CN102182821A - 一种amt系统的换档机构极限位置自学习控制方法 - Google Patents

一种amt系统的换档机构极限位置自学习控制方法 Download PDF

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陈超
张虹
李惠惠
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Abstract

一种AMT系统换档机构的极限位置自学习控制方法，该控制方法控制AMT工作顺序：首先自学习模块的输入信号由TCU采集输入，输出自学习标志位给后续的AMT其他模块，然后AMT动作序列模块根据标志位选择动作序列矩阵，并按动作时序进行解码，得到每个换档机构的目标位置，最后由电机驱动模块驱动换档机构进行动作。自学习模块会根据换档机构的实际位置进行到位检测，若自学习完成，则自动更新保存机械机构的极限位置参数。在气温发生较大变化或行驶里程累计一定程度的时候，以此来保证电机驱动的精度及速度。

Description

一种AMT系统的换档机构极限位置自学习控制方法
技术领域
本发明涉及一种电控机械式自动变速机构的极限位置自学习方法。
背景技术
电控机械式自动变速器(AMT)是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的；它揉合了AT(自动)和MT(手动)两者优点的机电液一体化自动变速器；AMT既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。它揉合了二者优点，是非常适合我国国情的机电液一体化自动变速器。它是在现生产的机械变速器上进行改造的，保留了绝大部分原总成部件，只改变其中手动操作系统的换档杆部分，生产继承性好，改造的投入费用少，非常容易被生产厂家接受。它的缺点是非动力换档，这可以通过电控软件方面来得到一定弥补。在几种自动变速器中，AMT的性价比最高。AMT用先进的电子技术改造传统的手动变速器，不仅保留了原齿轮变速器效率高、低成本的长处，而且还具备了液力自动变速器采用自动换档所带来的全部优点。它以特有的经济、方便、安全、舒适性而备受所有驾驶者的欢迎，成为各国开发的热点。驾驶员通过加速踏板和操纵杆向电子控制单元(ECU)传递控制信号；电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态；电子控制单元(ECU)根据这些信号按存储于其中的最佳程序，最佳换档规律、离合器模糊控制规律、发动机供油自适应调节规律等，对发动机供油、离合器的分离与结合、变速器换档三者的动作与时序实现最佳匹配。从而获得优良的燃油经济性与动力性能以及平稳起步与迅速换档的能力，以达到驾驶员所期望的结果。
电控机械自动变速器(AMT)是一种常见的汽车自动变速器型式，它是在普通人工换档机械式变速器基础上加上替代人工换档的电子控制操纵机构，具有结构紧凑，对现有汽车换档机构改动少且改造投入费用少等优点。但是，其机械部分的换档机构由于受气温变化及使用老化等原因的影响，使得电机对其位置控制的精度和响应速度有所降低，因此一段时间时就有必要对机械部分的极限位置参数作标定更新，以保证电机驱动的精度及快速响应。极限位置指机械部分换档中的最大的位置。目标位置是指在换档过程中所要达到的位置。实际位置是指换档后实际到达的位置。由于受气温变化及换档机构使用老化等原因的影响，离合器和换档器的极限位置和响应时间会发生变化，进而影响电机驱动的精度及反应，所以在气温发生较大变化或行驶里程累计一定程度的时候(由自适应时机判定模块判断执行条件)，会激活AMT系统的自适应功能，对电机的特性参数重新进行自动标定，以此来保证电机驱动的精度及快速。自适应功能同时保留用户接口，当用户根据车况认为需要进行AMT系统自适应时，可以通过按钮或其他方式来激活自适应功能。
发明内容
本发明的目的是，提供一种AMT系统换档机构的极限位置自学习控制方法，所述的AMT换档机构对原车前驱部分改动较小，保留原来的机械变速器，仅仅需要在变速箱部分增加电机换档和电驱动离合器机构，实现自动换档。在该AMT控制系统的基础上增加自学习功能模块，在满足一定条件时激发该模块工作。
该控制方法包括：自学习模块的输入信号识别，进行自学习的判断条件，自动换档机构的位置定义方法，控制策略与到位判断四个内容。
(1)自学习模块的输入信号识别是通过TCU系统输入模块对外界环境信号做信号调理后，将部分信号输出供自学习模块使用，信号类型包括数字量信号和模拟量信号，数字量信号为离合器、选档器正常位置范围，该信号为TCU保存的上一次极限位置；模拟量为离合器、选档器的实际位置信号。
(2)进行自学习的判断条件为是否进行自学习由自学习时机判定模块执行，判定条件可以为以下任意一种情况：
a.气温发生较大变化；
b.行驶里程累计一定程度；
c.用户根据车况认为需要进行TCU系统自适应时。自适应功能同时保留用户接口，当用户根据车况认为需要进行AMT系统自学习时，可以通过按钮或其他方式来激活自学习功能。
(3)自动换档机构的位置定义方法就是离合、换档、选档机构的位置定义方法，如图2所示，每一档位所对应的电机位置确定方法为：换档电机Shift的最小位置是Shift箭头起始位置，即开度0％，记为“0”，最大位置是箭头所指方向的末端，即开度100％，记为“1”。最大位置和最小位置的均值为中间空档位置，即开度50％，记为“0.5”。选档电机Select同理。离合器的最小位置对应全断开位置，即开度0％，记为“0”；最大位置对应全结合位置，即开度100％，记为“1”。
(4)控制策略与到位判断方法
a、控制策略为自学习模块记录下离合器的开合位置，以及换档、选档的最小最大位置，并根据档位的最小最大位置计算出空档位置，对位置自学习的动作序列生成如图3路径序列矩阵。该序列是一个矩阵表，纵轴为路径的步骤，横轴为该步骤下离合、换档与选档电机各自的目标位置。
为了确保机构到达极限位置，电机的目标位置要略超过前次所记录的极限位置，如图3所超过的部分为grad，则电机的目标极限位置给定为最大位置“1+grad”，最小位置“0-grad”。经过试验，容易找到一个适合的grad值，使档位机构在可安全的强度内达到极限位置。图4和图3动作序列矩阵中step9为自学习目标动作结束的标志值，AMT系统并不把该值作为目标位置给执行机构。
位置自学习模块输出自学习状态标志给后续AMT模块，AMT系统选择该动作自学习矩阵，将每一步进行分解，即动作时序解码，再由AMT电机驱动模块控制相应机构动作，同时到位检测模块将检测自学习过程，如机构已到达极限位置，则自动将离合器和换档器的极限位置更新。
b、到位判断的方法为若当前位置与目标位置之差的绝对值不超过一定范围lim，且保持一定时间t0，即：|当前位置-目标位置|≤lim，且t＞t0，则AMT系统认为已到达极限位置。
附图说明
图1AMT系统中的自学习模块示意图
图2换档、选档机构的位置定义示意图
图3动作序列矩阵
具体实施方式
如图1所示自学习方法控制AMT工作顺序：首先自学习模块的输入信号由TCU采集输入，输出自学习标志位给后续的AMT其他模块，然后AMT动作序列模块根据标志位选择动作序列矩阵，并按动作时序进行解码，得到每个换档机构的目标位置，最后由电机驱动模块驱动换档机构进行动作。自学习模块会根据换档机构的实际位置进行到位检测，若自学习完成，则自动更新保存机械机构的极限位置参数。

Claims (6)

1.一种AMT系统的换档机构极限位置自学习控制方法，其特征是：该控制方法包括：自学习模块的输入信号识别，进行自学习的判断条件，自动换档机构的位置定义方法，控制策略与到位判断四个内容，工作顺序为首先自学习模块的输入信号由TCU采集输入，输出自学习标志位给后续的AMT控制的其他模块，然后AMT动作序列模块根据标志位选择动作序列矩阵，并按动作时序进行解码，得到每个换档机构的目标位置，最后由电机驱动模块驱动换档机构进行动作。自学习模块会根据换档机构的实际位置进行到位检测，若自学习完成，则自动更新保存机械机构的极限位置参数。
2.根据权利要求1所述的一种AMT系统的换档机构极限位置自学习控制方法，其特征是：自学习模块的输入信号识别是通过TCU系统输入模块对外界环境信号做信号调理后，将部分信号输出供自学习模块使用，信号类型包括数字量信号和模拟量信号，数字量信号为离合器、选档器正常位置范围，该信号为TCU保存的上一次极限位置；模拟量为离合器、选档器的实际位置信号。
3.根据权利要求1所述的一种AMT系统的换档机构极限位置自学习控制方法，其特征是：进行自学习的判断条件为是否进行自学习由自学习时机判定模块执行，判定条件可以为以下任意一种情况：
a.气温发生较大变化；
b.行驶里程累计一定程度；
c.用户根据车况认为需要进行TCU系统自适应时。自适应功能同时保留用户接口，当用户根据车况认为需要进行AMT系统自学习时，可以通过按钮或其他方式来激活自学习功能。
4.根据权利要求1所述的一种AMT系统的换档机构极限位置自学习控制方法，其特征是：自动换档机构的位置定义方法就是离合、换档、选档机构的位置定义方法，每一档位所对应的电机位置确定方法为：
a、换档电机Shift的最小位置是Shift箭头起始位置，即开度0％，记为“0”，最大位置是箭头所指方向的末端，即开度100％，记为“1”；
b、最大位置和最小位置的均值为中间空档位置，即开度50％，记为“0.5”；
c、离合器的最小位置对应全断开位置，即开度0％，记为“0”；
d、最大位置对应全结合位置，即开度100％，记为“1”。
5.根据权利要求1所述的一种AMT系统的换档机构极限位置自学习控制方法，其特征是：控制策略为自学习模块记录下离合器的开合位置，以及换档、选档的最小最大位置，并根据档位的最小最大位置计算出空档位置，对位置自学习的动作序列生成路径序列矩阵。该序列是一个矩阵表，纵轴为路径的步骤，横轴为该步骤下离合、换档与选档电机各自的目标位置。
6.根据权利要求1所述的一种AMT系统的换档机构极限位置自学习控制方法，其特征是：到位判断的方法为若当前位置与目标位置之差的绝对值不超过一定范围lim，且保持一定时间t0，即：|当前位置-目标位置|≤lim，且t＞t0，则AMT系统认为已到达极限位置。
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