控制车辆起动的方法与流程

本发明涉及一种控制车辆起动的方法，更具体地，涉及一种当车辆从静止开始起动时控制车辆起动的方法，其中，该车辆配备有双离合变速器(dualclutchtransmission，dct)(由干式离合器实现的双离合器)或者配备有自动手动变速器(automatedmanualtransmission，amt)。

背景技术：

用于起动具有干式离合器的dct车辆的起动控制指的是如下的控制：在发动机空转并且车辆静止的状态下，随着驾驶员踩踏加速踏板，通过调节随发动机扭矩产生的离合器扭矩，使发动机加速到期望转速并且同时使离合器逐渐地联接。

换言之，响应于驾驶员踩踏加速踏板来确定目标发动机转速，然后迫使离合器逐渐地联接以跟随发动机的转速。

为了参考，除非另有所指，本文中所用的术语“离合器”指的是构成dct的双离合器的干式离合器或amt的离合器。

当控制车辆的起动时，由于根据离合器的联接程度而改变的离合器扭矩用作改变发动机转速的负载，因此，为了使离合器跟随目标发动机转速，根据驾驶员对加速踏板的操作量而相对于发动机扭矩实时地对离合器扭矩进行反馈控制。因此，如果没有适当地进行反馈控制，会发生发动机抖动、震动或者停转，并因此使车辆的起动感觉变差。

此外，由于控制变速器(比如dct或amt)的控制器接收到的发动机扭矩和离合器扭矩不是正确的实际值，而是来自映射等估计的值，因此，它们根据车辆状况所展现出来的趋势可能是不正确的，这对根据这些扭矩而进行的起动控制产生了影响，结果是，难以充分地确保车辆的起动性能。

具体地，在车辆在上坡道路等道路上起动的情况下，由于爬坡角的变化，除了如上所述的发动机扭矩和离合器扭矩不正确之外，会发生执行适当的起动控制变得更难的情况。在一些情况下，由于离合器中发生的过多的滑动而使得离合器的耐久性降低。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的各个方面致力于提供一种控制车辆起动的方法，当进行起动控制以迫使干式离合器进行联接并且起动车辆时，尽管发动机扭矩和离合器扭矩不准确，可以对离合器进行更适当的控制，从而提高车辆的起动性能，并最终提高车辆的适销性。

此外，本发明的另一个目的是：根据当车辆以高负载起动的情况(比如车辆在上坡道路上行驶时)，通过将目标发动机转速控制为较低来提高离合器的耐久性，从而抑制离合器的发热量。为了完成如上所述的本发明的目的，一种控制车辆起动的方法包括：基本设置步骤，其中，控制器根据加速踏板的操作量来设置发动机的基本目标发动机转速；过渡控制步骤，其中，控制器基于基本目标发动机转速来控制离合器扭矩；过渡状态确定步骤，其中，在执行过渡控制步骤期间，控制器确定是否经过了发动机转速改变的过渡时期；第一校正量确定步骤，作为执行过渡状态确定步骤的结果，当确定出经过了发动机转速改变的过渡时期时，控制器通过利用所测量的发动机转速输入和基本目标发动机转速之间的差来确定校正量；校正应用步骤，其中，控制器将校正量与基本目标发动机转速相加，然后确定最终目标发动机转速；误差确定步骤，其中，控制器通过利用最终目标发动机转速和所测量的发动机转速之间的差来确定发动机转速控制误差；以及反馈确定步骤，其中，控制器使用发动机转速控制误差，并且确定用于对离合器致动器进行反馈控制的反馈控制量；其中，控制器反复地执行从校正应用步骤至反馈确定步骤的步骤直到完成车辆起动为止，并且在反复地执行各步骤时，通过第二校正量来确定步骤确定校正应用步骤所需要的校正量，其中在第二校正量确定步骤中，将先前的校正量与通过反映变速器输入轴的转速改变量而确定的遗忘因子相乘。

在过渡状态确定步骤中，当发动机扭矩大于预定参考发动机扭矩、离合器扭矩大于预定参考离合器扭矩并且所测量的发动机转速改变量小于预定参考改变量时，控制器可以确定经过了发动机转速改变的过渡时期。

第二校正量确定步骤中使用的遗忘因子是大于0并且不大于1的值，其中，当变速器输入轴的转速改变量变大时，可以将遗忘因子设置为接近1的值。

控制器进一步地执行前馈值确定步骤，该步骤用于响应于发动机扭矩和加速踏板的操作量来确定用于控制离合器致动器的前馈值，其中，控制器可以配置成通过将在反馈确定步骤中确定的反馈控制量与前馈值相加来控制离合器致动器。

控制器可以配置成通过从发动机扭矩中减去根据加速踏板的操作量的目标发动机转速的改变量与发动机的转动惯量的力矩的乘积而获得的差值来确定前馈值。

根据本发明的另一方面，这里提供了一种控制车辆起动的方法，包括：基本设置步骤，其中，控制器根据加速踏板的操作量设置发动机的基本目标发动机转速；过渡控制步骤，其中，控制器基于基本目标发动机转速和待测的发动机转速来对离合器扭矩进行反馈控制；过渡状态确定步骤，其中，在执行过渡控制步骤期间，控制器基于发动机转速改变量是否小于预定参考发动机转速来确定是否经过了发动机转速改变的过渡时期；第一校正量确定步骤，其中，作为执行过渡状态确定步骤的结果，当确定出经过了发动机转速改变的过渡时期时，控制器通过利用所测量的发动机转速输入和基本目标发动机转速之间的差来确定校正量；第二校正量确定步骤，其中，将先前的校正量与通过反映车辆速度改变量而确定的遗忘因子相乘；校正应用步骤，其中，控制器将校正量与基本目标发动机转速相加，然后确定最终目标发动机转速；误差确定步骤，其中，控制器通过利用最终目标发动机转速和所测量的发动机转速之间的差来确定发动机转速控制误差；以及反馈确定步骤，其中，控制器使用发动机转速控制误差，并且确定用于对离合器致动器进行反馈控制的反馈控制量；其中，控制器反复地执行从校正应用步骤至反馈确定步骤的步骤直到完成车辆起动为止，并且校正应用步骤所需要的校正量在第一次时使用由第一校正量确定步骤所获得的校正量，然后在反复地执行各步骤时，该校正应用步骤所需要的校正量使用由第二校正量确定步骤所获得的校正量。

在第二校正量确定步骤中使用的遗忘因子是大于0并且不大于1的值，其中，当车辆的速度改变量变大时，可以将遗忘因子设置为接近1的值。

根据本发明的示例性的实施方案，当进行起动控制以迫使干式离合器进行联接并且起动车辆时，尽管发动机扭矩和离合器扭矩不准确，依然可以对离合器进行更适当的控制，从而提高车辆的起动性能，并且最终提高车辆的适销性。

此外，根据车辆以高负载起动的情况(比如车辆在上坡道路上行驶时)时，通过将目标发动机转速控制为较低，可以提高离合器的耐久性，从而抑制离合器的发热量。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为可以应用本发明的配备有dct的车辆的框图。

图2为示出了根据本发明的示例性实施方案的控制车辆起动的方法的实施方案的流程图。

图3为示出了根据本发明的示例性实施方案的控制车辆起动的方法的控制框图。

图4和图5为示出了根据本发明的示例性实施方案的控制车辆起动的方法的示意图。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明的相同的或等效的部分。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

参见图1，可以看出，发动机e的动力配置成经由双离合变速器(dct)传递至驱动轮w；构成dct的两个离合器1中的每一个由离合器致动器3进行控制；形成各挡位的换挡齿轮中的每一个由换挡致动器4(其选择并操作同步器)进行切换；离合器致动器3和换挡致动器4配置成由控制器5来进行控制；以及控制器配置成从加速踏板位置传感器(acceleratorpositionsensor，aps)7接收信号以接收加速踏板的操作量。

另外，控制器5必然地配置成接收发动机扭矩、发动机转速等信息。

参见图2，根据本发明的示例性实施方案的控制车辆起动的方法的示例性实施方案包括：基本设置步骤s10，其中，控制器5根据加速踏板的操作量设置发动机的基本目标发动机转速α；过渡控制步骤s20，其中，控制器5基于基本目标发动机转速来控制离合器扭矩；过渡状态确定步骤s30，其中，在执行过渡控制步骤s20期间，控制器5确定发动机转速改变的过渡时期是否已经经过(elapsed)；第一校正量确定步骤s40，其中，作为执行过渡状态确定步骤s30的结果，当确定已经经过发动机转速改变的过渡时期时，控制器5通过利用所测量的发动机转速输入和基本目标发动机转速之间的差来确定校正量δ；校正应用步骤s50，其中，控制器5将校正量δ与基本目标发动机转速α相加，然后确定最终目标发动机转速β；误差确定步骤s60，其中，控制器5通过利用最终目标发动机转速和所测量的发动机转速之间的差来确定发动机转速控制误差；以及反馈确定步骤s70，其中，控制器5利用发动机转速控制误差并且确定用于对离合器致动器进行反馈控制的反馈控制量，其中，控制器5反复地执行校正应用步骤s50至反馈确定步骤s70的步骤，直到完成车辆起动为止，并且其中，通过第二校正量确定步骤s41来确定反复地执行步骤时校正应用步骤s50所需要的校正量，在第二校正量确定步骤s41中，将之前的校正量与遗忘因子(forgettingfactor，ff)(其通过反映速度改变而确定)相乘。

也即，在本发明的示例性实施方案中，当车辆的起动由驾驶员对加速踏板的操作来进行控制时，根据加速踏板的操作量对发动机转速进行控制执行为：(i)在发动机转速增加的过渡时期期间，通过过渡控制步骤s20来进行反馈控制，使得发动机转速跟随基本目标发动机转速；(ii)在经过过渡时期之后，进行反馈控制，确定出校正量，该校正量为实际测量的发动机转速与基本目标发动机转速之间的差，基本目标发动机转速以校正量进行补偿，确定出最终目标发动机转速，然后发动机转速跟随最终目标发动机转速。另外，当车辆在上坡道路上(其中，车辆速度的缓慢的增加或者车辆以高负载起动)行驶时，根据变速器输入的转速的改变量而将遗忘因子施加到校正量，使得经过过渡时期之后，用于第一次确定的校正量逐渐地减小，相应地，最终目标发动机转速返回到初始的基本目标发动机转速。结果，防止了离合器过度地滑动，从而抑制了离合器的发热并因此提高了耐久性和起动性能。

此外，除了如上所述的基于根据加速踏板的操作量的基本目标发动机转速来控制发动机转速以外，本发明旨在通过考虑校正量来控制发动机转速，最终通过根据变速器输入轴的速度改变量而改变校正量来控制离合器，从而在将发动机转速反馈控制为目标发动机转速时取得减小控制误差的效果。

在基本设置步骤s10中，根据输入到控制器5的加速踏板的当前操作量、基于根据加速踏板的操作量的发动机的基本目标发动机转速的映射来设置基本目标发动机转速α。

应该注意，通过对车辆平顺起动所需要的、相对于加速踏板的操作量的基本目标发动机转速进行多次测试和分析，根据加速踏板的操作量，提前建立基本目标发动机转速的映射。

在过渡状态确定步骤s30中，当发动机扭矩大于预定参考发动机扭矩a、离合器扭矩大于预定参考离合器扭矩b、并且所测量的发动机转速改变量小于预定参考改变量c时，控制器5确定经过了发动机转速改变的过渡时期。

应该注意，将参考发动机扭矩a、参考离合器扭矩b和参考改变量c可以建立为形成这样的值：可以根据本示例性实施方案的构思针对发动机和离合器致动器的操作来确定是否经过了过渡状态，使得所测量的发动机转速是可靠的，并且通过对所考虑车辆进行多次测试和分析来设置它们的值。

当通过过渡状态确定步骤s30确定出过渡时期已经经过时，第一校正量确定步骤s40第一次确定校正量δ，其中，通过从所测量的发动机转速输入中减去基本目标发动机转速α来确定校正量δ。

在校正应用步骤s50中，通过将校正量δ与基本目标发动机转速α相加来确定最终目标发动机转速β，结果，迫使基本目标发动机转速以校正量进行补偿。

图4示出如下情况：以最终目标发动机转速完成车辆的起动过程，该最终目标发动机转速通过使基本目标发动机转速以第一校正量确定步骤s40中确定的校正量进行补偿来产生。该情况例如发生在平地上或下坡道路上，并且被看作是如下情况：在第二校正量确定步骤s41中，遗忘因子等于1并且车辆加速。

在误差确定步骤s60中，如上所述，通过利用最终目标发动机转速β与当前发动机转速之间的差来确定发动机转速控制误差。在反馈确定步骤s70中，通过利用发动机转速控制误差来确定反馈控制量，其中，可以将反馈控制量确定为比例积分(proportionalintegral，pi)控制值等等，并且反馈控制量可以用于与前馈值(如后所述)一起来确定用于控制离合器的最终控制离合器扭矩。

在执行第一校正量确定步骤s40之后，当反复地执行从校正应用步骤s50至反馈确定步骤s70的步骤直到完成车辆起动为止时，第二校正量确定步骤s41(而不是第一校正量确定步骤s40)确定校正应用步骤s50中利用的校正量δ，然后，执行一次校正应用步骤s50、误差确定步骤s60和反馈确定步骤s70。

在第二校正量确定步骤s41中使用的遗忘因子ff是大于0且不大于1的值，其中，当变速器输入轴的速度改变量变大时，该遗忘因子设置为接近1的值。

换言之，在第二校正量确定步骤s41中，在第一次，通过将第一校正量确定步骤s40中确定的校正量与遗忘因子相乘来更新校正量。之后，通过将先前控制周期中使用的校正量δ(t-1)(也即，先前控制周期的第二校正量确定步骤s41中确定的校正量)与遗忘因子(ff)相乘来再次更新校正量。因此，如果将遗忘因子设置为小于1的值，那么如图5中所示，校正量逐渐减小，并且最终目标发动机转速β最终会收敛于基本目标发动机转速α。

这里意在当车辆在上坡道路上起动(车辆速度增加缓慢或者车辆以高负载起动)时，通过第二校正量确定步骤s41，使得过渡时期之后通过第一校正量确定步骤s40第一次确定的校正量逐渐地更新为较小的值，使得最终目标发动机转速最终返回到初始的基本目标发动机转速，相应地，减小了离合器的滑动量，并因此防止了离合器过度滑动，从而抑制了离合器的发热，提高了耐久性和起动性能。

可以基于车辆速度改变量来设置遗忘因子，而不是如上所述的基于变速器输入轴的转速改变量来设置遗忘因子。原因在于，当车辆起动时，如果不进行换挡时，车辆速度改变量和变速器输入轴的转速改变量将基本上表示相同的行为。

另一方面，参见图3，控制器5进一步地执行前馈值确定步骤s80，用于根据发动机扭矩和加速踏板的操作量来确定用于控制离合器致动器的前馈值，其中，控制器配置成通过将在反馈确定步骤s70中确定的反馈控制量与前馈值相加来控制离合器致动器。

控制器5通过利用从发动机扭矩中减去根据加速踏板的操作量的目标发动机转速的改变量与发动机的转动惯量的力矩的乘积而获得的差值来确定前馈值。

控制器5具有相对于加速踏板的操作量的用于车辆平滑起动的目标发动机转速的改变量的映射，并且将通过从当前发动机扭矩中减去根据加速踏板的操作量的目标发动机转速的改变量与发动机的转动惯量的力矩的乘积而获得的值确定为前馈值。

响应于驾驶员对加速踏板的操作，所述前馈值对应于确保车辆起动状态的期望水平的离合器扭矩。这里旨在通过使根据发动机转速控制误差的反馈控制量与前馈值相加来形成最终控制离合器扭矩，并且基于该最终控制离合器扭矩来控制离合器致动器，使得方便对离合器扭矩进行快速、精确的控制，并最终确保平顺、柔和的车辆起动感觉。

换言之，根据本发明的示例性实施方案，车辆初始起动时期，通过将根据基本目标发动机转速的反馈值与前馈值相加来对离合器扭矩进行控制，而当过渡状态过去之后，发动机和离合器处于稳定状态时，通过将根据最终目标发动机转速的反馈值与前馈值相加来对离合器扭矩进行控制，然后完成车辆的起动。为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“朝上”、“朝下”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“朝后”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“里面”、“外面”、“内”、“外”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非旨在为穷尽本发明，或将本发明限定为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择并进行描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及各种不同选择和改变。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式加以限定。