CN101693454A - 一种amt发动机扭矩限制控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机扭矩限制控制方法，方法为当车速为0km/h到60km/h，油门开启，刹车松开时档位从空档换入前进档的过程中变速器TCU发出扭矩限制信号，将当前扭矩限制到一定值；而当以上条件有任何一个不满足时TCM不响应扭矩限制请求。其中输入信号为车速、换档杆位置信号、油门开度信号、刹车信号，输出信号为扭矩限制信号。本方法在驾驶员误操作使汽车低速或静止情况下未踩刹车且油门开启状况下从空档换入前进档的情况下可有效的阻止发动机扭矩飙升引起的发动机扭矩增加，适当降低发动机扭矩，有效保护发动机和变速器，并减少变速器损坏的几率和保证了驾驶的安全性，同时也让驾驶员乘坐更为舒适。

Description

一种AMT发动机扭矩限制控制方法

技术领域

本发明属于汽车发动机扭矩限制控制系统技术领域，涉及一种AMT(Automatic Mechanical Transmission，电控机械自动变速器)车辆发动机扭矩限制控制方法。

技术背景

AMT由于具有机构紧凑、工作可靠、传动效率高、价格低廉等优点自上世纪八十年代以来倍受世界各大汽车厂商青睐，对其研究也在逐年升温。AMT车是一种经济实惠的变速器，很符合中国的国情，在中国将会有很大的发展。但AMT变速器也存在它的一些不足。汽车在低速或静止情况下未踩刹车且油门开启状况从空档换入前进档的过程中，发动机和变速器之间扭矩会迅速飙升。这种情况在驾驶员使用和驾驶车辆不免会因为存在的一些误操作而发生，比如在车辆静止时驾驶员挪动车辆过程中踩刹车从空档换入前进档时误踩刹车为油门；还比如在车辆空档行驶过程中有驾驶员喜欢加油门将发动机转速调高后挂入前进档行驶。这些情况都会使传动系统与发动机之间的涡轮扭矩过大，影响发动机与传动系统的性能与使用寿命并且容易损坏变速器，同时也影响整车的乘坐舒适性。

发明内容

本发明的目的在于克服以上诸多缺点，使汽车在低速或静止情况下未踩刹车且油门开启状况从空档换入前进档的过程中使发动机扭矩得到限制，这样不仅能够让汽车发动机和变速器快速的在正常工作范围内工作还能很好的保护发动机和变速器，避免误操作和非正规操作引起的变速器的损坏，延长其使用寿命，并保证驾驶的安全性，同时更有利于整车的乘坐舒适性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种发动机扭矩限制控制方法，本限制控制方法为当车速为0KM/H到60KM/H，油门开启，刹车松开时档位从空档换入前进档的过程中变速器TCU(变速器控制管理单元)发出扭矩限制信号，将当前扭矩限制到一定值；而当以上条件有任何一个不满足时TCM不响应扭矩限制请求。其中输入信号为车速、换档杆位置信号、油门开度信号、刹车信号，输出信号为扭矩限制信号。

方法具体包括如下过程：

通过车速信号传感器采集车速信号，换档杆位置传感器采集换挡杆信号，并将该车速信号和换挡杆位置信号传给变速器控制单元TCU；

通过刹车信号传感器采集刹车信号，油门开度传感器采集油门开度信号，并将该刹车信号和油门开度信号传给发动机控制单元ECU，再由发动机控制单元ECU将所采集的油门开度信号与刹车信号通过CAN总线传给变速器控制单元TCU；

由变速器控制单元TCU与执行机构实施扭矩的逻辑控制：变速器控制单元TCU将采集的车速信号值和换档杆位置值与油门开度值、刹车值分析，当车速小于60km/h、换档杆位置从N到D、油门踏板大于0且小于60％时，输出扭矩限制信号给执行机构，执行扭矩限制功能，将当前扭矩限制到一定值；否则不执行扭矩限制功能，即扭矩正常工作。

本方法用于在汽车低速或静止情况下未踩刹车且油门开启状况从空档换入前进档的情况下发动机控制系统获得汽车车速信号、换档杆位置信号、油门开度信号、以及刹车信号，然后根据这些信号分析并限制发动机扭矩变化的最大值，以达到在在汽车低速或静止情况下未踩刹车且油门开启状况从空档换入前进档的情况下限制发动机扭矩的目的。

在AMT变速器车中通过实施发动机扭矩限制控制后，在驾驶员误操作使汽车低速或静止情况下未踩刹车且油门开启状况下从空档换入前进档的情况下有效的阻止了发动机扭矩飙升引起的发动机扭矩增加，适当降低了发动机扭矩，让发动机和变速器尽量工作正常，有效的保护好了发动机和变速器，延长其使用寿命，并减少了变速器损坏的几率和保证了驾驶的安全性，同时也让驾驶员乘坐更为舒适。

附图说明

图1是发动机扭矩限制控制方法的逻辑方框图。

图2是根据本发明的实施例给出的AMT变速器车实际扭矩和限制后扭矩分别与油门踏板开度之间的关系示意图，其中横坐标为油门开度，纵坐标为实际扭矩和限制后扭矩百分数(即实际扭矩和扭矩限制分别与标称扭矩的比值，所以标称扭矩乘以此百分数即得实际扭矩与扭矩限制)。

图3是扭矩限制与油门踏板开度之间的关系示意图，其中横坐标为油门开度，纵坐标为扭矩限制百分数(限制扭矩乘以实际扭矩即得限制后扭矩)。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，以下通过具体实施方式结合附图对本方案进行详细说明，

本发明采取如图1所示逻辑控制方案。从图1中可以看出车速传感器采集车速信号并将信号传给TCU、换档杆位置传感器采集换档杆信号并将信号传给TCU、油门开度传感器采集油门开度信号并将信号发给ECU(发动机控制管理单元)、刹车信号传感器采集刹车信号并将信号传给ECU；ECU将油门开度信号与刹车信号通过CAN总线传给TCU；TCU将采集的油门开度信号、刹车信号、换档杆位置信号、车速信号分别进行分析，将车速与60km/h对比(小于60km/h记为1，大于等于60km/h记为0)、换档杆位置从N到D记为1其余情况记为0、油门开度大于等于0且小于60％记为1其余记为0并记录油门开度值x、刹车信号踩刹车记为0松刹车记为1。并将这些结果进行“与”操作得出结果“1”或“0”，并将结果传给执行机构，其中1表示执行扭矩限制功能、0表示不执行扭矩限制功能，即扭矩正常工作。执行机构通过以上逻辑控制方案，可以达到在汽车低速或静止情况下未踩刹车且油门开启状况从空档换入前进档的情况下扭矩限制的功能从而满足控制需求。其中执行机构主要通过控制发动机喷油量与点火角来控制发动机输出扭矩。

当以上逻辑最终结果为1时，车速小于60km/h、换档杆位置从N到D、油门踏板大于0且小于60％，系统将执行扭矩限制功能，但是到底限制多少为好，需要将其进行具体化。为了能够更好的使扭矩得到有效的限制，经过综合考虑限制后的扭矩应该随着油门开度的增加满足单调递增并且增加斜率逐渐减小的要求，发明人运用了二次方程来满足此要求。由于在正常怠速情况下理想的实际扭矩与油门开度应该是一个线性关系如图2中t(实际扭矩)，并且发明人测得在油门开度为0时(即怠速)实际扭矩大概为20％，当油门为100％时实际扭矩大概为100％，因此可以列出实际扭矩t与油门开度值x之间的关系为：

t＝0.8x+0.2                    (1)

而扭矩限制也应该随着实际的扭矩增加而限制增加，即随油门开度的增加也成线性关系如图3中T(扭矩限制)，并且当油门为0时我们可以不需要扭矩限制，设定油门为100％时扭矩限制值为当前扭矩值的(a+1)×100％，因此可以列出扭矩限制T与油门开度值x之间关系为：

T＝ax+1        (2)

根据方程(1)和(2)我们可以得出限制后扭矩为：

T₀＝t×T＝(0.8x+0.2)×(ax+1)＝0.8ax²+(0.8+0.2a)x+0.2    (3)

方程(3)为一元二次抛物线方程，为使T₀单调递增，并在方程最高点得到最大扭矩限制值其图形如图2中T₀(限制后扭矩)所示，则从方程(3)中可得-(0.8+0.2a)/1.6a＝1即

则可得

$T=\frac{-4}{9}x+1---\left(4\right)$

$T_0=\frac{-16}{45}{x}^2+\frac{32}{45}x+\frac{1}{5}---\left(5\right)$

所以在满足实施扭矩的逻辑控制条件后扭矩限制具体实施量可以根据油门开度值采取方程(5)关系式进行实施。

Claims (3)

1.一种AMT发动机扭矩限制控制方法，其特征在于：所述方法包括如下过程：

通过车速信号传感器采集车速信号，换档杆位置传感器采集换挡杆信号，并将该车速信号和换挡杆位置信号传给变速器控制单元TCU；

通过刹车信号传感器采集刹车信号，油门开度传感器采集油门开度信号，并将该刹车信号和油门开度信号传给发动机控制单元ECU，再由发动机控制单元ECU将所采集的油门开度信号与刹车信号通过CAN总线传给变速器控制单元TCU；

由变速器控制单元TCU与执行机构实施扭矩的逻辑控制：变速器控制单元TCU将采集的车速信号值和换档杆位置值与油门开度值、刹车值分析，当车速小于60km/h、换档杆位置从N到D、油门踏板大于0且小于60％时，输出扭矩限制信号给执行机构，执行扭矩限制功能，将当前扭矩限制到一定值；否则不执行扭矩限制功能，即扭矩正常工作。

2.根据权利要求1所述的AMT变速器发动机扭矩控制方法，其特征在于：在将车速与60km/h对比过程中，将车速小于60km/h记为1，大于等于60km/h记为0，换档杆位置从N到D记为1，其余情况记为0，油门开度值大于等于0且小于60％记为1，其余记为0，并记录油门开度值x，刹车信号踩刹车记为0，松刹车记为1；并将这些结果进行“与”操作得出结果“1”或“0”，其中1表示执行扭矩限制功能、0表示不执行扭矩限制功能，即扭矩正常工作。

3.根据权利要求1所述的AMT变速器发动机扭矩控制方法，其特征在于：所述变速器控制单元TCU与执行机构实施扭矩的逻辑控制中，将当前扭矩限制到一定值的具体实施量是根据油门开度值采取一元二次方程(5)关系式计算而获得：

$T_0=\frac{-16}{45}{X}^2+\frac{32}{45}X+\frac{1}{5}---\left(5\right)$

其中，T₀是扭矩限制量，X是油门开度值。

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