CN105179676A - 六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法 - Google Patents

六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法 Download PDF

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Abstract

一种六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，通过实时监控行车状态以快速判断出驾驶意图并计算出目标加速度，然后通过查换挡图实时更新目标档位，并根据目标档位来确定降档类型为降奇数个档位或降偶数个档位，以便进行对应的单档降档或多档降档控制；本发明结合湿式离合器的结构特性，为了保证车辆平顺降档，对重刹降档策略中多档降档进行了开发，并在实车中得到了验证。

Description

六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法
技术领域
本发明涉及的是一种汽车自动化控制领域的技术，具体是一种六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法。
背景技术
DCT(DualClutchTransmission，双离合变速器)是在MT基础上通过TCU和阀体代替手动换挡杆，并且为了保证动力不中断选用两个离合器对动力传递进行控制的一种自动变速器。两个离合器之间的默契配合，汽车平顺性和动力性的提高，需要高精度的控制策略。在车辆行驶过程中，我们往往会遇到很多突发状况，需要采取紧急制动来避免危险，怎么快速平稳的使车辆停下来是研究的重点。刹车踏板踩下去的轻重，对于降档类型的选择是一个难点，降档类型选择不合适，会影响驾驶感和缩短双离合的寿命。
当车辆在平稳驾驶过程中驾驶员以较快速率重踩刹车，双离合自动变速器会进行降档以获得更大的动力，当重踩刹车时，车速迅速下降，这时如果采用顺序单档降档，离合器频繁交互，容易引起离合器过热，并且降档时间过长，驾驶员会感觉有顿挫感。
当驾驶员重踩刹车时，TCU根据车辆的加速度大小来决定每个降档的降档点。当加速度比较大时，相邻档位之间的换挡点比较接近，目标档位变化快，同步器来不及动作，进而出现降多档的情况。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103758995A，公开日2014.04.30，公开了一种双离合器自动变速箱刹车降挡控制方法，包括：获取刹车踏板压力、油门踏板开度、车速、整车加速度和当前的挡位；根据刹车踏板压力得到刹车百分率，根据刹车百分率查表得到增益系数；根据车速和增益系数，得到实际挂挡车速；根据实际挂挡车速和油门踏板开度，查表得到第一目标挡位；判断第一目标挡位是否小于当前的挡位，且油门踏板开度是否等于0；如果是，则根据刹车百分率和整车加速度，确定进入普通刹车降挡控制模式或者进入重踩刹车降挡控制模式；如果进入普通刹车降挡控制模式，则执行普通刹车降挡控制；如果进入重踩刹车降挡控制模式，则执行重踩刹车降挡控制。但该技术不具有多档降档离合器控制策略，降挡过程中容易导致离合器滑磨和离合器过热。
发明内容
在车辆行驶过程中，我们往往会遇到很多突发状况，需要采取紧急制动来避免危险，怎么快速平稳的使车辆停下来是研究的重点。刹车踏板踩下去的轻重，对于降档类型的选择是一个难点，降档类型选择不合适，会影响驾驶感和缩短双离合的寿命，本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，当车辆处于正常行驶过程中，由于突发危险状况驾驶员以较快加大的力踩制动踏板，造成双离合变速器自动进行降档，以平稳迅速的降低车速达到快速制动的效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明通过实时监控行车状态以快速判断出驾驶意图并计算出目标加速度，然后通过查换挡图实时更新目标档位，并根据目标档位来确定降档类型为降奇数个档位或降偶数个档位，以便进行对应的单档降档或多档降档控制。
所述的行车状态包括：车速、两个输入轴转速、目标档位、同步器动作标志位、双离合的状态、发动机扭矩以及油门踏板和刹车踏板角度。
所述的驾驶意图包括：当车速大于50km/h，目标档位和实际档位都为5时，车辆处于稳态驾驶，此时：
a)以小于20Bar的力踩制动踏板，目标档位变化较慢，变速箱有足够的时间完成换挡，这时采用单档降档策略，不会引起离合器过热，可以保证换挡平顺性；
b)以大于20Bar的力踩制动踏板，目标档位变化时间过短，变速箱来不及进行单档降档，这时采用多档降档，保证不会引起离合器过热，并且换挡平顺。
所述的查换挡图是指：将各个档位的换挡点根据车速微分运算得到的负向加速度进行查表，查表所得到的结果再加上基于大气压力的补偿，以适用于高原或平地等不同的路况。
所述的重制动降档包括：降奇数个档位和降偶数个档位，降档档位跨度越大，则发动机需要达到的目标转速跨度也就越大。
所述的降奇数个档位是指：原档位和目标档位在不同输入轴上传动，比如5‐2，可以直接进行降档，具体控制阶段如下：
1)重刹目标档位确定阶段：由加速度和大气压力共同查表得到降档点v_down，通过v_down来确定目标档位。
2)发动机升速阶段：offgoing离合器(待分离离合器)扭矩下降，离合器打开，控制发动机转速按照目标速率来升速，同时根据目标档位和实际档位判断降档类型为降奇数档。
3)发动机转速同步阶段：offgoing离合器扭矩上升，控制发动机升速变缓，准备同步；当发动机转速大于目标转速时，控制发动机转速稳定在目标转速以上50rpm；oncoming离合器(待结合离合器)进行预充油压。
4)扭矩交换阶段：当发动机转速与oncoming离合器转速差小于50rpm，且oncoming离合器预充油压完成，则开始扭矩交换，使oncoming离合器传递扭矩，换挡过程结束。
所述的降偶数个档位是指：原档位和目标档位由同一输入轴传动的降档，比如4降2；为保证换挡平顺性需要另一输入轴上的中间档位进行过渡，比如4降2需要3档过渡，因此降偶数个档位与降奇数个档位的区别就在于中间档位的过渡过程，具体控制阶段如下：
i)重刹目标档位确定阶段：由加速度和大气压力共同查表得到降档点v_down，通过v_down来确定目标档位。
ii)发动机升速阶段(原档位调速阶段)：当前工作的离合器扭矩下降，离合器打开，控制发动机转速按照目标速率来升速，根据目标档位和实际档位判断降档类型为降偶数个档位；
iii)中间档位调速阶段：当中间档位预充油压好且发动机转速升到中间档位以上时，原档位离合器扭矩慢慢下降，中间档位对应的离合器接管来控制调速；
iv)发动机转速同步阶段：offgoing离合器扭矩上升，控制发动机升速变缓，准备同步，；当发动机转速大于目标转速时，控制发动机转速稳定在目标转速以上50rpm；
v)扭矩交换阶段：当发动机转速与oncoming离合器转速差小于50rpm，且oncoming离合器预充油压完成，则开始扭矩交换，使oncoming离合器传递扭矩，换挡过程结束。
技术效果
与现有技术相比，本发明通过不断的实车试验确定的换挡点，对于目标档位的确定比较符合驾驶员的实际意图，发动机速度控制策略使发动机在升速过程中快速稳定，离合器扭矩的控制使离合器扭矩交换过程平顺，同时离合器温度上升缓慢，说明有效了防止了离合器过热，总之高质量、快速、平稳的完成了整个重刹降档。
附图说明
图1为重刹过程降档控制流程图；
图2为重刹降奇数个档位时，待分离轴转速、待结合轴转速、发动机转速之间的变化趋势示意图以及待分离轴轴扭矩、待结合轴轴扭矩、发动机扭矩之间变化趋势示意图；
图中：(1)(2)为发动机转速按照目标速率升速阶段，(3)为准备同步阶段，(4)为稳定发动机转速阶段，(5)为离合器扭矩交换阶段。
图3为重刹降偶数个档位时，待分离轴转速、待结合轴转速、发动机转速之间的变化趋势示意图以及待分离轴扭矩、待结合轴扭矩、发动机扭矩之间变化趋势示意图；
图中：(1)为原档位调速阶段，(2)为中间档位调速阶段，(3)为准备同步阶段，(4)为稳定发动机转速阶段，(5)为离合器扭矩交换阶段。
图4为实施例1效果示意图；
图5为实施例2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
本实施例提供了4档紧急制动导致目标档位连续变化3‐2，最终目标档位确定为2，此时为降偶数个档位。如图3和图4所示。
表1不同加速度下每个档位降档点
表1中：V_Down[1]为2降1的换挡点，V_Down[2]为3降2的换挡点，V_Down[3]为4降3的换挡点，V_Down[5]为5降4的换挡点，V_Down[6]为6降5的换挡点。当车速小于V_Down时，目标档位更新。
参照表1的换挡图和图4的实车数据，本实施例具体步骤如下：
1)实时监测刹车压力信号(BrakePressureHSC)、发动机转速(EngineSpeedHSC)、奇数输入轴转速(NIn1)、偶数输入轴转速(NIn2)、车速信号(VehiclSpeedHSC)、加速度信号(Vehicle_acc_Filt)、实际档位信号(GearActualHSC)、目标档位(GearTargetHSC)、奇数离合器状态(Sate_Tc1)、偶数离合器状态(Sate_Tc2)，如图4所示。
2)正常驾驶到达5档，车速达到43km/h时，松油门，踩下刹车踏板使刹车压力为11.7bar(如图4中3m6.6s)，车速为41.4km/h，加速度a为0.458m/s2，车速下降慢，目标档位更新为4，这时先执行单档降档(5‐4)，继续加大刹车压力到40bar，当车速为36.45km/h(如图4中3m6.9s)。加速度为2.26m/s2，目标档位更新为3，当车速为30.54km/h(如图4中3m7.2s)，加速度为4.46m/s2，这时目标档位更新为2，当5降4执行完毕，判断目标档位为2档，则执行4降2，进入多档降档的降偶数个档位策略。
3)进入降偶数个档位逻辑，先去上中间档位3档，3档拨叉在位后，对奇数离合器进行预充油压油，同时偶数离合器控制对发动机进行调速，如图3中的阶段(1)和阶段(2)，对应的实车效果图4的3m8.15s到3m8.33s。当发动机转速超过中间轴转速，同时奇数离合器预充油压完成，则通过奇数离合器对发动机进行调速，偶数离合器打开，这时发出上2档指令，当2档在位了进入目标档位预充油压调速阶段，如图3中的阶段(3)，当调速完成进入扭矩交换阶段。
4)进入扭矩交换阶段，奇数离合器扭矩在标定时间内下降到2Nm，偶数离合器扭矩在标定时间内上升到发动机扭矩，如图3中的阶段(4)，图4的3m9.43s以后，扭矩交换完成。
实施例2
本实施例提供了5档紧急制动导致目标档位连续变化5‐4‐3‐2，最终目标档位确定为2，此时为降奇数个档位。如图2和图5，参照表1的换挡图，具体实施步骤如下：
1)实时监测刹车压力信号(BrakePressureHSC)、发动机转速(EngineSpeedHSC)、奇数输入轴转速(NIn1)、偶数输入轴转速(NIn2)、车速信号(VehiclSpeedHSC)、加速度信号(Vehicle_acc_Filt)、实际档位信号(GearActualHSC)、目标档位(GearTargetHSC)、奇数离合器状态(Sate_Tc1)、偶数离合器状态(Sate_Tc2)，如图5所示。
2)正常驾驶到达5档，车速达到46.9km/h，松油门，踩下刹车踏板使刹车压力为31.7bar(如图5中1m50.6s)，当车速为43.53km/h，加速度a为1.81m/s2，目标档位更新为4，由于降档延时，当加速度变为2.97m/s2，车速为40.1km/h(如图5中1m50.8s)时，目标档位在延时时间内又更新为3，由于这时有拨叉动作，没有去执行5降3，继续加大刹车压力为35.1bar，当加速度为4.47m/s2，车速为31.38km/h(如图5中1m51.3s)时，目标档位更新为2，这时拨叉没有动作，即判定为5降2，进入多档降档的降奇数个档位策略。
3)进入降奇数个档位逻辑，由于目标档位和实际档位不在同一输入轴，可以直接进行上2档，通过奇数离合器控制发动机目标速率调速，如图2中的阶段(1)和阶段(2)，对应的实车效果图5中的1m51.3s到1m52.4s，当发动机转速超过目标轴转速，奇数离合器扭矩上升，控制发动机升速变缓，准备同步，如图2中的阶段(3)，对应的实车效果图5中的1m52.4s到1m52.6s；当发动机转速飞过目标转速时，控制发动机转速稳定在目标转速附近，如图2中的阶段(4)，对应的实车效果图5中的1m52.6s到1m52.8s；；偶数离合器进行预充油压，当预充油压完成且速度同步完成进入扭矩交换阶段。
4)进入扭矩交换阶段，奇数离合器扭矩慢慢下降到2Nm，偶数离合器扭矩慢慢上升到发动机扭矩，如图2中的阶段(5)，对应的实车效果图5中的1m52.8s以后，扭矩交换完成。

Claims (8)

1.一种六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，其特征在于，通过实时监控行车状态以快速判断出驾驶意图并计算出目标加速度，然后通过查换挡图实时更新目标档位，并根据目标档位来确定降档类型为降奇数个档位或降偶数个档位，以便进行对应的单档降档或多档降档控制；
所述的行车状态包括：车速、两个输入轴转速、目标档位、同步器动作标志位、双离合的状态、发动机扭矩以及油门踏板和刹车踏板角度。
2.根据权利要求1所述的六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，其特征是，所述的驾驶意图包括：当车速大于50km/h，目标档位和实际档位都为5时，车辆处于稳态驾驶，此时：
a)当以小于20Bar的力踩制动踏板，目标档位变化较慢，变速箱有足够的时间完成换挡，这时采用单档降档策略，不会引起离合器过热，可以保证换挡平顺性；
b)当以大于20Bar的力踩制动踏板，目标档位变化时间过短，变速箱来不及进行单档降档，这时采用多档降档，保证不会引起离合器过热，并且换挡平顺。
3.根据权利要求1所述的六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，其特征是，所述的查换挡图是指：将各个档位的换挡点根据车速微分运算得到的负向加速度进行查表，查表所得到的结果再加上基于大气压力的补偿。
4.根据权利要求1所述的六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，其特征是，所述的重制动降档包括：降奇数个档位和降偶数个档位，降档档位跨度越大，则发动机需要达到的目标转速跨度也就越大。
5.根据权利要求4所述的六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，其特征是，所述的降奇数个档位是指：原档位和目标档位在不同输入轴上传动，则直接进行降档。
6.根据权利要求4或5所述的六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，其特征是，所述的降奇数个档位，具体控制阶段如下：
1)重刹目标档位确定阶段：由加速度和大气压力共同查表得到降档点v_down，通过v_down来确定目标档位；
2)发动机升速阶段：offgoing离合器扭矩下降，离合器打开，控制发动机转速按照目标速率来升速，同时根据目标档位和实际档位判断降档类型为降奇数档；
3)发动机转速同步阶段：offgoing离合器扭矩上升，控制发动机升速变缓，准备同步；当发动机转速大于目标转速时，控制发动机转速稳定在目标转速以上50rpm；oncoming离合器进行预充油压；
4)扭矩交换阶段：当发动机转速与oncoming离合器转速差小于50rpm，且oncoming离合器预充油压完成，则开始扭矩交换，使oncoming离合器传递扭矩，换挡过程结束。
7.根据权利要求4所述的六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，其特征是，所述的降偶数个档位是指：原档位和目标档位由同一输入轴传动的降档，且另一输入轴上的中间档位进行过渡，以保证换挡平顺性。
8.根据权利要求4或7所述的六速湿式双离合自动变速器的踩刹车降档控制方法，其特征是，所述的降偶数个档位，具体控制阶段如下：
i)重刹目标档位确定阶段：由加速度和大气压力共同查表得到降档点v_down，通过v_down来确定目标档位；
ii)发动机升速阶段，即原档位调速阶段：当前工作的离合器扭矩下降，离合器打开，控制发动机转速按照目标速率来升速，根据目标档位和实际档位判断降档类型为降偶数个档位；
iii)中间档位调速阶段：当中间档位预充油压好且发动机转速升到中间档位以上时，原档位离合器扭矩慢慢下降，中间档位对应的离合器接管来控制调速；
iv)发动机转速同步阶段：offgoing离合器扭矩上升，控制发动机升速变缓，准备同步，；当发动机转速大于目标转速时，控制发动机转速稳定在目标转速以上50rpm；
v)扭矩交换阶段：当发动机转速与oncoming离合器转速差小于50rpm，且oncoming离合器预充油压完成，则开始扭矩交换，使oncoming离合器传递扭矩，换挡过程结束。
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