一步地，步骤S12包括：根据实时目标转速参数、预设的曲线变化规则，并利用三次样条插值法确定目标转速曲线。
需要说明的是，步骤S12中，预设的曲线变化规则为目标转速曲线向最终目标转速过渡时单调变化。
也就是说，为了不引起离合器的扭矩波动，整条发动机的实时目标转速曲线2-4应该是向最终目标转速过度方向上单调变化的，中间不允许出现变化率方向的变化。
还需要说明的是，本实施例中，确定实时目标转速参数的过程，也即为确定曲线2-4的起点和终点的过程。在确定出曲线的起点、终点、曲线方向的前提下，本实施例中通过三次样条函数法确定满足条件的较佳的目标转速曲线。
下面结合图3至图9对本实施例中如何利用三次样条函数法确定目标转速曲线进行说明。
具体地，本实施例中，利用三次样条函数法确定目标转速曲线包括以下步骤：
S121：将目标转速曲线的起点确定为三次样条函数的函数起点，将目标转速曲线的终点确定为三次样条函数的函数终点。
具体地，参考图3，该图3中，横坐标为时间，纵坐标为加速度。本实施例的目标是在从0至T1的时间段内，求的一条光滑的曲线。图中包含有两条曲线3-1、3-2和一条直线3-3。其中，直线3-3的方向是B点的切线方向。
曲线3-2由于在0至T1的时间段内，存在加速度为负值的情况，因此不符合要求。我们需要的是像曲线3-1这样的曲线。
S122：获取函数起点的函数值表达式、函数起点的加速度表达式，以及函数终点的函数值表达式、函数终点的加速度表达式。
上述工程问题可以转化为数学问题：从A点(起点)过度到B点(终点)，需要有一条光滑曲线。并且，在A点和B点需要同时满足以下条件：
条件一：A点(起点)的函数值为Y0，加速度为Y0_Rate；具体公式为：
Prof(0)＝Y0
Figure BDA0003080747050000111
条件二：B点(终点)的函数值为Y1，加速度为Y1_Rate；具体公式为：
Prof(T1)＝Y1
Figure BDA0003080747050000112
S123：根据函数起点的函数值表达式、函数起点的加速度表达式、函数终点的函数值表达式、函数终点的加速度表达式、函数起点对应的时间、函数终点对应的时间、以及预设的三次样条函数表达式确定出三次样条函数表达式中各系数的表达式。
具体地，预设的三次样条函数表达式为：
Prof(t)＝y(t)＝at3+bt2+ct+d
其中，Prof(t)为函数值，a、b、c、d均为系数；t为时间。
根据上述的三次样条函数表达式，可以得出以下公式：
y(0)＝Y0＝d
Figure BDA0003080747050000113
y(T1)＝Y1＝aT13+bT12+cT1+d
Figure BDA0003080747050000121
根据以上公式可以推出各系数的表达式为：
Figure BDA0003080747050000122
其中，T1为函数终点对应的时间，Y0Rate为函数起点的加速度表达式，Y1Rate为函数终点的加速度表达式，Y1为函数终点的函数值表达式，Y0为函数起点的函数值表达式。
根据上述公式，在各系数取值确定的情况下，可以得到一条三次曲线。但是，当起点A点的加速度取值不同时，会有一些三次曲线是不符合要求的。本实施例中所要求的曲线应该是单调下降的。
具体地，参考图4。该图4中，横坐标表示时间，纵坐标表示速度。曲线4-1、曲线4-2、曲线4-3分别表示三条起点不同的加速度初值、相同时间，相同目标的三次样条函数曲线。其中，加速度初值的绝对值的关系为曲线4-1＞曲线4-2＞曲线4-3。但是在该三条曲线中，曲线1不是单调递减，不能作为换挡控制的函数。曲线4-2、曲线4-3都是单调递减，但是，曲线4-2比曲线4-3下降的更快。因此，在加速度初值过大时，没有三次样条函数曲线满足要求。
S124：根据函数终点的理想条件对三次样条函数表达式中各系数的表达式进行简化处理。
具体地，函数终点的理想条件包括函数终点的切线轴在函数终点对应的时间内速度恒定、函数终点的切线轴在函数终点对应的时间加速度为零。
也就是说，为了找出理想的样条曲线，简化一定的计算步骤，且找出最快单调下降三次样条的条件。需要对三次样条函数进行简化处理。参考图5，在该图2中包含曲线5-1和直线5-2。其中，直线5-2的方向为终点B点的切线方向。
为了对三次样条函数进行简化，可以假设直线5-2的轴速在时间T1内恒速，且加速度为0。
更具体地，进行简化处理后的各系数的表达式为：
Figure BDA0003080747050000131
其中，T1为函数终点对应的时间，Y0Rate为函数起点的加速度表达式，Y1为函数终点的函数值表达式，Y0为函数起点的函数值表达式。
S125：根据简化处理后的各系数的表达式、以及三次样条函数的加速度表达式确定函数起点的加速度边界。
根据步骤S124中的进行简化处理后的各系数的表达式可知，在各系数取值确定的情况下，可以得到一条三次曲线。本实施例中得到的简化后的三次样条函数的加速度曲线如图6所示。该图6中包含有曲线6-1、曲线6-2、曲线6-3，且曲线6-1、曲线6-2、曲线6-3均为加速度曲线。
在实际控制的过程中，加速度曲线应为抛物线。曲线6-1在0至T1的时间内有两个0值点，所以不单调。曲线6-3只有一个0点，即T1点，但其加速度偏大。因此，曲线6-2为理想曲线。对于该曲线6-2，T1点为抛物线的对称轴线。
根据实验可知，加速度初值的绝对值一旦大于曲线6-2的加速度初值的绝对值，就会出现曲线6-1的形态。因此，由加速度曲线的对称轴要求计算得到的加速度初值就是加速度的临界值。利用这种方法，可以找到加速度初值(函数起点的加速度)的边界。
具体地，函数起点的加速度边界的计算过程如下：
根据公式
Figure BDA0003080747050000132
可以推知以下公式：
Figure BDA0003080747050000133
进而推知函数起点的加速度边界为：
Figure BDA0003080747050000134
其中，T1为函数终点对应的时间，Y0Rate为函数起点的加速度表达式，Y1为函数终点的函数值表达式，Y0为函数起点的函数值表达式。
根据上述加速度边界值，可以得出以下结论：只要加速度初值的绝对值小于经过AB两点直线斜率3倍，就可以得到如图7所示的单调下降，且满足A、B点函数值连续与加速度连续双重要求的理想的三次样条的插值函数曲线。
在该图7中，包含有理想的三次样条函数曲线7-1，直线7-2和直线7-3分别表示曲线7-1的加速度初值的上限和下限。直线7-4的方向为终点B点的切向方向。
需要说明的是，在上述求取理想的三次样条函数曲线的过程中，为了简便计算，且得到最快单调下降三次样条的条件，对三次样条函数进行简化处理。在进行简化处理时，假设终点B点的切线方向的直线的轴加速度为0，但其实际是不断变化的。而为了弥补简化处理带来的计算误差，需要实时计算得到终点B点的切线方向的直线的轴加速度的变化值ΔOncSpd，并将该计算出的ΔOncSpd加速度值叠加到三次样条函数曲线上即可解决。具体计算方法如下。
首先，得到以下公式：
Figure BDA0003080747050000141
根据上述公式可以推知以下公式：
Figure BDA0003080747050000142
参考图8和图9，曲线8-1为终点B点的切线方向的直线的轴加速度不为0时的三次样条函数的曲线，直线8-2为曲线8-1的终点B点的切线方向的直线。
曲线9-1为终点B点的切线方向的直线的轴加速度不为0时的三次样条函数的加速度曲线，直线9-2为曲线9-1的终点B点的切线方向的直线。
S126：根据函数起点的加速度边界、实时目标转速参数、预设的曲线变化规则确定目标转速曲线。
也就是说，根据步骤S125及其之前的步骤可以确定出从发动机的实时目标转速的起点和终点之间的曲线形态。在结合确定出的发动机的实时目标转速曲线的起点和终点，就能够确定出发动机的目标转速曲线(实时目标转速曲线)。
在确定出实时目标转速曲线之后，执行步骤S2，根据目标转速曲线确定转速同步控制阶段的发动机的实时目标参数。
具体地，发动机的实时目标参数包括实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速。
也就是说，需要根据发动机的目标转速曲线确定出每一时刻对应的发动机的目标转速和目标转速对应的变化率(也即转速目标变化率)。
之后，执行步骤S3，获取转速同步控制阶段的发动机的运行参数，并根据运行参数、实时目标参数确定离合器的目标扭矩。
具体地，转速同步控制阶段的发动机的运行参数包括发动机的目标扭矩、转动惯量、实际转速。
发动机的目标扭矩为发动机运行时所需要达到的目标扭矩。发动机的转动惯量可以通过查表得到，实际转速可以通过实际测量得到。
更具体地，步骤S3包括以下步骤：
S31：根据实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速确定关于实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速的PID控制结果；
S32：根据PID控制结果、运行参数确定离合器的目标扭矩。
PID控制是一个闭环的反馈控制。在该闭环控制中，以实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速为输入。其具体过程可以参考现有技术，本实施例不再赘述。
需要说明的是，根据以下公式计算离合器的目标扭矩：
Figure BDA0003080747050000151
其中，Tc为离合器的目标扭矩，Te为发动机的目标扭矩，Je为发动机的转动惯量，
Figure BDA0003080747050000161
为实时计算的发动机的转速目标变化率，ωe为发动机的实际转速，ωt为实时计算的发动机的目标转速，PID(ωt,ωe)为关于实时计算的发动机的转速目标变化率、实时计算的发动机的目标转速的PID控制结果。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种离合器扭矩的控制方法，其特征在于，用于对双离合变速箱系统在起步与换挡过程中的转速同步控制阶段的离合器扭矩进行控制；所述双离合变速箱系统包括发动机、变速器、以及离合器，所述离合器设置在所述发动机和所述变速器之间；并且
所述离合器扭矩的控制方法包括以下步骤：
S1：获取所述转速同步控制阶段的所述发动机的实际转速参数、以及所述发动机的最终目标转速参数，并根据所述实际转速参数、所述最终目标转速参数、以及预设的曲线变化规则确定所述转速同步控制阶段的所述发动机的目标转速曲线；其中
所述发动机的实际转速参数包括所述发动机在所述转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率，所述发动机的最终目标转速参数包括所述发动机的最终目标转速变化率；
S2：根据所述目标转速曲线确定所述转速同步控制阶段的所述发动机的实时目标参数；
S3：获取所述转速同步控制阶段的所述发动机的运行参数，并根据所述运行参数、所述实时目标参数确定所述离合器的目标扭矩。
2.如权利要求1所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S11：获取所述转速同步控制阶段的所述发动机的实际转速参数、以及所述发动机的最终目标转速参数，并根据所述实际转速参数、所述最终目标转速参数确定所述发动机的实时目标转速参数；
S12：根据所述实时目标转速参数、以及预设的所述曲线变化规则确定所述目标转速曲线。
3.如权利要求2所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述发动机的实际转速参数还包括所述发动机在所述转速同步控制阶段的起点时的实际转速；
所述发动机的最终目标转速参数还包括所述发动机的最终目标转速；
所述发动机的实时目标转速参数包括所述目标转速曲线的起点的实际转速、所述目标转速曲线的起点的转速变化率、所述目标转速曲线的终点的实际转速、所述目标转速曲线的终点的转速变化率；并且
所述步骤S11中，所述根据所述实际转速参数、所述最终目标转速参数确定所述发动机的实时目标转速参数，包括：
将发动机在所述转速同步控制阶段的起点时的实际转速确定为所述目标转速曲线的起点的实际转速；
将发动机在所述转速同步控制阶段的起点时的实际转速变化率确定为所述目标转速曲线的起点的转速变化率；
将所述发动机的最终目标转速确定为所述目标转速曲线的终点的实际转速；
将所述发动机的最终目标转速变化率确定为所述目标转速曲线的终点的转速变化率。
4.如权利要求3所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，所述步骤S12中，所述预设的曲线变化规则为所述目标转速曲线向所述最终目标转速过渡时单调变化；并且
所述步骤S12包括：
根据所述实时目标转速参数、预设的所述曲线变化规则，并利用三次样条插值法确定所述目标转速曲线。
5.如权利要求4所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，所述利用三次样条函数法确定所述目标转速曲线包括：
S121：将所述目标转速曲线的起点确定为三次样条函数的函数起点，将所述目标转速曲线的终点确定为三次样条函数的函数终点；
S122：获取所述函数起点的函数值表达式、所述函数起点的加速度表达式，以及所述函数终点的函数值表达式、所述函数终点的加速度表达式；
S123：根据所述函数起点的函数值表达式、所述函数起点的加速度表达式、所述函数终点的函数值表达式、所述函数终点的加速度表达式、所述函数起点对应的时间、所述函数终点对应的时间、以及预设的三次样条函数表达式确定出所述三次样条函数表达式中各系数的表达式；
S124：根据所述函数终点的理想条件对所述三次样条函数表达式中各系数的表达式进行简化处理；
S125：根据简化处理后的所述各系数的表达式、以及所述三次样条函数的加速度表达式确定所述函数起点的加速度边界；
S126：根据所述函数起点的加速度边界、所述实时目标转速参数、预设的所述曲线变化规则确定所述目标转速曲线。
6.如权利要求5所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，所述步骤S123中，
预设的三次样条函数表达式为：
Prof(t)＝y(t)＝at3+bt2+ct+d
其中，Prof(t)为函数值，a、b、c、d均为系数；t为时间；
各系数的表达式为：
Figure FDA0003080747040000031
其中，T1为所述函数终点对应的时间，Y0Rate为所述函数起点的加速度表达式，Y1Rate为所述函数终点的加速度表达式，Y1为所述函数终点的函数值表达式，Y0为所述函数起点的函数值表达式。
7.如权利要求5所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，所述步骤S124中，
所述函数终点的理想条件包括所述函数终点的切线轴在所述函数终点对应的时间内速度恒定、所述函数终点的切线轴在所述函数终点对应的时间加速度为零；并且
进行简化处理后的各系数的表达式为：
Figure FDA0003080747040000041
其中，T1为所述函数终点对应的时间，Y0Rate为所述函数起点的加速度表达式，Y1为所述函数终点的函数值表达式，Y0为所述函数起点的函数值表达式；并且，
所述步骤S125中，
所述函数起点的加速度边界为：
Figure FDA0003080747040000042
其中，T1为所述函数终点对应的时间，Y0Rate为所述函数起点的加速度表达式，Y1为所述函数终点的函数值表达式，Y0为所述函数起点的函数值表达式。
8.如权利要求1-7任一项所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，所述发动机的实时目标参数包括实时计算的所述发动机的转速目标变化率、实时计算的所述发动机的目标转速。
9.如权利要求8所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，所述转速同步控制阶段的所述发动机的运行参数包括所述发动机的目标扭矩、转动惯量、实际转速；
所述步骤S3包括以下步骤：
S31：根据实时计算的所述发动机的转速目标变化率、实时计算的所述发动机的目标转速确定关于实时计算的所述发动机的转速目标变化率、实时计算的所述发动机的目标转速的PID控制结果；
S32：根据所述PID控制结果、所述运行参数确定所述离合器的目标扭矩。
10.如权利要求9所述的离合器扭矩的控制方法，其特征在于，根据以下公式计算所述离合器的目标扭矩：
Figure FDA0003080747040000043
其中，Tc为所述离合器的目标扭矩，Te为所述发动机的目标扭矩，Je为所述发动机的转动惯量，
Figure FDA0003080747040000051
为实时计算的所述发动机的转速目标变化率，ωe为所述发动机的实际转速，ωt为所述实时计算的所述发动机的目标转速，PID(ωt,ωe)为关于实时计算的所述发动机的转速目标变化率、实时计算的所述发动机的目标转速的所述PID控制结果。
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