一种双离合器扭矩交换控制系统及控制方法与流程

1.本发明属于汽车动力传递系统领域技术领域，具体涉及一种多档位切换过程中两个离合器扭矩交换控制系统及控制方法，避免多档位扭矩交换过程中tie-up以及发动机转速波动。


背景技术：

2.离合器是车辆自动变速器的关键部件，结合平顺，分离彻底，传递力矩更加可靠。双离合器自动变速器通过两个离合器分别和两根输入轴连接，传递发动机动力。电子控制单元根据不同的驾驶意图，控制两离合器在不同时期的动作。当车辆正常运行时，结合离合器的输出轴齿轮啮合。保证了车辆在换档时，始终都有一组离合器在传递扭矩，车辆不会出现动力中断的现象。
3.目前离合器扭矩一般使用pi控制，控制的对象为动力源(一般为发动机或者电机)与离合器输入轴转速之差。在两个离合器扭矩交换的过程中，即将传递扭矩的轴(目标档位所在轴)为主动轴，因与动力源有较大速差为滑动摩擦；滑摩特性直接影响自动变速器工作的可靠性、平顺性和高效性，并决定了车辆的换挡品质。即将卸载扭矩的轴(当前传递动力档位所在轴)为被动轴，因与动力源转速基本一致为静摩擦或者微小滑磨。在进行扭矩交换时，主动轴扭矩以一定斜率上升开始传递扭矩，被动轴相应的卸载扭矩。卸载扭矩等于根据pi控制计算的总离合器扭矩和减去主动轴扭矩。如果在这个过程中因驾驶员油门或者刹车操作导致动力源扭矩快速增大或者减小，主动轴扭矩仍以固定斜率上升无法快速反应总扭矩变化，导致扭矩分配不合理被动轴扭矩增加过多或者减去过少，那么就会出现被动轴由静摩擦或者微小滑磨变成动摩擦，影响扭矩传递出现tie-up或者发动机转速波动情况。


技术实现要素：

4.针对现有技术所存在的上述不足，本发明目的是提供一种双离合器扭矩交换控制系统及控制方法，在扭矩交换的过程中对主被动扭矩进行修正，避免tie-up或者发动机转速向上波动的现象。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种双离合器扭矩交换控制系统，包括主/被动轴判断模块、离合器扭矩控制模块、扭矩转换执行模块，
6.所述主/被动轴判断模块，接收当前档位与目标档位的信号，对参与扭矩交换的轴1、轴2进行判别，输出主/被动轴标志位，
7.所述离合器扭矩控制模块，根据主/被动轴判断模块得到的主/被动轴标志位，接收动力源转速、离合器输入轴转速信号，判断动力源与被动轴转速差是否偏离阈值，根据设定程序，对离合器1、离合器2的扭矩进行不同等级的修正，
8.所述扭矩转换执行模块，根据根据主/被动轴判断模块得到的主/被动轴标志位，接收离合器扭矩控制模块的控制信号，可调节离合器1、离合器2对应电磁阀的请求电流。
9.进一步地，还包括动力源监控模块，对动力源转速非预期波动进行监测，输出动力
源转速波动标志位，传递给离合器矩控制模块，
10.进一步地，所述离合器扭矩控制模块还接收动力源扭矩、动力源监控模块得到的动力源转速波动标志位信号。
11.相应地，提供一种双离合器扭矩交换控制方法，包括以下步骤：
12.s1.输入信号的处理，判断主动轴、被动轴，
13.对参与扭矩交换的轴1、轴2，根据当前传递扭矩所在轴档位，以及目标档位，判断轴1、轴2中的主动轴与被动轴，且与轴1的离合器1、轴2的离合器2对应，
14.s2.获取总离合器控制扭矩，
15.以动力源与当前传递扭矩离合器输入轴转速为控制对象，得到总离合器pi控制扭矩，
16.s3.根据动力源与被动轴转速差情况，确定不同修正等级进行主动轴扭矩修正，
17.监测动力轴转速、离合器被动轴转速，判断动力轴转速、离合器被动轴转速差是否超出设定的阈值，未超出阈值s时，主动轴扭矩公式为：
[0018][0019][0020]
超出阈值s时，主动轴扭矩公式为：
[0021][0022][0023]
其中：
[0024]
主动轴计算扭矩；
[0025]
ti：扭矩交换过程设定时间常数；
[0026]
tqin：进入扭矩交换时的离合器输入轴扭矩，等于动力源输入扭矩加上pi控制项扭矩；
[0027]
k1、k2：未超出阈值s时，离合器输入轴扭矩变化放大系数；
[0028]
k3、k4、k5：超出阈值s时，离合器输入轴扭矩变化放大系数，
[0029]
δerr：动力源与被动轴转速差，
[0030]
s4.获得被动轴扭矩分配数据，
[0031]
被动轴扭矩分配为总离合器扭矩减去主动轴分配扭矩，
[0032]
s5.执行请求扭矩，
[0033]
根据扭矩修正数据，对确定的主动轴、被动轴的离合器对应的电磁阀请求电流，调整扭矩，使被动轴保持静摩擦或低速滑摩。
[0034]
本发明的有益效果：
[0035]
本发明所述的双离合器扭矩交换控制系统及控制方法，能在很大程度上预防tie-up以及动力源转速波动，减小扭矩交换过程中发生动力冲击的频率，也可以在已经发生动力源转速波动时减轻动力冲击。
附图说明
[0036]
图1为本发明所述的双离合器扭矩交换控制系统的结构示意图；
[0037]
图2为本发明所述的双离合器扭矩交换控制方法的步骤示意图；
[0038]
图3为无动力源转速波动时换挡过程中，动力源、主动轴、被动轴的扭矩、转速随时间的变化示意图；
[0039]
图4为动力源与被动轴转速差未偏离阈值时，动力源、主动轴、被动轴的扭矩、转速随时间的变化示意图；
[0040]
图5为动力源与被动轴转速差偏离阈值时，动力源、主动轴、被动轴的扭矩、转速随时间的变化示意图。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]
如图1所示，一种双离合器扭矩交换控制系统，包括主/被动轴判断模块、离合器扭矩控制模块、扭矩转换执行模块。
[0043]
所述主/被动轴判断模块，接收当前档位与目标档位的信号，对参与扭矩交换的轴1、轴2进行判别，输出主/被动轴标志位。
[0044]
所述离合器扭矩控制模块，根据主/被动轴判断模块得到的主/被动轴标志位，接收动力源转速、离合器输入轴转速信号，判断动力源与被动轴转速差是否偏离阈值，根据设定程序，对离合器1、离合器2的扭矩进行不同等级的修正。
[0045]
所述扭矩转换执行模块，根据根据主/被动轴判断模块得到的主/被动轴标志位，接收离合器扭矩控制模块的控制信号，可调节离合器1、离合器2对应电磁阀的请求电流。
[0046]
在其中一个实例中，还包括动力源监控模块，对动力源转速非预期波动进行监测，输出动力源转速波动标志位，传递给离合器矩控制模块，
[0047]
在其中一个实例中，所述离合器扭矩控制模块还接收动力源扭矩、动力源监控模块得到的动力源转速波动标志位信号。
[0048]
如图1所示，提供一种双离合器扭矩交换控制方法，包括以下步骤：
[0049]
s1.输入信号的处理，判断主动轴、被动轴，
[0050]
对参与扭矩交换的轴1、轴2，根据当前传递扭矩所在轴档位，以及目标档位，判断轴1、轴2中的主动轴与被动轴，且与轴1的离合器1、轴2的离合器2对应。
[0051]
s2.获取总离合器控制扭矩，
[0052]
以动力源与当前传递扭矩离合器输入轴转速为控制对象，得到总离合器pi控制扭矩。
[0053]
s3.根据动力源与被动轴转速差情况，确定不同修正等级进行主动轴扭矩修正。监测动力轴转速、离合器被动轴转速，判断动力轴转速、离合器被动轴转速差是否超出设定的阈值，根据不同公式计算主动轴扭矩分配。
[0054]
s4.获得被动轴扭矩分配数据，
[0055]
被动轴扭矩分配为总离合器扭矩减去主动轴分配扭矩。
[0056]
s5.执行请求扭矩，
[0057]
根据扭矩修正数据，对确定的主动轴、被动轴的离合器对应的电磁阀请求电流，调整扭矩，使被动轴保持静摩擦或低速滑摩。
[0058]
本发明的工作原理：
[0059]
本发明为了避免多档位扭矩交换过程tie-up以及发动机转速波动，提出了在动力源扭矩快速变化时，通过修正主被动轴扭矩，来避免这种情况的控制系统及控制方法，这种修正可以正向的反馈动力源扭矩的变化。
[0060]
无无动力源转速波动时，主动轴分配扭矩以一定斜率上升；被动轴扭矩等于离合器总扭矩减去主动轴扭矩，以一定斜率下降，此时换挡平稳，无tie-up或者发动机转速波动等情况，如图3所示。如发生动力源扭矩，分为两种情况，如下：
[0061]
1、如果动力源扭矩快速增加，如驾驶员踩踏油门踏板，监控动力源转速和被动轴转速滑差，当动力源与被动轴转速差未偏离设定的阈值，那么主动轴扭矩则在原来分配的基础上正向修正，修正等级数为1，如图4所示。如果如驾驶员刹车，动力源扭矩快速下降，情况与动力源扭矩快速上升类似，修正等级数为1。
[0062]
修正系数等级1时主动轴扭矩公式为：
[0063][0064][0065]
其中表示主动轴计算扭矩，ti为扭矩交换过程设定时间常数，tqin为进入扭矩交换时的离合器输入轴扭矩，等于动力源输入扭矩加上pi控制项扭矩。k1与k2为放大系数。如公式所示，当离合器输入轴扭矩快速增加时，修正扭矩正相关补偿。
[0066]
2、如果动力源扭矩快速增加，同时监控动力源转速和被动轴转速滑差，如果已经出现滑差较大，超出阈值的情况，那么同样对主被动轴进行修正，修正系数等级数为2，如图5所示。动力源扭矩快速下降，动力源转速和被动轴转速滑差超出阈值时，修正等级数也为2。
[0067]
修正系数等级2时主动轴扭矩公式为：
[0068][0069][0070]
其中表示主动轴计算扭矩，ti为扭矩交换过程设定时间常数，tqin进入扭矩交换时的离合器输入轴扭矩，k3，k4，k5为放大系数，δerr为动力源与被动轴转速差。如公式所示，修正扭矩和离合器输入轴扭矩变化，变化率以及动力源与被动轴扭矩差正向相关。
[0071]
修正后的主被动轴扭矩通过主被动轴标志位还原成轴1以及轴2上离合器的请求扭矩，该扭矩转换成电磁阀电流发送到底层执行。
[0072]
综上所述，本发明根据不同的转速变化，对主动轴、被动轴进行修正，避免tie-up或者发动机转速波动情况。
[0073]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。