CN106151493B - 自动挡汽车动力***控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动挡汽车动力***控制方法，其在换挡过程中通过控制发动机输出扭矩和液力变矩器锁止离合器的压力来控制升挡过程中的发动机转速。通过控制换挡过程中的发动机输出扭矩和液力变矩器锁止离合器的压力，本发明的控制方法能够使发动机转速保持在一个恒定的范围内，从而驾驶员不会通过发动机转速的变化察觉到换挡过程，能够有效地降低惯性扭矩对换挡的影响，同时也不会导致燃烧不充分、降低燃油使用效率等负作用。

Description

自动挡汽车动力***控制方法

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域；具体地说，本发明涉及一种自动挡汽车动力***控制方法。

背景技术

众所周知，自动挡汽车的发动机和变速箱之间没有离合器，它们之间的连接是通过液力变矩器来实现的。液力变矩器的作用包括传递转速和扭矩以及使发动机和自动变速箱之间的连接成为非刚性的以方便自动换挡。

图1是根据现有技术的传统换挡过程示意图。在图1中，附图标记1表示发动机转速曲线，2表示涡轮转速曲线，3表示发动机扭矩曲线。自动挡汽车在升挡过程中，由于不同挡位间传动比的不同，液力变矩器的涡轮转速会在升挡过程中下降，发动机转速会随着液力变矩器涡轮转速的下降而下降。这样，驾驶员可以通过仪表盘上发动机转速的降低察觉到正在发生的换挡，同时由于发动机转速降低带来的惯性扭矩影响，换挡控制过程中需要对发动机进行降扭控制，如果降扭控制不能完美配合发动机转速下降，就非常容易在转速开始下降和下降结束的阶段产生换挡冲击。

传统的自动挡汽车升挡过程的动力***控制中，不会刻意控制发动机转速，所以发动机转速会随着液力变矩器涡轮转速的降低而降低，为了克服发动机转速降低过程中惯性扭矩引起的换挡冲击，变速箱控制模块会请求发动机控制模块通过推迟点火提前角等方法降低发动机的输出扭矩、平衡惯性扭矩的影响。然而，推迟点火提前角会导致燃烧不充分、降低燃油使用效率，同时不充分的燃烧还会带来更多一氧化碳和氮氧化物、增加三元催化器负担和增加尾气排放量。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服前述现有技术问题的汽车动力***控制方法。

本发明通过以下技术方案实现了本发明的前述目的，其中，该技术方案提供了一种自动挡汽车动力***控制方法，所述汽车动力***包括发动机、液力变矩器和变速箱以及发动机控制模块和变速箱控制模块，在换挡过程中：

所述发动机控制模块根据发动机转速信号和油门踏板信号确定驾驶员期望扭矩，并将所述驾驶员期望扭矩和换挡开始时的发动机转速信号发送到所述变速箱控制模块；

所述变速箱控制模块根据所述驾驶员期望扭矩、汽车的车速信号、当前挡位速比、目标挡位速比、设计换挡时机和换挡持续时间实时计算出满足换挡要求的发动机目标扭矩发送到所述发动机控制模块，所述发动机控制模块依照所述变速箱控制模块发出的发动机目标扭矩请求输出满足换挡要求的发动机扭矩；

所述变速箱控制模块实时计算出所述液力变矩器的锁止离合器控制压力信号，锁止离合器压力控制阀根据所述锁止离合器压力控制信号输出锁止离合器压力。

可选地，在如前所述的控制方法中，在车速达到升挡换挡点时，由所述发动机控制模块通过发动机转速传感器记录换挡开始时的发动机转速信号，由所述变速箱控制模块记录下所述当前挡位速比、所述目标挡位速比以及所述设计换挡时机。

可选地，在如前所述的控制方法中，计算所述发动机目标扭矩步骤包括：

根据车速、变速箱各挡速比、换挡时间确定换挡过程中的目标涡轮转速；

根据变速箱各挡速比、换挡时间和驾驶员期望发动机输出扭矩确定变速箱目标输出扭矩；

根据变速箱目标输出扭矩计算车辆目标加速度，根据车辆目标加速度计算发动机目标转速；

根据发动机目标转速和目标涡轮转速确定目标滑差；

根据目标滑差确定液力变矩器目标转速比和目标扭矩比；以及

根据液力变矩器目标扭矩比和变速箱目标输出扭矩确定目标发动机扭矩。

可选地，在如前所述的控制方法中，所述目标涡轮转速的计算公式为：

其中表示目标涡轮转速，表示车速，表示车辆行驶一公里车轮转过的圈数，表示当前挡速比，表示目标挡速比，表示已经持续的换挡时间，表示设计换挡时间。

可选地，在如前所述的控制方法中，所述变速箱目标输出扭矩的计算公式为：

其中表示变速箱目标输出扭矩，表示驾驶员期望的发动机输出扭矩。

可选地，在如前所述的控制方法中，所述发动机目标转速的计算公式为：

其中表示发动机目标转速，表示换挡开始时的发动机转速，表示车辆目标加速度。

可选地，在如前所述的控制方法中，所述目标滑差的计算公式为：

其中表示目标滑差。

可选地，在如前所述的控制方法中，所述目标转速比的计算公式为：

其中表示液力变矩器目标转速比，液力变矩器目标扭矩比由液力变矩器目标转速比和液力变矩器特征曲线确定。

可选地，在如前所述的控制方法中，所述目标发动机扭矩的计算公式为：

其中为满足换挡需要的目标发动机扭矩。

通过以上可以了解，根据本发明的汽车动力***控制方法能够保持升挡过程中发动机转速不下降，通过控制换挡过程中的发动机输出扭矩和液力变矩器锁止离合器的压力，使发动机转速保持在一个恒定的范围内，从而驾驶员不会通过发动机转速的变化察觉到换挡过程；同时由于换挡过程中发动机转速不降低，能够有效地降低惯性扭矩对换挡的影响，减小换挡过程中的降扭需求、最大程度地减小换挡冲击，同时不会导致燃烧不充分、降低燃油使用效率等负作用。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在限制本发明的保护范围。图中：

图1是根据现有技术的传统换挡过程示意图；

图2是根据本发明的一个实施方式的汽车动力***控制过程的示意图；以及

图3是根据本发明的前述实施方式控制汽车动力***的换挡过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

图2是根据本发明的一个实施方式的汽车动力***控制过程的示意图。从图2中可以看出，本发明中汽车动力***控制方法是通过控制换挡过程中的发动机输出扭矩和液力变矩器锁止离合器的压力来控制升挡过程中发动机转速的。具体地说，图示实施方式中的方法可以包括以下步骤：

1)将换挡开始时刻的发动机转速和油门踏板信号输入发动机控制模块，发动机控制模块根据设计的发动机转速、油门踏板信号和发动机扭矩间的关系，输出驾驶员期望的发动机输出扭矩。

2)根据车速、变速箱各挡速比、换挡时间确定换挡过程中的目标涡轮转速，涡轮转速的计算公式为：

其中表示涡轮转速，表示车速，表示车辆行驶一公里车轮转过的圈数，表示当前挡速比，表示目标挡速比，表示已经持续的换挡时间，表示设计换挡时间。

3)根据变速箱各挡速比、换挡时间和驾驶员期望发动机输出扭矩确定变速箱目标输出扭矩，变速箱目标输出扭矩的计算公式为：

其中表示变速箱目标输出扭矩，表示驾驶员期望的发动机输出扭矩。

4)根据变速箱目标输出扭矩计算出车辆目标加速度

5)根据车辆目标加速度计算发动机目标转速，发动机目标转速的计算公式为：

其中表示发动机目标转速，表示换挡开始时的发动机转速。

6)根据发动机目标转速和目标涡轮转速确定目标滑差，目标滑差的计算公式为：

其中表示目标滑差。

7)根据目标滑差确定液力变矩器目标转速比和目标扭矩比，目标转速比的计算公式为：

表示液力变矩器目标转速比，液力变矩器目标扭矩比由液力变矩器目标转速比和液力变矩器特征曲线确定。

8)根据液力变矩器目标扭矩比和变速箱目标输出扭矩确定目标发动机扭矩，目标发动机扭矩的计算公式为：

其中为满足换挡需要的目标发动机扭矩。

9)变速箱控制模块根据上面得到的目标发动机扭矩向发动机控制模块发出扭矩控制请求，发动机控制模块根据变速箱模块的扭矩控制请求输出换挡过程中需要的扭矩。

10)变速箱控制模块根据目标滑差控制液力变矩器锁止离合器控制电磁阀，通过液力变矩器锁止离合器电磁阀控制锁止离合器上的油压，在速比转换过程，涡轮转速下降，目标滑差增大，降低锁止离合器上的油压；在速比转换完成后，涡轮转速上升，目标滑差减小增加锁止离合器上的油压，使涡轮和发动机之间的转速差满足目标滑差要求，从而使发动机转速满足目标发动机转速的要求。

根据以上可以了解，当车速达到升挡换挡点时，发动机控制模块通过发动机转速传感器信号记录换挡开始时的发动机转速，变速箱控制模块记录下当前挡位速比和目标挡位速比以及设计换挡时机。在换挡过程中，发动机控制模块根据发动机转速信号和油门踏板信号确定驾驶员期望扭矩，将驾驶员期望扭矩和换挡开始时的发动机转速信号发送到变速箱控制模块，变速箱控制模块根据驾驶员期望扭矩、车速信号、当前挡位速比、目标挡位速比、设计换挡时机和换挡持续时间，实时计算出满足换挡要求的发动机目标扭矩发送到发动机控制模块，发动机控制模块依照变速箱控制模块发出的发动机目标扭矩请求输出满足换挡要求的发动机扭矩；同时变速箱控制模块实时计算出目标发动机转速、目标涡轮转速、目标滑差以及锁止离合器控制压力信号，锁止离合器压力控制阀根据锁止离合器压力控制信号输出锁止离合器压力。

图3是根据本发明的前述实施方式控制汽车动力***的换挡过程示意图。在图3中，附图标记1'表示发动机转速曲线，2'表示涡轮转速曲线，3'表示发动机扭矩曲线。从图中可以了解，本发明的汽车动力***控制方法能够有效地保持升挡过程中发动机转速不下降，通过控制换挡过程中的发动机输出扭矩和液力变矩器锁止离合器的压力，使发动机转速保持在一个恒定的范围内，从而驾驶员不会通过发动机转速的变化察觉到换挡过程；同时由于换挡过程中发动机转速不降低，所以能够有效地降低惯性扭矩对换挡的影响，减小换挡过程中的降扭需求、最大程度地减小换挡冲击。

如前根据附图对本发明的优选实施方式进行的描述仅是示例性和说明性的；所属领域的技术人员在本文的教示下也能够对本发明的优选实施方式进行等同或类似形式的变通或改型，这些变通或改型也将落入由本发明的权利要求书所覆盖的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动挡汽车动力***控制方法，所述汽车动力***包括发动机、液力变矩器和变速箱以及发动机控制模块和变速箱控制模块，其特征在于，在换挡过程中：

所述发动机控制模块根据发动机转速信号和油门踏板信号确定驾驶员期望扭矩，并将所述驾驶员期望扭矩和换挡开始时的发动机转速信号发送到所述变速箱控制模块；

所述变速箱控制模块根据所述驾驶员期望扭矩、汽车的车速信号、当前挡位速比、目标挡位速比、设计换挡时机和换挡持续时间实时计算出满足换挡要求的发动机目标扭矩发送到所述发动机控制模块，所述发动机控制模块依照所述变速箱控制模块发出的发动机目标扭矩请求输出满足换挡要求的发动机扭矩；

所述变速箱控制模块实时计算出所述液力变矩器的锁止离合器控制压力信号，锁止离合器压力控制阀根据所述锁止离合器压力控制信号输出锁止离合器压力，

其中，计算所述发动机目标扭矩步骤包括：

根据车速、变速箱各挡速比、换挡时间确定换挡过程中的目标涡轮转速；

根据变速箱各挡速比、换挡时间和驾驶员期望发动机输出扭矩确定变速箱目标输出扭矩；

根据变速箱目标输出扭矩计算车辆目标加速度，根据车辆目标加速度计算发动机目标转速；

根据发动机目标转速和目标涡轮转速确定目标滑差；

根据目标滑差确定液力变矩器目标转速比和目标扭矩比；以及

根据液力变矩器目标扭矩比和变速箱目标输出扭矩确定目标发动机扭矩。

2.如权利要求1所述的控制方法，其中，在车速达到升挡换挡点时，由所述发动机控制模块通过发动机转速传感器记录换挡开始时的发动机转速信号，由所述变速箱控制模块记录下所述当前挡位速比、所述目标挡位速比以及所述设计换挡时机。

3.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述目标涡轮转速的计算公式为：

其中表示目标涡轮转速，表示车速，表示车辆行驶一公里车轮转过的圈数，表示当前挡速比，表示目标挡速比，表示已经持续的换挡时间，表示设计换挡时间。

4.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述变速箱目标输出扭矩的计算公式为：

其中表示变速箱目标输出扭矩，表示驾驶员期望的发动机输出扭矩。

5.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述发动机目标转速的计算公式为：

其中表示发动机目标转速，表示换挡开始时的发动机转速，表示车辆目标加速度。

6.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述目标滑差的计算公式为：

其中表示目标滑差。

7.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述目标转速比的计算公式为：

其中表示液力变矩器目标转速比，液力变矩器目标扭矩比由液力变矩器目标转速比和液力变矩器特征曲线确定。

8.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述目标发动机扭矩的计算公式为：

其中为满足换挡需要的目标发动机扭矩。