CN113007340B - 一种将dct变速器挡位切换至空挡的离合器控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种将DCT变速器挡位切换至空挡的离合器控制方法，包括以下步骤：1)若发动机转速＞怠速转速阈值，且下列任一条件成立时，按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程：①发动机扭矩＞发动机扭矩阈值；②离合器实时输出扭矩＞离合器输出扭矩阈值；2)将离合器分离过程分为以下三个阶段：①离合器按照第一阶段分离斜率进行分离，当离合器目标扭矩＜第一阶段离合器扭矩阈值时，进入离合器分离过程的第二分离阶段；②离合器按照第二阶段分离斜率进行分离，当离合器目标扭矩＜第二阶段离合器扭矩阈值时，进入离合器分离过程的第三分离阶段；③离合器按照第三阶段分离斜率进行分离，直到离合器目标扭矩为零。

Description

一种将DCT变速器挡位切换至空挡的离合器控制方法
技术领域
本发明涉及双离合变速器领域，具体涉及一种将DCT变速器挡位切换至空挡的离合器控制方法。
背景技术
双离合变速器顾名思义有两个离合器，在传统手动变速器基础上加入了两个离合器、离合器执行机构、换挡执行机构、电子控制器以及传感器等。
电子控制器通过传感器识别驾驶员的操作意图，控制同步器的挂挡以及离合器的分离或者结合，以满足整车的爬行、起步、升降挡、驻车或停车等工况。
驾驶员进行驻车或者停车操作，通过换挡手柄控制DCT变速器的挡位由前进挡或倒挡切换至空挡或驻车挡来完成。
当前该工况下的离合器控制方法大致相同，DCT变速器挡位切换至空挡时，电子控制器控制离合器执行机构直接分离，快速切断离合器的扭矩传递，由于离合器的执行结构分离过快，导致车辆经常出现异响或冲击。
DCT变速器挡位切换至空挡时产生异响的原因如下：驾驶员准备使DCT变速器挡位切换至空挡前，DCT变速器在挡挡位对应的离合器传递的扭矩已消除了轴系的间隙，传动***的输入轴受到正向或反向的驱动力，并发生正向或反向的扭转形变；DCT变速器挡位切换至空挡时，离合器执行结构快速分离，作用在输入轴上的正向或反向驱动力迅速消失，输入轴反向扭转恢复，引起输入轴的转速突变；同时，输入轴的反向扭矩恢复，导致啮合齿轮端面会产生一次反方向的碰撞，从而引起异响。
DCT变速器挡位切换至空挡时产生冲击振动的原因为：驾驶员准备使DCT变速器挡位切换至空挡前，DCT变速器在挡挡位对应的离合器传递的扭矩作为负载施加在发动机飞轮端，发动机处于非怠速控制状态；DCT变速器挡位切换至空挡时，离合器执行结构快速分离，发动机受到的负载迅速消失；发动机扭矩控制来不及响应，引起发动机扭矩和转速的波动，从而导致冲击。
综上所述，目前的控制方法的弊端在于：DCT变速器挡位切换至空挡时，没有对离合器的分离斜率不作限制，采用直接断开离合器的方式造成传动***轴系预紧状态以及发动机受到的负载扭矩的突变，从而引起整车异响和冲击。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种将DCT变速器挡位切换至空挡的离合器控制方法，在整车标定试验中根据发动机扭矩变化、当前挡位对应的输入轴转速和转速变化率来设定分离斜率计算规则，调整并找到最佳动态离合器分离斜率，在DCT变速器挡位切换至空挡时，按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程，以解决整车产生冲击振动和异响的问题，提高驾驶品质。
本发明的目的是采用下述方案实现的：一种将DCT变速器挡位切换至空挡的离合器控制方法，包括以下步骤：
1)当DCT变速器挡位切换至空挡时，若发动机转速＜怠速转速阈值，或下列条件均不成立，则将离合器目标扭矩调整为零，若发动机转速＞怠速转速阈值，且下列任一条件成立时，按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程：
①发动机扭矩＞发动机扭矩阈值；
②离合器实时输出扭矩＞离合器输出扭矩阈值；
2)当离合器按照动态离合器分离斜率进行分离时，将离合器分离过程分为以下三个阶段：
①在离合器分离过程的第一分离阶段中，离合器按照第一阶段分离斜率进行分离，当离合器目标扭矩＜第一阶段离合器扭矩阈值时，进入离合器分离过程的第二分离阶段；
②在离合器分离过程的第二分离阶段中，离合器按照第二阶段分离斜率进行分离，当离合器目标扭矩＜第二阶段离合器扭矩阈值时，进入离合器分离过程的第三分离阶段；
③在离合器分离过程的第三分离阶段中，离合器按照第三阶段分离斜率进行分离，直到离合器目标扭矩为零。
在离合器分离过程的第二分离阶段中，若分别满足下列任意一个条件，则根据当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率按照斜率计算规则进行计算，得到用于下一次离合器分离过程的第二阶段分离斜率：
1)发动机扭矩实时变化率＞发动机扭矩变化率阈值；
2)输入轴实时转速变化率＞输入轴转速变化率阈值；
3)输入轴转速最大值＞输入轴转速阈值。
所述斜率计算规则如下所示：
Rnew＝Rold-ΔP
式中，Rnew为用于下一次离合器分离过程的第二阶段分离斜率，Rold为当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率，ΔP为第二阶段分离斜率的固定变化量。
当DCT变速器初次将挡位切换至空挡时，当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率Rold为第二阶段分离斜率初始值。
当离合器按照动态离合器分离斜率进行分离时，第三阶段分离斜率、第一阶段分离斜率均大于当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率。
在每一次离合器分离过程的第二分离阶段中，最多只按照斜率计算规则进行一次计算，即在每一次离合器分离过程的第二分离阶段中，用于下一次离合器分离过程的第二阶段分离斜率最多允许调整一次。
所述怠速转速阈值、发动机扭矩阈值、离合器输出扭矩阈值、第一阶段离合器扭矩阈值、第二阶段离合器扭矩阈值、发动机扭矩变化率阈值、输入轴转速变化率阈值、输入轴转速阈值，以及第一阶段分离斜率、第二阶段分离斜率初始值、第三阶段分离斜率、第二阶段分离斜率的固定变化量ΔP均为根据经验获得的实验值，这些实验值均在整车标定试验中按照下列方法获得后存储在TCU中：
1)怠速转速阈值：
使整车保持怠速状态，减小发动机转速，将发动机熄火时的发动机转速作为怠速转速阈值；怠速转速可以通过调整节气门开度的大小、怠速供油量等来调整其高低。一般来讲，怠速转速以发动机在怠速范围内不抖动且加速性能良好时的最低转速为最佳。工作性能良好的发动机，其怠速一般为650～850转/分钟。
2)发动机扭矩阈值：
整车正常运行时，将DCT变速器挡位切换至空挡时整车产生异响或冲击抖动时的发动机扭矩作为发动机扭矩阈值；
3)离合器输出扭矩阈值：
整车正常运行时，将DCT变速器挡位切换至空挡时整车产生异响或冲击抖动时的离合器输出扭矩作为离合器输出扭矩阈值；
4)第一阶段离合器扭矩阈值、第二阶段离合器扭矩阈值、第一阶段分离斜率、第二阶段分离斜率初始值、第三阶段分离斜率：
调整离合器目标扭矩，使DCT变速器挡位切换至空挡时整车产生异响或冲击抖动，利用安装在整车上的振动传感器采集整车产生异响或冲击抖动时的振动响应信号，取各个阶段中振动响应信号最小时，获得的离合器输出扭矩分别作为该阶段的离合器扭矩阈值，再按照经验确定各阶段的分离斜率，保证整车无异响或冲击抖动，最终得到第一阶段离合器扭矩阈值、第二阶段离合器扭矩阈值、第一阶段分离斜率、第二阶段分离斜率初始值、第三阶段分离斜率；
5)发动机扭矩变化率阈值、输入轴转速变化率阈值、输入轴转速阈值：
整车正常运行时，调整离合器目标扭矩，使DCT变速器挡位切换至空挡时整车产生异响或冲击振动，采集计算此时的发动机扭矩变化率、输入轴转速变化率、输入轴转速，分别作为发动机扭矩变化率阈值、输入轴转速变化率阈值、输入轴转速阈值；
6)第二阶段分离斜率的固定变化量ΔP：按照经验确定，一方面保证离合器的分离速度，一方面保证整车不产生振动和异响。
综上所述，根据试验数据、和整车的宏观状态判断某一阶段的阈值是否会使整车产生异响或者冲击振动，则需要再次将其调整，在整车不再产生异响或者冲击振动的情况下，保证离合器尽快分离。
按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程中，若发动机转速＜怠速转速阈值，则立刻将离合器目标扭矩调整为零。
本发明包含如下有益效果：在整车标定试验中根据发动机扭矩变化、当前挡位对应的输入轴转速和转速变化率来设定分离斜率计算规则，调整并找到最佳动态离合器分离斜率，在DCT变速器挡位切换至空挡时，按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程，以解决整车产生冲击振动和异响的问题，提高驾驶品质。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明中动态离合器分离斜率控制离合器分离过程的流程图；
图3为本发明中动态离合器分离斜率控制离合器分离过程的离合器目标扭矩示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种将DCT变速器挡位切换至空挡的离合器控制方法，包括以下步骤：
1)当DCT变速器挡位切换至空挡时，若发动机转速＜怠速转速阈值，或下列条件均不成立，则将离合器目标扭矩调整为零，若发动机转速＞怠速转速阈值，且下列任一条件成立时，按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程：
①发动机扭矩＞发动机扭矩阈值；
②离合器实时输出扭矩＞离合器输出扭矩阈值；
在按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程中，若一旦发动机转速＜怠速转速阈值，则立刻将离合器目标扭矩调整为零。
2)当离合器按照动态离合器分离斜率进行分离时，将离合器分离过程分为以下三个阶段：
①在离合器分离过程的第一分离阶段中，离合器按照第一阶段分离斜率进行分离，当离合器目标扭矩＜第一阶段离合器扭矩阈值时，进入离合器分离过程的第二分离阶段；
②在离合器分离过程的第二分离阶段中，离合器按照第二阶段分离斜率进行分离，当离合器目标扭矩＜第二阶段离合器扭矩阈值时，进入离合器分离过程的第三分离阶段；
在离合器分离过程的第二分离阶段中，若分别满足下列任意一个条件，则根据当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率按照斜率计算规则进行计算，得到用于下一次离合器分离过程的第二阶段分离斜率：
1)发动机扭矩实时变化率＞发动机扭矩变化率阈值；
2)输入轴实时转速变化率＞输入轴转速变化率阈值；
3)输入轴转速最大值＞输入轴转速阈值。
所述斜率计算规则如下所示：
Rnew＝Rold-ΔP
式中，Rnew为用于下一次离合器分离过程的第二阶段分离斜率，Rold为当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率，ΔP为第二阶段分离斜率的固定变化量。
当DCT变速器初次将挡位切换至空挡时，当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率Rold为第二阶段分离斜率初始值。
在每一次离合器分离过程的第二分离阶段中，最多只按照斜率计算规则进行一次计算，即在每一次离合器分离过程的第二分离阶段中，用于下一次离合器分离过程的第二阶段分离斜率最多允许调整一次。
③在离合器分离过程的第三分离阶段中，离合器按照第三阶段分离斜率进行分离，直到离合器目标扭矩为零。
当离合器按照动态离合器分离斜率进行分离时，第三阶段分离斜率、第一阶段分离斜率均大于当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率。
所述怠速转速阈值、发动机扭矩阈值、离合器输出扭矩阈值、第一阶段离合器扭矩阈值、第二阶段离合器扭矩阈值、发动机扭矩变化率阈值、输入轴转速变化率阈值、输入轴转速阈值，以及第一阶段分离斜率、第二阶段分离斜率初始值、第三阶段分离斜率、第二阶段分离斜率的固定变化量ΔP均为根据经验获得的实验值，这些实验值均在整车标定试验中按照下列方法获得后存储在TCU中：
1)怠速转速阈值：
使整车保持怠速状态，减小发动机转速，将发动机熄火时的发动机转速作为怠速转速阈值；怠速转速可以通过调整节气门开度的大小、怠速供油量等来调整其高低。一般来讲，怠速转速以发动机在怠速范围内不抖动且加速性能良好时的最低转速为最佳。工作性能良好的发动机，其怠速一般为650～850转/分钟，本实施例中，怠速转速阈值为750转/分钟。
2)发动机扭矩阈值：
整车正常运行时，将DCT变速器挡位切换至空挡时整车产生异响或冲击抖动时的发动机扭矩作为发动机扭矩阈值，本实施例中，发动机扭矩阈值为10N·m；
3)离合器输出扭矩阈值：
整车正常运行时，将DCT变速器挡位切换至空挡时整车产生异响或冲击抖动时的离合器输出扭矩作为离合器输出扭矩阈值，本实施例中，离合器输出扭矩阈值为5N·m；
4)第一阶段离合器扭矩阈值、第二阶段离合器扭矩阈值、第一阶段分离斜率、第二阶段分离斜率初始值、第三阶段分离斜率：
调整离合器目标扭矩，使DCT变速器挡位切换至空挡时整车产生异响或冲击抖动，利用安装在整车上的振动传感器采集整车产生异响或冲击抖动时的振动响应信号，取各个阶段中振动响应信号最小时，获得的离合器输出扭矩分别作为该阶段的离合器扭矩阈值，再按照经验确定各阶段的分离斜率，保证整车无异响或冲击抖动，最终得到第一阶段离合器扭矩阈值、第二阶段离合器扭矩阈值、第一阶段分离斜率、第二阶段分离斜率初始值、第三阶段分离斜率，本实施例中，第一阶段离合器扭矩阈值为5N·m，第一阶段分离斜率为0.1N·m/ms，第二阶段离合器扭矩阈值为1.5N·m，第二阶段分离斜率初始值为10-2N·m/ms,第三阶段分离斜率为10-2N·m/ms；
5)发动机扭矩变化率阈值、输入轴转速变化率阈值、输入轴转速阈值：
整车正常运行时，调整离合器目标扭矩，使DCT变速器挡位切换至空挡时整车产生异响或冲击振动，采集计算此时的发动机扭矩变化率、输入轴转速变化率、输入轴转速，分别作为发动机扭矩变化率阈值、输入轴转速变化率阈值、输入轴转速阈值，本实施例中，发动机扭矩变化率阈值为0.02N·m/ms，输入轴转速变化率阈值为0.03rpm/ms，输入轴转速阈值为100rpm；
6)第二阶段分离斜率的固定变化量ΔP：按照经验确定，一方面保证离合器的分离速度，一方面保证整车不产生振动和异响，本实施例中，第二阶段分离斜率的固定变化量ΔP为10-3N·m/ms。
综上所述，在多样本整车标定试验中，根据实验数据、和整车的宏观状态判断上述阈值是否会使整车产生异响或者冲击振动，不断将其调整，使整车不再产生异响或者冲击振动的情况下，保证离合器尽快分离。
当整车正常行驶的时候，DCT变速器挡位切换至空挡时，利用存储在TCU的阈值以及计算参数，按照本发明对离合器的分离过程进行控制，可以在快速分离离合器的同时，保证整车不再产生异响或者冲击振动。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种将DCT变速器挡位切换至空挡的离合器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)当DCT变速器挡位切换至空挡时，若发动机转速＜怠速转速阈值，或下列条件均不成立，则将离合器目标扭矩调整为零，若发动机转速＞怠速转速阈值，且下列任一条件成立时，按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程：
①发动机扭矩＞发动机扭矩阈值；
②离合器实时输出扭矩＞离合器输出扭矩阈值；
2)当离合器按照动态离合器分离斜率进行分离时，将离合器分离过程分为以下三个阶段：
①在离合器分离过程的第一分离阶段中，离合器按照第一阶段分离斜率进行分离，当离合器目标扭矩＜第一阶段离合器扭矩阈值时，进入离合器分离过程的第二分离阶段；
②在离合器分离过程的第二分离阶段中，离合器按照第二阶段分离斜率进行分离，当离合器目标扭矩＜第二阶段离合器扭矩阈值时，进入离合器分离过程的第三分离阶段；
③在离合器分离过程的第三分离阶段中，离合器按照第三阶段分离斜率进行分离，直到离合器目标扭矩为零。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在离合器分离过程的第二分离阶段中，若分别满足下列任意一个条件，则根据当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率按照斜率计算规则进行计算，得到用于下一次离合器分离过程的第二阶段分离斜率：
1)发动机扭矩实时变化率＞发动机扭矩变化率阈值；
2)输入轴实时转速变化率＞输入轴转速变化率阈值；
3)输入轴转速最大值＞输入轴转速阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述斜率计算规则如下所示：
Rnew＝Rold-ΔP
式中，Rnew为用于下一次离合器分离过程的第二阶段分离斜率，Rold为当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率，ΔP为第二阶段分离斜率的固定变化量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：当DCT变速器初次将挡位切换至空挡时，当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率Rold为第二阶段分离斜率初始值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当离合器按照动态离合器分离斜率进行分离时，第三阶段分离斜率、第一阶段分离斜率均大于当前离合器分离过程的第二阶段分离斜率。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在每一次离合器分离过程的第二分离阶段中，最多只按照斜率计算规则进行一次计算。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述怠速转速阈值、发动机扭矩阈值、离合器输出扭矩阈值、第一阶段离合器扭矩阈值、第二阶段离合器扭矩阈值、发动机扭矩变化率阈值、输入轴转速变化率阈值、输入轴转速阈值，以及第一阶段分离斜率、第二阶段分离斜率初始值、第三阶段分离斜率、第二阶段分离斜率的固定变化量ΔP均为根据经验获得的实验值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：按照动态离合器分离斜率控制离合器分离过程中，若发动机转速＜怠速转速阈值，则立刻将离合器目标扭矩调整为零。
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