自動濕式雙離合器變速器的起步控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于變速器控制技術領域，涉及一種自動濕式雙離合器變速器的起步控制 方法。
【背景技術】
[0002] 雙離合器變速器作為一種自動變速器方案，它的結構已經比較熟悉。例如DE 35 46 454 Al早已披露。但在近些年它才作為一種自動化的雙離合器變速器在轎車上批量使 用。該裝置包含兩套可以認為是獨立的變速器，每套變速器包含一個離合器，齒輪速比裝 置。每套變速器通過和發動機的連接獲得扭矩，在輸出端，他們可能共用一個輸出軸，將扭 矩傳遞給車輪。或者是通過齒輪機構輸出到一個共同的從動齒輪然后和輸出軸連接。兩個 獨立的離合器可以是做成一體的離合器總成，這樣兩個離合器通過共同的油路進行冷卻， 或是獨立的兩個離合器總成，需要兩個冷卻油路進行冷卻。
[0003] 進入起步階段時，發動機轉速要高于發動機穩定怠速轉速，而離合器的輸出軸轉 速從0開始上升。在起步的過程，發動機的轉速是高于離合器輸出軸轉速的。離合器處于 滑磨狀態，可以通過離合器的接合程度來決定傳遞扭矩的大小，即發動機的負載大小，通過 對發動機負載扭矩的控制，使得發動機轉速控制在一個比較合理的區間，以獲得比較大并 且平穩的扭矩，之后隨著離合器輸出軸轉速的上升，發動機轉速和離合器轉速同步上升，直 到兩者轉速基本重合，已完成整個起步過程。該過程需要精確地控制離合器傳遞的扭矩， 為了降低人工操作的復雜性，該離合器控制過程一般是通過伺服驅動裝置自動化控制實現 的。該伺服裝置一般是電磁液壓、電機操作等操作機構。在整個起步過程中，離合器的滑磨 會產生大量的熱量，使得離合器存在過溫燒毀的危險，因此需要通過冷卻油冷卻的方式進 行冷卻，冷卻油的動力源一般采用機械泵或是電動泵，前者通過發動機獲得驅動力，后者通 過電機驅動。油冷的方式可以使在起步過程中盡量地獲得大的驅動力而不用擔心離合器的 過熱問題。
[0004] 在起步的過程，發動機的扭矩較大點，高于發動機的怠速轉速，因此需要先將發動 機的轉速控制到較高點，并且能夠穩定在該轉速，等待離合器輸出軸轉速的上升。此時，發 動機任何轉速的波動都會帶來發動機扭矩的波動以及整車扭矩的波動，給駕駛員帶來不適 的感覺以及由于轉速的波動誤導駕駛員，或者由于控制的不佳帶來扭矩傳遞的沖擊等問 題。待離合器轉速上升之后，發動機轉速和離合器轉速開始同步上升直至兩者轉速同步，完 成整個起步過程。發動機轉速和離合器轉速同步上升，需要通過離合器的扭矩控制來實現， 兩者以何種形式，何種軌跡進行結合影響到整車的駕駛感覺。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是提供一種在發動機起步過程中能夠避免扭矩沖擊和 振動，從而實現濕式離合器平穩、快速起步，避免起步沖擊的自動濕式雙離合器變速器的起 步控制方法。
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明的自動濕式雙離合器變速器的起步控制方法包括 下述步驟：
[0007] 第一階段，首先使發動機實際轉速達到一個扭矩比較大的穩定目標轉速NEngStall;
[0008] 第二階段，等待離合器的轉速上升，直到離合器實際轉速達到設定目標轉速值；
[0009] 第三階段，基于離合器的實際轉速計算發動機的目標轉速，通過離合器扭矩的控 制使發動機實際轉速趨于目標轉速，直至發動機實際轉速與離合器實際轉速最后同步； [0010] 所述第一階段中，采用下述方法使發動機實際轉速達到穩定目標轉速NEngStall:
[0011] 一、按照給定的時間和變化曲線計算出整個發動機的時間-目標轉速軌跡，該變 化曲線是平滑沒有突變的；
[0012] 二、通過離合器扭矩的控制使得發動機實際轉速按照發動機的時間-目標轉速軌 跡由當前轉速調節到穩定目標轉速NEngStall;該過程中離合器結合扭矩Tat通過式（1)計算 得到：
[0013] Tclt - / το Δ TEng+TPj-T Proactive (I)
[0014] 式中，J TOT1 Λ TEng是基于發動機扭矩變化積分獲得的扭矩，TO是當前時刻，Tl是 發動機轉速調節到穩定目標轉速NEngStall的時刻；T PI是基于發動機目標轉速和實際轉速PI 計算的速度閉環PI扭矩；Tpraartive是在發動機目標轉速隨時間變化過程中根據式（3)、（4) 計算的ProActive扭矩；
[0015] Tpi -P X E speed+I X J το Espeed ⑵
[0016] Tproactive - dN EngT/dt X Iln ⑶
[0017] dNEngT/dt = (NEngT1-NEngT0) / (tl~t0) (4)
[0018] 式中，P為比例因子、I為積分因子；Esperai為發動機目標轉速和實際轉速的偏差； dNEngT/dt是發動機目標轉速變化的梯度；NEngT(l是當前時刻發動機目標轉速，N EngT1是下一時 刻發動機目標轉速；tl-tO是當前時刻與下一時刻的時間差，其值等于控制系統計算的時 間周期；Iln是離合器輸入轉動慣量；
[0019] 所述第二階段中，離合器轉速的目標值為（2_Ks)XNEngStall，Ks為目標轉速曲線因 子，l〈Ks〈2 ;
[0020] 所述第三階段中，根據式（5)計算發動機的目標轉速1#，通過離合器扭矩的控制 使發動機實際轉速趨于目標轉速NEngT，直至發動機目標轉速NEngT達到Ks*N EngStall時實現發 動機實際轉速和離合器實際轉速的最后同步；
[0021]
[0022] 式中Nat是離合器實際轉速。
[0023] 所述第一步中，發動機的穩定目標轉速NEngStall根據油門大小查表獲得。
[0024] 根據不同的車輛特性，可以調節Ks獲得不同的轉速變化曲率。Ks越小，起步同步 過程越快，Ks越大，過程越緩。
[0025] 本發明提供了一種應用于自動濕式雙離合器變速器起步過程的控制方法，該雙離 合器變速器包括：兩個變速器裝置，每個由一個濕式離合器及其冷卻裝置、變速器檔位組， 還有至少一個離合器輸入轉速傳感器裝置、兩個離合器輸出轉速傳感器裝置和一個輸出軸 轉速傳感器裝置。起步過程如下：控制發動機轉速按照既定軌跡達到第一階段目標轉速 點，通過離合器的扭矩傳遞使得離合器轉速上升，達到一定離合器轉速之后，基于離合器轉 速計算出發動機目標轉速，控制發動機轉速上升，同時實現離合器轉速的上升，直到兩者轉 速基本一致，完成起步過程。整個過程通過離合器的扭矩控制來實現。起步開始時，基于油 門的大小，算出一個發動機穩定目標轉速NEngStall，基于變化的目標轉速曲率和變化時間算 出轉速變化的梯度，基于梯度來補償離合器的結合扭矩，在該扭矩的驅動下，離合器轉速上 升，當離合器扭矩達到一定值下，通過基于離合器的轉速，計算發動機的目標轉速，以保證 最終兩者的同步結合。
[0026] 本發明提出了一種用于自動濕式雙離合器變速器起步過程的控制方法，該方法通 過控制離合器的傳遞扭矩，使得起步過程中，發動機轉速按照目標轉速進行變化，實現了濕 式離合器起步過程的平穩和快速，避免了起步的沖擊。
【附圖說明】
[0027] 本發明的其他技術細節見下面的詳細說明和附圖。這些附圖用于圖示化地解釋本 發明所述的控制方法。
[0028] 圖1是采用本發明在起步過程中發動機的目標轉速變化曲線、實際變化曲線和離 合器輸出軸轉速變化曲線圖。
[0029] 圖2是本發明離合器作用扭矩的計算過程示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 如圖1所示，整個起步過程可以分解為三個階段。第一階段為發動機實際轉速調 節到穩定目標轉速NEngStall階段，該階段基于定義的起步調速時間（StallStartTime)和調 速軌跡（StallProfile)獲得發動機目標轉速變化的整個曲線，當發動機實際轉速達到穩 定目標轉速NEngStall之后，進入第二階段。第二階段發