CN105587851B - 湿式六速双离合式变速器起步控制方法 - Google Patents

Abstract

一种湿式六速双离合式变速器起步控制方法，通过在起步工况下，根据目标挡位，目标挡位传动齿轮啮合情况，目标挡位同步器是否移动判断采用一挡或二挡正常起步；二挡正常起步过程中满足二挡降一挡时，实现降挡后起步并提出起步过程中二挡降一挡的离合器切换控制。本发明能够在二挡正常起步过程中进行挡位切换降至一挡起步，能减少离合器的滑磨，快速起步，提高车辆的起步加速性能。

Description

湿式六速双离合式变速器起步控制方法

技术领域

本发明涉及的是一种变速器领域的技术，具体是一种湿式六速双离合式变速器起步控制方法。

背景技术

搭载DCT的车辆起步过程中离合器的控制目标是按照驾驶员的驾驶意图，控制离合器主、从动端平稳的接合，保证车辆平稳起步，减小离合器的滑磨，而且要保证发动机稳定运转，防止发动机转速有较大的波动，造成发动机抖动。起步控制是双离合器式变速器关键技术之一，既要保证车辆的性能，也需要很好的响应驾驶员的驾驶意图。

目前搭载DCT的车辆起步策略有采用一挡起步或二挡起步，但极少有在起步过程中控制奇数、偶数离合器的切换，实现降挡后起步，也没有提出起步工况下二挡降一挡的离合器控制方法。车辆起步的工况有多种，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，发动机的转速会快速上升，而二挡所在的偶数离合器输入轴与发动机的转速差较大，二挡起步时由于转速差大，离合器滑磨时间长，起步慢，没有及时响应驾驶员的驾驶意图，实现快速起步。一挡所在的奇数离合器输入轴转速与发动机转速相差小，实现二挡降至一挡起步，可以减小起步过程离合器的滑磨，更有利于起步过程离合器的快速结合，完成起步，同时踩大油门起步降至一挡后起步，使车辆能获得较大的驱动力，提高车辆的起步性能，快速响应驾驶员的驾驶意图。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101978188A，公开(公告)日2011.02.16，公开了一种车辆用双离合器式变速器的起步控制装置，该技术在搭载双离合器式变速器的货用车辆起步时，在通常状态下进行2速挡的顺畅地起步，在上坡路等上迅速地切换为1速挡起步。在货用车辆起步时，首先，将双离合器式变速器的2根输入轴设定为换挡至1速挡和2速挡的状态，在此状态下，使与2速挡的齿轮系相连的摩擦离合器的连接量增加，进行2挡起步。在经过规定时间后，检测加速器开度及车速等，判定驱动力过多还是不足，在没有出现驱动力不足时，继续通过2速挡起步，使车辆迅速加速。在判断驱动力不足时，立即连接与1速挡的齿轮系相连的摩擦离合器。由于预先换挡至1速挡的齿轮系，所以变速器在短时间内成为降挡后的状态，即使在上坡路也能够避免车辆后退等不可预测的情况。但该技术在一挡起步时无法进行优化控制。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种湿式六速双离合式变速器起步控制方法，能够在二挡正常起步过程中进行挡位切换降至一挡起步，能减少离合器的滑磨，快速起步，提高车辆的起步加速性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明在起步工况下，根据目标挡位，目标挡位传动齿轮啮合情况，目标挡位同步器是否移动判断采用一挡或二挡正常起步；二挡正常起步过程中满足二挡降一挡时，实现降挡后起步并提出起步过程中二挡降一挡的离合器切换控制。

本发明具体包括以下步骤：

a)起步条件判断：TCU根据发动机点火开关位置、制动情况、换挡杆位置、车速大小、油门踏板开度确定是否满足起步条件；

b)起步模式判断：根据油门踏板开度和车速确定的目标挡位，拨叉位置传感器的信息确定目标挡位传动齿轮是否啮合，目标挡位同步器是否移动判断一挡或二挡正常起步；

c)进入一挡正常起步模式后，控制奇数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速；

d)进入二挡正常起步模式后，控制偶数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速；

e)二挡正常起步模式下，根据目标挡位、目标挡位传动齿轮是否啮合、目标挡位同步器是否移动、偶数离合器是否预充完成判断是否满足二挡降一挡条件；

f)进入二挡降一挡模式后，同时控制奇数、偶数离合器电磁阀的电流，使得奇数、偶数离合器进行有序切换，并在二挡降一挡过程中根据一挡或二挡正常起步的条件判断是否跳转到一挡或二挡正常起步模式；

g)二挡降至一挡后，进入一挡正常起步模式，根据一挡正常起步的控制方法控制奇数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速。

技术效果

与现有技术相比，本发明的技术效果包括：

1)根据目标挡位，目标挡位传动齿轮啮合情况，目标挡位同步器是否移动判断起步模式，一挡或二挡正常起步模式下，根据发动机目标转速和实际转速情况，对离合器电磁阀的电流进行闭环控制，使起步过程发动机转速波动小，车辆平稳起步。

2)二挡起步模式下，目标挡位为一挡，一挡传动齿轮啮合，一挡同步器不移动，偶数离合器预充完成时，执行二挡降一挡策略，控制奇数、偶数离合器有序切换，减小滑磨，快速起步，同时，可使车辆能获得较大的驱动力，提高车辆的起步性能，充分响应驾驶员的驾驶意图。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为实施例一挡正常起步控制原理示意图；

图3为实施例二挡正常起步控制原理示意图；

图4为实施例起步工况二挡降一挡离合器切换控制原理示意图；

图中：a为流程图上半部分，b为流程图下半部分；

图5和图6为本发明实施例效果示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，是本实施例所述的湿式六速双离合器式变速器起步控制流程图，本实施例具体步骤包括：

步骤a，TCU根据发动机点火开关位置，制动情况、换挡杆位置、车速大小，油门踏板开度确定是否满足起步条件，具体为：发动起点火开关位置，换挡杆位置、车速、油门踏板开度、制动灯的信号来自整车控制器。制动情况根据制动灯信号信息来判断，制动灯信号为1表示制动，制动灯信号为0表示无制动。当检测到同时满足发动机点火开关处于ON位置、换挡杆位置为非P挡或N挡、无制动、车速小于基于实际挡位查表设置的阀值、油门踏板开度大于设置的阀值时，判定满足起步条件，否则不进行起步模式下的离合器控制。

所述的基于实际挡位查表设置的阀值，具体为：一挡优选车速阀值11km/h，二挡优选车速阀值14km/h。

所述的发动机油门踏板开度大于优选阀值0.5％。

步骤b，起步模式判断：根据油门踏板开度和车速确定的目标挡位，根据拨叉位置传感器的信息确定目标挡位传动齿轮是否啮合，根据目标挡位同步器是否移动判断一挡或二挡正常起步模式，具体为：目标挡位由油门踏板开度和车速进行查表确定；从拨叉位置传感器的信息获取同步器的位置，进而确定目标挡位传动齿轮是否啮合及目标挡位同步器是否还在移动：当同时满足目标挡位为一挡、一挡啮合齿轮啮合、一挡同步器不移动，则判断为一挡正常起步；当同时满足目标挡位为二挡、二挡啮合齿轮啮合、二挡同步器不移动，则判断为二挡正常起步。

步骤c，当在步骤b中判断为进入一挡正常起步模式时，控制奇数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速，直至完成起步，如图2所示，具体包括如下步骤：

c1，根据油门踏板开度查表获取发动机的参考转速，并实时采集发动机的实际转速；当发动机实际转速小于参考转速时，以参考转速为发动机的目标转速；当发动机实际转速大于参考转速时，定义发动机实际转速逐渐递减过渡到参考转速的转速作为发动机的目标转速。计算发动机目标转速与实际转速的转速差；

c2，根据转速差和油门踏板开度获取比例系数和积分系数，将基于油门踏板开度和车速查表获取的修正系数修正转速差与比例系数的乘积后作为比例项值，将基于油门踏板开度和车速查表获取的修正系数修正转速差与积分系数的乘积作为积分项值，获取发动机的净扭矩；,其中，T_d表示发动机的净扭矩，T_e表示发动机扭矩，可从发动机转速w_e和节气门开度α组成的扭矩特性Map图上获得，J_e表示发动机至飞轮的转动惯量，表示发动机转速变化率。然后通过查表将发动机净扭矩转换成对应的奇数离合器电磁阀的电流后，根据油门踏板开度和车速进行查表获得的修正系数对电流修正后为前馈项值；修正系数的值通过标定实现，油门踏板开度小，修正系数应大些，保证离合器传递一定的扭矩；车速大，修正系数应大些，多传递发动机的净扭矩，以尽快完成起步。

c3，根据转速差确定对发动机转速是否采用积分调节，即：当发动机目标转速大于实际转速时，则对发动机转速差只进行比例调节，奇数离合器电磁阀的目标电流为前馈项与比例项之差；当发动机目标转速小于等于实际转速时，则对发动机转速差进行比例调节和积分调节，奇数离合器电磁阀的目标电流为前馈项值与比例项值、积分项值之差。

步骤d，当在步骤b中判断为进入二挡正常起步模式时，控制偶数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速，直至完成起步，如图3所示，具体包括如下步骤：

d1，根据油门踏板开度查表获取发动机的参考转速，并实时采集发动机的实际转速，当发动机实际转速小于参考转速时，定义发动机的目标转速为参考转速；当发动机实际转速大于参考转速时，定义发动机实际转速逐渐递减过渡到参考转速的转速作为发动机的目标转速。计算发动机目标转速与实际转速的转速差；

d2，根据转速差和油门踏板开度获取比例系数和积分系数，将基于油门踏板开度和车速查表获取的修正系数修正转速差与比例系数的乘积后作为比例项值，将基于油门踏板开度和车速查表获取的修正系数修正转速差与积分系数的乘积作为积分项值，获取发动机的净扭矩，,其中，T_d表示发动机的净扭矩，T_e表示发动机扭矩，可从发动机转速w_e和节气门开度α组成的扭矩特性Map图上获得，J_e表示发动机至飞轮的转动惯量，表示发动机转速变化率。然后通过查表将发动机净扭矩转换成对应的奇数离合器电磁阀的电流，再根据油门踏板开度和车速查表获得的修正系数对电流修正后为前馈项值；修正系数的值通过标定实现，油门踏板开度小，修正系数应大些，保证离合器传递一定的扭矩；车速大，修正系数应大些，多传递发动机的净扭矩，以尽快完成起步。

d3，根据转速差确定对发动机转速差是否采用积分调节，即：当发动机目标转速大于实际转速时，则对发动机转速只进行比例调节，奇数离合器电磁阀的目标电流为前馈项值与比例项值之差；当发动机目标转速小于等于实际转速时，则对发动机转速差进行比例调节和积分调节，奇数离合器电磁阀的目标电流为前馈项与比例项值、积分项值之差。

步骤e，二挡正常起步模式下，根据目标挡位、目标挡位传动齿轮是否啮合、目标同步器是否移动、偶数离合器是否预充完成判断是否满足二挡降一挡条件，具体如图4所示：在二挡正常起步模式下，当目标挡位为一挡、一挡传动齿轮啮合、一挡同步器不移动且偶数离合器预充完时执行二挡降一挡。

步骤f，进入二挡降一挡模式后，同时控制奇数、偶数离合器电磁阀的电流，使得奇数、偶数离合器进行有序切换，并在二挡降一挡过程中根据一挡或二挡正常起步的条件判断是否跳转到一挡或二挡正常起步模式；

所述的有序切换分为三个阶段：第一阶段为奇数离合器预充，第二阶段为奇数、偶数离合器电流递增阶段，第三阶段为奇数离合器电流递增，偶数离合器电流降至2Nm扭矩对应的偶数离合器电流。

所述的第一阶段，其跳转到第二阶段的条件为至少满足如下任意一个条件：

1)目标挡位为一挡，一挡传动齿轮啮合，一挡同步器不移动，奇数离合器预充完成，发动机转速大于奇数离合器输入轴转速与第一阶段补偿值之差，优选第一阶段补偿值为80rpm；

2)目标挡位为一挡，一挡传动齿轮啮合，一挡同步器不移动，发动机转速大于奇数离合器输入轴转速与第一阶段补偿值之差，优选第一阶段补偿值为80rpm，处于第一阶段的时间大于设定的第一阶段下限阀值，优选第一阶段下限阀值为0.35s；

3)处于第一阶段的时间大于设定的第一阶段上限阀值，优选第一阶段上限阀值为1s；

所述的第一阶段中：奇数离合器电流快速增大，完成预充，对于偶数离合器，发动机目标转速取上述二挡正常起步发动机目标转速与奇数离合器输入轴转速的最大值，偶数离合器电流为根据二挡正常起步控制方法计算的电流。

所述的第二阶段，其跳转到第三阶段的条件为至少满足如下任意一个条件：

1)油门踏板开度小于0；

2)奇数离合器电磁阀电流大于偶数离合器电磁阀电流且油门踏板开度大于0；

3)奇数离合器电磁阀电流大于偶数离合器电磁阀电流且发动机与奇数离合器输出入轴的转速差小于设置的第二阶段转速阀值，优选第二阶段转速阀值为60rpm；

4)处于第二阶段的时间大于设置的阀值，优选第二阶段上限阀值为1s；

所述的第二阶段中：奇数离合器由上周期计算的目标电流逐渐变化至经修正后的发动机净扭矩对应的电流，优选的修正系数为0.85；偶数离合器由上周期计算的目标电流逐渐变化至经修正后的发动机净扭矩对应的电流，优选的修正系数为0.7。

所述的第三阶段，其跳转到一挡正常起步的条件为至少满足如下任意一个条件：

1)油门踏板开度小于等于0，奇数离合器电流小于2Nm扭矩对应的奇数离合器电流；

2)发动机与奇数输入轴的转速差小于设置的第三阶段转速阀值，优选第三阶段转速阀值为20prm，奇数离合器电流小于2Nm扭矩对应的奇数离合器电流；

3)处于第三阶段的时间大于基于油门开度查表所设置的时间阀值。进入一挡正常起步模式后，根据一挡正常起步的控制方法，控制奇数离合器电磁阀的电流，完成起步。

所述的第三阶段中：奇数离合器由上周期计算的目标电流逐渐变化至经修正后的发动机净扭矩对应的电流，优选的修正系数为0.85，偶数离合器电流降至2N.m扭矩对应的偶数离合器电流。

在第二、第三阶段，检测到目标挡位为二挡，二挡传动齿轮啮合，二挡同步器不移动时，跳转到二挡正常起步模式。

步骤g，二挡降至一挡后，进入一挡正常起步模式，根据一挡正常起步的控制方法控制奇数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速，即二挡降一挡过程第三阶段检测到满足第三阶段跳转到一挡正常起步的条件时，跳转到一挡正常起步模式，根据一挡正常起步的控制方法控制奇数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速。

本方法实施后的实车实验数据如图5所示，当二挡蠕行行驶时，当驾驶员深踩油门踏板，油门踏板开度大于阀值0.5时，由蠕行工况进入起步工况。此时油门开度比较小，二挡正常起步。油门踏板增大到一定程度时，由油门开度和车速决定的目标挡位由二挡变为一挡，进行二挡降一挡起步。降至一挡后，一挡正常起步，起步完成后进入高速工况。

如图6所示，随着油门踏板开度的增加，发动机的转速不断上升，二挡所在的偶数离合器输入轴与发动机的转速差较大，一挡所在的奇数离合器输入轴转速与发动机转速相差小，起步过程，奇数离合器滑磨比偶数离合器的滑磨更少，更有利于起步过程离合器的快速结合，以完成起步，整车加速度不断增大，车辆能获得较大的驱动力，提高了车辆的起步性能，快速响应驾驶员的驾驶意图。

Claims (12)

1.一种湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤

a)起步条件判断：TCU根据发动机点火开关位置，制动情况、换挡杆位置、车速大小，油门踏板开度确定是否满足起步条件；

b)起步模式判断：根据油门踏板开度和车速确定的目标挡位，拨叉位置传感器的信息确定目标挡位传动齿轮是否啮合，目标挡位同步器是否移动判断一挡或二挡正常起步模式；

c)进入一挡正常起步模式后，控制奇数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速，其中一挡正常起步控制方法具体包括如下步骤：

c1)根据油门踏板开度查表获取发动机的参考转速，并实时采集发动机的实际转速；当发动机实际转速小于参考转速时，以参考转速为发动机的目标转速；当发动机实际转速大于参考转速时，定义发动机实际转速逐渐递减过渡到参考转速的转速作为发动机的目标转速，计算发动机目标转速与实际转速的转速差；

c2)根据转速差和油门踏板开度获取比例系数和积分系数，将基于油门踏板开度和车速查表获取的修正系数修正转速差与比例系数的乘积后作为比例项值，将基于油门踏板开度和车速查表获取的修正系数修正转速差与积分系数的乘积作为积分项值，获取发动机的净扭矩；然后通过查表将发动机净扭矩转换成对应的奇数离合器电磁阀的电流后，根据油门踏板开度和车速进行查表获得的修正系数对电流修正后为前馈项值；

c3)根据转速差确定对发动机转速是否采用积分调节；

d)进入二挡正常起步模式后，控制偶数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速；

e)二挡正常起步模式下，根据目标挡位、目标挡位传动齿轮是否啮合、目标挡位同步器是否移动、偶数离合器是否预充完成判断是否满足二挡降一挡条件；

f)进入二挡降一挡模式后，同时控制奇数、偶数离合器电磁阀的电流，使得奇数、偶数离合器进行有序切换，并在二挡降一挡过程中判断是否跳转到一挡或二挡正常起步模式；

g)二挡降至一挡后，进入一挡正常起步模式，根据一挡正常起步的控制方法控制奇数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速。

2.根据权利要求1所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，在所述步骤a中，当检测到同时满足：发动机点火开关处于ON位置、换挡杆位置为非P挡或N挡、无制动、车速小于基于实际挡位查表设置的阀值、油门踏板开度大于设置的阀值时，判定满足起步条件，否则不进行起步模式下的离合器控制方法。

3.根据权利要求1所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，在所述步骤b中，当同时满足目标挡位为一挡、一挡啮合齿轮啮合、一挡同步器不移动，则判断为一挡正常起步；当同时满足目标挡位为二挡、二挡啮合齿轮啮合、二挡同步器不移动，则判断为二挡正常起步。

4.根据权利要求1所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，步骤c3中，当发动机目标转速大于实际转速时，则对发动机转速差只进行比例调节，奇数离合器电磁阀的目标电流为前馈项与比例项之差；当发动机目标转速小于等于实际转速时，则对发动机转速差进行比例调节和积分调节，奇数离合器电磁阀的目标电流为前馈项值与比例项值、积分项值之差。

5.根据权利要求1所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，在所述步骤d中，二挡正常起步控制方法具体包括如下步骤：

d1)根据油门踏板开度查表获取发动机的参考转速，并实时采集发动机的实际转速，当发动机实际转速小于参考转速时，定义发动机的目标转速为参考转速；当发动机实际转速大于参考转速时，定义发动机实际转速逐渐递减过渡到参考转速的转速作为发动机的目标转速，计算发动机目标转速与实际转速的转速差；

d2)根据转速差和油门踏板开度获取比例系数和积分系数，将基于油门踏板开度和车速查表获取的修正系数修正转速差与比例系数的乘积后作为比例项值，将基于油门踏板开度和车速查表获取的修正系数修正转速差与积分系数的乘积作为积分项值，获取发动机的净扭矩；然后通过查表将发动机净扭矩转换成对应的奇数离合器电磁阀的电流，再根据油门踏板开度和车速查表获得的修正系数对电流修正后为前馈项值；

d3)根据转速差确定对发动机转速差是否采用积分调节。

6.根据权利要求5所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，步骤d3中，当发动机目标转速大于实际转速时，则对发动机转速只进行比例调节，奇数离合器电磁阀的目标电流为前馈项值与比例项值之差；当发动机目标转速小于等于实际转速时，则对发动机转速差进行比例调节和积分调节，奇数离合器电磁阀的目标电流为前馈项与比例项值、积分项值之差。

7.根据权利要求1所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，在所述步骤e中，在二挡正常起步模式下，当目标挡位为一挡、一挡传动齿轮啮合、一挡同步器不移动且偶数离合器预充完时执行二挡降一挡。

8.根据权利要求1所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，在所述步骤f中，所述的有序切换分为三个阶段：第一阶段为奇数离合器预充，第二阶段为奇数、偶数离合器电流递增阶段，第三阶段为奇数离合器电流递增，偶数离合器电流降至2Nm扭矩对应的偶数离合器电流。

9.根据权利要求8所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，所述的第一阶段，其跳转到第二阶段的条件为至少满足如下任意一个条件：

1)目标挡位为一挡，一挡传动齿轮啮合，一挡同步器不移动，奇数离合器预充完成，发动机转速大于奇数离合器输入轴转速与补偿值之差，该补偿值为80rpm；

2)目标挡位为一挡，一挡传动齿轮啮合，一挡同步器不移动，发动机转速大于奇数离合器输入轴转速与补偿值之差，该补偿值为80rpm，处于第一阶段的时间大于设定的第一阶段下限阀值，该第一阶段下限阀值为0.35s；

3)处于第一阶段的时间大于设定的第一阶段上限阀值，该第一阶段上限阀值为1s。

10.根据权利要求8所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，所述的第二阶段，其跳转到第三阶段的条件为至少满足如下任意一个条件：

1)油门踏板开度小于0；

2)奇数离合器电磁阀电流大于偶数离合器电磁阀电流且油门踏板开度大于0；

3)奇数离合器电磁阀电流大于偶数离合器电磁阀电流且发动机与奇数离合器输出入轴的转速差设置的第二阶段转速阀值，该第二阶段转速阀值为60rpm；

4)处于第二阶段的时间大于设置的阀值，该第二阶段上限阀值阀值为1s。

11.根据权利要求8所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，所述的第三阶段，其跳转到一挡正常起步的条件为至少满足如下任意一个条件：

1)油门踏板开度小于等于0，奇数离合器电流小于2Nm扭矩对应的奇数离合器电流；

2)发动机与奇数输入轴的转速差小于设置的第三阶段转速阀值，该第三阶段转速阀值为20prm，奇数离合器电流小于2Nm扭矩对应的奇数离合器电流；

3)处于第三阶段的时间大于基于油门开度查表所设置的时间阀值；进入一挡正常起步模式后，根据一挡正常起步的控制方法，控制奇数离合器电磁阀的电流，完成起步。

12.根据权利要求1所述的湿式六速双离合式变速器起步控制方法，其特征是，在所述步骤g中，二挡降一挡过程第三阶段检测到满足第三阶段跳转到一挡正常起步的条件时，跳转到一挡正常起步模式，根据一挡正常起步的控制方法控制奇数离合器电磁阀的电流，使发动机转速跟随发动机目标转速。