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搭载DCT的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法及系统与流程

搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法及系统
技术领域
1.本发明涉及车辆起步及过程控制的技术领域，具体地，涉及一种搭载dct的动力车辆起步过程的协调控制方法和系统，更为具体地，涉及一种搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法及系统。

背景技术：

2.dct在单离合器起步过程中，离合器片温升明显、滑磨功不均匀，严重影响其使用寿命。传统双离合器联合起步，根据离合器的滑转率判断分离阈值，而少有考虑驾驶员起步意图。汽车起步由驾驶员起步直接控制，通过加速踏板开度及其变化率来表达。不考虑驾驶员起步意图易造成冲击度与滑摩功两大指标难以平衡，起步时间难以跟随驾驶员需求等问题。
3.如何将不同的实际生活中多变且随机的起步工况和搭载dct的动力车辆的多种起步类型更高效的结合显得十分重要。
4.专利文献cn112677958a(申请号：cn202110025858.3)公开了一种车辆起步控制方法、系统及车辆，所述方法是当检测到车辆有起步需求时，整车动力控制单元pcu通过控制动力源扭矩和离合器扭矩斜率，由动力源扭矩、离合器基准扭矩与离合器偏移扭矩共同作用，根据动力源实际转速实时微调离合器目标传递扭矩，引导动力源端转速跟随引导转速上升直至目标转速，直至动力源转速和变速箱输入轴转速同步。然而该专利没有解决dct在单离合器起步过程中，离合器片温升明显、滑磨功不均匀的问题。
5.因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。

技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法及系统。
7.根据本发明提供的一种搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法，包括：
8.步骤s1：获取起步工况及车辆信息；
9.步骤s2：根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图；
10.步骤s3：基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩；
11.步骤s4：根据驾驶员起步意图判断离合器的分离阈值。
12.优选地，在所述步骤s1中：
13.起步工况及车辆信息包括驾驶员起步意图、整车功率需求。
14.优选地，在所述步骤s2中：
15.驾驶员起步意图定义为[0,1]的模糊量，根据值的大小等范围地划分为缓起步、正
常起步、急起步。
[0016]
优选地，在所述步骤s3中：
[0017]
通过pid算法将发动机目标扭矩转换为加速踏板开度，以整车最大冲击度限制为控制目标，基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩，其关系可表达为：
[0018][0019]
式中，j为冲击度，a为加速度，t为时间，m为整车载荷，r为车轮半径；
[0020]
根据上式可得，发动机输出扭矩变化率最大允许值为：
[0021][0022]
式中：m为整车载荷；r为车轮半径；δ为旋转质量换算系数；i1为离合器c1至轮端速比；i2为离合器c2至轮端速比；t
c1
、t
c2
分别为发动机经过离合器c1和c2的传递扭矩，ηv为传动系统总效率，j
max
为最大整车纵向冲击度。
[0023]
优选地，驾驶员起步意图控制器结合模糊控制算法，以油门踏板开度及其变化率为输入，驾驶员起步意图为输出；
[0024]
驾驶员起步意图控制器通过油门踏板开度及其变化率将驾驶员行驶意图对应不同车辆扭矩需求，根据驾驶员行驶意图模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到驾驶员行驶意图模糊控制曲面；
[0025]
湿式离合器油压控制器根据驾驶员起步意图及行驶工况，采用双层模糊控制策略，在第二层模糊控制器中，以驾驶员起步意图、发动机转速、离合器主从发动机转速差为输入，离合器结合或分离油压为输出，根据结合油压变化率模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到结合油压变化率模糊控制曲面；
[0026]
根据驾驶员起步意图结合分离阈值参考值共同判断辅助离合器的分离阈值大小。
[0027]
根据本发明提供的一种搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制系统，包括：
[0028]
模块m1：获取起步工况及车辆信息；
[0029]
模块m2：根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图；
[0030]
模块m3：基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩；
[0031]
模块m4：根据驾驶员起步意图判断离合器的分离阈值。
[0032]
优选地，在所述模块m1中：
[0033]
起步工况及车辆信息包括驾驶员起步意图、整车功率需求。
[0034]
优选地，在所述模块m2中：
[0035]
驾驶员起步意图定义为[0,1]的模糊量，根据值的大小等范围地划分为缓起步、正常起步、急起步。
[0036]
优选地，在所述模块m3中：
[0037]
通过pid算法将发动机目标扭矩转换为加速踏板开度，以整车最大冲击度限制为
控制目标，基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩，其关系可表达为：
[0038][0039]
式中，j为冲击度，a为加速度，t为时间，m为整车载荷，r为车轮半径；
[0040]
根据上式可得，发动机输出扭矩变化率最大允许值为：
[0041][0042]
式中：m为整车载荷；r为车轮半径；δ为旋转质量换算系数；i1为离合器c1至轮端速比；i2为离合器c2至轮端速比；t
c1
、t
c2
分别为发动机经过离合器c1和c2的传递扭矩，ηv为传动系统总效率，j
max
为最大整车纵向冲击度。
[0043]
优选地，驾驶员起步意图控制器结合模糊控制算法，以油门踏板开度及其变化率为输入，驾驶员起步意图为输出；
[0044]
驾驶员起步意图控制器通过油门踏板开度及其变化率将驾驶员行驶意图对应不同车辆扭矩需求，根据驾驶员行驶意图模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到驾驶员行驶意图模糊控制曲面；
[0045]
湿式离合器油压控制器根据驾驶员起步意图及行驶工况，采用双层模糊控制策略，在第二层模糊控制器中，以驾驶员起步意图、发动机转速、离合器主从发动机转速差为输入，离合器结合或分离油压为输出，根据结合油压变化率模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到结合油压变化率模糊控制曲面；
[0046]
根据驾驶员起步意图结合分离阈值参考值共同判断辅助离合器的分离阈值大小。
[0047]
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0048]
1、本发明解决了dct在单离合器起步过程中，离合器片温升明显、滑磨功不均匀的问题，减小离合器损耗、提升其使用寿命；
[0049]
2、本发明考虑了驾驶员起步意图判断离合器的滑转率和分离阈值有效兼顾动力车辆起步的动力性和经济性，缩短起步时间、降低尾气排放；
[0050]
3、本发明可以准确探测当前整车状态及驾驶员需求，提升动力车辆起步过程的平顺性和驾乘人员舒适性。
附图说明
[0051]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0052]
图1为本发明搭载dct的动力车辆起步过程控制逻辑简图；
[0053]
图2为本发明驾驶员起步意图识别模糊控制器图；
[0054]
图3为本发明dct结合/分离油压变化率模糊控制器图。
具体实施方式
[0055]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术
人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0056]
实施例1：
[0057]
根据本发明提供的一种搭载dct的动力车辆起步过程的协调控制方法和系统，如图1-图3所示，所述方法包括如下步骤：
[0058]
步骤s1：获取起步工况及车辆信息；
[0059]
步骤s2：根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图，将其划分为缓起步、正常起步、急起步；
[0060]
步骤s3：基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩；
[0061]
步骤s4：根据驾驶员起步意图判断离合器的分离阈值。
[0062]
优选地，所述步骤s1中的起步工况及车辆信息包括驾驶员起步意图、整车功率需求。
[0063]
优选地，根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图，其中，驾驶员起步意图定义为[0,1]的模糊量，根据其值的大小等范围的将其划分为缓起步、正常起步、急起步。
[0064]
优选地，通过pid算法将发动机目标扭矩转换为加速踏板开度，以整车最大冲击度限制为控制目标，基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩，其关系可表达为：
[0065][0066]
式中，j为冲击度，a为加速度，t为时间，m为整车载荷，r为车轮半径；
[0067]
根据上式可得，发动机输出扭矩变化率最大允许值为：
[0068][0069]
式中：m为整车载荷；r为车轮半径；δ为旋转质量换算系数；i1为离合器c1至轮端速比；i2为离合器c2至轮端速比；t
c1
、t
c2
分别为发动机经过离合器c1和c2的传递扭矩，ηv为传动系统总效率，j
max
为最大整车纵向冲击度。
[0070]
优选地，结合模糊控制算法，以驾驶员的加速踏板开度(α)及其变化率为输入，驾驶员起步意图(i)为输出，将其定义为驾驶员起步意图控制器。所述驾驶员起步意图控制器：以油门踏板开度及其变化率为输入，驾驶员起步意图为输出，通过油门踏板开度及其变化率将驾驶员行驶意图对应不同车辆扭矩需求，根据驾驶员行驶意图模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到驾驶员行驶意图模糊控制曲面；
[0071]
所述湿式离合器油压控制器：根据驾驶员起步意图及行驶工况，采用双层模糊控制策略，在第二层模糊控制器中，以驾驶员起步意图、发动机转速、离合器主从发动机转速
差为输入，离合器结合或分离油压为输出，根据结合油压变化率模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到结合油压变化率模糊控制曲面。
[0072]
优选地，根据驾驶员起步意图结合分离阈值参考值共同判断辅助离合器的分离阈值大小。
[0073]
本发明还提供一种搭载dct的动力车辆起步过程的协调控制方法和系统，所述系统包括如下模块：
[0074]
模块m1：获取起步工况及车辆信息；
[0075]
模块m2：根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图，将其划分为缓起步、正常起步、急起步；
[0076]
模块m3：基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩；
[0077]
模块m4：根据驾驶员起步意图判断离合器的分离阈值。
[0078]
优选地，所述模块m1中的起步工况及车辆信息包括驾驶员起步意图、整车功率需求。
[0079]
优选地，通过pid算法将发动机目标扭矩转换为加速踏板开度，以整车最大冲击度限制为控制目标，基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩，其关系可表达为：
[0080][0081]
根据上式可得，发动机输出扭矩变化率最大允许值为：
[0082][0083]
式中：m为整车载荷；r为车轮半径；δ为旋转质量换算系数；i1为离合器c1至轮端速比；i2为离合器c2至轮端速比；t
c1
、t
c2
分别为发动机经过离合器c1和c2的传递扭矩，ηv为传动系统总效率，j
max
为最大整车纵向冲击度。
[0084]
所述驾驶员起步意图控制器：以油门踏板开度及其变化率为输入，驾驶员起步意图为输出，通过油门踏板开度及其变化率将驾驶员行驶意图对应不同车辆扭矩需求，根据驾驶员行驶意图模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到驾驶员行驶意图模糊控制曲面；
[0085]
所述湿式离合器油压控制器：根据驾驶员起步意图及行驶工况，采用双层模糊控制策略，在第二层模糊控制器中，以驾驶员起步意图、发动机转速、离合器主从发动机转速差为输入，离合器结合或分离油压为输出，根据结合油压变化率模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到结合油压变化率模糊控制曲面。
[0086]
优选地，根据驾驶员起步意图结合分离阈值参考值共同判断辅助离合器的分离阈值大小。
[0087]
实施例2：
[0088]
实施例2为实施例1的优选例，以更为具体地对本发明进行说明。
[0089]
本发明提供一种搭载dct的动力车辆起步过程的协调控制方法和系统，起步过程
控制的关键与难点在于如何在较短的时间内处理驾驶意图的辨别、离合器结合油压的速度快慢等关键问题。发动机结合双离合器联合起步过程控制逻辑简图如图1所示，主要分为三大部分，分别为：
[0090]
①
基于驾驶员起步的起步意图识别；
[0091]
②
目标结合与辅助离合器的结合油压控制；
[0092]
③
辅助离合器的分离阈值控制。
[0093]
基于双层模糊控制建立起步过程策略，根据最大冲击度指标限制最大扭矩变化率，通过加速踏板开度及其变化率识别驾驶员起步意图，将其划分为缓起步、正常起步、急起步。结合起步意图推导离合器结合油压，进而控制离合器传递扭矩。同时根据驾驶员起步意图结合分离阈值参考值共同判断辅助离合器的分离阈值大小。
[0094]
通过起步工况及车辆信息包括驾驶员起步意图、整车功率需求。
[0095]
通过加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图，将其划分为缓起步、正常起步、急起步。
[0096]
通过pid算法将发动机目标扭矩转换为加速踏板开度，以整车最大冲击度限制为控制目标，基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩，其关系可表达为：
[0097][0098]
根据上式可得，发动机输出扭矩变化率最大允许值为：
[0099][0100]
式中：m为整车载荷；r为车轮半径；δ为旋转质量换算系数；i1为离合器c1至轮端速比；i2为离合器c2至轮端速比；t
c1
、t
c2
分别为发动机经过离合器c1和c2的传递扭矩，ηv为传动系统总效率，j
max
为最大整车纵向冲击度。
[0101]
根据搭载dct的动力车辆起步过程控制逻辑简图，本文设计的两个模糊控制器分别为：驾驶员操起步意图控制器、湿式离合器油压控制器。
[0102]
驾驶员起步意图控制器：以油门踏板开度α及其变化率为输入，驾驶员起步意图i为输出。通过加速踏板开度及其变化率将驾驶员起步意图对应不同车辆行驶扭矩需求。
[0103]
假设加速踏板开度α的模糊语言为：{很小(vs)、小(s)、中(m)、大(b)、很大(vb)}，基本论域∈：[0，1]；加速踏板开度变化率的模糊语言为：{负大(nb)、负中(nm)、负小(ns)、零(z)、正小(ps)、正中(pm)、正大(pb)}，基本论域∈：[-1，1]；驾驶员起步意图(i)的模糊语言为：{很小(vs)、小(s)、中(m)、大(b)、很大(vb)}，基本论域∈：[0，1]。
[0104]
根据驾驶员起步意图模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则得到驾驶员起步意图模糊控制曲面，如图3所示。
[0105]
湿式离合器油压控制器：考虑起步意图及起步工况，采用双层模糊控制策略，把驾驶员起步意图i作为第二层模糊控制器的输入变量，第二层以驾驶意图i、发动机转速ωe、离合器主、发动机转速差δωe为输入，离合器结合或分离油压为输出。
[0106]
假设驾驶员起步意图(i)的模糊语言为：{很小(vs)、小(s)、中(m)、大(b)、很大
(vb)}，基本论域∈：[-1，1]；离合器主、从动盘转速差|δω|的模糊语言为：{很小(vs)、小(s)、中(m)、大(b)、很大(vb)}，基本论域∈：[0，1]；离合器结合或分离油压(p)的模糊语言为：{负大(vs)、负中(s)、负小(ms)、零(s)、正小(mb)、正中(b)、正大(vb)}，基本论域∈：[0，1]。
[0107]
根据结合油压变化率模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则得到结合油压变化率模糊控制曲面，如图3所示。
[0108]
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
[0109]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：

1.一种搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法，其特征在于，包括：步骤s1：获取起步工况及车辆信息；步骤s2：根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图；步骤s3：基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩；步骤s4：根据驾驶员起步意图判断离合器的分离阈值。2.根据权利要求1所述的搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法，其特征在于，在所述步骤s1中：起步工况及车辆信息包括驾驶员起步意图、整车功率需求。3.根据权利要求1所述的搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法，其特征在于，在所述步骤s2中：驾驶员起步意图定义为[0,1]的模糊量，根据值的大小等范围地划分为缓起步、正常起步、急起步。4.根据权利要求1所述的搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法，其特征在于，在所述步骤s3中：通过pid算法将发动机目标扭矩转换为加速踏板开度，以整车最大冲击度限制为控制目标，基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩，其关系可表达为：式中，j为冲击度，a为加速度，t为时间，m为整车载荷，r为车轮半径；根据上式可得，发动机输出扭矩变化率最大允许值为：式中：m为整车载荷；r为车轮半径；δ为旋转质量换算系数；i1为离合器c1至轮端速比；i2为离合器c2至轮端速比；t
c1
、t
c2
分别为发动机经过离合器c1和c2的传递扭矩，η
v
为传动系统总效率，j
max
为最大整车纵向冲击度。5.根据权利要求1所述的搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法，其特征在于：驾驶员起步意图控制器结合模糊控制算法，以油门踏板开度及其变化率为输入，驾驶员起步意图为输出；驾驶员起步意图控制器通过油门踏板开度及其变化率将驾驶员行驶意图对应不同车辆扭矩需求，根据驾驶员行驶意图模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到驾驶员行驶意图模糊控制曲面；湿式离合器油压控制器根据驾驶员起步意图及行驶工况，采用双层模糊控制策略，在第二层模糊控制器中，以驾驶员起步意图、发动机转速、离合器主从发动机转速差为输入，离合器结合或分离油压为输出，根据结合油压变化率模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到结合油压变化率模糊控制曲面；
根据驾驶员起步意图结合分离阈值参考值共同判断辅助离合器的分离阈值大小。6.一种搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制系统，其特征在于，包括：模块m1：获取起步工况及车辆信息；模块m2：根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图；模块m3：基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩；模块m4：根据驾驶员起步意图判断离合器的分离阈值。7.根据权利要求1所述的搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制系统，其特征在于，在所述模块m1中：起步工况及车辆信息包括驾驶员起步意图、整车功率需求。8.根据权利要求1所述的搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制系统，其特征在于，在所述模块m2中：驾驶员起步意图定义为[0,1]的模糊量，根据值的大小等范围地划分为缓起步、正常起步、急起步。9.根据权利要求1所述的搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制系统，其特征在于，在所述模块m3中：通过pid算法将发动机目标扭矩转换为加速踏板开度，以整车最大冲击度限制为控制目标，基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩，其关系可表达为：式中，j为冲击度，a为加速度，t为时间，m为整车载荷，r为车轮半径；根据上式可得，发动机输出扭矩变化率最大允许值为：式中：m为整车载荷；r为车轮半径；δ为旋转质量换算系数；i1为离合器c1至轮端速比；i2为离合器c2至轮端速比；t
c1
、t
c2
分别为发动机经过离合器c1和c2的传递扭矩，η
v
为传动系统总效率，j
max
为最大整车纵向冲击度。10.根据权利要求1所述的搭载dct的动力车辆双离合器联合起步的协调控制系统，其特征在于：驾驶员起步意图控制器结合模糊控制算法，以油门踏板开度及其变化率为输入，驾驶员起步意图为输出；驾驶员起步意图控制器通过油门踏板开度及其变化率将驾驶员行驶意图对应不同车辆扭矩需求，根据驾驶员行驶意图模糊控制器的输入、输出变量的模糊子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到驾驶员行驶意图模糊控制曲面；湿式离合器油压控制器根据驾驶员起步意图及行驶工况，采用双层模糊控制策略，在第二层模糊控制器中，以驾驶员起步意图、发动机转速、离合器主从发动机转速差为输入，离合器结合或分离油压为输出，根据结合油压变化率模糊控制器的输入、输出变量的模糊
子集隶属度函数结合制定模糊控制规则，得到结合油压变化率模糊控制曲面；根据驾驶员起步意图结合分离阈值参考值共同判断辅助离合器的分离阈值大小。

技术总结

本发明提供了一种搭载DCT的动力车辆双离合器联合起步的协调控制方法及系统，包括：步骤S1：获取起步工况及车辆信息；步骤S2：根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员的起步意图；步骤S3：基于驾驶员起步意图，结合湿式离合器油压控制器推导离合器结合油压，进而控制传递扭矩；步骤S4：根据驾驶员起步意图判断离合器的分离阈值。本发明解决了DCT在单离合器起步过程中，离合器片温升明显、滑磨功不均匀的问题，减小离合器损耗、提升其使用寿命；考虑了驾驶员起步意图判断离合器的滑转率和分离阈值有效兼顾动力车辆起步的动力性和经济性，缩短起步时间、降低尾气排放。降低尾气排放。降低尾气排放。