CN101205970B - 一种amt车辆坡路起步的控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AMT车辆坡路起步的控制装置及方法，包括信号采集单元、电子控制单元和执行机构；电子控制单元包括信号接收模块、信号分析判断模块和控制信号输出模块，执行机构包括离合电机和油门电机；信号采集单元至少包括一级刹车传感器和二级刹车传感器，信号分析判断模块根据信号接收模块接收的一级和二级刹车传感器采集的信号确定离合器接合量和节气门开度，并由控制信号输出模块依据离合器接合量和节气门开度分别控制离合电机和油门电机的动作。本发明的AMT车辆坡路起步的控制方法使得松开制动踏板时离合量接合量和节气门开度不为0，克服了车辆在坡路起步时因摩擦力、发动机的扭矩等因素引起的车辆起步熄火、后溜。

Description

一种AMT车辆坡路起步的控制装置及方法 

技术领域

本发明涉及一种AMT(Automatic Mechanical Transmission，电控机械自动变速)车辆坡路起步的控制装置及方法。 

背景技术

在AMT车辆的控制系统中，电控机械式自动变速器的核心和难点是起步过程离合器的控制，其控制目标是不但要提高起步过程中离合器接合的平稳性、减小离合器滑磨、延长离合器使用寿命，而且要保证发动机稳定运转、减小发动机转速的波动。如果离合器接合过猛，不但破坏起步的平稳性，造成起步冲击，而且会引起发动机转速较大的波动，甚至造成发动机抖动。反之，为了改善起步品质而过分降低离合器的接合速度，滑磨功将大大增加，从而降低了其使用寿命。尤其是在坡路起步过程中，车辆由于坡路的存在而具有后溜的趋势，更增加了平稳起步的难度。坡路起步的平稳性和离合器的滑磨是两个矛盾的指标。如何使这两个指标都能达到令人满意的效果是坡路起步控制的关键。 

目前已使用的方法有模糊控制，但在其参数的模糊化过程中人为因素影响较大，控制规则中参数特性与控制目标关系不明确，不易于参数的调整，获得较优的控制参数困难。 

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提出一种能够克服AMT车辆在坡路起步时容易熄火后溜，保证坡路起步平稳的AMT车辆坡路起步的控制装置和方法。 

本发明进一步解决的技术问题是提出一种能够精确可靠地对离合器和节气门进行控制，实现坡路平稳起步和离合器滑磨都能达到满意效果的AMT车辆坡路起步的控制装置和方法。 

为解决第一个技术问题，本发明的AMT车辆坡路起步控制装置，包括信号采集单元、电子控制单元和执行机构；所述电子控制单元包括信号接收模块、信号分析判断模块和控制信号输出模块；所述执行机构包括离合电机和油门电机，其特征在于，所述信号采集单元包括一级刹车传感器、二级刹车传感器、变速箱一轴传感器、发动机转速传感器、油门踏板传感器、节气门位置传感器，所述信号分析判断模块根据所述信号接收模块接收的所述一级刹车传感器、二级刹车传感器、变速箱一轴传感器、发动机转速传感器、油门踏板传感器、节气门位置传感器采集的信号分别乘上一个系数确定离合器接合量，以及根据所述油门踏板传感器采集的信号确定节气门开度，并由所述控制信号输出模块依据该离合器接合量和节气门开度分别控制所述离合电机和油门电机的动作；当采集到二级刹车信号时，离合器和节气门不动作；当采集到一级刹车信号而采集不到二级刹车信号时，电子控制单元(20)发出控制信号给油门电机控制节气门平缓自加油，同时发出控制信号给离合电机控制离合器快合到离合器的半接合点，之后再控制离合器继续平缓接合至离合器从动轴转速与发动机转速相等时的接合点；根据发动机和一轴转速，电子控制单元20发出控制信号控制离合器快速接合至完全合死状态。 

为解决第二个技术问题，本发明的AMT车辆坡路起步控制装置，所述信号采集单元还包括车速传感器，所述信号分析判断模块还根据所述车速传感器采集的信号综合确定离合器接合量，并由所述控制信号输出模块依据该离合接合量和节气门开度分别控制所述离合电机和油门电机的动作。 

更进一步地，本发明的AMT车辆坡路起步控制装置，所述信号采集单元还包括离合器位置传感器，信号分析判断模块根据离合器位置传感器和节气门位置传感器反馈的信号分别修正离合器接合量和节气门开度。 

本发明的AMT车辆坡路起步控制方法，由信号采集单元采集信号；电子控制单元中的信号接收模块接收信号采集单元采集的信号并传递给电子控制单元中的信号分析判断模块进行分析判断，电子控制单元中的控制信号输出模块依据分析判断后的信号控制执行机构中的离合电机和油门电机的动作，所述信号分析判断模块根据设置于所述信号采集单元中的一级刹车传感器、二级刹车传感器变速箱一轴传感器、发动机转速传感器、油门踏板传感器、节气门位置传感器的信号分别乘上一个系数确定离合器接合量，以及根据所述油门踏板传感器采集的信号确定节气门开度，并由所述控制信号输出模块依据该离合器接合量和节气门开度分别控制所述离合电机和油门电机的动作；当采集到二级刹车信号时，离合器和节气门不动作；当采集到一级刹车信号而采集不到二级刹车信号时，电子控制单元(20)发出控制信号给油门电机控制节气门平缓自加油，同时发出控制信号给离合电机控制离合器快合到离合器的半接合点，之后再控制离合器 继续平缓接合至离合器从动轴转速与发动机转速相等时的接合点；根据发动机和一轴转速，电子控制单元20发出控制信号控制离合器快速接合至完全合死状态。 

进一步地，本发明的AMT车辆坡路起步控制方法，信号分析判断模块还根据设置于信号采集单元中的车速传感器采集的信号综合确定离合器接合量，并由所述控制信号输出模块依据该离合器接合量和节气门开度分别控制所述离合电机和油门电机的动作。 

更进一步地，本发明的AMT车辆坡路起步控制方法，信号分析判断模块还根据设置于信号采集单元中的离合器位置传感器和节气门位置传感器反馈的信号分别修正离合器接合量和节气门开度。 

本发明通过一级刹车传感器和二级刹车传感器的信号确定离合器接合量和节气门开度，使得松开制动踏板时，离合器接合量和节气门开度不为0，克服了车辆在坡路起步时因摩擦力、发动机的扭矩等因素引起的车辆起步熄火、后溜。尤其是离合器接合量由一轴转速、踏板、发动机转速与一轴转速差、发动机转速、刹车、油门开度6个量综合决定，离合器和节气门位置可智能调节的自适应策略使得离合电机、油门电机的控制更加精确、可靠，大大提高了车辆在坡路起步的平顺性。 

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。 

 附图说明

图1是本发明实施例AMT车辆坡路起步装置的硬件组件连接图； 

图2是本发明实施例AMT车辆的坡路起步方法的步骤流程图； 

图3是本发明实施例中AMT车辆的坡路起步的离合器和节气门自适应控制策略图； 

图4是本发明实施例中离合器接合量和节气门开度反馈控制框图。 

具体实施方式  

本发明的具体实施方式如图1所示，其提供的用于AMT车辆坡路起步的硬件连接，其中包括信号采集单元10、ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)20以及执行机构30。信号采集单元10包括变速箱一轴转速传感器11、发动机转速传感器12、油门踏板传感器13、一级刹车传感器14、二级刹车传感器15、节气门位置传感器16、离合器位置传感器17、档位传感器18、两个车速传感器19。电子控制单元20包括信号接收模块21、信号分析判断模块22、控制信号输出模块23。执行机构单元30包括 离合电机31、油门电机32。信号接收模块21接收来自信号采集单元10的信号，由信号分析判断模块22对接收到的信号进行分析判断，控制信号输出模块23根据信号分析判断模块22处理后的信号输出控制信号控制执行机构30的离合电机31和油门电机32动作。 

其中，变速箱一轴转速传感器11位于变速箱总成的壳体上，用于检测变速箱的一轴的速度，优选为磁电式速度传感器。 

发动机转速传感器12位于发动机上，用于检测发动机的速度，优选为磁电式速度传感器。 

所述油门踏板传感器13位于油门踏板(油门动力总成壳体)上，用于检测油门踏板的开合程度，优选为电位器式角位移传感器。 

所述一级刹车传感器14和二级刹车传感器15均位于制动踏板上，均用于检测制动踏板的开合程度，优选为电位器式角位移传感器。制动踏板踩得深时才有二级刹车信号，只要制动踏板踩下就有一级刹车信号。故制动踏板踩到底，有二级刹车信号有一级刹车信号；制动踏板踩得浅，无二级刹车信号有一级刹车信号。在本实施例中，定义踩下制动踏板行程的80％以下是浅踩，这时只能采集到一级刹车信号；踩下制动踏板行程的80％以上是深踩，这时可以同时采集到一级刹车信号和二级刹车信号。制动踏板行程的取值依据人体操作习惯确定，并不限于本实施例，例如深踩检测位置可以采用70％，而浅踩检测位置也可取20％。 

节气门位置传感器16位于发动机壳体上，用于检测节气门的开合程度，优选为电位器式传感器。 

离合位置传感器17位于离合器总成的壳体上，用于检测离合器的开合状态，优选为电位器式传感器。 

所述档位传感器18位于变速箱的壳体上，用于检测档位所处的状态，优选可以使用电位器式传感器。 

两个车速传感器19位于变速箱壳体上，用于检测车辆的行驶速度，优选为磁电式速度传感器。两个传感器作用相同，当车在行使过程中，一路车速传感器坏了，可以使用另一路传感器的信号，从而保证了车辆行驶的安全和稳定。 

电子控制单元20中的信号接收模块21可以包括稳压电路、A/D转换电路、脉冲输入捕捉电路、幅度频率转换电路，用于将信号采集单元10输入的10种模拟信号进行稳压或转换成数字信号以供信号分析判断模块 22进行分析处理，所述稳压电路、A/D转换电路、脉冲输入捕捉电路、幅度频率转换电路构成为本领域人员所公知。 

电子控制单元20中的信号分析判断模块22可以为任何本领域人员所公知的RC滤波、处理器、PWM(脉冲宽度调制)控制信号和驱动电机正反转的驱动电路。 

电子控制单元20中的控制信号输出模块23可以包括输出比较电路、放大电路、D/A转换电路，用于根据分析判断模块22处理后的数据与预定值进行比较、基于比较结果产生控制信号、将该控制信号放大和/或转换成模拟信号以驱动电子控制单元20所控制的离合电机31和油门电机32，所述比较电路、放大电路和D/A转换电路的构成为本领域人员所公知。 

优选情况下，电子控制单元20可以为可实现电子控制单元20上述全部或部分功能的单片机。 

执行机构30的离合电机31安装时与离合器连接，用于驱动离合器。电子控制单元20包括离合电机驱动电路用于控制离合电机31，优选情况下，离合电机驱动电路可为全桥驱动电路，这样可从正反两个方向对离合电机进行驱动。 

执行机构30的油门电机32安装时通过拉线与节气门连接，用于驱动节气门的开合。电子控制单元20包括油门电机驱动电路用于控制油门电机32，优选情况下，油门电机驱动电路可为全桥驱动电路，这样可从正反两个方向对油门电机进行驱动。 

本发明实施例中AMT车辆坡路起步的离合器自适应控制策略如图3所示，在本策略中离合器的自适应控制分为四个阶段，A点代表离合器和发动机齿轮接触时的位置状态，OA段为消除离合器间隙阶段；B点所对应的离合器位置为离合器的半接合点；C点是离合器从动轴转速与发动机转速相等时所对应的离合器位置；D点为离合器完全合死状态。通过对实际起步过程的分析可知，离合器的接合速度大概是快——慢——快三阶段进行的，离合器从A点状态快合到B点，然后慢合到C点，最后快合到D点。 

在离合器接合量跟一轴转速、油门踏板位移量、发动机转速变化率、发动机转速、油门开度、制动踏板位移量之间的影响关系中，一轴转速V1对离合器的影响是先使离合器消除离合器间隙然后随它线性增大；油门踏板位移量V2增大到一定的值(如图3所示，该值为A到B之间的一个数， 具体数值通常由程序员根据实际情况调试)后离合器才变化，首先离合器快合到B点然后随它线性增大；发动机转速与一轴转速差V3使离合器随它线性的增大；发动机转速V4使离合器随它先快合到B点，然后慢合到C点，接着缓合一段距离，未合到D点时就保持不变；油门开度V6使离合器线性的随它增大。制动踏板V5踩得深时，既有一级刹车信号又有二级刹车信号，离合器分到底，离合器接合量为0；当制动踏板V5踩得浅时，有一级刹车信号无二级刹车信号，离合器接合量为B点与C点中某个值。从而当制动踏板V5没有踩时，离合器接合量过了半离合点，此时即使不踩油门踏板发动机也不会熄火。 

如图2所示，本发明实施例所提供的用于AMT车辆的坡路起步的控制方法包括以下详细的步骤： 

进入坡路起步工况S1，采集10路传感器的信号S2，即图1所示的9种传感器的值，由于采用了两个车速传感器，故为10路信号。此后判断当前状态是否在坡路起步，然后判断制动踏板和油门踏板的状态，再后发出使离合器和节气门做相应运动的控制信号，根据制动踏板和油门踏板的具体位置对控制信号进行相应的调整，最后判断是否有车速S23，有则跳转到下一个工况S24，例如车辆运行工况；否则跳转到步骤S13之前以判断当前驾驶员的意图，即制动踏板是否踩下。 

判断当前状态是否在坡路起步包括以下步骤：判断当前档位是否在倒档或在1档上S3，判断发动机是否在怠速状态S4，判断是否有车速S5，判断一轴是否有转速S6，只有S3、S4、S5和S6都满足条件时才说明当前为坡路起步工况，否则都跳回开始阶段。由于坡路起步时离合器必定是处于分到底的状态，节气门也是在最小位置，因此确定当前为坡路起步工况后首先判断离合器是否分到底S7，如不是则由电子控制单元20发出控制信号控制离合电机使离合器分到底S8，然后采集离合器位置传感器信号S9确定离合器已分到底。之后判断节气门是否在最小位置S10，同样如不是则发出使节气门在最小位置的控制信号S11，采集节气门位置传感器的信号S12直至确定节气门处于最小位置。 

判断制动踏板和油门踏板的状态包括以下步骤：判断制动踏板是否踩下(包括对一级刹车和二级刹车信号的判断)S13，如是则跳至步骤S14；否则判断油门踏板是否踩下S15，如是则跳至步骤S16，否则跳至步骤S17。 

电子控制单元20发出控制信号使离合器和节气门做相应运动包括以 下步骤：S14：在二级刹车时离合器和节气门不动作，离合器处于分到底状态，即图3中的A点，节气门在最小位置，离合器接合速度和节气门开启速度为0；当采集到一级刹车信号时，电子控制单元20发出控制信号给油门电机控制节气门平缓自加油，同时发出控制信号给离合电机控制离合器快合到B点，之后再控制离合器继续平缓接合至C点；S16：根据发动机和一轴转速，电子控制单元20发出控制信号控制离合器快速接合至D点；节气门的目标位置由油门踏板踩的深浅程度和速度决定。油门踏板踩的深，踩的急，节气门的目标位置大，目标速度大。油门踏板踩的浅，踩的缓，节气门的目标位置小，目标速度小。它们之间的对应关系可以按比例对应，例如直接对应(即比例系数为1)。S17：电子控制单元20发出控制信号给离合电机和油门电机控制离合器和节气门位置保持不变，离合器的接合速度与节气门的开启速度均为0。 

根据制动踏板和油门踏板的具体位置对控制信号进行相应的调整包括以下步骤：采集节气门位置传感器、离合器位置传感器、车速传感器的信号S18；之后判断离合器当前实际的接合速度和节气门当前实际的开启速度是否满足要求S19，如满足要求则继续判断节气门和离合器当前实际位置是否到位S20，否则根据实际离合器的接合速度和节气门的开启速度调节PWM的占空比S21直至满足要求；如果S20中节气门和离合器当前实际的位置量未到位，则根据当前实际位置量调节PWM的占空比S22直至到位。由于步骤S14、S16和S16均跳转至S18，因此S19和S20中的速度是否满足要求和位置是否到位根据前述步骤的不同而有所不同。即如是从S14跳转至S18，则要求离合器接合到C点，节气门有一定开度，离合器的接合速度是先快后慢，节气门开启速度必须要很小。如是从S16跳转至S18，则要求离合器接合至D点，速度越来越快，节气门的位置和速度跟随油门踏板；如是从S17跳转至S18，则要求离合器和节气门位置保持不变，速度为0。 

当步骤S20中的离合器和节气门位置到位后，则跳至判断是否有车速S23，如是则到下一个工况S24，否则则跳回至S13之前重新开始判断制动踏板状态。 

由于离合器位置传感器和节气门位置传感器均为位移传感器，所以离合器的接合速度和节气门的开启速度是通过速度＝位移/时间这一公式，通过两次采集所得到的位移值除以两次采集的时间间隔来得到。其中采集的 时间间隔是可以控制的并且对一个固定的系统是定值。 

在本发明中，节气门和离合器的控制和配合是影响坡路起步是否成功的关键。 

影响节气门控制量的为油门踏板，且几乎跟它是线性关系。油门踏板踩的深，节气门的开度控制量就要大；油门踏板踩的浅，节气门的开度控制量就小。油门踏板踩的快(同上述离合器的接合速度和节气门的开启速度一样，可利用速度＝位移/时间这一公式来得到)，节气门的速度控制量就快；油门踏板踩的缓，节气门的速度控制量就慢。本发明为制动踏板设计了一级刹车和二级刹车信号，对驾驶员踩制动踏板的深浅进一步进行了细化。当驾驶员踩制动踏板比较深的时候，有二级刹车信号也有一级刹车信号，此时节气门开度为0。而当驾驶员踩刹车比较浅的时候，无二级刹车信号有一级刹车信号，此时使节气门有一点开度，发出使其位置量增大的控制信号。这个时候即使驾驶员不踩油门踏板加油，AMT车在较小的坡路上也不会熄火和后溜。同时把依据制动踏板确定的固定量作为离合器接合量的一部分。固定量为图3所示的V5，它是有条件的固定量，根据制动踏板处的位置状态确定一个定值，在只有一级刹车信号时，确定的固定量为B，C之间的某值，有二级刹车信号和没有刹车信号时，固定量为0。驾驶员踩制动踏板的深浅不同，离合器的接合量目标值不同。实现在驾驶员松掉制动踏板后，离合器的接合量不为0，保证了发动机的正常运作，坡路起步成功运行。 

离合器控制的两个重要目标是接合量和接合速度。 

油门开度体现驾驶员的驾驶意图。这里，油门开度是指根据节气门传感器的值人为划分的节气门的等级，一般是0-9之间的值。同时，将等级的20％以下定义为小油门开度，20％到80％之间为中油门开度，80％以上定义为大油门开度。通常，大的油门开度表示驾驶员将要急速起步，要求发动机输出的功率较大。为了保证发动机与离合器在转矩上的平衡，离合器接合量应随油门开度的增加而增大。由于发动机转速相对于油门开度有较大的滞后，其输出功率相对于油门开度也有较大的滞后。因而不宜将油门开度作为确定接合量的主要参考量，而将它作为一种辅助参考量是合适的。起步过程中发动机转速的高低直接影响离合器滑磨功的大小。滑磨功是评价离合器使用寿命的指标，它是离合器在接合过程中主从动摩擦盘间滑动摩擦功的大小，定义为： 

$W={\∫}_{t0}^{t1}{T}_c\left(t\right){\mathrm{\ω}}_e\left(t\right)\mathrm{dt}+{\∫}_{t1}^{t2}{T}_c[{\mathrm{\ω}}_e\left(t\right)-{\mathrm{\ω}}_c\left(t\right)]\mathrm{dt}$

式中： 

W——为滑磨功(它反映了离合器在接合过程中有多少机械能转换成温升和磨损)； 

ω_e——为发动机角速度；ω_c——为离合器从动盘角速度。 

第一项积分表示离合器主从动摩擦盘开始接触到摩擦力矩T_c等于阻力矩阶段。第二项积分表示摩擦力矩T_c继续增大直到ω_c等于ω_e的阶段。 

为了减少离合器从动片产生的滑磨功，随着发动机转速的升高，离合器接合量也应相应加大，希望通过接合离合器使发动机转速降下来，这样也有利于减小起步噪声。由发动机转速所确定的离合器接合量不宜过大，以免造成发动机熄火；反之，如果发动机转速过低，则可分离离合器，提高发动机转速。发动机怠速以下的离合器接合量应为零。基于减少滑磨功的需要，将发动机转速作为确定接合量的主要参考量。当离合器接合到一定程度，即通过离合器传递到发动机的起步阻力矩大于发动机所提供的转矩时，会使发动机的转速下降，可能会使离合器分离。为了补偿离合器接合量的减少，由输入轴转速也确定了一定的接合量，使离合器继续接合，从而完成车辆的坡路起步过程。因此，离合器的接合量为油门开度所确定的辅助接合量、发动机转速所确定的主接合量、输入轴转速所确定的补偿接合量之和。 

离合器接合速度的快慢直接影响着起步过程中冲击度的大小。油门开度较小时，离合器的接合速度宜较慢，以实现平稳起步；中油门开度表示驾驶员想要较快起步时，离合器接合速度也要相应加快；大油门开度时，离合器应以最快速度接合，以满足驾驶员急速起步的要求。由油门开度确定的离合器接合速度应随油门开度的增加而增大。汽车处于静止状态的这段时间内，离合器即使以最大速度接合也不会造成冲击。随着汽车开始运动，这时需要减少离合器的接合速度，以提高起步平稳性、减少起步冲击。在汽车起步过程中，输入轴转速直接反映了车速的大小，确定了离合器接合速度随着输入轴转速的增加而减小。因此离合器的接合速度应该为快——慢——快，当有车速(坡路起步成功后)时即停止合离合器。 

综上所述，在本发明中确定离合器的接合量由一轴转速、油门踏板位移量、发动机转速与一轴转速差、发动机转速、制动踏板位移量、油门开度6个量综合决定，离合器接合量的目标值为依据油门开度(包括反映驾驶员改变油门开度意图的油门踏板位移量)而确定的辅助接合量、依据发动机转速所确定的主接合量、依据制动踏板(包括一级刹车信号和二级刹 车信号)确定的固定量，依据发动机转速和一轴转速差所确定的补偿接合量、一轴转速所确定的补偿接合量之矢量和。即离合器目标量＝辅助接合量+主接合量+固定量+发动机转速和一轴转速差所确定的补偿接合量+一轴转速所确定的补偿接合量。根据离合器目标量发出使离合器运动到相应位置的控制信号，再通过离合器位置传感器采集到的离合器接合量实际值，修正离合器的控制量，即PWM的占空比，从而实现离合器接合量的自适应控制。 

在“离合器目标量＝辅助接合量+主接合量+固定量+发动机转速和一轴转速差所确定的补偿接合量+一轴转速所确定的补偿接合量”一式中，各个自变量的确定是由传感器采集的值而得的。在这几个量中，首先根据发动机确定的主接合量(图3所示)得到了离合器的目标值的大小，接着在这个基础上加上图3所示的制动踏板的固定量，其余的辅助接合量、补偿接合量是在图3所示的V1、V2、V3、V6基础上的值乘上一个系数，这个系数一般是由程序员进行调试。通过反复修改该系数并经大量车辆实验样本值比较从而选出适应于大部分车辆的系数优值。 

例如在本发明实施例中，确定A点大小为0.85V，B点大小为1.85V，C点大小为2.4V，D点大小为4.5V，则下面给的各个量均不能大于D点。主接合量为2V，辅助接合量为1V，有一级刹车无二级刹车信号，固定量为2V，发动机转速和一轴转速差所确定的补偿接合量为0.3V，一轴转速所确定的补偿接合量为0.2V，辅助接合量的系数为0.5，固定量系数为0.5，补偿接合量的系数为0.4。这几个量的系数确定可以根据一定原则在一定的范围内进行调节，如当辅助接合量的值大于等于1V时取系数为0.5，否则为1。这样做的目的是为了使目标值相加的时候范围不会超过D点。当然，系数的选取主要由编程人员根据具体情况进行调试，本发明实施例所述仅为其一优选例。由上可得目标接合量＝主接合量(2)+辅助接合量(1)*0.5+固定量(2)*0.5+发动机转速和一轴转速差所确定的补偿接合量为(0.3)*0.4+一轴转速所确定的补偿接合量为(0.2)*0.4。即目标量的值大小为3.7V。 

离合器控制量的反馈修正采用PID(比例、微分、积分)算法。PID算法框图如图4所示。其公式如下： 

比例项＝比例*(本次偏差-上次偏差) 

积分项＝比例*偏差*采集周期/积分时间常数 

微分项＝比例*微分时间常数*(本次偏差-2*上次偏差+上两次偏差)/采集周期 

如果是正动作，则： 

输出＝上次输出+比例项+积分项+微分项 

如果是反作用，则： 

输出＝上次输出-比例项-积分项-微分项 

以上各式中，偏差＝实际位置-目标位置。实际位置和目标位置均是跟电压有关的值，大小在0-5V之间。实际位置由离合器位置传感器采集得到，目标位置则通过前述“离合器目标量＝辅助接合量+主接合量+固定量+发动机转速和一轴转速差所确定的补偿接合量+一轴转速所确定的补偿接合量”一式得到。比例则与前述系数相同，是由程序员进行调试，从大量车辆实验样本值中比较选出适应于大部分车辆的优值。 

例如定目标值为3.3V，实际值为3V，则偏差＝3-3.3＝-0.3。上次偏差为-0.5，上两次偏差为-1，微分时间常数＝10ms，采集周期为5ms，积分时间为10ms，上次输出为-4V，则 

比例项＝1*(-0.3+0.5)＝0.2，； 

积分项＝1*(-0.3)*5/10＝-0.15； 

微分项＝1*10*(-0.3+2*0.5-1)/5＝-0.6； 

以上三式中定义系数为1，如前述离合器目标量确定方法类似，其由编程人员根据具体情况进行调节，此处仅为本发明实施例的一优选例。 

因为实际位置小于目标位置，所以为正动作。 

本次输出＝-4+0.2-0.15-0.6＝-4.55(V)。其中输出的大小为4.55V，前面的负号表示电机旋转的方向。 

同样地，对于节气门位移量的反馈修正也是通过PID算法来完成。 

本发明的AMT车辆坡路起步的控制方法中，松掉制动踏板后，节气门有一定开度，离合器有一定接合量初值，克服了车辆在坡路起步时因摩擦力、发动机的扭矩等因素引起车辆起步熄火、后溜。同时离合器的接合量由一轴转速、踏板、发动机转速与一轴转速差、发动机转速、刹车、油门开度6个量综合决定，离合器和节气门位置可根据具体情况智能调节，使得离合电机、油门电机的控制更加精确、可靠，并大大提高车辆在坡路起步时的平顺性。 

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。 

Claims (12)

1.一种AMT车辆坡路起步控制装置，包括信号采集单元(10)、电子控制单元(20)和执行机构(30)；所述电子控制单元(20)包括信号接收模块(21)、信号分析判断模块(22)和控制信号输出模块(23)；所述执行机构(30)包括离合电机(31)和油门电机(32)，其特征在于，所述信号采集单元(10)包括一级刹车传感器(14)、二级刹车传感器(15)、变速箱一轴传感器(11)、发动机转速传感器(12)、油门踏板传感器(13)、节气门位置传感器(16)，所述信号分析判断模块(22)根据所述信号接收模块(21)接收的所述一级刹车传感器(14)、二级刹车传感器(15)、变速箱一轴传感器(11)、发动机转速传感器(12)、油门踏板传感器(13)、节气门位置传感器(16)采集的信号分别乘上一个系数确定离合器接合量，以及根据所述油门踏板传感器采集的信号确定节气门开度，并由所述控制信号输出模块(23)依据该离合器接合量和节气门开度分别控制所述离合电机(31)和油门电机(32)的动作；当采集到二级刹车信号时，离合器和节气门不动作；当采集到一级刹车信号而采集不到二级刹车信号时，电子控制单元(20)发出控制信号给油门电机控制节气门平缓自加油，同时发出控制信号给离合电机控制离合器快合到离合器的半接合点，之后再控制离合器继续平缓接合至离合器从动轴转速与发动机转速相等时的接合点；根据发动机和一轴转速，电子控制单元(20)发出控制信号控制离合器快速接合至完全合死状态。

2.如权利要求1所述的AMT车辆坡路起步控制装置，其特征在于，所述一级刹车传感器(14)和二级刹车传感器(15)至少一者为电位器式角位移传感器。

3.如权利要求1或2所述的AMT车辆坡路起步控制装置，其特征在于：所述信号采集单元(10)还包括车速传感器(19)，所述信号分析判断模块(22)还根据所述车速传感器(19)采集的信号综合确定离合器接合量，并由所述控制信号输出模块(23)依据该离合接合量和节气门开度分别控制所述离合电机(31)和油门电机(32)的动作。

4.如权利要求3所述的AMT车辆坡路起步控制装置，其特征在于，所述信号采集单元(10)还包括离合器位置传感器(17)，所述信号分析判断模块(22)依据所述离合器位置传感器(17)和节气门位置传感器(16)反 馈的信号分别修正离合器接合量和节气门开度。

5.如权利要求4所述的AMT车辆坡路起步控制装置，其特征在于，所述油门踏板传感器(13)为电位器式角位移传感器，所述变速箱一轴传感器(11)、发动机转速传感器(12)和车速传感器(19)至少一者为磁电式速度传感器。

6.如权利要求4所述的AMT车辆坡路起步控制装置，其特征在于，所述信号采集单元(10)还包括档位传感器(18)，所述节气门位置传感器(16)、离合器位置传感器(17)和档位传感器(18)至少一者为电位器式传感器。

7.如权利要求1或2所述的AMT车辆坡路起步控制装置，其特征在于，所述电子控制单元(20)为单片机。

8.一种AMT车辆坡路起步控制方法，由信号采集单元(10)采集信号；电子控制单元(20)中的信号接收模块(21)接收所述信号采集单元(10)采集的信号并传递给所述电子控制单元(20)中的信号分析判断模块(22)进行分析判断，所述电子控制单元(20)中的控制信号输出模块(23)依据分析判断后的信号控制执行机构(30)中的离合电机(31)和油门电机(32)的动作，其特征在于，所述信号分析判断模块(22)根据设置于所述信号采集单元(10)中的一级刹车传感器(14)、二级刹车传感器(15)变速箱一轴传感器(11)、发动机转速传感器(12)、油门踏板传感器(13)、节气门位置传感器(16)的信号分别乘上一个系数确定离合器接合量，以及根据所述油门踏板传感器采集的信号确定节气门开度，并由所述控制信号输出模块(23)依据该离合器接合量和节气门开度分别控制所述离合电机(31)和油门电机(32)的动作；当采集到二级刹车信号时，离合器和节气门不动作；当采集到一级刹车信号而采集不到二级刹车信号时，电子控制单元(20)发出控制信号给油门电机控制节气门平缓自加油，同时发出控制信号给离合电机控制离合器快合到离合器的半接合点，之后再控制离合器继续平缓接合至离合器从动轴转速与发动机转速相等时的接合点；根据发动机和一轴转速，电子控制单元(20)发出控制信号控制离合器快速接合至完全合死状态。

9.如权利要求书8所述的AMT车辆坡路起步控制方法，其特征在于，所述信号分析判断模块(22)还根据设置于所述信号采集单元(10)中的车速传感器(19)采集的信号综合确定离合器接合量，并由所述控制信号输出模块(23)依据该离合器接合量和节气门开度分别控制所述离合电机(31)和油门电机(32)的动作。 

10.如权利要求9所述的AMT车辆坡路起步控制方法，其特征在于，所述信号分析判断模块(22)还根据设置于所述信号采集单元(10)中的离合器位置传感器(17)和节气门位置传感器(16)反馈的信号分别修正离合器接合量和节气门开度。

11.如权利要求10所述的AMT车辆坡路起步控制方法，其特征在于，所述离合器位置传感器(17)和节气门位置传感器(16)反馈的信号分别修正离合器接合量和节气门开度是通过PID算法实现的。

12.如权利要求8至11中任一项所述的AMT车辆坡路起步控制方法，其特征在于，所述电子控制单元(20)的全部或部分功能由单片机实现。 

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