CN104989815B - 一种基于amt自动变速箱起步自适应的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于公交客车AMT自动变速箱自适应半滑摩点控制方法，通过计算发动机转速变化速率、主从动轴转速差、加速踏板变速速率以及采集发动机转速、离合器实际位置、油门位置、离合器开始至关闭设定时间、离合器目标位置、离合器结合速率、离合器半滑摩点位置，从而不断调整当前离合器半滑摩点，直到满足快速平稳起步要求。本发明自适应离合器半滑摩点起步控制，通过大量的数据积累，不仅解决离合器寿命短的问题，而且实现了快速平稳起步功能，大大提高了系统可靠性能。本发明适用于AMT自动变速系统的起步控制。

Description

一种基于AMT自动变速箱起步自适应的控制方法

技术领域

本发明涉及机械自动变速器AMT控制领域，具体涉及公交客车AMT自动变速箱自适应的控制方法。

背景技术

AMT产品是通过在传统手动变速箱上加装自动换挡机构实现自动换挡的产品，主要组成部分有电控机械换挡机构、电控离合器机构、TCU与换挡操作面板四大部分组成，TCU通过采集车辆状态信息进行数据分析与控制,最终实现司机驾驶意图。

AMT相对于手动换挡车辆，主要优势体现在大大降低驾驶员操作强度，并且在自动换挡类型中，AMT是最便宜且最容易实现的方案，所以，在条件允许的情况下，AMT优先考虑的方案。最近几年，我国车辆实现自动换挡系统车辆逐渐增加，但AMT市场占有率相比国外AMT市场占有远远不足，特别是客车领域，使用量还是很低，公交客车领域使用自动档位的大约有28.2万辆左右，这与日益发展的中国国情严重不符，因此需要加大客车领域的投入，预计在最近几年，实现自动化汽车大约在70万左右，这是AMT发展一个重要时期。

我国AMT产品控制理以达到国际水平，但AMT产品发展进程远远还未追上国外发展水平，主要体现在制造工业水平以及国家的扶持力度。AMT产品根据现阶段市场需求，自力更生，不断缩小与国际AMT水平的差距。

AMT起步性能决定离合器使用寿命，国产AMT大都数都能实现平稳起步，在坡道比较多的山区城市，离合器寿命往往只有三个月，所以在本控制方法中，需要解决不同路面的适应性能。

AMT起步的舒适性能是产品的关键技术之一，传统车型在起步过程中，若降低发动机扭矩来配合离合器关闭，车辆达不到起步快速性能，若不考虑降低发动机扭矩来实现车辆起步，可能会引起发动机转速飙升而导致的离合器寿命急剧缩短。

发明内容

本发明提供一种基于AMT自动变速箱起步自适应半滑摩点的控制方法，要解决的技术问题就是离合器寿命短的问题，此外还要解决AMT在不同路面的适应性能，实现了快速平稳起步功能，提高系统可靠性能。

为实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

通过计算发动机转速变化速率、主从动轴转速差、加速踏板变速速率以及采集发动机转速、离合器实际位置、油门位置、离合器开始至关闭设定时间、离合器目标位置、离合器结合速率、离合器半滑摩点位置，从而不断调整当前离合器半滑摩点，直到离合器在半滑摩点位置停留固定时间内，发动机转速波动平稳，且车速以一定速率上升，总体起步时间小于要求的起步时间时，该离合器半滑摩点满足车辆起步的快速平稳性能。该方法具体包括以下步骤：

步骤1：对离合器半滑摩点进行首次赋值；

步骤2：对离合器半滑摩点运行过程进行修正；

步骤3：将修正结果交给限定模块进行检测，其中，将修正结果交给限定模块进行检测的具体步骤如下：

步骤3a：设置离合器半滑摩点的起步时间限制。

步骤3b：判断离合器是否在设置时间内关闭完成，如果是，结束，否则执行步骤3c；

步骤3c：判断主从动轴转速差是否大于60，如果是，执行步骤3d，否则结束；

步骤3d：判断起步标志位是否为1，如果是，执行步骤3e，否则结束；

步骤3e：判断当前加速踏板深度大于9％，如果是，执行3f，否则结束；

步骤3f：离合器半滑摩点往关闭方向以设置值进行偏移，结束。

本发明的有益效果是：本发明自适应离合器半滑摩点起步控制，通过大量的数据积累，不仅解决离合器寿命短的问题，而且实现了快速平稳起步功能，大大提高了系统可靠性能。

进一步，所述步骤1中，对离合器半滑摩点进行首次赋值的具体步骤如下：

步骤1a:进入离合器半滑摩首次赋值函数；

步骤1b:判断离合器半滑摩点是否第一次进入该函数，如果是，执行步骤1c，否则结束；

步骤1c:判断离合器半滑摩点值是否小于最小极限值，如果是，执行步骤1e，否则执行步骤1d；

步骤1d:将当前离合器半滑摩点与上一周离合器半滑摩点的均值赋值给离合器半滑摩，结束；

步骤1e:将离合器接触点往关闭方向偏移离合器整个行程的10％的值赋给离合器半滑摩点，结束。

所述对离合器初始值的判定方法：车辆在第一次进入离合器半滑摩点过程时，可能因为第一次出厂或维修等因素，导致离合器半滑摩点不是该车最适合的参数值，所以需要进行初始修正，减少离合器半滑摩点的修正时间，每次车辆运行进入1次。

进一步，所述步骤2中，对离合器半滑摩点运行过程进行修正的具体步骤如下：

步骤2a:判断是否已完成步骤1的初始赋值，如果是，执行步骤2b，否则结束；

步骤2b：判断油门踏板速率变化是否大于0，如果是，执行步骤2c，否则结束；

步骤2c：判断当前油门踏板是否大于最小油门限制值，如果是，执行步骤2d，否则结束；

步骤2d：判断当前主从动轴转速误差是否大于50，如果是，执行步骤2e，否则结束；

步骤2e：判断发动机转速变速趋势是否小于-2，如果是，执行步骤2f，否则结束；

步骤2f：根据发动机转速调整离合器半滑摩点，结束。

所述判断加速踏板变化率的作用：起步过程中，发动机转速变化有诸多因素影响，在半离合点自适应控制逻辑中，需要考虑的是加速踏板变化速率来确定发动机转速变化是否是离合器所影响，在程序条件中，加速踏板变化速率必须大于0，排除加速踏板下降所引起的发动机转速下降，防止误修正。

所述油门最小限定值是在离合器半滑摩点修正过程中，避免驾驶员频繁操作所导致的离合器半滑摩点错误修正，需要以油门最小限定值为参照，在实际油门大于该限定值时，才能进入步骤2进行离合器半滑摩点修正。

所述转速误差计算是离合器连接端(输入轴)与发动机转速之间的误差，一般变速箱标配是输出轴转速信号，所以以输出轴为采集信号，通过变速箱传动系数来计算输入轴转速，计算出输入轴与发动机转速误差值，作为起步半滑摩点自动调整的输入值。

所述发动机转速变化率在起步半滑摩点适应过程中关键参数之一，该转速变化率是当前发动机转速与上一周期发动机转速之差，若持续一段时间发动机转速变化率一直小于-2，说明离合器半滑摩点应该往打开方向进行调整。

所述发动机转速为离合器半滑摩点调整幅度大小，根据发动机怠速以及起步时发动机与输入轴转速误差还未全重合时发动机允许的最大转速进行调整，若起步完成发动机转速一直在该允许范围内，离合器半滑摩点基本上满足要求，若超出发动机最大允许值，离合器半离合点需要往关闭方向进行调整，若发动机转速小于怠速值，离合器半离合点需要往打开方向调整。

所述起步时间限定主要是从驾驶员踩油门到离合器关闭完成时间，该时间直接体现了车辆的起步加速性能，一般大型车辆起步加速性能在2至4秒钟完成起步过程，根据设定时间，若在设定时间内能完成起步过程，说明离合器半滑摩点能满足起步要求，若起步过程中超出设定时间，离合器半滑摩点需要往离合器关闭方向进行修正。

进一步，所述步骤3是所述步骤2的限定条件，步骤2的结果交给步骤3进行检测。

进一步，起步过程中，离合器结合分为三阶段进行，离合器完全打开位置到离合器接触点、离合器接触点到半滑摩点、离合器半滑摩点到完全结合，在该离合器半滑摩点自适应控制中，离合器完全打开到离合器接触点结合速率是给定的，离合器半滑摩点到离合器完全关闭过程中是根据发动机转速与输入轴转速误差来确定离合器结合速率，该过程一般在离合器半滑摩点调整完成后，离合器结合速率将达到最大，主要控制集中在离合器接触点到半滑摩点，该区域离合器结合速率是根据加速踏板深度与发动机转速作为输入参数，查找离合器结合速率作为输出，不同的加速踏板深度与不同的发动机转速对应不同的离合器结合速度，在接近离合器半滑摩点极小允许误差范围内时，离合器将在该位置停留一段时间，直至超出设定时间或发动机转速与输入轴转速重合后，离合器将继续以一定的结合率继续工作，该控制过程使车辆实现平稳快速起步。

附图说明

图1为本发明技术方案原理图；

图2为本发明流程模块图；

图3为本发明离合器半滑摩点首次赋值模块流程图；

图4为本发明离合器半滑摩点运行过程修正模块流程图；

图5为本发明离合器关闭动作开始到结束限定模块流程图；

图6为本发明离合器结合速率控制原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、发动机，2、电控离合器机构，3、AMT变速箱，4、差速器，5、变速箱执行机构，6、TCU。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明技术方案原理图，通过计算发动机转速变化速率、主从动轴转速差、加速踏板变速速率以及采集发动机转速、离合器实际位置、油门位置、离合器开始至关闭设定时间、离合器目标位置、离合器结合速率、离合器半滑摩点位置，从而不断调整当前离合器半滑摩点，直到离合器在半滑摩点位置停留固定时间内，发动机转速波动平稳，且车速以一定速率上升，总体起步时间小于要求的起步时间时，该离合器半滑摩点满足车辆起步的快速平稳性能。

如图2所示，为本发明所述一种基于AMT自动变速箱起步自适应的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1：对离合器半滑摩点进行首次赋值；

步骤2：对离合器半滑摩点运行过程进行修正；

步骤3：将修正结果交给限定模块进行检测；

步骤3是步骤2的限定条件，即步骤2修正的结果在步骤3中进行检测。

如图3所示，为本发明步骤1中离合器半滑摩点首次赋值方法，包括以下步骤：

步骤1a:进入离合器半滑摩首次赋值函数；

步骤1b:判断离合器半滑摩点是否第一次进入该函数，如果是，执行步骤1c，否则结束；

步骤1c:判断离合器半滑摩点值是否小于最小极限值，如果是，执行步骤1e，否则执行步骤1d；

步骤1d:将当前离合器半滑摩点与上一周离合器半滑摩点的均值赋值给离合器半滑摩，结束；

步骤1e:将离合器接触点往关闭方向偏移离合器整个行程的10％的值赋给离合器半滑摩点，结束。

所述对离合器初始值的判定方法：车辆在第一次进入离合器半滑摩点过程时，可能因为第一次出厂或维修等因素，导致离合器半滑摩点不是该车最适合的参数值，所以需要进行初始修正，减少离合器半滑摩点的修正时间，每次车辆运行进入1次。

如图4所示，为本发明步骤2中离合器半滑摩点运行过程修正方法，包括以下步骤：

步骤2a:判断是否已完成步骤1的初始赋值，如果是，执行步骤2b，否则结束；

步骤2b：判断油门踏板速率变化是否大于0，如果是，执行步骤2c，否则结束；

步骤2c：判断当前油门踏板是否大于最小油门限制值，如果是，执行步骤2d，否则结束；

步骤2d：判断当前主从动轴转速误差是否大于50，如果是，执行步骤2e，否则结束；

步骤2e：判断发动机转速变速趋势是否小于-2，如果是，执行步骤2f，否则结束；

步骤2f：根据发动机转速调整离合器半滑摩点，结束。

所述判断加速踏板变化率的作用：起步过程中，发动机转速变化有诸多因素影响，在半离合点自适应控制逻辑中，需要考虑的是加速踏板变化速率来确定发动机转速变化是否是离合器所影响，在程序条件中，加速踏板变化速率必须大于0，排除加速踏板下降所引起的发动机转速下降，防止误修正。

所述油门最小限定值是在离合器半滑摩点修正过程中，避免驾驶员频繁操作所导致的离合器半滑摩点错误修正，需要以油门最小限定值为参照，在实际油门大于该限定值时，才能进入步骤2进行离合器半滑摩点修正。

所述转速误差计算是离合器连接端(输入轴)与发动机转速之间的误差，发动机动力通过离合器传递到变速箱，再经变速箱传动到差速器，然后至车轮，一般变速箱标配是输出轴转速信号，所以以输出轴为采集信号，通过变速箱传动系数来计算输入轴转速，计算公式如下所示：

n_TranIn＝n_TranOut*i_g

n_err＝|n_E-n_TranIn|

式中n_TranIn为输入轴转速，n_TranOut为输出轴转速，i_g为变速箱当前传动比，n_err为发动机与输入轴转速误差，n_E为发动机转速。

通过上述公式，计算出输入轴与发动机转速误差值，作为起步半滑摩点自动调整的输入值，若设置时间范围内该转速误差小于60，说明半滑摩点已经完成自适应目标，若设置时间范围外该转速误差大于60，说明半滑摩点还需调整。

所述发动机转速变化率在起步半滑摩点适应过程中关键参数之一，该转速变化率是当前发动机转速与上一周期发动机转速之差，若持续一段时间发动机转速变化率一直小于-2，说明离合器半滑摩点应该往打开方向进行调整。

本实施例中，所述根据发动机转速调整离合器半滑摩点的方法是：若发动机转速小于700，则离合器半滑摩点往上偏移2‰；若发动机转速小于1000大于700,离合器半滑摩点往上偏移1‰；若发动机转速大于1000，离合器半滑摩点往下偏移1‰。

如图5所示，为本发明步骤3中离合器关闭动作开始到结束限定方法，包括以下步骤：

步骤3a：设置离合器半滑摩点的起步时间限制；

步骤3b：判断离合器是否在设置时间内关闭完成，如果是，结束，否则执行步骤3c；

步骤3c：判断主从动轴转速差是否大于60，如果是，执行步骤3d，否则结束；

步骤3d：判断起步标志位是否为1，如果是，执行步骤3e，否则结束；

步骤3e：判断当前油门(加速踏板深度)大于9％，如果是，执行3f，否则结束；

步骤3f：离合器半滑摩点往关闭方向以设置值进行偏移，结束。

所述起步时间限定主要是从驾驶员踩油门到离合器关闭完成时间，该时间直接体现了车辆的起步加速性能，一般大型车辆起步加速性能在2至4秒钟完成起步过程，根据设定时间，若在设定时间内能完成起步过程，说明离合器半滑摩点能满足起步要求，若起步过程中超出设定时间，离合器半滑摩点需要往离合器关闭方向进行修正。

如图6所示，为本发明离合器结合速率控制原理图。起步过程中，离合器结合分为三阶段进行，离合器完全打开位置到离合器接触点、离合器接触点到半滑摩点、离合器半滑摩点到完全结合，在该离合器半滑摩点自适应控制中，离合器完全打开到离合器接触点结合速率是给定的，离合器半滑摩点到离合器完全关闭过程中是根据发动机转速与输入轴转速误差来确定离合器结合速率，该过程一般在离合器半滑摩点调整完成后，离合器结合速率将达到最大，主要控制集中在离合器接触点到半滑摩点，该区域离合器结合速率是根据加速踏板深度与发动机转速作为输入参数，查找离合器结合速率作为输出，不同的加速踏板深度与不同的发动机转速对应不同的离合器结合速度，在接近离合器半滑摩点极小允许误差范围内时，离合器将在该位置停留一段时间，直至超出设定时间或发动机转速与输入轴转速重合后，离合器将继续以一定的结合率继续工作，该控制过程使车辆实现平稳快速起步。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于AMT自动变速箱起步自适应的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：对离合器半滑摩点进行首次赋值；

步骤2：对离合器半滑摩点运行过程进行修正；

步骤3：将修正结果交给限定模块进行检测，其中将修正结果交给限定模块进行检测的具体步骤如下：

步骤3a：设置离合器半滑摩点的起步时间限制；

步骤3b：判断离合器是否在设置时间内关闭完成，如果是，结束，否则执行步骤3c；

步骤3c：判断主从动轴转速差是否大于60，如果是，执行步骤3d，否则结束；

步骤3d：判断起步标志位是否为1，如果是，执行步骤3e，否则结束；

步骤3e：判断当前加速踏板深度大于9％，如果是，执行3f，否则结束；

步骤3f：离合器半滑摩点往关闭方向以设置值进行偏移，结束。