CN114922966A - 一种amt变速器起步控制方法及控制系统 - Google Patents

一种amt变速器起步控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆工程技术领域，公开一种AMT变速器起步控制方法及控制系统。其中AMT变速器起步控制方法包括以下步骤：S1、判断车辆是否进入起步进程，若是，进入S2步骤；S2、发动机调速控制；S3、离合器快速接合至摩擦点位置，减少油门响应时间，提高起步速度；S4、进入滑摩阶段，直至发动机转速与输入轴转速同步，滑摩阶段结束，发动机调速控制同步结束，实现平稳起步；S5、控制离合器快速闭合至完全接合位置，提升发动机扭矩值至需求扭矩，起步进程结束，防止发动机扭矩突变造成车辆起步耸车，提高起步平顺性。

Description

一种AMT变速器起步控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种AMT变速器起步控制方法及控制系统。
背景技术
AMT起步进程控制主要包括发动机控制和离合器控制，其中发动机控制主要包括发动机转速控制和发动机扭矩控制，离合器控制主要包括离合器接合速度控制和接合深度控制。AMT起步进程中离合器控制必须和发动机控制协调配合，从而满足驾驶员起步意图的同时又满足平顺性和离合器磨损要求。
AMT的起步控制是受道路条件、车辆状态、驾驶员意图多方面影响，当前AMT的起步控制策略较为简单，难以覆盖商用车复杂多变的使用场景，容易出现起步耸车、倒车不好控制、起步缓慢、坡路起步溜车，油门响应时间长等问题。
基于此，亟需一种AMT变速器起步控制方法及控制系统，以解决上述存在的问题。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种AMT变速器起步控制方法及控制系统，减少油门响应时间，提高起步速度，防止车辆起步耸车，提高起步平顺性。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，提供一种AMT变速器起步控制方法，包括以下步骤：
S1、判断车辆是否进入起步进程，若是，进入S2步骤；
S2、发动机调速控制；
S3、离合器快速接合至摩擦点位置；
S4、进入滑摩阶段，直至发动机转速与输入轴转速同步，滑摩阶段结束，发动机调速控制同步结束；
S5、控制离合器快速闭合至完全接合位置，提升发动机扭矩值至需求扭矩，起步进程结束。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，滑摩阶段包括：
根据油门踏板开度和道路阻力确定离合器需求位置；
实时检测离合器当前位置，确定实时的离合器接合速率；
根据离合器当前位置和实时的离合器接合速率确定实时的离合器目标位置；
控制离合器移动至离合器目标位置。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，根据预设的油门踏板开度和道路阻力的二维MAP表查表确定离合器需求位置；
根据预设的离合器当前位置与需求位置偏差和离合器当前位置与摩擦点位置偏差二维MAP表查表确定实时的离合器接合速率。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，在S1步骤中，判断车辆进入起步进程的条件包括：
油门踏板开度大于0；
制动状态解除；
车辆处于非空挡；
车辆的车速小于第一阈值。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，发动机调速控制包括获取发动机目标转速，通过发动机扭矩控制维持发动机转速达到发动机目标转速。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，在S2步骤中，发动机目标转速的获取方式为：根据油门踏板的开度和输出轴转速确定发动机基础目标转速，根据坡度和车重确定发动机目标补偿转速，发动机基础目标转速与发动机目标补偿转速相加得到发动机目标转速。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，根据预设的油门踏板的开度和输出轴转速二维MAP表查表确定发动机基础目标转速，根据预设的坡度和车重二维MAP表查表确定发动机目标补偿转速，发动机基础目标转速与发动机目标补偿转速相加得到发动机目标转速。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，通过PI控制模式进行发动机扭矩控制，PI控制模式包括以下步骤：
根据预设的离合器位置和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表查表确定P值，根据预设的油门踏板开度和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表查表确定I值，根据P值和I值计算发动机扭矩。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，在S3步骤中，若离合器在设定的时间阈值内未能结合至摩擦点位置，判定超时，直接进入S4步骤。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，在S4步骤中，当输入轴转速与发动机转速偏差小于5r/min时，判定发动机转速与输入轴转速同步。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，在S5步骤中，若发动机扭矩提升至需求扭矩前，发动机转速达到升挡转速，直接进入升挡进程，起步进程结束。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，在S3步骤中，若发动机转速低于目标转速减去第二阈值时，离合器位置保持不变；
若发动机转速低于怠速减去第三阈值时，快速分离离合器至完全分离位置。
作为一种AMT变速器起步控制方法的优选技术方案，当起步进程中检测到油门踏板开度等于0，以设定的速率控制离合器分离至摩擦点位置，监测输出轴转速，若输出轴转速等于零且超过0.1s，判定车辆完全静止，完全分离离合器。
另一方面，提供一种控制系统，包括以上任一方案所述的AMT变速器起步控制方法。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种AMT变速器起步控制方法，AMT变速器起步控制方法包括以下步骤：S1、判断车辆是否进入起步进程，若是，进入S2步骤；S2、发动机调速控制；S3、离合器快速接合至摩擦点位置，减少油门响应时间，提高起步速度；S4、进入滑摩阶段，直至发动机转速与输入轴转速同步，滑摩阶段结束，发动机调速控制同步结束，实现平稳起步；S5、控制离合器快速闭合至完全接合位置，提升发动机扭矩值至需求扭矩，起步进程结束，防止发动机扭矩突变造成车辆起步耸车，提高起步平顺性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的AMT变速器起步控制方法的示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的离合器动作的示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的发动机目标转速获取原理的示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的滑摩阶段离合器工作原理的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1和图2所示，本实施例提供一种控制系统，应用AMT变速器起步控制方法，该AMT变速器起步控制方法包括以下步骤：
S1、判断车辆是否进入起步进程，若是，进入S2步骤；
其中，判断车辆进入起步进程的条件包括：
油门踏板开度大于0；
制动状态解除，制动状态的判断可以包括多种模式，如制动踏板开关和/或制动踏板开度百分比等，有任一制动信号未解除即判断制动状态未解除；
车辆处于非空挡；
车辆的车速小于第一阈值，本实施例中，第一阈值为2km/h。
S2、发动机调速控制，包括获取发动机目标转速，通过发动机扭矩控制维持发动机转速达到发动机目标转速；
其中，如图3所示，发动机目标转速的获取方式为：根据油门踏板的开度和输出轴转速确定发动机基础目标转速，根据坡度和车重确定发动机目标补偿转速，发动机基础目标转速与发动机目标补偿转速相加得到发动机目标转速，以使车辆能够根据所处的坡度以及车重进行发动机转速补偿，防止出现坡路起步溜车等问题。本实施例中，根据预设的油门踏板的开度和输出轴转速二维MAP表查表确定发动机基础目标转速，根据预设的坡度和车重二维MAP表查表确定发动机目标补偿转速。
优选地，通过PI控制模式进行发动机扭矩控制，PI控制模式包括以下步骤：根据预设的离合器位置和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表查表确定P值，根据预设的油门踏板开度和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表查表确定I值，根据P值和I值计算发动机扭矩，具体通过P值和I值计算发动机扭矩的计算方式为现有技术，此处不再赘述。
在实际应用中，油门开度越大，输出轴转速越高，对应发动机目标转速越高。另外，当车辆重载或爬坡起步时，适当增加发动机目标转速补偿，维持发动机处于较高转速，能够提供更大扭矩，实现更强的起步能力。
S3、离合器快速接合至摩擦点位置，消除空行程；消除空行程阶段，离合器位置高于摩擦点，不传递扭矩，需要以较快速度接合离合器至摩擦点位置，缩短起步响应时间；
其中，若离合器在设定的时间阈值内未能结合至摩擦点位置，判定超时，直接进入S4步骤，防止产生无法起步的现象。本实施例中，时间阈值设置为0.5s，缩短起步响应时间。
S4、进入滑摩阶段，滑摩阶段包括：
如图4所示，根据油门踏板开度和道路阻力确定离合器需求位置，油门踏板开度对应有离合器基准位置，道路阻力对应有离合器补偿位置，离合器基础位置与离合器补偿位置相加得出离合器需求位置；当道路阻力大时，对离合器的深度进行补偿，增加离合器结合深度，提供更强的起步能力，能够满足坡路重载起步需求，当道路阻力小时，需求位置较浅，起步较为平缓，提高起步平顺性；
本实施例中，道路阻力的计算公式为：F＝mg(f+i)；
其中，m为TCU计算的车重，g为重力加速度，f为路面滚动阻力系数，i为通过加速度传感器计算的路面坡度。
实时检测离合器当前位置，确定实时的离合器接合速率；本实施例中，通过设置离合器位置检测传感器，实现对离合器当前位置的实时检测。
根据离合器当前位置和实时的离合器接合速率确定实时的离合器目标位置；控制离合器移动至离合器目标位置。离合器目标位置通过离合器当前位置和离合器接合速率计算得出，离合器的实时位置与离合器目标位置偏差与离合器接合速率相互反馈，当离合器的实时位置未达到离合器目标位置时，提高离合器接合速率，当离合器的实时位置超过离合器目标位置时，减小离合器接合速率，动态闭环控制离合器的位置，保证离合器实时处于离合器目标位置，提高车速的可控性，实现快速平稳起步。
直至发动机转速与输入轴转速同步，滑摩阶段结束，发动机调速控制同步结束。
本实施例中，根据预设的油门踏板开度和道路阻力的二维MAP表查表确定离合器需求位置；根据预设的离合器当前位置与需求位置偏差和离合器当前位置与摩擦点位置偏差二维MAP表查表确定实时的离合器接合速率。
优选地，如图2所示，当输入轴转速与发动机转速偏差小于5r/min时，判定发动机转速与输入轴转速同步。
优选地，该AMT起步控制方法还包括发动机转速保护措施：
在滑摩阶段，若发动机转速低于目标转速减去第二阈值时，离合器位置保持不变，等待转速差值小于可标定阈值后继续进行离合器滑摩控制，本实施例中第二阈值为100r/min；
滑摩阶段，若发动机转速低于怠速减去第三阈值时，快速分离离合器至完全分离位置，怠速根据不同车型，转速不同，本实施例中第三阈值为200r/min，怠速为600r/min；
通过该发动机转速保护措施，防止出现车辆熄火现象。
S5、控制离合器快速闭合至完全接合位置，提升发动机扭矩值至需求扭矩，起步进程结束。滑摩阶段结束后，离合器控制阀全开，最快速度结合离合器至完全闭合位置，缩短起步响应时间。
其中，为避免发动机扭矩突变，滑摩结束后不能直接交出发动机控制权，需根据预设速率提升发动机扭矩至驾驶员需求扭矩，再交出控制权由驾驶员通过油门踏板进行控制，防止出现耸车现象，起步进程结束。
进一步地，若发动机扭矩提升至需求扭矩前，发动机转速达到升挡转速，直接进入升挡进程，起步进程结束。
若驾驶员在起步过程中突然松开油门踏板，甚至踩下刹车踏板，起步过程被打断，若离合器维持当前位置继续完成起步不符合驾驶员驾驶需求，若快速分离离合器容易引起传动系振动，车辆耸车。优选地，该AMT起步控制方法还包含驾驶员意图改变时的应对措施：当起步过程中检测到油门踏板开度等于0，以设定的速率控制离合器分离至摩擦点位置，同时监测输出轴转速，若输出轴转速等于零且输出轴转速等于零的时间超过0.1s，判定车辆完全静止，此时完全分离离合器，防止出现车辆耸车；若驾驶员重新踩下油门踏板，则重新进入起步进程。
需要特别说明的是，本实施例中，油门踏板开度和道路阻力的二维MAP表查表横坐标为油门踏板开度、纵坐标为道路阻力，动态曲线为离合器需求位置。离合器当前位置与需求位置偏差和离合器当前位置与摩擦点位置偏差二维MAP表横坐标为离合器当前位置与需求位置偏差、纵坐标为离合器当前位置与摩擦点位置偏差，动态曲线为离合器接合速率。油门踏板的开度和输出轴转速二维MAP表横坐标为油门踏板的开度，纵坐标为输出轴转速，动态曲线为发动机基础目标转速。坡度和车重二维MAP表横坐标为坡度，纵坐标为车重，动态曲线为发动机目标补偿转速。离合器位置和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表横坐标为离合器当前位置，纵坐标为发动机转速与目标转速偏差，动态曲线为P值。油门踏板开度和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表横坐标为油门踏板开度，纵坐标为发动机转速与目标转速偏差，动态曲线为I值。
再者，油门踏板开度和道路阻力的二维MAP表、离合器当前位置与需求位置偏差和离合器当前位置与摩擦点位置偏差二维MAP表、油门踏板的开度和输出轴转速二维MAP表、坡度和车重二维MAP表、离合器位置和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表和油门踏板开度和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表根据车辆类型和工作环境进行适应性设计与调整，本实施例不在一一列举。
该AMT变速器起步控制方法能够准确识别道路条件、车辆状态和驾驶员意图，进行发动机和离合器精准控制，能够应对各种复杂工况，实现平稳快速起步，实现了在起步过程中，发动机转速稳定、扭矩平滑上升，输入轴转速响应较快，平稳上升与发动机转速同步，车辆起步速度和平顺性均良好。在实际应用中，当道路阻力大、油门开度大时，查表得到离合器需求位置深、离合器结合速度快，离合器结合深度深，同时发动机转速高，输出扭矩大，提供更强的起步能力，能够满足坡路重载起步需求；当路面阻力小、油门开度小的时候，查表得到离合器需求位置浅、离合器速度慢，离合器结合深度浅，同时发动机转速低，输出扭矩小，起步较为平缓，平顺性好。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (14)

1.一种AMT变速器起步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、判断车辆是否进入起步进程，若是，进入S2步骤；
S2、发动机调速控制；
S3、离合器快速接合至摩擦点位置；
S4、进入滑摩阶段，直至发动机转速与输入轴转速同步，滑摩阶段结束，发动机调速控制同步结束；
S5、控制离合器快速闭合至完全接合位置，提升发动机扭矩值至需求扭矩，起步进程结束。
2.根据权利要求1所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，滑摩阶段包括：
根据油门踏板开度和道路阻力确定离合器需求位置；
实时检测离合器当前位置，确定实时的离合器接合速率；
根据离合器当前位置和实时的离合器接合速率确定实时的离合器目标位置；
控制离合器移动至离合器目标位置。
3.根据权利要求2所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，根据预设的油门踏板开度和道路阻力的二维MAP表查表确定离合器需求位置；
根据预设的离合器当前位置与需求位置偏差和离合器当前位置与摩擦点位置偏差二维MAP表查表确定实时的离合器接合速率。
4.根据权利要求1所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，在S1步骤中，判断车辆进入起步进程的条件包括：
油门踏板开度大于0；
制动状态解除；
车辆处于非空挡；
车辆的车速小于第一阈值。
5.根据权利要求1所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，发动机调速控制包括获取发动机目标转速，通过发动机扭矩控制维持发动机转速达到发动机目标转速。
6.根据权利要求5所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，在S2步骤中，发动机目标转速的获取方式为：根据油门踏板的开度和输出轴转速确定发动机基础目标转速，根据坡度和车重确定发动机目标补偿转速，发动机基础目标转速与发动机目标补偿转速相加得到发动机目标转速。
7.根据权利要求6所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，根据预设的油门踏板的开度和输出轴转速二维MAP表查表确定发动机基础目标转速，根据预设的坡度和车重二维MAP表查表确定发动机目标补偿转速，发动机基础目标转速与发动机目标补偿转速相加得到发动机目标转速。
8.根据权利要求7所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，通过PI控制模式进行发动机扭矩控制，PI控制模式包括以下步骤：
根据预设的离合器位置和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表查表确定P值，根据预设的油门踏板开度和发动机转速与目标转速偏差的二维MAP表查表确定I值，根据P值和I值计算发动机扭矩。
9.根据权利要求1-8任一项所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，在S3步骤中，若离合器在设定的时间阈值内未能结合至摩擦点位置，判定超时，直接进入S4步骤。
10.根据权利要求1-8任一项所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，在S4步骤中，当输入轴转速与发动机转速偏差小于5r/min时，判定发动机转速与输入轴转速同步。
11.根据权利要求1-8任一项所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，在S5步骤中，若发动机扭矩提升至需求扭矩前，发动机转速达到升挡转速，直接进入升挡进程，起步进程结束。
12.根据权利要求1-8任一项所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，在S3步骤中，若发动机转速低于目标转速减去第二阈值时，离合器位置保持不变；
若发动机转速低于怠速减去第三阈值时，快速分离离合器至完全分离位置。
13.根据权利要求1-8任一项所述的AMT变速器起步控制方法，其特征在于，当起步进程中检测到油门踏板开度等于0，以设定的速率控制离合器分离至摩擦点位置，监测输出轴转速，若输出轴转速等于零且超过0.1s，判定车辆完全静止，完全分离离合器。
14.一种控制系统，其特征在于，应用如权利要求1-13任一项的AMT变速器起步控制方法。
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