CN111891106B - 一种降低传动系扭振的动力总成控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低传动系扭振的动力总成控制方法，属于乘用车自动变速器控制技术或离合器控制技术领域，具体包括如下步骤：步骤一：通过仪器测试各挡位、各转速、各油门开度的扭振幅值；步骤二：根据步骤一测试结果确定扭振幅值超标的挡位、转速和油门开度区间；步骤三：确定增加不同离合器的滑摩差补偿后传动系扭振幅值达标情况；步骤四：根据步骤三中确定的滑摩差和离合器的发热特性，确定在此滑摩差下的最大传递扭矩；步骤五：根据步骤四中的最大传递扭矩，确定对应的油门开度范围和转速范围，调整离合器滑摩控制和变速器换挡控制；步骤六：根据步骤四中的最大传递扭矩，确定对应的油门开度范围和转速范围，调整发动机的扭矩输出特性。

Description

一种降低传动系扭振的动力总成控制方法
技术领域
本发明属于乘用车自动变速器控制技术或离合器控制技术领域，具体涉及一种降低传动系扭振的动力总成控制方法。
背景技术
随着生活品质的快速提升，人们对汽车的自动化及舒适性的要求也越来越高，振动噪声作为舒适性的重要内容之一，已成为消费者选择车辆的重要关注点。车内振动轰鸣是汽车NVH问题中常见的一种，车辆受到动力总成或路面激励时，其振动频率与车厢密闭空气的固有模态频率一致时，会产生很强的耦合，使车内振动、轰鸣明显，严重影响乘坐舒适性。
在项目开发过程前期，通过传动系的匹配比如增大飞轮转动惯量、增大驱动半轴扭转刚度，降低离合器的减振器刚度，增加动力吸振器等措施来降低传动系扭振情况，但是扭振产生机理复杂，在项目开发过程还经常存在扭振幅值超标的情况。现有公开的技术中对于项目中后期减轻传动系扭振的方法多是采取简单的增大滑摩差控制和提高发动机的换挡点来避开振动幅值较大区间，只是考虑了舒适性，没有很好的兼顾经济性、驾驶性和离合器的热负荷问题。因此，亟需一种基于离合器的发热特性，通过离合器的可变滑摩差控制策略、变速器的换挡控制策略以及发动机的扭矩输出特性控制等多方面协调作用来减弱特定区间的传动系扭振问题进而提升车辆乘坐舒适性的控制方法。
对于降低车辆传动系扭振的方法，现有的技术主要有两种，一种是硬件匹配方法，侧重于通过改变传动系的模态来改变共振区间，进而改善传动系的NVH性能；另一种是软件控制方法，通过发动机的目标怠速转速、减少燃烧断油情况、增大滑摩差控制、提高发动机的换挡转速等途径中的某些单一的，以牺牲经济性、驾驶性为代价的途径来弱化传动系的扭振幅值。
发明内容
为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出了一种以减弱传动系扭振的控制方法。
本发明通过如下技术方案实现：
一种降低传动系扭振的动力总成控制方法，具体包括如下步骤：
步骤一：通过仪器测试各挡位、各转速、各油门开度的扭振幅值；
步骤二：根据步骤一测试结果确定扭振幅值超标的挡位、转速和油门开度区间；
步骤三：确定增加不同离合器的滑摩差补偿后传动系扭振幅值达标情况；
步骤四：根据步骤三中确定的滑摩差和离合器的发热特性，确定在此滑摩差下的最大传递扭矩；
步骤五：根据步骤四中的最大传递扭矩，确定对应的油门开度范围和转速范围，调整离合器滑摩控制和变速器换挡控制；
步骤六：根据步骤四中的最大传递扭矩，确定对应的油门开度范围和转速范围，调整发动机的扭矩输出特性。
优选地，所述步骤一中的测试方式包含但不限于以下几种方式：
(1)使用诊断仪通过诊断口读取各挡位、发动机转速、油门开度信息；
(2)通过整车的控制单元读取各挡位、发动机转速、油门信开度息；
(3)挡位信息由挡位传感器获得，发动机转速信息由转速传感器获得，油门开度信息由油门踏板开度传感器获得；
(4)扭振信号通过但不限于三向加速度传感器来获取，传感器可固定于但不限于方向盘或驾驶员的座椅导轨。
优选地，所述步骤二中根据开发目标确定扭振幅值超标的挡位、转速区间。其中超标区间的确定可以根据各挡位、各转速的客观振幅限值确定也可以由驾驶人员主观感受确定。其中各挡位、转速区间的客观振幅限值由研发者根据车辆定位确定，主观驾驶感受值由有经验的评价工程师打分确定。
优选地，所述步骤三中，为了扭振幅值达标，对振动幅值超标的挡位、转速区间进行离合器滑摩差补偿，以5r/min的滑摩差为初值，对补偿后进行振幅达标情况进行确认，如还未有达标，则以5r/min的滑摩差为步长增加补偿量，直至振动幅值达标为止。同一挡位、不同转速的补偿值可以是固定值也可以是可变值。如表2所示，其中滑摩差的补偿一般通过变速器控制单元进行实现。
优选地，所述步骤四中，所述最大传递扭矩Te根据如下公式获得，
Figure BDA0002607126980000041
其中：
P1－离合器每单位面积的的瞬态最大允许发热量(J/cm2/s)
Te－离合器滑摩控制最大传递转矩(N·m)
ni，no—分别为离合器主动端转速、从动端转速(r/min)
S—为离合器的摩擦面积(cm2)
优选地，步骤五所述的调整离合器滑摩控制和变速器换挡控制，具体如下：在确定某一固定滑摩差下的最大传递扭矩Te后，进行升降档策略及滑摩控制策略的调整，通过换挡线调整，振幅超标区间处于滑摩控制阶段，超出此区间后，离合器进入完全结合或闭锁控制，小于此区间后就进行降挡动作控制过程；如在滑行降挡之前踩油门降挡，通过设置降挡线适当积极降挡，进入下一低档位的闭锁控制，从而防止由于离合器发热超标产生的退出滑摩控制，如图4所示。
优选地，步骤六所述的调整发动机的扭矩输出特性，具体如下：在确定某一固定滑摩差下的最大传递扭矩Te后，根据滑摩控制区间，不能进入闭锁的降挡点对应的最大油门开度，在发动机扭矩输出曲线上针对此油门开度和转速区间，进行扭矩的调整，使发动机的扭矩输出在最大扭矩Te以下，如图5所示。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明提出了一种以减弱传动系扭振为目标，依据离合器的发热限值，通过调整离合器的滑摩差控制策略、变速器的换挡策略控制以及发动机的扭矩输出特性控制等多方面途径减弱特定区间的传动系扭振问题的控制方法，从而在保证经济性和驾驶性的前提下有效改善传动系扭振的幅值，提升车辆的乘坐舒适性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为一种降低传动系扭振的控制方法流程图；
图2为车辆的传动系结构示意图；
图3为4挡扭振幅值和发动机转速关系示意图；
图4为4挡滑摩控制使用区域及升降挡设置示意图；
图5为发动机扭矩输出调整设置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1
一种降低传动系扭振的动力总成控制方法，具体包括如下步骤：
步骤一：通过仪器测试各挡位、各转速、各油门开度的扭振幅值，如表1所示；
步骤二：根据步骤一测试结果确定扭振幅值超标的挡位、转速和油门开度区间，如研发设定某车型的振动最大幅值不能超过6mm/s，则表1中大于6mm/s的区间为超标区间，示意图如图3所示。
步骤三：确定增加不同离合器的滑摩差补偿后传动系扭振幅值达标情况。
步骤四：根据步骤三中确定的滑摩差和离合器的发热特性，确定在此滑摩差下的最大传递扭矩；
步骤五：根据步骤四中的最大传递扭矩，确定对应的油门开度范围和转速范围，调整离合器滑摩控制和变速器换挡控制；
步骤六：根据步骤四中的最大传递扭矩，确定对应的油门开度范围和转速范围，调整发动机的扭矩输出特性。
所述步骤一中，车辆的传动系结构示意图如图2所示。由发动机或匹配电机的发动机、离合器、变速器、传动轴、半轴、车轮等，其中变速器可以为液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)及双离合器自动变速器(DCT)等。
所述步骤一中的信息获得方式包含但不限于以下几种方式：
(1)使用诊断仪通过诊断口读取各挡位、发动机转速、油门开度信息；
(2)通过整车的控制单元读取各挡位、发动机转速、油门信开度息；
(3)挡位信息由挡位传感器获得，发动机转速信息由转速传感器获得，油门开度信息由油门踏板开度传感器获得；
(4)扭振信号一般通过但不限于三向加速度传感器来获取，传感器一般固定于但不限于方向盘和驾驶员的座椅导轨等对振动较敏感部位。
(5)测试信息结果可以如表1所示。
表1各挡位传动系扭振信息表
Figure BDA0002607126980000071
所述步骤三中，为了扭振幅值达标，对振动幅值超标的挡位、转速区间进行离合器滑摩差补偿，以5r/min的滑摩差为初值，对补偿后进行振幅达标情况进行确认，如还未有达标，则以5r/min的滑摩差为步长增加补偿量，直至振动幅值达标为止。补偿可以是固定值也可以是可变值，以4挡为例，如表2所示，其中滑摩差的补偿一般通过变速器控制单元进行实现。
表2各挡位传动系扭振信息表
Figure BDA0002607126980000081
所述步骤四中，所述最大传递扭矩Te根据如下公式获得，
Figure BDA0002607126980000082
其中：
P1－离合器每单位面积的的瞬态最大允许发热量(J/cm2/s)
Te－离合器滑摩控制最大传递转矩(N·m)
ni，no—分别为离合器主动端转速、从动端转速(r/min)
S—为离合器的摩擦面积(cm2)
步骤五所述的调整离合器滑摩控制和变速器换挡控制，具体如下：在确定某一固定滑摩差下的最大传递扭矩Te后，进行升降档策略及滑摩控制策略的调整，通过换挡线调整，振幅超标区间处于滑摩控制阶段，超出此区间后，离合器进入完全结合或闭锁控制，小于此区间后就进行降挡动作控制过程；如在滑行降挡之前踩油门降挡，通过设置降挡线适当积极降挡，进入下一低档位的闭锁控制，从而防止由于离合器发热超标产生的退出滑摩控制，如图4所示。
步骤六所述的调整发动机的扭矩输出特性，具体如下：在确定某一固定滑摩差下的最大传递扭矩Te后，根据滑摩控制区间，不能进入闭锁的降挡点对应的最大油门开度ɑ和转速n0，在发动机扭矩输出曲线上针对此油门开度和转速区间，进行扭矩的调整，使发动机在转速区间(n1～n0)的扭矩输出在最大扭矩Te以下。如图5所示。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (4)

1.一种降低传动系扭振的动力总成控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一：通过仪器测试各挡位、各转速、各油门开度的扭振幅值；
步骤二：根据步骤一测试结果确定扭振幅值超标的挡位、转速和油门开度区间；
步骤三：确定增加不同离合器的滑摩差补偿后传动系扭振幅值达标情况；
步骤四：根据步骤三中确定的滑摩差和离合器的发热特性，确定在此滑摩差下的最大传递扭矩；
所述步骤四中，所述最大传递扭矩Te根据如下公式获得，
Figure FDA0003043593850000011
其中：
P1－离合器每单位面积的瞬态最大允许发热量(J/cm2/s)
Te－离合器滑摩控制最大传递转矩(N·m)
ni，no—分别为离合器主动端转速、从动端转速(r/min)
S—为离合器的摩擦面积(cm2)；
步骤五：根据步骤四中的最大传递扭矩，确定对应的油门开度范围和转速范围，调整离合器滑摩控制和变速器换挡控制；
步骤六：根据步骤四中的最大传递扭矩，确定对应的油门开度范围和转速范围，调整发动机的扭矩输出特性；
步骤六所述的调整发动机的扭矩输出特性，具体如下：在确定某一固定滑摩差下的最大传递扭矩Te后，根据滑摩控制区间，不能进入闭锁的降挡点对应的最大油门开度，在发动机扭矩输出曲线上针对此油门开度和转速区间，进行扭矩的调整，使发动机的扭矩输出在最大扭矩Te以下。
2.如权利要求1所述的一种降低传动系扭振的动力总成控制方法，其特征在于，所述步骤一中的测试方式包含但不限于以下几种方式：
(1)使用诊断仪通过诊断口读取各挡位、发动机转速、油门开度信息；
(2)通过整车的控制单元读取各挡位、发动机转速、油门信开度息；
(3)挡位信息由挡位传感器获得，发动机转速信息由转速传感器获得，油门开度信息由油门踏板开度传感器获得；
(4)扭振信号通过但不限于三向加速度传感器来获取，传感器固定于方向盘或驾驶员的座椅导轨。
3.如权利要求1所述的一种降低传动系扭振的动力总成控制方法，其特征在于，所述步骤三中，为了扭振幅值达标，对振动幅值超标的挡位、转速区间进行离合器滑摩差补偿，以5r/min的滑摩差为初值，对补偿后进行振幅达标情况进行确认，如还未有达标，则以5r/min的滑摩差为步长增加补偿量，直至振动幅值达标为止；同一挡位、不同转速的补偿值是固定值或者可变值；其中滑摩差的补偿通过变速器控制单元进行实现。
4.如权利要求1所述的一种降低传动系扭振的动力总成控制方法，其特征在于，步骤五所述的调整离合器滑摩控制和变速器换挡控制，具体如下：在确定某一固定滑摩差下的最大传递扭矩Te后，进行升降档策略及滑摩控制策略的调整，通过换挡线调整，振幅超标区间处于滑摩控制阶段，超出此区间后，离合器进入完全结合或闭锁控制，小于此区间后就进行降挡动作控制过程；如在滑行降挡之前踩油门降挡，通过设置降挡线适当积极降挡，进入下一低档位的闭锁控制，从而防止由于离合器发热超标产生的退出滑摩控制。
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