CN103523018A - 一种能适应湿滑路面的自动变速器控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能适应湿滑路面的自动变速器控制系统，包括自动变速器控制器，发动机控制器，用以测量和采集驱动车轮转速的第一车速传感器，用以测量和采集车辆实际运行速度的第二车速传感器，所述的发动机控制器、第一车速传感器和第二车速传感器分别与所述的变速器控制器可控连接。本发明基于滑转率的湿滑路面控制策略包含在自动变速器正常控制策略中，正常控制策略和湿滑路面控制策略间的转换是自动进行的，当满足一定条件时，就会自动调用，而不需采用一个专设的挡位，对驾驶人员的要求更低，同时包含湿滑路面确认过程，避免了由于驱动车轮偶然滑转而进入湿滑路面控制策略的可能。

Description

一种能适应湿滑路面的自动变速器控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆传动技术领域，特别是涉及一种基于滑转率的能适应湿滑路面的自动变速器控制系统及控制方法。

背景技术

自动变速器是一种能够根据发动机工况和车速来自动换挡的设备，即可根据车辆行驶阻力的变化自动改变车辆的传动比和扭矩比，减轻驾驶者的劳动强度。为减小自动变速器的换挡冲击，提高换挡平顺性，控制策略在自动变速器中占有越来越重要的地位。结合现代控制理论，许多国外自动变速器开始采用“自适应控制”、“模糊控制”等智能控制技术，这些控制技术主要针对车辆行驶过程中加速、减速、爬坡等工况时的变速器与发动机、制动系统的协调控制问题，而没有将湿滑路面的控制问题考虑在内。

有事实表明，配备有自动变速器的车辆在湿滑路面（例如泥泞、冰雪等）上行驶时，会发生驱动车轮滑转情况，这会导致两个方面的不利影响：一是引起频繁换挡，由于车轮滑转，会产生很大的换挡顿挫感，使车辆行驶平顺性变差；二是由于驱动车轮滑转，车轮与路面之间的附着性能变差，进而影响到车辆的操纵稳定性，易发生转向失灵、侧滑等危险状况。

虽然有些自动变速器控制中设置了雪地行驶模式，但这种模式的主要思想是通过提前升挡策略，以达到降低驱动转矩的目的，这种控制策略的弊端在于：在相同的油门开度的情况下，在雪地上的车速可能会大于在良好路面上的车速，对行车安全是极为不利的。况且，大多数使用者对车辆性能本身并不了解，何时使用此模式更不清楚，故往往成为一个闲置挡位。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能适应湿滑路面的自动变速器控制系统及控制方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种能适应湿滑路面的自动变速器控制系统，包括自动变速器控制器，发动机控制器，用以测量和采集驱动车轮转速的第一车速传感器，用以测量和采集车辆实际运行速度的第二车速传感器，所述的发动机控制器、第一车速传感器和第二车速传感器分别与所述的变速器控制器可控连接。

所述的第二车速传感器为测量和采集从动轮转速的传感器。

所述的第一车速传感器和第二车速传感器为磁电式、霍尔式或光电式车速传感器。

所述的第二车速传感器为直接测量车辆相对地面速度的光电式传感器，所述的光电式传感器安装于车架或车身上。

一种采用如权利要求1所述的自动变速器控制系统的控制方法，包括以下步骤，

1）持续采集各个驱动车轮的转速值并求出其平均值，同时持续采集车辆实际车速值；

2）根据驱动车轮转速的平均值和实际车速计算驱动车轮滑转率；

3）将滑转率与门限值比较并计数；

4）当滑转率连续大于门限值的次数达到第一预定数值时进入湿滑路面模式，当滑转率连续小于门限值的次数达到第二预定数值时进入正常路面模式。

所述的湿滑路面模式包括以下控制步骤，

1）计算最新连续第三预定次数滑转率的平均值并将与此平均值对应的发动机油门开度值传给发动机控制器，降低油门开度；

2）若此时达到降挡条件，则执行延迟降挡控制策略，所述的延迟降挡控制策略指油门开度不变而将车速降低预定比例；

3）若随着车速升高，达到升挡条件，则执行延迟升挡控制策略，所述的延迟升挡控制策略指油门开度不变而将车速提高预定比例。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于滑转率的湿滑路面控制策略包含在自动变速器正常控制策略中，正常控制策略和湿滑路面控制策略间的转换是自动进行的，当满足一定条件时，就会自动调用，而不需采用一个专设的挡位，对驾驶人员的要求更低，同时包含湿滑路面确认过程，避免了由于驱动车轮偶然滑转而进入湿滑路面控制策略的可能。

附图说明

图1是本发明的控制系统结构布置示意图；

图2所示为本发明的控制流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的能适应湿滑路面的自动变速器4装配在汽车之上，所述的汽车包括发动机3、前驱动桥15、后驱动桥9，以及分别设置在前驱动桥、后驱动桥左右两端的车轮1、14、7和11，所述的控制系统包括自动变速器控制器5，发动机控制器12，用以测量和采集各驱动车轮转速的第一车速传感器2、6、11、13，用以测量和采集车辆实际运行速度的第二车速传感器8，所述的第二车速传感器8装于车身或车架上，用于测量车辆相对于地面的实际车速。所述的发动机控制器、第一车速传感器和第二车速传感器分别与所述的变速器控制器可控连接。其中，所述的第一传感器为磁电式、霍尔式或光电式车速传感器，若采用光电式车速传感器，其由装在轴上的带有孔或缝隙的旋转盘、光源、光接收器等组成，其工作原理是：光源发出的光通过缝隙旋转盘照射到光敏元件上，使光敏器件感光并产生电脉冲，转轴连续转动，光敏器件就输出一系列与转速及旋转盘缝隙数成正比的电脉冲数，由此计算转速值，并得到车速值，但是该车速值实际上只与驱动轮的转速对应，在滑转率存在情况下得到的车速值要大于实际车速。所述的第二车速传感器采用光电式传感器，其基本工作原理是：通过本身发射光源，并利用一副梳状结构的硅光电池作为敏感元件，地面反射光经凸透镜成像于该梳状光电池上，随着汽车的运动，梳状光电池产生随反射光强度变化的光电流，由于梳状结构的作用，它是一个窄带随机信号，主要包含与梳状光电池格栅节距及汽车移动快慢相对应的频率成分，该信号经过一个自动跟踪带通滤波器和数字中心频率检测电路处理后，得到脉冲信号，其频率与汽车行驶速度成正比，经计数器计数，并经控制器计算后，得到移动距离、时间和行驶速度等物理量。

其中，自动变速器转配在车辆之上，所述的第二车速传感器可实时测量车辆相对地面的实际运行速度，第一传感器则测量驱动轮的实际转速，通过换算即可得出滑转率，滑转率计算公式为：S'=(ωr-V)/(ωr)，即通过测定转速和实际速度以及车轮半径即可直接计算出当前状态的滑转率，滑转率为实时变化的数据，车辆的总控制器会持续地采集各数据并计算滑转率，以滑转率进行路面状况的判定标准，使得操控更为简单智能，同时以实时变化的滑转率作为控制变化的条件，也提高了对湿滑路面的适应性，即只有滑转现象产生才进行控制策略的变化，如果在湿滑路上上平稳行驶但滑转不明显时仍然进行正常路面控制，避免对驾驶者产生操控不适感，提高驾控安全性。

优选地，对于非全驱的车辆，所述的第二车速传感器为测量和采集从动车轮转速的传感器，此时第二车速传感器可选类型才与第一车速传感器类型相同。

采用上述的自动变速器控制系统的控制方法包括以下步骤，如图2所示，

1）持续采集各个驱动车轮的转速值并求出其平均值，同时将持续采集车辆实际车速值；

2）根据驱动车轮转速的平均值和实际车速计算驱动车轮滑转率；其中，滑转率的计算周期根据车速传感器产生的电脉冲信号而定，车速增加，脉冲信号的频率也增加，则滑转率的计算周期相应减小，最大的计算周期不会大于100ms。

3）将滑转率与门限值进行比较并计数；

4）每当比较结果改变时计数值清零并重新计数，当滑转率连续大于门限值的次数达到第一预定数值时进入湿滑路面模式，当滑转率连续小于门限值的次数达到第二预定数值时进入正常路面模；该步骤的目的在于对湿滑路面的确认，只有达到一定次数，才认为正处于湿滑路面，同时只有滑转率小于门限值达到一定次数才退出湿滑路面模式，整个模式转换完全自动完成，降低了操作难度，同时也有效避免了颠簸等造成的误差。

具体来说，所述的湿滑路面模式指计算最新连续预定次数滑转率的平均值并将与此平均值对应的发动机最佳油门开度值传给发动机控制器，降低油门开度；若此时达到降挡条件，则执行延迟降挡控制策略，否则维持现有挡位及油门开度并将车速降低一定比例，如10%；若随着车速升高，达到升挡条件，则执行延迟升挡控制策略。即维持现有挡位及油门开度并将车速升高一定比例，如10%。

本发明的优点如下

1）基于滑转率的湿滑路面控制策略包含在自动变速器正常控制策略中，正常控制策略和湿滑路面控制策略间的转换是自动进行的，当满足一定条件时，就会自动调用，而不需采用一个专设的挡位，对驾驶人员的要求更低。

2）本发明包含湿滑路面确认过程，避免了由于驱动车轮偶然滑转而进入湿滑路面控制策略的可能。

3）本发明以调节发动机油门开度来控制驱动车轮滑转率，使车辆在湿滑路面上行驶时安全性更高、操纵稳定性更好。

4）在湿滑路面控制策略下，采用延迟升降挡控制策略，可以有效防止由于驱动力突然增大或减小带来的驱动车轮滑转率加大，又可以实现挡位的平稳转换。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种能适应湿滑路面的自动变速器控制系统，其特征在于，包括自动变速器控制器，发动机控制器，用以测量和采集驱动车轮转速的第一车速传感器，用以测量和采集车辆实际运行速度的第二车速传感器，所述的发动机控制器、第一车速传感器和第二车速传感器分别与所述的变速器控制器可控连接。

2.如权利要求1所述的自动变速器控制系统，其特征在于，所述的第二车速传感器为测量和采集从动轮转速的传感器。

3.如权利要求2所述的自动变速器控制系统，其特征在于，所述的第一车速传感器和第二车速传感器为磁电式、霍尔式或光电式车速传感器。

4.如权利要求1所述的自动变速器控制系统，其特征在于，所述的第二车速传感器为直接测量车辆相对地面速度的光电式传感器，所述的光电式传感器安装于车架或车身上。

5.一种采用如权利要求1所述的自动变速器控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，

1）持续采集各个驱动车轮的转速值并求出其平均值，同时持续采集车辆实际车速值；

2）根据驱动车轮转速的平均值和实际车速计算驱动车轮滑转率；

3）将滑转率与门限值比较并计数；

4）当滑转率连续大于门限值的次数达到第一预定数值时进入湿滑路面模式，当滑转率连续小于门限值的次数达到第二预定数值时进入正常路面模式。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，所述的湿滑路面模式包括以下控制步骤，

1）计算最新连续第三预定次数滑转率的平均值并将与此平均值对应的发动机油门开度值传给发动机控制器，降低油门开度；

2）若此时达到降挡条件，则执行延迟降挡控制策略，所述的延迟降挡控制策略指油门开度不变而将车速降低预定比例；

3）若随着车速升高，达到升挡条件，则执行延迟升挡控制策略，所述的延迟升挡控制策略指油门开度不变而将车速提高预定比例。

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