CN102425662A - 防止amt在起步和加速时乱档的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法及系统。当滑移率过高时，首先降低滑移率，降低滑移率的措施有制动，减档制动，增大车轮的输入扭矩制动。当车轮滑移率减小到小于设定值滑移率后，同时，真实车速变化高于设定车速变化后，变速器才会换回高档。如车轮滑移率与真实车速变化没有达到设定的值，变速器只允许向低档位换挡，而不允许向高档位换挡。从而避免了机械式自动变速器(AMT)在低附着路面和对开路面起步、急加速时循环换挡的情况。

Description

防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法及系统

技术领域

本发明属于汽车换挡控制技术，具体涉及一种机械式自动变速器(AMT)的换挡控制技术。

背景技术

常规机械式自动变速器(AMT)一般从三个方面决定换挡点：ABS估算的参考车速、发动机转速和油门开度(即加速度变化率)。装备机械式自动变速器(AMT)的车辆在低附着路面起步、急加速时，由于路面附着系数较低，驱动车轮发生滑转，此时发动机转速不断上升，车轮转速也在不断上升，而实际车速并没有增加。驾驶员觉得车速没有增加后，会猛踩油门，期望车速加快。附着系数越低，该情况越明显。变速箱电子控制单元(TCU)此时依旧仅依靠ABS估算的参考车速、发动机转速作为换挡依据，按常规换挡策略，当发动机转速上升、轮速上升，油门开度加大后，变速箱会换入高档。当变速箱换入高档后，由于高档速比小，车辆驱动扭矩会进一步减小，势必会造成AMT变速器循环换挡(高低档之间反复切换)，从而出现AMT在起步和加速时的乱档操作。目前尚没有很好的办法解决上述问题。

本发明的目的在于提供一种利用滑移率和车速联合控制防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法及系统，提高AMT操作的安全性和稳定性。

实现本发明目的之一的防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，它是检测计算车辆实时滑移率，当车辆实时滑移率高于设定滑移率时，首先降低滑移率，当车轮滑移率减小到小于设定滑移率后，同时，车速增加变化率高于设定车速增加变化率后，变速器进入常规换档控制；当车轮滑移率大于设定滑移率，车速增加变化率小于设定车速增加变化率，变速器向低档位换挡。

降低滑移率是对车辆措施制动或对车辆减档操作后制动实现的。

车速增加变化率高于设定车速增加变化率是通过增大车轮的输入扭矩制动实现的。

它是通过检测计算得到的车辆第一滑移率与设定滑移率比较，当车辆第一滑移率大于设定滑移率时，进入防乱档控制：对车辆施加制动，制动后得到车辆第二滑移率，车辆第二滑移率小于设定滑移率时，记录对应的第一车速V1；间隔时间Δt再检测计算得到的车辆第三滑移率，当车辆第三滑移率大于设定滑移率时，控制机械式自动变速器挂低档，继续施加制动循环上述防乱档控制；当车辆第三滑移率小于设定滑移率时，记录对应的第二车速V2；比较第二车速V2和第一车速V1的增加变化率a1：当第二车速V2和第一车速V1的增加率增加变化率a1小于设定增加变化率a时，发动机电子控制单元控制发动机增加油门开度提高输出扭矩，继续施加制动循环上述防乱档控制；当第当第二车速V2和第一车速V1的增加率增加变化率a1大于设定增加变化率a时，机械式自动变速器进入常规换档控制。

施加制动后，车辆第二滑移率大于设定滑移率时，继续施加制动。

所述滑移率检测计算是：利用车轮转速传感器检测车轮转速，车身纵向移动传感器检测车速，再利用车轮转速和车速计算滑移率。

所述滑移率的计算、比较和车速的比较是由变速箱电子控制单元(TCU)完成。

对车辆施加制动是由驱动防滑控制系统(ASR)完成的。

间隔时间Δt在进行检测计算得到的车辆第三滑移率的好处在于：第一是避免系统对第二滑移率的误判，造成的错误的操作；第二是在车辆行驶过程进入更加恶劣多变的行驶路面，导致滑移率的提高时，避免系统错误的操作。

所述滑移率检测计算是：利用车轮转速传感器检测车轮转速，车身纵向移动传感器检测车速，再利用车轮转速和车速计算滑移率。本发明通过车轮转速传感器与车身纵向位移传感器可精确计算出车辆此时真实的车速与车轮的滑移率，避免现有技术中利用ABS计算的参考车速存在较大误差的问题。

本发明的控制方法可通过车辆上现有的各控制系统，联合工作实现，在控制方面采用滑移率和车速联合控制，即利用轮速(车轮转速)和车速(车辆行驶速动)两个参数联合控制，真实全面的反映车辆的实际行驶状况，实现对车辆的精确控制，满足各种复杂多变路面的控制要求；解决现有技术中只采用轮速参数实施控制，控制精度不高，不能满足复杂多变路面情况控制的问题。

实现本发明的目的之二的防止AMT在起步和加速时乱档的控制系统，它包括

传感器单元：用于检测车轮转速和车速；

驱动防滑控制系统：用于通过传感器检测到的车轮转速和车速计算滑移率，通过滑移率实现对行驶中的车辆制动；

发动机电子控制单元：用于接收变速箱电子控制单元控制信号，增加发动机油门开度，提高发动机输出扭矩；

选档换挡执行机构：用于实现换挡操作；

变速箱电子控制单元：比较滑移率，给驱动防滑控制系统控制信号；记录比较车速，给发动机电子控制单元控制信号；给变速箱换档操作指令。

所述传感器单元包括车轮转速传感器与车身纵向位移传感器。

本系统利用在传感器单元，不改变现有车辆控制系统结构和作用的基础上，首次实现各控制单元在防止AMT在起步和加速时乱档时的联合控制，利用车轮转速传感器与车身纵向位移传感器检测的轮速(车轮转速)和车速(车辆行驶速动)，真实全面的反映车辆的实际行驶状况，实现对车辆的精确控制，满足各种复杂多变路面的控制要求。保证装备机械式自动变速器(AMT)的车辆可在越野工况下具有良好的驾驶性；由于换挡次数减少，显著提高了机械式自动变速箱(AMT)同步器、换挡执行结构等部件的寿命

附图说明

图1防止AMT在起步和加速时乱档的控制系统示意图。

图2防止AMT在起步和加速时乱档的控制流程图。

具体实施方式

如图1所示，系统包括车轮转速传感器101与车身纵向位移传感器102；实施检测车辆行驶时的车轮转速和车辆的车速，其中车轮转速传感器101可以是适于驱动防滑控制系统(ASR)使用的车轮转速传感器。车轮转速传感器101与车身纵向位移传感器102输出信号到驱动防滑控制系统(ASR)200；车身纵向位移传感器102同时输出信号给变速箱电子控制单元(TCU)；

选档换挡执行机构300：用于实现换挡操作；在本发明中当控制系统进入防乱档控制模式时，机械式自动变速器只向下挂档(减档操作)，档位D₂＝D₁-1(处于1档时保持当前档位)；直到机械式自动变速器进入常规换档控制。

变速箱电子控制单元(TCU)400在实施本身的原有的控制操作外，在本发明中，接收驱动防滑控制系统ASR的输出的车轮转速s和车辆的车速v信号计算滑移率h，TCU中计算出车轮的实时滑移率h_n，h_n＝(v_n-s_n)/v_n*100％；同时，变速箱电子控制单元(TCU)中设置有设定滑移率h；比较实时滑移率h_n与设定滑移率h输出控制驱动防滑控制系统ASR对车辆实施制动；变速箱电子控制单元(TCU)同时记录车速V，比较不同时间的车速V，向发动机电子控制单元控制输出信号增加发动机油门开度提高发动机输出扭矩或机械式自动变速器进入常规换档控制。

驱动防滑控制系统(ASR)200在实施本身的原有的控制操作外，本发明中驱动防滑控制系统ASR200同时接收来自变速箱电子控制单元(TCU)的滑移率比较控制信号，对车辆实施制动。

发动机电子控制单元(ECU)500在实施本身的原有的控制操作外，本发明中发动机电子控制单元(ECU)接收变速箱电子控制单元(TCU)不同时间的车速V比较控制信号，控制增加发动机油门开度提高发动机输出扭矩。

其控制方法如图2所示：

变速箱电子控制单元(TCU)接收驱动防滑控制系统(ASR)200ASR的输出的车轮转速s和车辆的车速v信号，计算滑移率与设定滑移率h，当车辆的滑移率大于设定滑移率h时，进入防乱档控制模式：

首先，驱动防滑控制系统(ASR)对车辆实施制动，制动后，变速箱电子控制单元(TCU)再次计算滑移率h1与设定滑移率h比较，如果车辆的滑移率h1大于设定滑移率h，驱动防滑控制系统(ASR)继续对车辆实施制动，直到滑移率小于设定滑移率h，得到第二滑移率h2，同时，变速箱电子控制单元(TCU)记录第二滑移率h2对应时的车辆的第一车速V1；

间隔时间(Δt)后，变速箱电子控制单元(TCU)再次利用输出的车轮转速s和车辆的车速v信号计算实时滑移率，与设定滑移率h比较：如果实时滑移率即第三滑移率h3依然大于设定滑移率h，变速箱电子控制单元(TCU)控制选档换挡执行机构300实施减档操作，变速箱向下挂档，档位D₂＝D₁-1(处于1档时保持当前档位)；减档后，驱动防滑控制系统(ASR)继续对车辆施加制动，系统循环上述防乱档控制；直至实时滑移率小于设定滑移率h；如果实时滑移率即第三滑移率h3小于设定滑移率h，变速箱电子控制单元(TCU)记录实时第三滑移率h3对应时的车辆的第二车速V2；

变速箱电子控制单元(TCU)比较第二车速V2和第一车速V1：比较车辆在间隔时间(Δt)内行驶时速度的增加率，即比较V2是否大于V1*a，其中a是速度增加变化率，如V2大于V1*a，则系统退出防乱档控制模式，进入常规换挡模式；如V2小于V1*a，发动机电子控制单元(ECU)接收变速箱电子控制单元(TCU)信号，控制增加发动机油门开度提高发动机输出扭矩，驱动防滑控制系统(ASR)继续对车辆施加制动直到V2大于V1*a，则系统退出防乱档控制模式，进入常规换挡模式。

其中：D₂为换挡后档位，D₁为换当前档位。设定滑移率h，速度增加常数a，间隔时间Δt通过标定调整，根据车辆的具体状态确定。例：通过标定后，h＝32％，a＝1.055，Δt＝0.35s。

本发明的实质是在滑移率过高时，首先降低滑移率，降低滑移率的措施有制动，减档制动，增大车轮的输入扭矩制动。当车轮滑移率减小到小于设定值滑移率后，同时，真实车速变化高于设定车速变化后，变速器才会换回高档。如车轮滑移率与真实车速变化没有达到设定的值，变速器只允许向低档位换挡，而不允许向高档位换挡。从而避免了机械式自动变速器(AMT)在低附着路面和对开路面起步、急加速时循环换挡的情况。

在实现上述方法的系统中，是最优化的结构，还可以通过设置单独的控制单元，用于实现滑移率的计算、比较及车速的记录比较，将比较结果的控制信号输入给变速箱电子控制单元(TCU)、发动机电子控制单元(ECU)和驱动防滑控制系统(ASR)完成上述制动降低滑移率、对车辆减档操作后制动降低滑移率、增大车轮的输入扭矩制动实现提高车速增加变化率。

Claims (10)

1.一种防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，它是检测计算车辆实时滑移率，当车辆实时滑移率高于设定滑移率时，首先降低滑移率，当车轮滑移率减小到小于设定滑移率后，同时，车速增加变化率高于设定车速增加变化率后，变速器进入常规换档控制；当车轮滑移率大于设定滑移率，车速增加变化率小于设定车速增加变化率，变速器向低档位换挡。

2.如权利要求1所述防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，其特征是降低滑移率是对车辆实施制动或对车辆进行减档操作后制动实现的。

3.如权利要求1所述防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，其特征是车速增加变化率高于设定车速增加变化率是通过增大车轮的输入扭矩制动实现的。

4.如权利要求1或2或3所述防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，它是通过检测计算得到的车辆第一滑移率与设定滑移率比较，当车辆第一滑移率大于设定滑移率时，进入防乱档控制：对车辆施加制动，制动后得到车辆第二滑移率，车辆第二滑移率小于设定滑移率时，记录对应的第一车速(V1)；间隔时间(Δt)再检测计算得到的车辆第三滑移率，当车辆第三滑移率大于设定滑移率时，控制机械式自动变速器挂低档，继续施加制动循环上述防乱档控制；当车辆第三滑移率小于设定滑移率时，记录对应的第二车速(V2)；比较第二车速(V2)和第一车速(V1)的增加变化率(a1)：当第二车速(V2)和第一车速(V1)的增加率增加变化率(a1)小于设定增加变化率(a)时，发动机电子控制单元控制发动机增加油门开度提高输出扭矩，继续施加制动循环上述防乱档控制；当第二车速(V2)和第一车速(V1)的增加率增加变化率(a1)大于设定增加变化率(a)时，机械式自动变速器进入常规换档控制。

5.如权利要求4所述防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，其特征是施加制动后，车辆第二滑移率大于设定滑移率时，继续施加制动。

6.如权利要求1所述防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，其特征是所述滑移率检测计算是：利用车轮转速传感器检测车轮转速，车身纵向移动传感器检测车速，再利用车轮转速和车速计算滑移率。

7.如权利要求1所述防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，其特征是所述滑移率的计算、比较和车速的比较是由变速箱电子控制单元(TCU)完成。

8.如权利要求1所述防止AMT在起步和加速时乱档的控制方法，其特征是对车辆施加制动是由驱动防滑控制系统(ASR)完成的。

9.一种防止AMT在起步和加速时乱档的控制系统，它包括

传感器单元：用于检测车轮转速和车速；

它还包括：

驱动防滑控制系统：用于接收变速箱电子控制单元信号，实现对行驶中的车辆制动；

发动机电子控制单元：用于接收变速箱电子控制单元控制信号，增加发动机油门开度，提高发动机输出扭矩；

选档换挡执行机构：用于实现换挡操作；

变速箱电子控制单元：比较滑移率，给驱动防滑控制系统控制信号；记录比较车速，给发动机电子控制单元控制信号；给变速箱换档操作指令。

10.如权利要求9所述防止AMT在起步和加速时乱档的控制系统，其特征在于传感器单元包括车轮转速传感器与车身纵向位移传感器。

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