CN107420535B - 一种基于双离合器的扭矩预控***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双离合器的扭矩预控***及方法，所述***包括变速器控制单元、双离合器、变速装置和电机控制单元；双离合器与电机相连；电机内的第一离合器与发动机相连；变速器控制单元根据电机的转速、电机的电量或油门开度、第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶确定是否对双离合器中的目标离合器进行扭矩预控；如果是，输出第一控制信号，以降低目标离合器的工作压力，直至电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持目标离合器的扭矩值并发送启动信号至电机控制单元。应用本发明提供的实施例，提高了电机启动发动机的过程中整车的舒适性。

Description

一种基于双离合器的扭矩预控***及方法

技术领域

本发明涉及离合器的扭矩控制技术领域，特别是基于双离合器自动变速装置的扭矩预控***及方法。

背景技术

混合动力汽车(简称混动车辆)，亦称复合动力汽车，是指车上装有两个或者两个以上动力源：例如蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组。当前复合动力汽车一般是指内燃机车发电机，再加上蓄电池的汽车，即车内包含电机和电动机等设备，混合动力所搭载的变速装置可以是双离合变速器。典型的湿式双离合器变速器传动装置由两个同轴嵌套或平行布置的离合器。同轴、内外嵌套布置的两根输入轴，两根平行布置的输出轴，布置在输出轴上的多个同步器装置、多个换挡拨叉以及1个差速器组成。变速器奇、偶数档输入齿轮分别布置在两根输入轴上，通过两个离合器的切换以及不同同步器动作，经由不同输入轴实际扭矩变换和输出。

现有技术中，在混动车辆电机能力充足的情况下，混动车辆采用纯电驱动(即电机在工作)；当电机能力不能满足驾驶需求时(例如电机的扭矩不足、电机电量不足等情况)，此时电机会带动发动机启动，使发动机介入工作。现有技术中，发动机、电机和变速器为串联形式，如图1所示，第一离合器为电机内连接发动机的离合器，当在电机工作的过程中启动发动机，电机将控制该离合器结合取代启动电机带动发动机工作；第二离合器和第三离合器为双离合器变速装置内两根输入轴上的离合器，基于挡位确认哪个离合器进行结合(奇数挡在C1，偶数挡和倒挡在C2)。在电机启动发动机的过程中，发动机的启动过程中需要大扭矩带动进行启动，所以会提高电机的扭矩，在使发动机的转速达到与电机的转速同步后，电机的扭矩会下降。在这个过程中，电机扭矩的增加和减少会通过双离合器传入到变速装置，从而对于车内人员来说会产生加速和紧急制动的感觉，整车的舒适性降低，严重的情况下甚至产生冲击。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双离合器自动变速器的扭矩预控***及方法，通过在电机启动发动机之前，保持传入变速装置的扭矩不发生变化，从而保持整车的加速度没有明显的变化，以提高电机启动发动机的过程中整车的舒适性。

为解决现有技术问题，本发明提供了一种基于双离合器的扭矩预控***，包括变速器控制单元、双离合器、变速装置和电机、电机控制单元和发动机；

所述双离合器与电机相连；

所述电机控制单元与所述电机相连；

所述电机内的第一离合器与发动机相连；

所述变速器控制单元用于根据所述电机的转速、所述电机的电量或油门开度、所述第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控；如果是，则输出第一控制信号，以降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持所述目标离合器的扭矩值，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变；

所述变速器控制单元还用于发送启动信号至电机控制单元，以使所述电机控制单元控制电机启动发动机。

优选的，所述变速器控制单元包括：

获取模块，用于获取所述双离合器中任意一个离合器的压力值；

判断模块，用于判断每一个离合器对应的压力值是否超过预设压力值；如果是，确定压力值超过预设压力值的离合器为目标离合器。

优选的，还包括：

调整单元，用于根据当前油门开度，调整所述目标离合器的工作压力。

另外，本发明还提供了一种基于双离合器的扭矩预控方法，包括：

根据所述电机的转速、所述电机的电量或油门开度、所述第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控；如果是，则输出第一控制信号，以降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持所述目标离合器的扭矩值，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变；

发送启动信号至电机控制单元，以使所述电机控制单元控制电机启动发动机。

优选的，根据所述电机的转速、所述电机的电量或油门开度、所述第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对所述双离合器中的当前工作的离合器进行扭矩预控具体包括：

当所述电机转速大于800rpm、电机电量不大于30％、当前所述混动车辆处于纯电行驶状态，且所述第一离合器正常且工作状态为未脱开的情况下，确定对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控。

优选的，确定是否对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控之前，所述方法还包括：确定目标离合器，包括：

获取所述双离合器中任意一个离合器的压力值；

判断每一个离合器对应的压力值是否超过预设压力值；

如果是，确定压力值超过预设压力值的离合器为目标离合器。

优选的，输出第一控制信号，以降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持所述目标离合器的扭矩值，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变，包括：输出第一控制信号，以预设下降斜率降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在8rpm至25rpm之间；

确定此时目标离合器的扭矩值并维持不变，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变。

优选的，还包括：

根据当前油门开度，调整所述目标离合器的工作压力。

与现有技术相比，本发明通过在电机启动发动机之前降低目标离合器的工作压力，并在电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内保持目标离合器的扭矩值，从而使得输入变速装置的扭矩值为锁死状态，在进行电机启动发动机的过程中不会因为电机扭矩值的增大和减小而影响变速装置的输入扭矩值，从而保持传入变速装置的扭矩不发生变化，因此，整车的加速度没有明显的变化，提高了电机启动发动机过程中整车的舒适性。

附图说明

图1是现有技术中发动机、电机和变速器的连接示意图；

图2是本发明实施例提供的基于双离合器的扭矩预控***的结构示意图。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明的实施例：如图2所示，包括变速器控制单元1、双离合器2、变速装置3和电机控制单元4；双离合器2与电机5相连；电机5内的第一离合器与发动机6相连；变速器控制单元1用于根据电机5的转速、电机5的电量或油门开度、第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对双离合器2中的目标离合器进行扭矩预控；如果是，则输出第一控制信号，以降低目标离合器2的工作压力，直至电机5的转速与变速装置3的转速的差值保持在预设范围内，并维持目标离合器2的扭矩值，以使传递到变速装置3的扭矩值保持不变；变速器控制单元1还用于发送启动信号至电机控制单元4，以使电机控制单元4控制电机5启动发动机6。

需要说明的是，电机5的转速以及目前的电量都可以通过电机控制单元4获得，并将其发送至变速器控制单元1，且第一离合器在电机5内与电机5相连，其工作状态可以直接通过电机5目前的状态进行反馈至电机控制单元4，从而电机控制单元4可以将电机5的转速、电量以及第一离合器的工作状态及是否未脱开反馈至变速器控制单元1。另外，可以理解的是，当电动机也存在电动机控制单元，用来接收并分析电动机的工作状态，当混动车辆纯电工作的状态下，只有电机是工作的，而发动机是不工作的，所以变速器控制单元分别接收电机控制单元和电动机控制单元反馈至其的信号中即可获得。本发明实施例中所述的电机控制单元和电动机控制单元均为与电机和发动机进行连接的控制器，该技术均为现有技术，在此不对其进行赘述。

可以理解的是，变速控制器单元1可以用来控制变速装置3，变速控制单元1可以为硬件、软件、或者软硬件结合组成的控制单元。另外，变速装置3可以为变速器，变速装置3与双离合器2相连，通过双离合器2控制动力与变速装置3之间的传送或者切断。

本发明实施例中，混动车辆的动力是由发动机6或者电机5来提供，所以发动机6通过电机5内的第一离合器进行连接，以通过第一离合器确定动力在发动机6和电机5之间的传送或者截止。本领域技术人员可以理解的是，混动车辆中还包含用来控制电机5工作的电机控制单元4，电机控制单元4可以用来控制电机的启动、停止、还可以进行电机5的电压、电流和温度的测量和监控等等，本发明实施例在此不对其进行具体限定。

本领域技术人员可以理解的是，混动车辆在行驶中，发动机6和电机5至少有一个处于工作状态；当车辆采用纯电动供电的时候，可能会出现电机5电量不足、或者驾驶员需要更大的油门等情况，而此时当电机5提供动力不足，需要切换到发动机6。本发明实施例中，当电机5转速大于800rpm、电机电量不大于30％、当前所述混动车辆处于纯电行驶状态，且所述第一离合器正常且工作状态未脱开的情况下，可以确认为需要切换到发动机为车辆提供动力。另外，在纯电供电状态下的电机转速、第一离合器的工作状态达到上述条件时，还可以根据驾驶员期望扭矩值判断是否进行切换到发动机，驾驶员的期望扭矩值可以通过油门的开度获得，示例性的，油门开度与期望扭矩值得对应关系如下表1所示。

表1

油门开度(％)	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
												期望扭矩(Nm)	0	5	15	35	50	80	120	140	160	210	235

示例性的，当驾驶员踩动油门时，油门会存在一个开度值，根据该开度值可以获得驾驶员期望的扭矩值，示例性的，驾驶员脚踩油门达到的开度值为30％时那么可以视为驾驶员期望获得的扭矩值为35Nm。

本发明实施例中，在第一离合器工作正常且未脱开、混动车辆纯电行驶的状态下当电机转速、电量或驾驶员期望扭矩值达到上述实施例要求情况下，表明靠电机已经无法满足车辆现在的运行状态，需要及时进行电机转发动机，可以及时的保护电机，避免过载的情况下受损。

在混动车辆处于纯电动行驶状态下，当满足上述的电机5的电量转速、电量或油门开度值、第一离合器的工作状态的工作条件时，需要对双离合器2中当前正在工作的离合器进行扭矩预控，该工作的离合器即为目标离合器。

本发明实施例中，为判断双离合器2中哪一个离合器为当前在工作的离合器可以通过变速器控制单元1中的获取模块和判断模块(图中未示出)进行确定目标离合器。获取模块，用于获取所述双离合器中任意一个离合器的压力值；判断模块，用于判断每一个离合器对应的压力值是否超过预设压力值；如果是，确定压力值超过预设压力值的离合器为目标离合器。

需要说明的是，变速箱控制单元1可以通过离合器的压力传感器测量离合器的压力，当离合器的压力超过预设数值时认为离合器处于工作状态，本发明实施例中，预设数值可以为250Kp，具体的，预设数值也可以为240Kp、260Kp等等，本发明实施例在此不对其进行具体限定。

在确定了目标离合器以后，变速器控制单元1发出第一控制信号，第一控制信号用来降低目标离合器的工作压力，通过调整目标离合器压力从而达到改变变速装置3的转速，在使之达到与电机5的转速差值保持在预设范围内，该范围可以是8rpm至25rpm，当转速差值在这个范围内可以视为电机5的转速与变速装置3的转速相同，锁定该时刻目标离合器的压力达到维持目标离合器2的扭矩值的目的。

可以理解的是，当目标离合器2的扭矩值维持不变时，电机5的扭矩发生变化传送至目标离合器2以后，目标离合器2传送至变速装置3的扭矩值也始终不变。示例性的，当目标离合器2锁定的扭矩值为50Nm时，当电机5的扭矩为120Nm，那么电机5的扭矩传送至目标离合器2以后只能有50Nm的扭矩值传送至变速装置，那么对于变速装置3来说扭矩值并未发生任何变化。

需要说明的是，此时变速器控制单元1发送启动信号至电机控制单元4,可以控制电机5启动发动机6，那么电机5在启动过程中会增大扭矩值，在电机5与发动机6的转速保持同步以后，电机5的扭矩值将会下降，那么在电机5的扭矩值上升和下降的过程中都不会导致目标离合器2的扭矩值发生变化，进而使得在电机启动发电机的过程中传送至变速装置3的扭矩值不变。

应用本发明图2所示的实施例，通过在电机启动发动机之前降低目标离合器的工作压力，并在电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内保持目标离合器的扭矩值，从而使得输入变速装置的扭矩值为锁死状态，在进行电机启动发动机的过程中不会因为电机扭矩值的增大和减小而影响变速装置的输入扭矩值，从而保持传入变速装置的扭矩不发生变化，因此，整车的加速度没有明显的变化，提高了电机启动发动机过程中整车的舒适性。

本领域技术人员可以理解的是，当进行电机启动发动机的过程中，当发动机的转速达到与电机的转速同步以后解除对目标离合器压力的锁定，使其可以接收驾驶员新的扭矩期望值要求。基于此，本发明实施例中的离合器控制单元1还可以包括调整单元(图中未示出)，用于根据当前油门开度，调整所述目标离合器的工作压力，使得混动车辆的行驶恢复正常。

另外，本发明实施例还提供了一种基于双离合器的扭矩预控方法，包括步骤如下：

根据所述电机的转速、所述电机的电量或油门开度、所述第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控；如果是，输出第一控制信号，以降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持所述目标离合器的扭矩值，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变；发送启动信号至电机控制单元，以使所述电机控制单元控制电机启动发动机。

具体地，根据所述电机的转速、所述电机的电量或油门开度、所述第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对所述双离合器中的当前工作的离合器进行扭矩预控具体包括：

当所述电机转速大于800rpm、电机电量不大于30％、当前所述混动车辆处于纯电行驶状态，且所述第一离合器正常且工作状态为未脱开的情况下，确定对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控。

具体地，确定是否对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控之前，所述方法还包括：确定目标离合器，包括：

获取所述双离合器中任意一个离合器的压力值；

判断每一个离合器对应的压力值是否超过预设压力值；

如果是，确定压力值超过预设压力值的离合器为目标离合器。

进一步地，输出第一控制信号，以降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持所述目标离合器的扭矩值，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变，包括：输出第一控制信号，以预设下降斜率降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在8rpm至25rpm之间；确定此时目标离合器的扭矩值并维持不变，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变。

具体的，本发明实施例还可以包括步骤如下：

根据当前油门开度，调整所述目标离合器的工作压力。

以上步骤与图1所示的基于双离合器的扭矩预控***内容相同，本发明实施例在此不对其进行赘述。

与现有技术相比，应用本发明实施例提供的基于双离合器的扭矩预控方法，通过在电机启动发动机之前降低目标离合器的工作压力，并在电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内保持目标离合器的扭矩值，从而使得输入变速装置的扭矩值为锁死状态，在进行电机启动发动机的过程中不会因为电机扭矩值的增大和减小而影响变速装置的输入扭矩值，从而保持传入变速装置的扭矩不发生变化，因此，整车的加速度没有明显的变化，提高了电机启动发动机过程中整车的舒适性。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于双离合器的扭矩预控***，其特征在于，包括变速器控制单元、双离合器、变速装置和电机、电机控制单元和发动机；

所述双离合器与电机相连；

所述电机控制单元与所述电机相连；

所述电机内的第一离合器与发动机相连；

所述变速器控制单元用于根据所述电机的转速、所述电机的电量或油门开度、所述第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控；如果是，则输出第一控制信号，以降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持所述目标离合器的扭矩值，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变；

所述变速器控制单元还用于发送启动信号至电机控制单元，以使所述电机控制单元控制电机启动发动机。

2.根据权利要求1所述的基于双离合器的扭矩预控***，其特征在于，所述变速器控制单元包括：

获取模块，用于获取所述双离合器中任意一个离合器的压力值；

判断模块，用于判断每一个离合器对应的压力值是否超过预设压力值；如果是，确定压力值超过预设压力值的离合器为目标离合器。

3.根据权利要求1所述的基于双离合器的扭矩预控***，其特征在于，还包括：

调整单元，用于根据当前油门开度，调整所述目标离合器的工作压力。

4.一种基于双离合器的扭矩预控方法，其特征在于，包括：

根据电机的转速、电机的电量或油门开度、第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对双离合器中的目标离合器进行扭矩预控；如果是，则输出第一控制信号，以降低目标离合器的工作压力，直至电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持目标离合器的扭矩值，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变；

发送启动信号至电机控制单元，以使电机控制单元控制电机启动发动机。

5.根据权利要求4所述的基于双离合器的扭矩预控方法，其特征在于，根据所述电机的转速、所述电机的电量或油门开度、所述第一离合器工作是否正常且工作状态是否为未脱开、当前混动车辆是否为纯电行驶，确定是否对所述双离合器中的当前工作的离合器进行扭矩预控具体包括：

当所述电机转速大于800rpm、电机电量不大于30％、当前所述混动车辆处于纯电行驶状态，且所述第一离合器正常且工作状态为未脱开的情况下，确定对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控。

6.根据权利要求4所述的基于双离合器的扭矩预控方法，其特征在于，确定是否对所述双离合器中的目标离合器进行扭矩预控之前，所述方法还包括：确定目标离合器，包括：

获取所述双离合器中任意一个离合器的压力值；

判断每一个离合器对应的压力值是否超过预设压力值；

如果是，确定压力值超过预设压力值的离合器为目标离合器。

7.根据权利要求4所述的基于双离合器的扭矩预控方法，其特征在于，输出第一控制信号，以降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在预设范围内，并维持所述目标离合器的扭矩值，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变，包括：输出第一控制信号，以预设下降斜率降低所述目标离合器的工作压力，直至所述电机的转速与变速装置的转速的差值保持在8rpm至25rpm之间；

确定此时目标离合器的扭矩值并维持不变，以使传递到变速装置的扭矩值保持不变。

8.根据权利要求4所述的基于双离合器的扭矩预控方法其特征在于，还包括：

根据当前油门开度，调整所述目标离合器的工作压力。