多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法
2024-02-26 12:21:15
多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法，該方法通過設定起步終了車速值 v 0和消除一擋電磁離合器分離間隙所需要的最小通電時間 T δ ，檢測D擋開關信號、車速傳感器的車速信號 v ，由電控單元分別按第一階段一擋電磁離合器通電電流函數 Ia ( t )= I1 ( 0 ≤ t ≤ T δ )和第二階段一擋電磁離合器通電電流函數 Ib ( v )= α I1 + β I1v / v1 ( 0 ≤ v ≤ v 1 )控制一擋電磁離合器的通電電流，實現線控自動變速器一擋起步控制，該起步控制方法可滿足不同駕駛員的駕駛習慣，避免起步過程發動機熄火，實現線控自動變速器平穩起步。
【專利說明】多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自動變速器的控制方法，更確切的說是一種多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法。
【背景技術】
[0002]自動變速器被廣泛應用於汽車、電動汽車、工程機械等各種車輛。現有自動變速器主要有液力機械式自動變速器(AT)、金屬帶式無級自動變速器(CVT)、機械式自動變速器(AMT)、雙離合器式自動變速器(DCT)四大類型。
[0003]上述四類自動變速器均採用電控液壓伺服裝置，實現換擋過程控制，結構複雜、成本高且增加了控制難度和複雜度。尤其是DCT的執行機構包括:由液壓泵、液壓閥及蓄能器組成的供油機構、由液壓或電機驅動的換擋執行機構、由液壓或電機驅動的離合器操縱機構。這些液壓控制機構使得變速器整體結構複雜、成本高且增加了控制難度和複雜度。
[0004]隨著汽車電子技術、自動控制技術的逐步成熟和汽車網絡通信技術的廣泛應用，汽車線控技術已成為汽車未來的發展趨勢；汽車線控(X-By-Wire)技術就是以電線和電子控制器來代替機械和液壓系統，將駕駛員的操縱動作經過傳感器變成電信號，輸入到電控單元，由電控單元產生控制信號驅動執行機構進行所需操作。汽車線控技術可以降低部件的複雜度，減少液壓與機械傳動裝置，同時電線走向布置的靈活性，擴大了汽車設計的自由空間。
[0005]多擋環形布置式線控自動變速器的各前進擋高速齒輪與飛輪內嚙合齒輪常嚙合，倒擋高速齒輪與中央外嚙合齒輪常嚙合，電磁離合器控制各擋高速齒輪與主動齒輪的分離與接合，變速器中間軸上的各擋從動齒輪通過行星齒輪機構將動力輸出；這種多擋環形布置式線控自動變速器的電磁離合器採用線控方式動力換擋，無打滑和動力中斷現象。
[0006]為確保多擋線控自動變速器的平穩起步，避免起步過程中的發動機熄火，適應不同駕駛員快速起步或緩慢加速起步等駕駛習慣，需要對多擋線控自動變速器的起步過程進行控制。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種既能夠考慮駕駛員意圖和適應不同的駕駛習慣，又能夠實現車輛平穩起步的多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法。一種多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法，實現該控制方法的多擋線控自動變速器的控制裝置包括發動機、車速傳感器、D擋開關、電控單兀、一擋電磁離合器。
[0008]本發明的技術方案如下:
發動機起動點火後，電控單元上電，多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法開始運行，該控制方法包括以下步驟:
步驟1、電控單元檢測D擋開關信號和車速傳感器的車速信號r ；
步驟2、判斷是否掛入D擋:當電控單元檢測到D擋開關信號接通時，判斷為線控自動變速器掛入D擋，進行步驟3 ;否則，當電控單元檢測到D擋開關信號未接通時，判斷為線控自動變速器未掛入D擋，進行步驟I ;
步驟3、第一階段一擋電磁離合器通電電流控制:電控單元根據第一階段一擋電磁離合器通電電流函數J3(?)=/,，矽彡?彡Α)，控制一擋電磁離合器的通電電流，式中:/7為一擋電磁離合器的通電電流的額定值；
步驟4、判斷控制過程持續時間t是否大於等於消除一擋電磁離合器分離間隙所需最小通電時間r,:當電控單元檢測到控制過程持續時間?大於等於消除一擋電磁離合器分離間隙所需最小通電時間A時，進行步驟5 ;否則，當電控單元檢測到控制過程持續時間?小於消除一擋電磁離合器分離間隙所需最小通電時間Ts時，返回到步驟3 ；
步驟5、第二階段一擋電磁離合器通電電流控制:電控單元根據第二階段一擋電磁離合器通電電流函數厶W = O" (+盧廠1Vh，(O < V1),控制一擋電磁離合器的通電電流,式中4為一擋電磁離合器41的通電電流的額定值，a為一擋電磁離合器的結合強度係數，β為車速相關增加電流係數；
步驟6、判斷車速傳感器的車速信號r是否大於等於起步終了車速值r1:當電控單元檢測到車速傳感器的車速信號r大於等於起步終了車速值K1時，起步控制過程結束；否則，當電控單元檢測到車速傳感器的車速信號r小於等於起步終了車速值時，返回到步驟5。
[0009]在上述多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法中，步驟5所述的一擋電磁離合器的結合強度係數a是設定的一個固定值，α =0.3?0.8 ;步驟5所述的車速相關增加電流係數β是設定的一個固定值，=0.2?0.6 ;步驟6所述的起步終了車速值K1是設定的一個固定值，^=5?10km/h。
[0010]本發明與現有技術相比，其優點是:
(1)本發明的多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法，能夠在起步過程中的第一階段快速消除一擋電磁離合器的分離間隙，並在第二階段逐步增加一擋電磁離合器的通電電流，使一擋電磁離合器傳遞力矩的平順增加，避免了起步過程中發動機熄火，實現了車輛的平穩起步；
(2)本發明的多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法，起步過程中第二階段一擋電磁離合器的通電電流函數厶(K)是車速r的函數，因而一擋電磁離合器的通電電流的大小隨車速的變化而變化，又由於車速的變化由駕駛員控制，因此本控制方法能夠適應不同駕駛員的起步加速習慣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明實施例的多擋線控自動變速器的一擋和倒擋的控制裝置與傳動裝置結構示意圖。
[0012]圖2是本發明實施例的多擋線控自動變速器的一擋和二擋的控制裝置與傳動裝置結構示意圖。
[0013]圖3是本發明實施例的多擋線控自動變速器的三擋和四擋的控制裝置與傳動裝置結構示意圖。
[0014]圖4是本發明實施例的多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法流程圖。
[0015]圖5是本發明實施例的多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法的車速變化過程和一擋電磁離合器通電電流變化曲線示意圖。
[0016]圖中:1.變速器輸入軸2.殼體200.發動機24.變速器中間軸25.變速器輸出軸3.飛輪3a.動力輸入端3b.動力輸出端31.飛輪內嚙合齒輪32.中央外嚙合齒輪 33.中間齒輪 41.一擋電磁離合器 411.一擋電磁離合器滑環 412.—擋電磁離合器電刷 42.二擋電磁離合器421.二擋電磁離合器滑環 422.二擋電磁離合器電刷 43.三擋電磁離合器431.三擋電磁離合器滑環 432.三擋電磁離合器電刷44.四擋電磁離合器441.四擋電磁離合器滑環442.四擋電磁離合器電刷4R.倒擋電磁離合器4R1.倒擋電磁離合器滑環4R2.倒擋電磁離合器電刷4Z1.—擋主軸4Z2.二擋主軸4Z3.三擋主軸4Z4.四擋主軸4ZR.倒擋主軸51.—擋高速齒輪52.二擋高速齒輪53.三擋高速齒輪54.四擋高速齒輪5R.倒擋高速齒輪61.—擋主動齒輪
62.二擋主動齒輪63.三擋主動齒輪64.四擋主動齒輪6R.倒擋主動齒輪71.—擋從動齒輪72.二擋從動齒輪73.三擋從動齒輪74.四擋從動齒輪7R.倒擋從動齒輪91.太陽輪92.行星齒輪93.齒圈94.行星架100.電控單元100a.—擋控制輸出端子100b.二擋控制輸出端子100c.三擋控制輸出端子100d.四擋控制輸出端子100r.倒擋控制輸出端子VSS.車速傳感器D-SW.D擋開關。
【具體實施方式】
[0017]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例；基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例都屬於本發明保護的範圍。
[0018]一種多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法，實現該控制方法的多擋線控自動變速器的控制裝置包括發動機200、車速傳感器VSS、D擋開關D-SW、電控單元100、一擋電磁離合器41。
[0019]殼體2上固定安裝有一擋電磁離合器電刷412、二擋電磁離合器電刷422、三擋電磁離合器電刷432、四擋電磁離合器電刷442、倒擋電磁離合器電刷4R2，一擋電磁離合器電刷412、二擋電磁離合器電刷422、三擋電磁離合器電刷432、四擋電磁離合器電刷442、倒擋電磁離合器電刷4R2分別與一擋電磁離合器滑環411、二擋電磁離合器滑環421、三擋電磁離合器滑環431、四擋電磁離合器滑環441、倒擋電磁離合器滑環4R1保持滑動接觸；一擋電磁離合器電刷412的接線端子、二擋電磁離合器電刷422的接線端子、三擋電磁離合器電刷432的接線端子、四擋電磁離合器電刷442的接線端子、倒擋電磁離合器電刷4R2的接線端子分別通過導線與電控單元100的一擋控制輸出端子100a、二擋控制輸出端子100b、三擋控制輸出端子100c、四擋控制輸出端子100d、倒擋控制輸出端子100r相連接。
[0020]電控單元100通過控制一擋電磁離合器電刷412、二擋電磁離合器電刷422、三擋電磁離合器電刷432、四擋電磁離合器電刷442、倒擋電磁離合器電刷4R2的通電或斷電，控制一擋電磁離合器41、二擋電磁離合器42、三擋電磁離合器43、四擋電磁離合器44、倒擋電磁離合器4R的接合和分離；電控單元100通過控制一擋電磁離合器電刷412、二擋電磁離合器電刷422、三擋電磁離合器電刷432、四擋電磁離合器電刷442、倒擋電磁離合器電刷4R2的通電電壓或電流的大小，控制一擋電磁離合器41、二擋電磁離合器42、三擋電磁離合器43、四擋電磁離合器44、倒擋電磁離合器4R的接合和分離的速度。
[0021]實現本發明實施例的多擋線控自動變速器的傳動裝置包括變速器輸入軸1、飛輪
3、變速器中間軸24、變速器輸出軸25、殼體2 ;飛輪3的一端為動力輸入端3a，動力輸入端3a與變速器輸入軸I的一端連接；飛輪3的另一端為動力輸出端3b，動力輸出端3b設置有飛輪內嚙合齒輪31和中央外嚙合齒輪32 ;飛輪內嚙合齒輪31位於中央外嚙合齒輪32的外側；在變速器中間軸24上依次固定連接有倒擋從動齒輪7R、四擋從動齒輪74、三擋從動齒輪73、二擋從動齒輪72、一擋從動齒輪71，在變速器中間軸24的遠離飛輪3的一端還固定連接有太陽輪91。
[0022]飛輪內嚙合齒輪31沿其齒輪周向內側依次與一擋高速齒輪51、二擋高速齒輪52、三擋高速齒輪53、四擋高速齒輪54常嚙合；各前進擋高速齒輪與空套在變速器中間軸24上的中間齒輪33常嚙合；中央外嚙合齒輪32與倒擋高速齒輪5R常嚙合。
[0023]一擋高速齒輪51、二擋高速齒輪52、三擋高速齒輪53、四擋高速齒輪54分別與一擋電磁離合器41的被動端、二擋電磁離合器42的被動端、三擋電磁離合器43的被動端、四擋電磁離合器44的被動端連接；一擋電磁離合器41的主動端、二擋電磁離合器42的主動端、三擋電磁離合器43的主動端、四擋電磁離合器44的主動端分別通過一擋主軸4Z1、二擋主軸4Z2、三擋主軸4Z3、四擋主軸4Z4與一擋主動齒輪61、二擋主動齒輪62、三擋主動齒輪63、四擋主動齒輪64連接；一擋主動齒輪61、二擋主動齒輪62、三擋主動齒輪63、四擋主動齒輪64分別與一擋從動齒輪71、二擋從動齒輪72、三擋從動齒輪73、四擋從動齒輪74常齧八口 ο
[0024]倒擋高速齒輪5R與倒擋電磁離合器4R的被動端連接；倒擋電磁離合器4R的主動端與倒擋主動齒輪6R連接；倒擋主動齒輪6R通過倒擋主軸4ZR與倒擋從動齒輪7R常齧八口 ο
[0025]太陽輪91與行星齒輪92常嚙合，行星齒輪92還與齒圈93常嚙合，行星齒輪92通過其中心承孔滾動安裝在行星架94上，行星架94固定在變速器殼體2上，齒圈93通過花鍵連接在變速器輸出軸25的一端，變速器輸出軸25的另一端作為變速器動力輸出端。
[0026]下面結合圖1、圖2、圖3進一步說明本發明實施例的多擋線控自動變速器的各前進擋和倒擋的動力傳遞路線。
[0027]一擋傳動:電控單元100控制一擋電磁離合器41通電接合，其餘電磁離合器斷電分離，變速器輸入軸I的扭矩通過飛輪內嚙合齒輪31傳遞給一擋高速齒輪51，再通過接合的一擋電磁離合器41由一擋主動齒輪61和一擋從動齒輪71的哨合將動力傳遞至太陽輪91，最後通過齒圈93上的花鍵輸出至變速器輸出軸25，實現一擋傳動。
[0028]二擋傳動:電控單元100控制二擋電磁離合器42通電接合，其餘電磁離合器斷電分離，變速器輸入軸I的扭矩通過飛輪內嚙合齒輪31傳遞給二擋高速齒輪52，再通過接合的二擋電磁離合器42由二擋主動齒輪62和二擋從動齒輪72的嚙合將動力傳遞至太陽輪91，最後通過齒圈93上的花鍵輸出至變速器輸出軸25，實現二擋傳動。
[0029]三擋傳動:電控單元100控制三擋電磁離合器43通電接合，其餘電磁離合器斷電分離，變速器輸入軸I的扭矩通過飛輪內嚙合齒輪31傳遞給三擋高速齒輪53，再通過接合的三擋電磁離合器43由三擋主動齒輪63和三擋從動齒輪73的嚙合將動力傳遞至太陽輪91，最後通過齒圈93上的花鍵輸出至變速器輸出軸25，實現三擋傳動。
[0030]四擋傳動:電控單元100控制四擋電磁離合器44通電接合，其餘電磁離合器斷電分離，變速器輸入軸1的扭矩通過飛輪內嚙合齒輪31傳遞給四擋高速齒輪54，再通過接合的四擋電磁離合器44由四擋主動齒輪64和四擋從動齒輪74的嚙合將動力傳遞至太陽輪91，最後通過齒圈93上的花鍵輸出至變速器輸出軸25，實現四擋傳動。
[0031]倒擋傳動:電控單元100控制倒擋電磁離合器4R通電接合，其餘電磁離合器斷電分離，變速器輸入軸1的扭矩通過中央外嚙合齒輪32傳遞給倒擋高速齒輪5R，再通過接合的倒擋電磁離合器4R由倒擋主動齒輪6R和倒擋從動齒輪7R的嚙合將動力傳遞至太陽輪91，最後通過齒圈93上的花鍵輸出至變速器輸出軸25，實現倒擋傳動。
[0032]空擋:電控單元100控制一擋電磁離合器41、二擋電磁離合器42、三擋電磁離合器43、四擋電磁離合器44、倒擋電磁離合器4R均處於斷電分離狀態，實現空擋。
[0033]本發明的多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法流程圖如圖4所示，發動機200起動點火後，電控單元100上電，多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法開始運行，該控制方法包括以下步驟:
步驟S1、電控單元100檢測D擋開關D-SW信號和車速傳感器VSS的車速信號r ；
步驟S2、判斷是否掛入D擋:當電控單元100檢測到D擋開關D-SW接通時，判斷為線控自動變速器掛入D擋，進行步驟S3 ;否則，當電控單元100檢測到D擋開關D-SW未接通時，判斷為線控自動變速器未掛入D擋，進行步驟S1 ；
步驟S3、第一階段一擋電磁離合器41通電電流控制:電控單元100根據第一階段一擋電磁離合器41通電電流函數J3 (t) =Ij,控制一擋電磁離合器41的通電電流，
式中山為一擋電磁離合器41的通電電流的額定值；
步驟S4、判斷控制過程持續時間?是否大於等於消除一擋電磁離合器41分離間隙所需最小通電時間Ts:當電控單元100檢測到控制過程持續時間t大於等於消除一擋電磁離合器41分離間隙所需最小通電時間Ts時，進行步驟S5 ;否則，當電控單元100檢測到控制過程持續時間t小於消除一擋電磁離合器41分離間隙所需最小通電時間Ts時，返回到步驟
S3；
步驟S5、第二階段一擋電磁離合器41通電電流控制:電控單元100根據第二階段一擋電磁離合器41通電電流函數Ib {v) = a Ij+β Ijv/vj, (Ο ^ v ^ v}),控制一擋電磁離合器41的通電電流，式中:/7為一擋電磁離合器41的通電電流的額定值，α為一擋電磁離合器41的結合強度係數，β為車速相關增加電流係數；
步驟S6、判斷車速傳感器VSS的車速信號r是否大於等於起步終了車速值^:當電控單元100檢測到車速傳感器VSS的車速信號r大於等於起步終了車速值^時，起步控制過程結束；否則，當電控單元100檢測到車速傳感器VSS的車速信號r小於等於起步終了車速值％時，返回到步驟S5。
[0034]本實施例中，一擋電磁離合器41的結合強度係數α取為0.6 ;車速相關增加電流係數盧取為0.4 ;消除一擋電磁離合器41分離間隙所需最小通電時間Ts取為250ms ;起步終了車速值&取為7km/h。
[0035]下面結合圖5進一步說明本發明實施例步驟S3第一階段一擋電磁離合器41通電電流控制和步驟S5第二階段一擋電磁離合器41通電電流控制過程:
如圖5所示，本發明實施例多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法的車速變化過程和一擋電磁離合器循環通電脈寬變化曲線示意圖，當控制過程持續時間?小於消除一擋電磁離合器41分離間隙所需最小通電時間Ts時，電控單元100根據第一階段一擋電磁離合器41通電電流函數J3 (i)=J7來控制一擋電磁離合器41的通電電流，這一階段用於消除一擋電磁離合器41的分離間隙；當控制過程持續時間t大於等於消除一擋電磁離合器41分離間隙所需最小通電時間Ts時，電控單元100根據第二階段一擋電磁離合器41通電電流函數Λ? = σ A+盧/嚴/V屍0.6./,+0.4.IjV/7 (ms)來控制一擋電磁離合器41的通電電流，直到車速傳感器VSS的車速信號r大於等於起步終了車速值K1時，起步控制過程結束。
[0036]上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在所屬【技術領域】普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法，實現該起步控制方法的多擋線控自動變速器的控制裝置包括發動機(200)、車速傳感器(VSS)、D擋開關(D-SW)、電控單元(100)、一擋電磁離合器(41)，其特徵在於，所述控制方法包括以下步驟: 步驟1、電控單元(100)檢測D擋開關(D-SW)信號和車速傳感器(VSS)的車速信號r ； 步驟2、判斷是否掛入D擋:當電控單元(100)檢測到D擋開關(D-SW)信號接通時，判斷為線控自動變速器掛入D擋，進行步驟3 ;否則，當電控單元(100)檢測到D擋開關(D-SW)信號未接通時，判斷為線控自動變速器未掛入D擋，進行步驟I ; 步驟3、第一階段一擋電磁離合器(41)通電電流控制:電控單元(100)根據第一階段一擋電磁離合器(41)通電電流函數J3(i) =J7，{0『t( A)，控制一擋電磁離合器(41)的通電電流，式中'I1為一擋電磁離合器(41)的通電電流的額定值； 步驟4、判斷控制過程持續時間t是否大於等於消除一擋電磁離合器(41)分離間隙所需最小通電時間Ts:當電控單元(100)檢測到控制過程持續時間t大於等於消除一擋電磁離合器(41)分離間隙所需最小通電時間Ts時，進行步驟5 ;否則，當電控單元(100)檢測到控制過程持續時間t小於消除一擋電磁離合器(41)分離間隙所需最小通電時間Ts時，返回到步驟3; 步驟5、第二階段一擋電磁離合器(41)通電電流控制:電控單元(100)根據第二階段一擋電磁離合器(41)通電電流函數厶W = 盧乃1Vb (O ^ V ^ 6)，控制一擋電磁離合器(41)的通電電流，式中:/7為一擋電磁離合器(41)的通電電流的額定值，a為一擋電磁離合器(41)的結合強度係數，β為車速相關增加電流係數； 步驟6、判斷車速傳感器(VSS)的車速信號r是否大於等於起步終了車速值K1:當電控單元(100)檢測到車速傳感器(VSS)的車速信號r大於等於起步終了車速值K1時，起步控制過程結束；否則，當電控單元(100)檢測到車速傳感器(VSS)的車速信號r小於等於起步終了車速值％時，返回到步驟5。
2.如權利I所述的多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法，其特徵在於，在所述步驟5第二階段一擋電磁離合器(41)通電電流控制中，所述一擋電磁離合器(41)的結合強度係數a是設定的一個固定值，α =0.3?0.8 ;所述車速相關增加電流係數是設定的一個固定值，盧=0.2?0.6。
3.如權利I所述的多擋線控自動變速器的變電流起步控制方法，其特徵在於，在所述步驟6判斷車速傳感器(VSS)的車速信號r是否大於等於起步終了車速值K1中，所述起步終了車速值是設定的一個固定值，^1=5?10km/h。
【文檔編號】F16H61/02GK104343956SQ201410469656
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】田香玉, 曲金玉, 朱慎超, 殷允朝 申請人:山東理工大學