1.一种基于扭矩补偿的双离合自动变速器最优起步控制方法,其特征在于,所述控制方法以驾驶员起步意图作为控制的前提,起步动力性要求是起步控制的主要控制目标,而平顺性要求和离合器低磨损要求只是起步控制的两个约束条件;遵循主次关系,提出相应的控制方法,依次满足起步控制三方面要求;得到了一个最优的双离合自动变速器单个离合起步控制策略,确定了最优起步控制的输入变量、输出变量、控制目标;最终对发动机转速控制策略、发动机目标转速、离合器目标结合量、离合器结合速度和同步补偿扭矩起步控制因素进行确定;所述控制方法包括以下步骤:S1、将驾驶员需求油门开度下最大发动机扭矩作为起步时的驾驶员需求扭矩,以最大限度满足驾驶员的起步需求,进而确定离合器目标结合量;
S2、根据离合器低滑磨要求确定发动机转速控制策略和发动机目标转速;
S3、根据平顺性要求确定离合器结合速度和同步补偿扭矩;
S4、根据步骤S1、步骤S2、步骤S3推导的起步控制原理,设计最优起步控制器实现双离合自动变速器最优起步控制。
2.根据权利要求1所述的基于扭矩补偿的双离合自动变速器最优起步控制方法,其特征在于,所述步骤S1中确定离合器目标结合量的计算模型为:其中,f(β,ωe)为发动机外特性曲线,z为摩擦面个数,μc为摩擦系数,kc、cc为常数,Rc为从动盘的平均摩擦半径 Ro为从动盘外径,Ri为从动盘内径。
3.根据权利要求1所述的基于扭矩补偿的双离合自动变速器最优起步控制方法,其特征在于,所述步骤S2中根据离合器低滑磨要求确定发动机转速控制策略和发动机目标转速的计算过程包括以下步骤:S21、起步发动机恒转速控制原则的确定:
根据积分第一中值定理,必然存在一个ξ使得滑磨功变为:
其中,Tc1为离合器传递转矩,ξ为常数,ne(t)为发动机转速,nc1(t)为离合器转速,t1为离合器主从动盘刚开始接触的时刻,t3为离合器主、从动盘转速同步的时刻;
S22、发动机目标转速的确定:
在确定了起步过程中的恒转速控制原则之后,需要对发动机的目标转速进行确定,得到滑磨功计算模型:其中,ωe为发动机角速度,ωc1为离合器从动盘角速度,δ为整车质量换算系数,Ma为汽车总质量且单位为kg,rr为轮胎滚动半径且单位为m,i0为主减速器的速比,ig为变速器的速比,ηT为传动系效率。
4.根据权利要求1所述的基于扭矩补偿的双离合自动变速器最优起步控制方法,其特征在于,所述步骤S3中根据平顺性要求确定离合器结合速度和同步补偿扭矩的计算过程包括以下步骤:S31、根据滑磨冲击度确定离合器结合速度,离合器结合速度的计算模型为:
其中,j为冲击度,z为摩擦面个数,μc为摩擦系数,Rc为从动盘的平均摩擦半径Ro为从动盘外径,Ri为从动盘内径,ξ为常数,kc为常数,δ为整车质量换算系数,Ma为汽车总质量且单位为kg,rr为轮胎滚动半径且单位为m,i0为主减速器的速比,ig为变速器的速比,ηT为传动系效率;
式中有j和Ma两个量需要确定,选取目前国际上最严格的冲击度标准—德国标准,即jmax3
=10m/s ,取Ma为满载质量Mafull,由上式可以得到能够保证平稳起步的最大离合器接合速度:S32、进行起步同步冲击产生激励分析,将起步过程在同步时刻增加一个控制过程,由动力学方程进行推导,在同步前后发动机扭矩不变的情况下,得到冲击度表达式:其中,Tc1为离合器传递转矩,t1为离合器主从动盘刚开始接触的时刻,t2为离合器从动盘转速大于0的时刻,Te为发动机扭矩,Je为第一自由度转动惯量, 为离合器主动盘角加速度, 为离合器从动盘角加速度,Jc1为第二自由度转动惯量;
根据上述表达式可知,若同步前后发动机与离合器角加速度不同,会产生同步冲击;
S33、根据步骤S32得到的结论,同步冲击的产生原因是由于滑摩向同步阶段过度的过程中,离合器传递扭矩与发动机扭矩和负载扭矩匹配不合理,造成离合器传递扭矩变化引发的;滑摩阶段,离合器传递扭矩与离合器位置成正比,只要保证离合器位置,就能实现零冲击;同步阶段,要实现零同步冲击,必须使得由公式换算得到:
由上式可知,离合器与发动机角加速度不同时,在同步时刻通过提高发动机扭矩的方式消除掉同步冲击。
5.根据权利要求1所述的基于扭矩补偿的双离合自动变速器最优起步控制方法,其特征在于,所述步骤S4中根据步骤S1、步骤S2、步骤S3推导的起步控制原理,设计最优起步控制器,整个控制架构分为三个控制环路:动力性环、平顺性环和低滑磨环,控制器以油门开度为唯一输入变量,通过三个控制环路实现了驾驶员扭矩需求闭环控制、滑磨冲击度闭环控制、零同步冲击闭环控制、低滑磨功发动机转速闭环控制功能。