本發明屬于汽車變速器控制技術領域,尤其涉及一種基于離合器目標扭矩的重型卡車自動變速箱(AMT)蠕行控制系統。
背景技術:
對于重型卡車而言,經常會碰到需要低速蠕行的工況(車速<5km/h),例如對接平臺/掛車,移車入庫等工況。這些工況條件下,發動機扭矩和離合器位置控制需要良好地協調匹配,以滿足下述目標:
(1)穩定直接地離合器半結合控制,以達到靈敏可控的車輛速度控制性能
(2)能夠與離合器負載配合的發動機扭矩控制以滿足車輛大負載下的動力需求
(3)能夠應對各種路況,并保證車輛的安全性
(4)能夠允許司機有一定的車速控制范圍(例如0-10km/h)
(5)能夠盡量減少離合器不必要的滑磨,且在離合器過熱時,及時進行相應的保護,并在進行保護動作前應給予司機足夠的提示和應對時間;
現有技術中,自動變速箱AMT常規的發動機-離合器控制模式都是相對獨立的控制離合器和發動機,離合器位置控制和發動機扭矩之間無法實現協調控制,也沒有考慮到離合器在不同位置下的扭矩靈敏度,且在離合器過熱保護前也無法給予司機足夠的提示時間和過熱程度信息,因此無法同時滿足以上要求。
由此可見,現有技術有待于進一步的改進和提高。
技術實現要素:
本發明為避免上述現有技術存在的不足之處,提供了一種基于離合器目標扭矩的重型卡車自動變速箱蠕行控制系統,旨在通過不同的車輛狀態實現不同的發動機離合器控制。
本發明所采用的技術方案為:
一種基于離合器目標扭矩的重型卡車自動變速箱蠕行控制系統,所述控制系統包括具備轉速閉環控制功能的發動機控制器ECU控制的內燃發動機、由變速箱控制器TCU控制的離合器助力缸、變速箱執行機構和車輛轉動系統;所述發動機控制器ECU采集油門踏板位置信號AP、制動開關信號BK和當前發動機轉速ES,所述變速箱控制器TCU收集離合器位置信號ACP、變速箱輸入軸轉速IS、變速箱輸出軸轉速OS和車輛行駛方向;ECU和TCU通過數據通信總線連接,ECU通過數據通信總線向TCU發送測量到的油門踏板位置信號AP、制動開關信號BK和當前發動機轉速ES;所述變速箱控制器TCU內增設目標扭矩計算模塊和變化率限制模塊;所述變速箱控制器TCU內增設離合器同步檢查子模塊、車輛溜車檢查子模塊、離合器過熱檢查子模塊,TCU根據各子模塊的輸出信號,實現對車輛的蠕行控制;TCU對車輛的蠕行控制包括等待狀態下的蠕行控制方式、混合油門狀態下的蠕行控制方式、強制結合狀態下的蠕行控制方式及同步狀態下的蠕行控制方式,所述各種不同控制方式間的切換,由當前車輛狀態決定;TCU通過對車輛的蠕行控制,得到不同車輛狀態下的發動機目標轉速TS和離合器目標位置ICP;TCU通過數據通信總線向ECU發送發動機目標轉速TS,ECU根據接收到的發動機目標轉速TS和當前發動機轉速ES,控制噴油量以實現對發動機轉速的閉環控制;TCU通過離合器目標位置ICP調節施加到發動機飛輪上的離合器傳遞扭矩。
所述離合器同步檢查子模塊根據當前發動機轉速ES、輸入軸轉速IS、當前離合器位置信號ACP及離合器半結合點位置KP實時檢查發動機與離合器的同步狀態Sync;當發動機與離合器同步時,離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=1;當發動機與離合器失去同步時,離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=0。
所述車輛溜車檢查子模塊根據當前發動機轉速ES、輸入軸轉速IS、當前檔位及車輛行駛方向實時檢查車輛是否處于溜車狀態Ovrn;車輛溜車時,車輛溜車檢查子模塊輸出信號Ovrn=1;車輛未溜車時,車輛溜車檢查子模塊輸出信號Ovrn=0。
所述TCU中設置有用于估算當前離合器溫度的離合器溫度估算模塊,該離合器溫度估算模塊中設置有警示溫度閾值和保護溫度閾值,所述離合器過熱檢查子模塊通過對比從離合器溫度估算模塊得到的估算溫度、警示溫度閾值和保護溫度閾值判斷離合器的熱狀態OH;當估算溫度超過設定的警示溫度閾值時,離合器從正常狀態切換到警示狀態,此時離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=1;當離合器處于警示狀態時,如果估算溫度繼續上升超過保護溫度閾值,離合器的熱狀態從警示狀態切換到保護狀態,此時離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=2;當離合器處于保護狀態時,如果估算溫度下降,則當估算溫度下降到警示溫度閾值以下時,離合器的熱狀態才能切換至警示狀態;當離合器處于警示狀態,如果估算溫度下降且估算溫度下降至60℃以下時,離合器的熱狀態才能切換到正常狀態,此時離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=0。
所述TCU中還設置有警報模塊,警報模塊與上述離合器過熱檢查子模塊相連,警報模塊包括蜂鳴警報器,該蜂鳴警報器的蜂鳴頻率設置與離合器溫度相配合,離合器溫度越高,蜂鳴頻率越高;當離合器的熱狀態處于警示狀態時,在混合油門狀態下的蠕行控制方式下,TCU仍能實現對離合器的蠕行控制,但TCU會發送蜂鳴警報,提示駕駛員離合器即將過熱,且從警示溫度閾值到保護溫度閾值,溫度越高,蜂鳴頻率越高。
當車輛進入蠕行模式后,默認TCU對車輛的蠕行控制進入等待狀態下的蠕行控制方式;當TCU對車輛的蠕行控制處于等待狀態下的蠕行控制方式時,若車輛溜車檢查子模塊輸出信號Ovrn=1,即車輛處于溜車狀態時,則TCU對車輛的蠕行控制從等待狀態下的蠕行控制方式優先切換至強制結合狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于等待狀態下的蠕行控制方式時,當駕駛員踩下油門的位置超過油門的觸發位置,且離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=0,即離合器的熱狀態處于正常狀態時,TCU對車輛的蠕行控制從等待狀態下的蠕行控制方式切換至混合油門狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于混合油門狀態下的蠕行控制方式時,若車輛溜車檢查子模塊輸出信號Ovrn=1,即車輛處于溜車狀態時,則TCU對車輛的蠕行控制從混合油門狀態下的蠕行控制方式優先切換至強制結合狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于混合油門狀態下的蠕行控制方式時,若離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=2,即離合器的熱狀態處于保護狀態時,根據當前發動機轉速ES和輸入軸轉速IS兩者的轉速差的情況,TCU對車輛的蠕行控制切換到相應狀態,即若ES-IS<200rpm,則TCU對車輛的蠕行控制從混合油門狀態下的蠕行控制方式切換到強制結合狀態下的蠕行控制方式,若ES-IS>200rpm,則TCU對車輛的蠕行控制從混合油門狀態下的蠕行控制方式切換到等待狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于混合油門狀態下的蠕行控制方式時,若離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=1,即發動機與離合器同步時,則TCU對車輛的蠕行控制從混合油門狀態下的蠕行控制方式切換到同步狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于強制結合狀態下的蠕行控制方式時,若離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=1,則TCU對車輛的蠕行控制從強制結合狀態下的蠕行控制方式切換至同步狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于同步狀態下的蠕行控制方式時,若離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=0,即發動機與離合器失去同步,或者駕駛員踩下制動踏板,則TCU對車輛的蠕行控制從同步狀態下的蠕行控制方式切換至混合油門狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制在等待狀態下的蠕行控制方式時,離合器目標位置ICP恒定設置在離合器半結合點位置,即ICP=KP,發動機目標轉速TS恒定設置在怠速轉速,即TS=發動機怠速轉速。
當TCU對車輛的蠕行控制在強制結合狀態下的蠕行控制方式時,離合器目標位置ICP按固定速度強制結合,即ICP[n]=ICP[n-1]-CP_stp,其中,ICP[n]為當前計算步的離合器目標位置,ICP[n-1]為TCU中暫存的上一計算步的離合器目標位置,CP_stp為標定好的強制結合狀態下,每個步長離合器接合的位置;發動機目標轉速TS維持在進入強制結合狀態前的發動機目標轉速設置。
當TCU對車輛的蠕行控制在同步狀態下的蠕行控制方式時,離合器目標位置ICP凍結在進入同步狀態下時的離合器位置ICP[Sync0]并維持不變,發動機的目標轉速TS按如下方式進行調節:
TCU記錄下進入同步狀態時發動機目標轉速值TS[Sync0]及油門位置AP[Sync0],并按如下公式計算同步狀態下的發動機目標轉速:
TS=Max((1600-TS[Sync0])/(100-AP[Sync0])×(AP-AP[Sync0]),600)
且駕駛員通過油門調節發動機轉速在600rpm-1600rpm的范圍內變化。
當TCU對車輛的蠕行控制在混合油門狀態下的蠕行控制方式時,按照如下步驟動態調節發動機目標轉速TS和離合器目標位置ICP:
步驟1,目標扭矩計算模塊根據油門踏板位置計算駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq;
步驟2,發動機轉速控制器根據駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq計算對應的發動機目標轉速TS;
步驟3,變化率限制模塊根據步驟2中計算所得的發動機目標轉速TS和當前發動機轉速ES之差計算允許的離合器扭矩變化率,即單位步長下允許的離合器扭矩變化差值,并對當前計算出的駕駛員目標離合器扭矩進行限制,限制后得到的離合器目標扭矩為ItdCltTrqLmt;
步驟4,TCU根據限制后的離合器目標扭矩ItdCltTrqLmt按離合器傳扭曲線插值計算離合器目標位置ICP。
由于采用了上述技術方案,本發明所取得的有益效果為:
1、通過本發明中的基于離合器目標扭矩的重型卡車自動變速箱蠕行控制系統,可以使發動機轉速的增加始終略微提前于離合器傳遞扭矩的增加,兩者始終處于相互協調控制的狀態,確保了離合器負載小時,發動機轉速可以較低,降低了離合器滑磨量,而離合器負載大時,發動機轉速可以提前增加,避免了發動機動力不足。
2、當TCU對車輛的蠕行控制處于混合油門狀態下的蠕行控制方式時,本發明中的控制系統根據離合器傳扭曲線控制離合器位置,考慮了離合器各傳遞扭矩變化率隨位置的差異,保證了駕駛員能穩定線性的控制離合器扭矩和車速。
附圖說明
圖1示出了適用于本發明的包括自動變速箱的整車動力鏈基本結構。
圖2示出了本發明的總體控制結構,包括各控制器之間、控制器與被控對象之間的關系。
圖3示出了本發明中TCU對車輛的蠕行控制狀態機邏輯模型。
圖4示出了TCU對車輛的蠕行控制處于混合油門狀態下的控制方式時,離合器目標位置和發動機目標轉速的控制流程圖。
圖5示出了本發明根據油門踏板位置計算駕駛員目標離合器扭矩的曲線。
圖6示出了本發明根據過濾后的駕駛員目標離合器扭矩計算離合器目標位置的曲線。
圖7示出了本發明中離合器同步檢查子模塊的輸入輸出框圖。
圖8示出了本發明中車輛溜車檢查子模塊的輸入輸出框圖。
圖9示出了本發明中離合器過熱檢查子模塊的輸入輸出框圖。
圖10示出了本發明中離合器正常狀態、警示狀態、保護狀態的進入推出邏輯圖。
圖11示出了根據發動機目標轉速和當前發動機轉速之差對離合器結合速度進行動態限制的邏輯框圖。
圖12示出了根據目標離合器扭矩計算發動機目標轉速的曲線。
圖13示出了當油門位置超過觸發位置TriggerAP并達到拐點位置SwitchAP前,駕駛員目標離合器扭矩的變化狀態曲線圖。
圖14示出了當油門位置超過拐點位置SwitchAP并達到油門位置100%前,駕駛員目標離合器扭矩的變化狀態曲線圖。
圖15示出了發動機目標轉速隨駕駛員目標離合器扭矩的變化狀態曲線圖。
圖16示出了發動機目標轉速TS、當前發動機轉速ES、離合器傳遞扭矩變化量Step、被限制后的目標離合器扭矩以及駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq之間的變化狀態曲線圖。
圖17示出了一種油門快踩快放工況下的離合器扭矩和發動機轉速的變化狀態曲線圖。
圖18示出了根據本發明所述的控制方法實現油門穩定蠕行工況下的離合器扭矩和發動機轉速的變化狀態曲線圖。
其中,
1、內燃發動機 2、發動機控制器ECU 3、轉速傳感器 5、飛輪 6、輸入軸轉速傳感器 7、變速箱執行機構 8、離合器助力缸 9、變速箱控制器TCU 10、離合器位置傳感器 11、車輛轉動系統 12、油門踏板傳感器 13、輸出軸轉速傳感器14、制動踏板開關
具體實施方式
下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步的詳細說明,但本發明并不限于這些實施例。
一種基于離合器目標扭矩的重型卡車自動變速箱蠕行控制系統,
適用該控制系統的車輛自動變速箱系統應具備如圖1所示的動力總成結構:
即具備轉速閉環控制功能的發動機控制器ECU2控制內燃發動機1,由變速箱控制器TCU9控制離合器助力缸8、變速箱執行機構7和包括傳動軸在內的其余車輛轉動系統11。TCU通過離合器助力缸8控制干式摩擦離合器的位置,以控制發動機傳遞給變速箱7的扭矩。
該控制系統在油門踏板位置處增設油門踏板傳感器12測量油門踏板位置信號AP、在發動機飛輪5處增設轉速傳感器3測量當前發動機轉速ES、在制動踏板處增設制動踏板開關14測量制動開關信號BK、在離合器位置處增設離合器位置傳感器10測量當前離合器位置信號ACP、在變速箱輸入軸上增設輸入軸轉速傳感器6測量輸入軸轉速IS、在變速箱輸出軸上增設輸出軸轉速傳感器13測量輸出軸轉速OS和車輛行駛方向。ECU和TCU通過數據通信總線連接,ECU通過數據通信總線向TCU發送測量到的油門踏板位置信號AP、制動開關信號BK和當前發動機轉速ES。TCU通過數據通信總線向ECU發送發動機目標轉速TS。所述數據通信總線可以是任何一種符合標準定義的網絡協議總線,如J1922、J1939或者ISO11898等。
如圖2所示,TCU通過數據通信總線向ECU發送發動機目標轉速TS,ECU根據接收到的發動機目標轉速TS和當前發動機轉速ES,控制噴油量以實現對發動機轉速的閉環控制。TCU通過離合器目標位置ICP調節施加到發動機飛輪上的離合器傳遞扭矩。
發動機目標轉速TS、離合器目標位置ICP通過下述的TCU對車輛的蠕行控制獲得。
所述控制系統在TCU內增設目標扭矩計算模塊和變化率限制模塊;所述控制系統在TCU內增設有用于實時檢測車輛狀態的離合器同步檢查子模塊、車輛溜車檢查子模塊及離合器過熱檢查子模塊。TCU根據各子模塊的輸出信號,實現對車輛的蠕行控制,TCU對車輛的蠕行控制包括等待狀態下的蠕行控制方式、混合油門狀態下的蠕行控制方式、強制結合狀態下的蠕行控制方式及同步狀態下的蠕行控制方式,所述各種不同控制方式間的切換,由當前車輛狀態決定;TCU通過對車輛的蠕行控制,得到不同車輛狀態下的發動機目標轉速TS和離合器目標位置ICP。
如圖7所示,所述離合器同步檢查子模塊根據當前發動機轉速ES、輸入軸轉速IS、當前離合器位置信號ACP及離合器半結合點位置KP實時檢查發動機與離合器的同步狀態Sync;當發動機與離合器同步時,離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=1;當發動機與離合器失去同步時,離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=0。
如圖8所示,所述車輛溜車檢查子模塊根據當前發動機轉速ES、輸入軸轉速IS、當前檔位及車輛行駛方向實時檢查車輛是否處于溜車狀態Ovrn;車輛溜車時,車輛溜車檢查子模塊輸出信號Ovrn=1;車輛未溜車時,車輛溜車檢查子模塊輸出信號Ovrn=0。
如圖9和圖10所示,所述TCU中設置有用于估算當前離合器溫度的離合器溫度估算模塊,該離合器溫度估算模塊中設置有警示溫度閾值和保護溫度閾值,所述離合器過熱檢查子模塊通過對比從離合器溫度估算模塊得到的估算溫度、警示溫度閾值和保護溫度閾值判斷離合器的熱狀態OH;當估算溫度超過設定的警示溫度閾值時,離合器從正常狀態切換到警示狀態,此時離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=1;當離合器處于警示狀態時,如果估算溫度繼續上升超過保護溫度閾值,離合器的熱狀態從警示狀態切換到保護狀態,此時離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=2;當離合器處于保護狀態時,如果估算溫度下降,則當估算溫度下降到警示溫度閾值以下時,離合器的熱狀態才能切換至警示狀態;當離合器處于警示狀態,如果估算溫度下降且估算溫度下降至60℃以下時,離合器的熱狀態才能切換到正常狀態,此時離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=0。
所述TCU中還設置有警報模塊,警報模塊與上述離合器過熱檢查子模塊相連,警報模塊包括蜂鳴警報器,該蜂鳴警報器的蜂鳴頻率設置與離合器溫度相配合,離合器溫度越高,蜂鳴頻率越高;當離合器的熱狀態處于警示狀態時,在混合油門狀態下的蠕行控制方式下,TCU仍能實現對離合器的蠕行控制,但TCU會發送蜂鳴警報,提示駕駛員離合器即將過熱,且從警示溫度閾值到保護溫度閾值,溫度越高,蜂鳴頻率越高。
根據當前車輛的狀態,TCU對汽車的蠕行控制將進入不同的狀態,而在不同的狀態下,TCU使用不同的控制方式控制發動機目標轉速TS和離合器目標位置ICP。
如圖3所示,TCU對車輛的蠕行控制模式中各狀態之間的切換邏輯為:
當車輛進入蠕行模式后,默認TCU對車輛的蠕行控制進入等待狀態下的蠕行控制方式;當TCU對車輛的蠕行控制處于等待狀態下的蠕行控制方式時,若車輛溜車檢查子模塊輸出信號Ovrn=1,即車輛處于溜車狀態時,則TCU對車輛的蠕行控制從等待狀態下的蠕行控制方式優先切換至強制結合狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于等待狀態下的蠕行控制方式時,當駕駛員踩下油門的位置超過油門的觸發位置TriggerAP,且離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=0,即離合器的熱狀態處于正常狀態時,TCU對車輛的蠕行控制從等待狀態下的蠕行控制方式切換至混合油門狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于混合油門狀態下的蠕行控制方式時,若車輛溜車檢查子模塊輸出信號Ovrn=1,即車輛處于溜車狀態時,則TCU對車輛的蠕行控制從混合油門狀態下的蠕行控制方式優先切換至強制結合狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于混合油門狀態下的蠕行控制方式時,若離合器過熱檢查子模塊輸出信號OH=2,即離合器的熱狀態處于保護狀態時,根據當前發動機轉速ES和輸入軸轉速IS兩者的轉速差的情況,TCU對車輛的蠕行控制切換到相應狀態,即若ES-IS<200rpm,則TCU對車輛的蠕行控制從混合油門狀態下的蠕行控制方式切換到強制結合狀態下的蠕行控制方式,若ES-IS>200rpm,則TCU對車輛的蠕行控制從混合油門狀態下的蠕行控制方式切換到等待狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于混合油門狀態下的蠕行控制方式時,若離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=1,即發動機與離合器同步時,則TCU對車輛的蠕行控制從混合油門狀態下的蠕行控制方式切換到同步狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于強制結合狀態下的蠕行控制方式時,若離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=1,則TCU對車輛的蠕行控制從強制結合狀態下的蠕行控制方式切換至同步狀態下的蠕行控制方式。
當TCU對車輛的蠕行控制處于同步狀態下的蠕行控制方式時,若離合器同步檢查子模塊輸出信號Sync=0,即發動機與離合器失去同步,或者駕駛員踩下制動踏板BK=1,則TCU對車輛的蠕行控制從同步狀態下的蠕行控制方式切換至混合油門狀態下的蠕行控制方式。
不同狀態下,離合器目標位置ICP和發動機目標轉速TS的控制系統為:
當TCU對車輛的蠕行控制在等待狀態下的蠕行控制方式時,離合器目標位置ICP恒定設置在離合器半結合點位置,即ICP=KP,發動機目標轉速TS恒定設置在怠速轉速,即TS=發動機怠速轉速。
當TCU對車輛的蠕行控制在強制結合狀態下的蠕行控制方式時,離合器目標位置ICP按固定速度強制結合,即ICP[n]=ICP[n-1]-CP_stp,其中,ICP[n]為當前計算步的離合器目標位置,ICP[n-1]為TCU中暫存的上一計算步的離合器目標位置,CP_stp為標定好的強制結合狀態下,每個步長離合器接合的位置;發動機目標轉速TS維持在進入強制結合狀態前的發動機目標轉速設置。
當TCU對車輛的蠕行控制在同步狀態下的蠕行控制方式時,離合器目標位置ICP凍結在進入同步狀態下時的離合器位置ICP[Sync0]并維持不變,發動機的目標轉速TS按如下方式進行調節:
TCU記錄下進入同步狀態時發動機目標轉速值TS[Sync0]及油門位置AP[Sync0],并按如下公式計算同步狀態下的發動機目標轉速:
TS=Max((1600-TS[Sync0])/(100-AP[Sync0])×(AP-AP[Sync0]),600)
且駕駛員通過油門調節發動機轉速在600rpm-1600rpm的范圍內變化。
如圖4所示,當TCU對車輛的蠕行控制在混合油門狀態下的蠕行控制方式時,按照如下步驟動態調節發動機目標轉速TS和離合器目標位置ICP:
步驟1,目標扭矩計算模塊按照圖5所示的曲線根據油門踏板位置計算駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq;圖5示出了根據油門踏板位置計算駕駛員目標離合器扭矩的曲線,該曲線通過實驗標定確定,以實現不同的油門開度下,不同的系統敏感度響應。當駕駛員踩下油門位置超過觸發位置TriggerAP(油門行程5%)時,駕駛員目標離合器扭矩隨油門行程緩慢增加。圖13示出了當油門位置超過觸發位置TriggerAP并達到拐點位置SwitchAP(油門行程65%)前,駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq根據圖5所示的曲線計算,駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq在0%-35%的發動機額定扭矩范圍內比例變化。當油門位置達到拐點位置SwitchAP時,駕駛員目標離合器扭矩隨油門行程迅速增加。圖14示出了當油門位置超過拐點位置SwitchAP(油門行程65%)并達到油門位置100%前,駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq根據圖5曲線計算,駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq在35%-50%的發動機額定扭矩范圍內比例變化。當油門位置達到100%時,駕駛員目標離合器扭矩達到發動機瞬態最優轉速下對應的可用扭矩。發動機瞬態最優轉速及其對應的可用扭矩為根據發動機實驗標定得到。重型增壓柴油發動機受到外特性限制和煙度限制的共同影響,發動機在不同轉速下瞬間能夠達到的最大扭矩是不同的。轉速較低時,瞬時最大可用扭矩將受到外特性的限制;轉速較高時,瞬時最大可用扭矩將受到煙度控制的限制。在瞬態最優轉速下,則瞬時可用扭矩可達到最大值。因此在需要發動機迅速響應的蠕行工況下,目標離合器扭矩曲線的最大值將設置為瞬態最優轉速下對應的可用扭矩。
步驟2,發動機轉速控制器由事先標定好的如圖12所示的曲線根據駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq計算對應的發動機目標轉速TS;圖12示出了根據目標離合器扭矩計算發動機目標轉速的曲線,該曲線根據發動機轉速控制器的性能實驗進行標定得到。該曲線基本對應了發動機轉速控制器輸出需要的扭矩在比例控制環節下所需要的轉速差。如圖12和圖15所示,當目標離合器扭矩小于起始扭矩StartTrq時,發動機目標轉速維持在怠速轉速;隨著目標離合器扭矩的增加,發動機目標轉速逐漸增加,直至離合器目標扭矩達到飽和扭矩SaturateTrq時,發動機目標轉速達到飽和轉速SaturateSpd。具體地說,駕駛員目標離合器扭矩每增加10%,發動機目標轉速TS增加100rpm。其中,起始扭矩StartTrq、飽和扭矩SaturateTrq、飽和轉速SaturateSpd均為根據發動機轉速控制器性能通過標定確定。
步驟3,變化率限制模塊根據步驟2中計算所得的發動機目標轉速TS和當前發動機轉速ES之差計算允許的離合器扭矩變化率,即單位步長下允許的離合器扭矩變化差值,并對當前計算出的駕駛員目標離合器扭矩進行限制,如圖11所示,限制后得到的離合器目標扭矩為ItdCltTrqLmt;圖11中TS[n]為當前計算步的發動機目標轉速,ES[n]為當前計算步的實際發動機轉速,ItdCltTrq[n]為當前計算步下的目標離合器扭矩,ItdCltTrqLmt[n-1]為上一計算步的經過限制后的目標離合器扭矩,ItdCltTrqLmt[n]為最終計算得到的當前計算步下經過限制后的目標離合器扭矩,Step[n]為當前計算步下允許的離合器傳遞扭矩變化量,Min代表對兩個輸入信號求最小值,1/Z代表對最上一步的計算結果進行暫存。圖16示出了發動機目標轉速TS、當前發動機轉速ES、離合器傳遞扭矩變化量Step、被限制后的目標離合器扭矩以及駕駛員目標離合器扭矩ItdCltTrq之間的變化狀態曲線圖。從圖16可以看出,變化率限制模塊根據TS和ES之間的差值計算對應計算點下允許的離合器傳遞扭矩變化量Step,被限制后的離合器目標扭矩每個計算步下的變化量不能超過對應計算點時允許扭矩變化量Step。
步驟4,變速箱控制器TCU根據限制后的離合器目標扭矩ItdCltTrqLmt按如圖6所示的離合器傳扭曲線插值計算離合器目標位置ICP;TCU直接控制離合器助力缸的進氣壓力以實現對離合器目標位置的控制。圖6示出了根據過濾后的駕駛員目標離合器扭矩計算離合器目標位置的曲線,該曲線體現了不同行程下離合器最大可傳遞扭矩的變化,且該曲線是在車輛正常起步和行駛過程中,通過自動變速箱AMT軟件算法自識別得到的。在離合器位置到達離合器半結合點KP之前,離合器不傳扭;從離合器半結合點KP位置往后,離合器最大可傳遞扭矩逐漸增加,且離合器結合的越深,離合器最大可傳遞扭矩隨位置的變化率越大。
圖17示出了一種油門快踩快放工況下的離合器扭矩和發動機轉速的變化狀態曲線圖。圖18示出了根據本發明所述的控制方法實現油門穩定蠕行工況下的離合器扭矩和發動機轉速的變化狀態曲線圖。通過圖17和圖18的對比,可以發現根據本發明所述的離合器傳扭曲線控制離合器位置,能夠保證駕駛員穩定線性的控制離合器扭矩和車速。
本發明中未述及的部分采用或借鑒已有技術即可實現。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明的精神所作的舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代,但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。