本發(fā)明屬于汽車變速器控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于離合器傳扭曲線的離合器目標(biāo)位置控制方法。

背景技術(shù)：

對(duì)于重型卡車而言，經(jīng)常會(huì)碰到需要低速蠕行的工況(車速<5km/h)，例如對(duì)接平臺(tái)/掛車，移車入庫(kù)等工況，在這類工況下，需要穩(wěn)定直接地控制離合器的位置，以達(dá)到靈敏可控的車輛速度控制性能。

專利申請(qǐng)?zhí)枮?01510992443.8的申請(qǐng)公開了一種AMT車輛起步控制方法，該方法包括：監(jiān)測(cè)到起步信號(hào)后，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩、離合器的當(dāng)前位置和油門踏板的開度；根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩獲取離合器位置的變化步長(zhǎng)，根據(jù)離合器的當(dāng)前位置和變化步長(zhǎng)獲取離合器的目標(biāo)位置和離合器的位移速度；根據(jù)油門踏板的開度獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)定轉(zhuǎn)速；根據(jù)離合器的目標(biāo)位置、離合器的位移速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)定轉(zhuǎn)速對(duì)AMT車輛進(jìn)行起步控制。該方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)離合器目標(biāo)位置的控制，但是并沒有考慮到離合器在不同位置下的扭矩靈敏度，無(wú)法滿足在不同行程下，離合器傳扭特性變化對(duì)離合器結(jié)合速度的不同要求。該方法在離合器的所有行程下，都是用固定的離合器結(jié)合速度限制，通過(guò)該方法若把離合器結(jié)合速度限制設(shè)的非常小，那么在離合器接合行程的早期(0-50％行程)，離合器傳遞扭矩隨行程增加并不敏感，這種很小的離合器結(jié)合速度限制會(huì)造成司機(jī)踩下油門，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法感覺到車輛的反應(yīng)；通過(guò)上述方法若把離合器結(jié)合速度限制放的很大，那么在離合器接合行程的后期(50-70％的行程)，離合器傳遞扭矩對(duì)行程增加非常敏感，這種很大的離合器結(jié)合速度限制起不到減慢離合器扭矩增加速度、為發(fā)動(dòng)機(jī)反應(yīng)贏得時(shí)間的作用。

由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種基于離合器傳扭曲線的離合器目標(biāo)位置控制方法，該方法考慮了離合器在不同位置上的扭矩傳遞敏感度的差別，確保了駕駛員線性穩(wěn)定的車輛控制感。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種基于離合器傳扭曲線的離合器目標(biāo)位置控制方法，所述控制方法在車輛變速箱控制器TCU內(nèi)增設(shè)目標(biāo)扭矩計(jì)算模塊和變化率限制模塊，所述控制方法包括如下步驟：

步驟1，目標(biāo)扭矩計(jì)算模塊根據(jù)油門踏板位置計(jì)算駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq；

步驟2，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器根據(jù)駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq計(jì)算對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速TS；

步驟3，變化率限制模塊根據(jù)步驟2中計(jì)算所得的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速TS和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ES之差計(jì)算允許的離合器扭矩變化率，即單位步長(zhǎng)下允許的離合器扭矩變化差值，并對(duì)當(dāng)前計(jì)算出的駕駛員目標(biāo)離合器扭矩進(jìn)行限制，限制后得到的離合器目標(biāo)扭矩為ItdCltTrqLmt；

步驟4，變速箱控制器TCU根據(jù)限制后的離合器目標(biāo)扭矩ItdCltTrqLmt按離合器傳扭曲線插值計(jì)算離合器目標(biāo)位置ICP。

所述控制方法通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU收集油門踏板位置信號(hào)AP和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)ES，且發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線與變速箱控制器TCU相連，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線向變速箱控制器TCU發(fā)送測(cè)量到的油門踏板位置信號(hào)AP和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ES；TCU直接控制離合器助力缸的進(jìn)氣壓力以實(shí)現(xiàn)對(duì)離合器目標(biāo)位置的控制。

所述控制方法通過(guò)在油門踏板位置處增設(shè)油門踏板傳感器測(cè)量油門踏板位置信號(hào)AP，所述油門踏板傳感器與車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU相連。

所述控制方法在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪處增設(shè)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ES，所述轉(zhuǎn)速傳感器與車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU相連。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益效果為：

本發(fā)明中的控制方法根據(jù)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(wěn)定線性的控制離合器扭矩和車速。

附圖說(shuō)明

圖1示出了本發(fā)明根據(jù)油門踏板位置計(jì)算駕駛員目標(biāo)離合器扭矩的曲線。

圖2示出了當(dāng)油門位置超過(guò)觸發(fā)位置TriggerAP并達(dá)到拐點(diǎn)位置SwitchAP前，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩的變化狀態(tài)曲線圖。

圖3示出了當(dāng)油門位置超過(guò)拐點(diǎn)位置SwitchAP并達(dá)到油門位置100％前，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩的變化狀態(tài)曲線圖。

圖4示出了根據(jù)駕駛員目標(biāo)離合器扭矩計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的曲線。

圖5示出了發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速隨駕駛員目標(biāo)離合器扭矩的變化狀態(tài)曲線圖。

圖6示出了根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之差對(duì)離合器結(jié)合速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)限制的邏輯框圖。

圖7示出了發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速TS、當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ES、離合器傳遞扭矩變化量Step、被限制后的目標(biāo)離合器扭矩以及駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq之間的變化狀態(tài)曲線圖。

圖8示出了本發(fā)明根據(jù)過(guò)濾后的駕駛員目標(biāo)離合器扭矩計(jì)算離合器目標(biāo)位置的曲線。

圖9示出了一種油門快踩快放工況下的離合器扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化狀態(tài)曲線圖。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明所述的控制方法實(shí)現(xiàn)油門穩(wěn)定蠕行工況下的離合器扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化狀態(tài)曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1至圖4所示，一種基于離合器傳扭曲線的離合器目標(biāo)位置控制方法，所述控制方法在油門踏板位置處增設(shè)油門踏板傳感器測(cè)量油門踏板位置信號(hào)AP，在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪處增設(shè)轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ES，所述油門踏板傳感器與轉(zhuǎn)速傳感器均與車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU相連，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU用于收集所述油門踏板位置信號(hào)AP和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)ES，并通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線與變速箱控制器TCU相連，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線向變速箱控制器TCU發(fā)送測(cè)量到的油門踏板位置信號(hào)AP和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ES。同時(shí)TCU通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)送包含發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速TS的發(fā)動(dòng)機(jī)控制請(qǐng)求報(bào)文，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。所述數(shù)據(jù)通信總線可以是任何一種符合標(biāo)準(zhǔn)定義的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議總線，如J1922、J1939或者ISO11898等。

所述控制方法在車輛變速箱控制器TCU內(nèi)增設(shè)目標(biāo)扭矩計(jì)算模塊和變化率限制模塊。

所述控制方法包括如下步驟：

步驟1，目標(biāo)扭矩計(jì)算模塊按照?qǐng)D1所示的曲線根據(jù)油門踏板位置計(jì)算駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq；圖1示出了根據(jù)油門踏板位置計(jì)算駕駛員目標(biāo)離合器扭矩的曲線，該曲線通過(guò)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定確定，以實(shí)現(xiàn)不同的油門開度下，不同的系統(tǒng)敏感度響應(yīng)。當(dāng)駕駛員踩下油門位置超過(guò)觸發(fā)位置TriggerAP(油門行程5％)時(shí)，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩隨油門行程緩慢增加。圖2示出了當(dāng)油門位置超過(guò)觸發(fā)位置TriggerAP并達(dá)到拐點(diǎn)位置SwitchAP(油門行程65％)前，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq根據(jù)圖1所示的曲線計(jì)算，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq在0％-35％的發(fā)動(dòng)機(jī)額定扭矩范圍內(nèi)比例變化。當(dāng)油門位置達(dá)到拐點(diǎn)位置SwitchAP時(shí)，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩隨油門行程迅速增加。圖3示出了當(dāng)油門位置超過(guò)拐點(diǎn)位置SwitchAP(油門行程65％)并達(dá)到油門位置100％前，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq根據(jù)圖1曲線計(jì)算，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq在35％-50％的發(fā)動(dòng)機(jī)額定扭矩范圍內(nèi)比例變化。當(dāng)油門位置達(dá)到100％時(shí)，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)最優(yōu)轉(zhuǎn)速下對(duì)應(yīng)的可用扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)最優(yōu)轉(zhuǎn)速及其對(duì)應(yīng)的可用扭矩為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定得到。重型增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)受到外特性限制和煙度限制的共同影響，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下瞬間能夠達(dá)到的最大扭矩是不同的。轉(zhuǎn)速較低時(shí)，瞬時(shí)最大可用扭矩將受到外特性的限制；轉(zhuǎn)速較高時(shí)，瞬時(shí)最大可用扭矩將受到煙度控制的限制。在瞬態(tài)最優(yōu)轉(zhuǎn)速下，則瞬時(shí)可用扭矩可達(dá)到最大值。因此在需要發(fā)動(dòng)機(jī)迅速響應(yīng)的蠕行工況下，目標(biāo)離合器扭矩曲線的最大值將設(shè)置為瞬態(tài)最優(yōu)轉(zhuǎn)速下對(duì)應(yīng)的可用扭矩。

步驟2，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器由事先標(biāo)定好的如圖4所示的曲線根據(jù)駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq計(jì)算對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速TS；圖4示出了根據(jù)目標(biāo)離合器扭矩計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的曲線，該曲線根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器的性能實(shí)驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)定得到。該曲線基本對(duì)應(yīng)了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器輸出需要的扭矩在比例控制環(huán)節(jié)下所需要的轉(zhuǎn)速差。如圖4和圖5所示，當(dāng)目標(biāo)離合器扭矩小于起始扭矩StartTrq時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速維持在怠速轉(zhuǎn)速；隨著目標(biāo)離合器扭矩的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速逐漸增加，直至離合器目標(biāo)扭矩達(dá)到飽和扭矩SaturateTrq時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速達(dá)到飽和轉(zhuǎn)速SaturateSpd。具體地說(shuō)，駕駛員目標(biāo)離合器扭矩每增加10％，發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速TS增加100rpm。其中，起始扭矩StartTrq、飽和扭矩SaturateTrq、飽和轉(zhuǎn)速SaturateSpd均為根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制器性能通過(guò)標(biāo)定確定。

步驟3，變化率限制模塊根據(jù)步驟2中計(jì)算所得的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速TS和當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ES之差計(jì)算允許的離合器扭矩變化率，即單位步長(zhǎng)下允許的離合器扭矩變化差值，并對(duì)當(dāng)前計(jì)算出的駕駛員目標(biāo)離合器扭矩進(jìn)行限制，如圖6所示，限制后得到的離合器目標(biāo)扭矩為ItdCltTrqLmt；圖6中TS[n]為當(dāng)前計(jì)算步的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，ES[n]為當(dāng)前計(jì)算步的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，ItdCltTrq[n]為當(dāng)前計(jì)算步下的目標(biāo)離合器扭矩，ItdCltTrqLmt[n-1]為上一計(jì)算步的經(jīng)過(guò)限制后的目標(biāo)離合器扭矩，ItdCltTrqLmt[n]為最終計(jì)算得到的當(dāng)前計(jì)算步下經(jīng)過(guò)限制后的目標(biāo)離合器扭矩，Step[n]為當(dāng)前計(jì)算步下允許的離合器傳遞扭矩變化量，Min代表對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)求最小值，1/Z代表對(duì)最上一步的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行暫存。圖7示出了發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速TS、當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ES、離合器傳遞扭矩變化量Step、被限制后的目標(biāo)離合器扭矩以及駕駛員目標(biāo)離合器扭矩ItdCltTrq之間的變化狀態(tài)曲線圖。從圖7可以看出，變化率限制模塊根據(jù)TS和ES之間的差值計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)算點(diǎn)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(biāo)扭矩每個(gè)計(jì)算步下的變化量不能超過(guò)對(duì)應(yīng)計(jì)算點(diǎn)時(shí)允許扭矩變化量Step。

步驟4，變速箱控制器TCU根據(jù)限制后的離合器目標(biāo)扭矩ItdCltTrqLmt按如圖8所示的離合器傳扭曲線插值計(jì)算離合器目標(biāo)位置ICP；TCU直接控制離合器助力缸的進(jìn)氣壓力以實(shí)現(xiàn)對(duì)離合器目標(biāo)位置的控制。圖8示出了根據(jù)過(guò)濾后的駕駛員目標(biāo)離合器扭矩計(jì)算離合器目標(biāo)位置的曲線，該曲線體現(xiàn)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(guò)程中，通過(guò)自動(dòng)變速箱AMT軟件算法自識(shí)別得到的。在離合器位置到達(dá)離合器半結(jié)合點(diǎn)KP之前，離合器不傳扭；從離合器半結(jié)合點(diǎn)KP位置往后，離合器最大可傳遞扭矩逐漸增加，且離合器結(jié)合的越深，離合器最大可傳遞扭矩隨位置的變化率越大。

圖9示出了一種油門快踩快放工況下的離合器扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化狀態(tài)曲線圖。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明所述的控制方法實(shí)現(xiàn)油門穩(wěn)定蠕行工況下的離合器扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化狀態(tài)曲線圖。通過(guò)圖9和圖10的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)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(wěn)定線性的控制離合器扭矩和車速。

本發(fā)明中中未述及的部分采用或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的精神所作的舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。