自動濕式雙離合器變速器的起步控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于變速器控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自動濕式雙離合器變速器的起步控制 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙離合器變速器作為一種自動變速器方案，它的結(jié)構(gòu)已經(jīng)比較熟悉。例如DE 35 46 454 Al早已披露。但在近些年它才作為一種自動化的雙離合器變速器在轎車上批量使 用。該裝置包含兩套可以認(rèn)為是獨立的變速器，每套變速器包含一個離合器，齒輪速比裝 置。每套變速器通過和發(fā)動機的連接獲得扭矩，在輸出端，他們可能共用一個輸出軸，將扭 矩傳遞給車輪。或者是通過齒輪機構(gòu)輸出到一個共同的從動齒輪然后和輸出軸連接。兩個 獨立的離合器可以是做成一體的離合器總成，這樣兩個離合器通過共同的油路進行冷卻， 或是獨立的兩個離合器總成，需要兩個冷卻油路進行冷卻。
[0003] 進入起步階段時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速要高于發(fā)動機穩(wěn)定怠速轉(zhuǎn)速，而離合器的輸出軸轉(zhuǎn) 速從0開始上升。在起步的過程，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是高于離合器輸出軸轉(zhuǎn)速的。離合器處于 滑磨狀態(tài)，可以通過離合器的接合程度來決定傳遞扭矩的大小，即發(fā)動機的負(fù)載大小，通過 對發(fā)動機負(fù)載扭矩的控制，使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制在一個比較合理的區(qū)間，以獲得比較大并 且平穩(wěn)的扭矩，之后隨著離合器輸出軸轉(zhuǎn)速的上升，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和離合器轉(zhuǎn)速同步上升，直 到兩者轉(zhuǎn)速基本重合，已完成整個起步過程。該過程需要精確地控制離合器傳遞的扭矩， 為了降低人工操作的復(fù)雜性，該離合器控制過程一般是通過伺服驅(qū)動裝置自動化控制實現(xiàn) 的。該伺服裝置一般是電磁液壓、電機操作等操作機構(gòu)。在整個起步過程中，離合器的滑磨 會產(chǎn)生大量的熱量，使得離合器存在過溫?zé)龤У奈ｋU，因此需要通過冷卻油冷卻的方式進 行冷卻，冷卻油的動力源一般采用機械泵或是電動泵，前者通過發(fā)動機獲得驅(qū)動力，后者通 過電機驅(qū)動。油冷的方式可以使在起步過程中盡量地獲得大的驅(qū)動力而不用擔(dān)心離合器的 過熱問題。
[0004] 在起步的過程，發(fā)動機的扭矩較大點，高于發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速，因此需要先將發(fā)動 機的轉(zhuǎn)速控制到較高點，并且能夠穩(wěn)定在該轉(zhuǎn)速，等待離合器輸出軸轉(zhuǎn)速的上升。此時，發(fā) 動機任何轉(zhuǎn)速的波動都會帶來發(fā)動機扭矩的波動以及整車扭矩的波動，給駕駛員帶來不適 的感覺以及由于轉(zhuǎn)速的波動誤導(dǎo)駕駛員，或者由于控制的不佳帶來扭矩傳遞的沖擊等問 題。待離合器轉(zhuǎn)速上升之后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速和離合器轉(zhuǎn)速開始同步上升直至兩者轉(zhuǎn)速同步，完 成整個起步過程。發(fā)動機轉(zhuǎn)速和離合器轉(zhuǎn)速同步上升，需要通過離合器的扭矩控制來實現(xiàn)， 兩者以何種形式，何種軌跡進行結(jié)合影響到整車的駕駛感覺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在發(fā)動機起步過程中能夠避免扭矩沖擊和 振動，從而實現(xiàn)濕式離合器平穩(wěn)、快速起步，避免起步?jīng)_擊的自動濕式雙離合器變速器的起 步控制方法。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的自動濕式雙離合器變速器的起步控制方法包括 下述步驟：
[0007] 第一階段，首先使發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速達到一個扭矩比較大的穩(wěn)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngStall;
[0008] 第二階段，等待離合器的轉(zhuǎn)速上升，直到離合器實際轉(zhuǎn)速達到設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速值；
[0009] 第三階段，基于離合器的實際轉(zhuǎn)速計算發(fā)動機的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，通過離合器扭矩的控 制使發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速趨于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，直至發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速與離合器實際轉(zhuǎn)速最后同步； [0010] 所述第一階段中，采用下述方法使發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngStall:
[0011] 一、按照給定的時間和變化曲線計算出整個發(fā)動機的時間-目標(biāo)轉(zhuǎn)速軌跡，該變 化曲線是平滑沒有突變的；
[0012] 二、通過離合器扭矩的控制使得發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速按照發(fā)動機的時間-目標(biāo)轉(zhuǎn)速軌 跡由當(dāng)前轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到穩(wěn)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngStall;該過程中離合器結(jié)合扭矩Tat通過式（1)計算 得到：
[0013] Tclt - / το Δ TEng+TPj-T Proactive (I)
[0014] 式中，J TOT1 Λ TEng是基于發(fā)動機扭矩變化積分獲得的扭矩，TO是當(dāng)前時刻，Tl是 發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)到穩(wěn)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngStall的時刻；T PI是基于發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速PI 計算的速度閉環(huán)PI扭矩；Tpraartive是在發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速隨時間變化過程中根據(jù)式（3)、（4) 計算的ProActive扭矩；
[0015] Tpi -P X E speed+I X J το Espeed ⑵
[0016] Tproactive - dN EngT/dt X Iln ⑶
[0017] dNEngT/dt = (NEngT1-NEngT0) / (tl~t0) (4)
[0018] 式中，P為比例因子、I為積分因子；Esperai為發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速的偏差； dNEngT/dt是發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化的梯度；NEngT(l是當(dāng)前時刻發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速，N EngT1是下一時 刻發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速；tl-tO是當(dāng)前時刻與下一時刻的時間差，其值等于控制系統(tǒng)計算的時 間周期；Iln是離合器輸入轉(zhuǎn)動慣量；
[0019] 所述第二階段中，離合器轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值為（2_Ks)XNEngStall，Ks為目標(biāo)轉(zhuǎn)速曲線因 子，l〈Ks〈2 ;
[0020] 所述第三階段中，根據(jù)式（5)計算發(fā)動機的目標(biāo)轉(zhuǎn)速1#，通過離合器扭矩的控制 使發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速趨于目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngT，直至發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngT達到Ks*N EngStall時實現(xiàn)發(fā) 動機實際轉(zhuǎn)速和離合器實際轉(zhuǎn)速的最后同步；
[0021]
[0022] 式中Nat是離合器實際轉(zhuǎn)速。
[0023] 所述第一步中，發(fā)動機的穩(wěn)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngStall根據(jù)油門大小查表獲得。
[0024] 根據(jù)不同的車輛特性，可以調(diào)節(jié)Ks獲得不同的轉(zhuǎn)速變化曲率。Ks越小，起步同步 過程越快，Ks越大，過程越緩。
[0025] 本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于自動濕式雙離合器變速器起步過程的控制方法，該雙離 合器變速器包括：兩個變速器裝置，每個由一個濕式離合器及其冷卻裝置、變速器檔位組， 還有至少一個離合器輸入轉(zhuǎn)速傳感器裝置、兩個離合器輸出轉(zhuǎn)速傳感器裝置和一個輸出軸 轉(zhuǎn)速傳感器裝置。起步過程如下：控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速按照既定軌跡達到第一階段目標(biāo)轉(zhuǎn)速 點，通過離合器的扭矩傳遞使得離合器轉(zhuǎn)速上升，達到一定離合器轉(zhuǎn)速之后，基于離合器轉(zhuǎn) 速計算出發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速，控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升，同時實現(xiàn)離合器轉(zhuǎn)速的上升，直到兩者轉(zhuǎn) 速基本一致，完成起步過程。整個過程通過離合器的扭矩控制來實現(xiàn)。起步開始時，基于油 門的大小，算出一個發(fā)動機穩(wěn)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngStall，基于變化的目標(biāo)轉(zhuǎn)速曲率和變化時間算 出轉(zhuǎn)速變化的梯度，基于梯度來補償離合器的結(jié)合扭矩，在該扭矩的驅(qū)動下，離合器轉(zhuǎn)速上 升，當(dāng)離合器扭矩達到一定值下，通過基于離合器的轉(zhuǎn)速，計算發(fā)動機的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，以保證 最終兩者的同步結(jié)合。
[0026] 本發(fā)明提出了一種用于自動濕式雙離合器變速器起步過程的控制方法，該方法通 過控制離合器的傳遞扭矩，使得起步過程中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速按照目標(biāo)轉(zhuǎn)速進行變化，實現(xiàn)了濕 式離合器起步過程的平穩(wěn)和快速，避免了起步的沖擊。
【附圖說明】
[0027] 本發(fā)明的其他技術(shù)細(xì)節(jié)見下面的詳細(xì)說明和附圖。這些附圖用于圖示化地解釋本 發(fā)明所述的控制方法。
[0028] 圖1是采用本發(fā)明在起步過程中發(fā)動機的目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化曲線、實際變化曲線和離 合器輸出軸轉(zhuǎn)速變化曲線圖。
[0029] 圖2是本發(fā)明離合器作用扭矩的計算過程示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 如圖1所示，整個起步過程可以分解為三個階段。第一階段為發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)到穩(wěn)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngStall階段，該階段基于定義的起步調(diào)速時間（StallStartTime)和調(diào) 速軌跡（StallProfile)獲得發(fā)動機目標(biāo)轉(zhuǎn)速變化的整個曲線，當(dāng)發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速達到穩(wěn) 定目標(biāo)轉(zhuǎn)速NEngStall之后，進入第二階段。第二階段發(fā)