CN114110161B - 电子驻车极限角度自学习方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子驻车极限角度自学习方法，通过PI位置闭环控制调整驻车传动轴，通过读取驻车极限角度，计算进入驻车状态与离开驻车状态的参考角度，根据VCU指令进行驻车动作；本发明能够反复进行自学习，不受上下电影响，进而能够减少工时；在量产阶段对每台驻车机构安装极限进行自学习，确保驻车机构能够准确驻车，并且能够自学习来检测电子驻车零件出厂标定的一致性。

Description

电子驻车极限角度自学习方法
技术领域
本发明涉及的是一种车辆控制领域的技术，具体是一种基于PI位置闭控制与位置角度反馈的电子驻车极限角度学习方法。
背景技术
目前车用电子驻车系统在安装过程中会出现一定误差，导致驻车极限角度与位置传感器之间误差较大，引起入驻车参考角度不准确。在基于位置传感器的闭环控制中，会造成棘爪无法卡进齿槽，驻车功能无法实现或者驻车过程发生堵转损坏电机。因此，对于电子驻车机构的P极限位置进行学习是十分必要的。
发明内容
本发明针对电子驻车系统，提出一种电子驻车极限角度自学习方法，可以在量产阶段对每台驻车机构安装极限进行自学习，确保驻车机构能够准确驻车，并且能够自学习来检测电子驻车零件出厂标定的一致性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于电机、控制器、变速箱三合一总成的电子驻车极限角度自学习方法，包括：
第一步，通过PI位置闭环控制，设置位置指令0.8；将驻车传动轴向驻车方向运行给定位置。位置指令0.8为标定值，0.8在驻车机械位置上为靠近非P极限的点。
所述的PI位置闭环是指：以传感器位置作为反馈信号，通过判定(出入P)参考位置和反馈信号的误差，实时计算当前工况下到达参考位置所需要的占空比。
所述的位置为已标幺后值。
第二步，通过PI位置闭环控制，设置位置指令0；将驻车传动轴向驻车方向运行；当驻车传动轴堵转后，控制驱动电机运行至棘爪卡进齿轮间隙。
所述的控制驱动电机运行是指：在EPP传动轴向P极限运行时，棘爪会有90％的概率先卡在齿顶，只有10％的概率可以一次性卡进齿轮间隙。只有当棘爪卡进齿轮间隙时，才能到达P极限位置。所以，当棘爪在齿顶时，必须将驱动电机旋转一个齿的角度，使棘爪卡进齿轮间隙。
第三步，通过PI位置闭环控制，再次设置位置参考指令0；驻车传动轴向驻车方向运行，驻车传动轴堵转后，如果位置传感器读数小于0.1，自学习成功标志位置位，将位置传感器读数写入数据存储模块，驻车极限角度自学习成功。
第四步，再次上电后，从数据存储模块读取驻车极限角度，计算进入驻车状态与离开驻车状态的参考角度，根据VCU指令进行驻车动作；当第三步后自学习成功标志位未置位，则回到第一步开始重复自学习步骤；当三次重试后仍不成功，认为需要重新校核传感器，或者更换驻车系统。
技术效果
与现有技术相比，本发明可以反复进行自学习，不受上下电影响，进而可以减少工时；同时，使用本发明所提及的自学习方法可以确保EPP安装在整车端时一定能实现机械上的驻车，提高产品安全性能。
附图说明
图1为本发明驻车机构相对位置示意图；
图2为实施例棘爪传感器设定范围；
图3为实施例自学习步骤状态框图；
图中：电机传动轴1、凸轮2、棘爪3、变速箱齿轮4、扇形齿5。
具体实施方式
如图1所示，为本实施例涉及的电机、控制器、变速箱三合一总成，包括：电机传动轴1、凸轮2、棘爪3和变速箱齿轮4，其中：电机安装在驻车执行机构的外侧，通过电机传动轴1与扇形齿5连接；凸轮2套设于电机传动轴1上，凸轮2通过蓄力弹簧和扇形齿5连接；棘爪3安装在变速箱总成的机座上并与凸轮表面贴合。
在非驻车状态时，棘爪3和变速齿轮4无任何接触，齿轮可以正常转动，在驻车状态时，棘爪3卡进齿槽，变速齿轮无法转动。
当无指令发生时，棘爪末端的弹簧使棘爪与齿轮之间存在安全间隙。
当驻车指令发生时，电机拖动凸轮旋转，克服弹簧拉力将棘爪压入变速箱齿轮的齿槽，通过将齿轮箱卡死实现驻车。
当解锁指令发生时，电机带动凸轮反转旋转，释放棘爪，同时棘爪末端弹簧带动棘爪向远离齿轮方向动作，直至弹簧完全回拉。
本实施例涉及上述电子驻车系统的控制方法，根据位置指令与该指令下的参考角度进行PI调节，因此，准确的参考角度是实现驻车功能的关键。
如图2所示，为棘爪传感器设定范围。目前，进入驻车状态和离开驻车状态，即解锁之间的夹角是恒定的。
当驻车极限位也已知时则有：
①进入驻车状态参考角＝P档位置+驻车极限位置；
②离开驻车状态参考角＝出P位置+驻车极限位置
如图3所示，为驻车极限位置自学习方法，使用本方法所提及的电子驻车极限角度的自学习方法，可以学习到P极限位置，具体包括：
步骤1)首先给定位置指令0.8，通过位置闭环PI调节，观测传感器反馈棘爪位置是否已从初始位置运行到指令位置，如是，第一步完成动作标志位置位，可进行下一步。否则重复本次动作。若重复三次后仍不成功，则认为传感器校验或者驻车系统机构安装误差太大，停止自学习。进行电子驻车总成重组检查。
步骤2)当步骤1)完成动作标志位置位后，给定位置指令0，通过位置闭环PI调节，使棘爪从0.8位置向进入驻车状态(驻车)方向运行，直至棘爪发生堵转或者到达0位置。棘爪运行停止后发送请求驱动电机旋转信号，使驱动电机带动齿轮旋转一定角度，当扭矩反馈增大时，驱动电机停机，此时棘爪卡在齿槽内。驱动电机停机后，步骤2完成标志置位。
实验表明，在执行步骤2自学习步骤时，棘爪有90％概率会落在齿轮顶部，发生堵转；有10％的概率会落在齿轮底部，此时可能会发生堵转或者到达0位置。因无法判断棘爪所处位置，所以需要驱动电机旋转，确保棘爪已卡进齿槽内。
步骤3)当步骤2完成标志置位后，再次给定位置指令0，通过位置闭环PI调节，直至堵转发生。使棘爪在齿槽内运行到齿轮底部。此时，读取位置传感器反馈值，即为P极限值。当P极限值在误差范围内时，认为自学习成功。自学习成功标志位置位自学习结束。当P极限值在误差范围外时，我们认为自学习失败。自学习失败标志位置位，自学习结束。
步骤4)自学习成功或者失败后，都可以重复自学习过程。当自学习失败重试三次后，则认为传感器校验或者驻车系统机构安装误差太大，停止自学习。进行电子驻车总成重组检查。
自学习成功后，P极限位置写入数据存储模块。再次上电后可直接从数据存储模块读取P极限位置。根据上述计算公式，可计算准确的进入驻车状态(驻车)与离开驻车状态(解锁)指令值。
通过Matlab/Simulink对自学习方法与驻车孔子系统建模仿真，对自学习方法进行了软件集成测试，结果显示，使用该方法可以准确进行P极限角度自学习。
通过代码集成，在Dspace台架进行了软件质量鉴定测试，结果表明，该自学习方法可以有效进行P极限角度自学习。
在所搭载项目的量产阶段，在三合一总成下线测试时，以本方法进行电子驻车P档极限位置自学习。自学习后电子驻车执行机构均能实现驻车功能。同时，不合格的执行器均被筛选出来。
与现有技术相比，本发明提及到的控制方法的性能指标的提升在于提高了下线校验速度，节省工时；有效拦截了不达标的EPP执行器；提高了驻车执行机构的驻车有效性。对于EPP执行电机的客户，可以使用此方法，学习P极限的角度，检测EPP执行电机位置传感器出厂标定的一致性，确保驻车功能的有效性；对于EPP执行电机的供应商，可以使用此方法，确保产品出厂设置一致性，提高产品标定的技术能力。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (1)

1.一种基于电机、控制器、变速箱三合一总成的电子驻车极限角度自学习方法，其特征在于，包括：
第一步，通过PI位置闭环控制，设置位置指令0.8；将驻车传动轴向驻车方向运行给定位置，位置指令0.8为标定值，0.8在驻车机械位置上为靠近非P极限的点；
第二步，通过PI位置闭环控制，设置位置指令0；将驻车传动轴向驻车方向运行；当驻车传动轴堵转后，控制驱动电机运行至棘爪卡进齿轮间隙；
第三步，通过PI位置闭环控制，再次设置位置参考指令0；驻车传动轴向驻车方向运行，驻车传动轴堵转后，当位置传感器读数小于0.1，自学习成功标志位置位，将位置传感器读数写入数据存储模块，驻车极限角度自学习成功；
第四步，再次上电后，从数据存储模块读取驻车极限角度，计算进入驻车状态与离开驻车状态的参考角度，根据VCU指令进行驻车动作；当第三步后自学习成功标志位未置位，则回到第一步开始重复自学习步骤；当三次重试后仍不成功，认为需要重新校核传感器，或者更换驻车系统；
所述的电机、控制器、变速箱三合一总成，包括：电机传动轴、凸轮、棘爪和变速箱齿轮，其中：电机安装在驻车执行机构的外侧，通过电机传动轴与扇形齿连接；凸轮套设于电机传动轴上，凸轮通过蓄力弹簧和扇形齿连接；棘爪安装在变速箱总成的机座上并与凸轮表面贴合；
在非驻车状态时，棘爪和变速齿轮无任何接触，齿轮可以正常转动，在驻车状态时，棘爪卡进齿槽，变速齿轮无法转动；
当无指令发生时，棘爪末端的弹簧使棘爪与齿轮之间存在安全间隙；
当驻车指令发生时，电机拖动凸轮旋转，克服弹簧拉力将棘爪压入变速箱齿轮的齿槽，通过将齿轮箱卡死实现驻车；
当解锁指令发生时，电机带动凸轮反转旋转，释放棘爪，同时棘爪末端弹簧带动棘爪向远离齿轮方向动作，直至弹簧完全回拉；
所述的PI位置闭环是指：以传感器位置作为反馈信号，通过判定参考位置和反馈信号的误差，实时计算当前工况下到达参考位置所需要的占空比；
所述的位置为已标幺后值；
所述的控制驱动电机运行是指：在EPP传动轴向P极限运行时，棘爪会有90％的概率先卡在齿顶，只有10％的概率可以一次性卡进齿轮间隙；当棘爪卡进齿轮间隙时能到达P极限位置，当棘爪在齿顶时须将驱动电机旋转一个齿的角度，使棘爪卡进齿轮间隙。
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