CN101655149B - 稳定缓进急退式自学习换档机械式自动变速箱控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种新型的机械式自动变速箱控制系统。该系统采用车内已有的安全信号进行辅助控制，当后面有人畜或障碍物时，变速箱控制系统立即停止向车身提供后倒的动力使刹车系统尽快停住汽车。在前进情况下，当认可的车内其它控制器发现需要迅速减速即可通知自动变速箱控制系统自动根据具体情况决定换入低档用发动机作负荷减车速，或分开离合器以避免发动机的惯性对汽车的影响而尽快减速。稳定缓进急退自学习换档策略分成两大部分来完成换档过程的全自动化：稳定缓进自学习换档策略和稳定急退自学习换档策略。该发明定义了以离合器分隔距离d与时间t的函数和以输入输出轴滑差h与时间t的函数这两个函数和稳定缓进急退的自学习方法和参数选择。

Description

稳定缓进急退式自学习换档机械式自动变速箱控制系统

技术领域

本发明涉及机械式自动变速箱控制，尤其涉及一种带稳定式自学习换档的机械式自动变速箱控制系统。

背景技术

机械式自动变速箱按操纵机构的不同可分为液压式和电动式两大类，它们的存在都是为了减轻驾驶员的劳动强度，提高效率。液压式的机械式自动变速箱是用液压装置来切换齿轮组的啮合，而电动式的机械式自动变速箱是用电动装置如电机或电磁铁来切换齿轮组的啮合。由于机械式自动变速箱的结构比传统自动变速箱简单很多，造价低而得到越来越多的应用。但是，无论是哪种机械式自动变速箱，它们在换档质量上都比不上传统液力式自动变速箱，因而在驾驶舒适度方面都逊于传统液力式自动变速箱。原因是离合器弹簧的强度、压盘压力、摩擦片的摩擦系数、换档执行机构的磨损和老化、温度变化、车速和发动机速度的变化、道路坡度及路面附着系数都是变化着的。这些变化对变速箱换档有较大影响，在不同情况下也有不同的要求。在现今的机械式自动变速箱控制系统里，大都采用固定的换档时间表。这使得在许多情况下换档时间很长，震动较大，噪声大，舒适性差，而且变速箱寿命短。本发明采用稳定缓进急退自学习换档策略以改善换档质量。换档质量的提高不仅提高驾驶舒适性，而且变速箱的寿命也得到延长。

发明内容

本发明的目的是解决上述背景技术的不足，提出一种新型的控制策略。使用该控制策略的机械式自动变速箱控制系统方框图如图1所示。它包括了信号处理中心110，计算决策中心120，诊断安全中心140和驱动执行中心130等四大部分。信号处理中心110的输入信号如图2所示。与众不同的有该发明中采用了倒车安全信号210、安全减速信号220，和坡度信号230的输入来增加行车安全性和使得在坡道上启动车子十分容易。驱动执行中心130的输出信号如图3所示。计算决策中心120的框图如图4所示。计算决策中心的功能决定了自动变速箱控制系统的控制性能和好坏，这是本发明的核心。该计算决策中心使用了模块化的设计，采用了最佳化结构组合。尤其是动态优化部分的换档质量评估410和参数自学习420使得该控制系统优于一般的自动变速箱控制系统。它的优点是开系统可跟随系统参数的改变而自动再优化，从而使得自动变速箱控制系统在不同情况下，包括老化，磨损以后仍能有很好的换档质量。

附图说明

图1是本发明AMT控制系统方框图；

图2是本发明AMT输入结构图；

图3是本发明AMT输出结构图；

图4是本发明AMT控制结构图；

具体实施方式

倒车安全信号210和安全减速信号的加入，为汽车的安全行驶提高了一个层次。安全信号可以是雷达、超声波、或视频等辅助倒车系统的输出信号。当后面有人畜或障碍物时，变速箱控制系统能做的就是尽快退出倒车挡，立即停止向车身提供后倒的动力，便于刹车系统尽快停住汽车。

和倒车情况相类似，在前进情况下，当认可的外界控制器，如发动机控制系统，底盘控制系统，驾驶控制系统等发现需要迅速减速即可通知自动变速箱控制系统自动根据具体情况决定换入低档用发动机作负荷减车速，或分开离合器以避免发动机的惯性对汽车的影响而尽快减速。

稳定缓进急退自学习换档策略分成两大部分来完成换档过程的全自动化：稳定缓进自学习换档策略和稳定急退自学习换档策略。对于稳定缓进自学习换档策略和稳定急退自学习换档策略都是以离合器分隔距离d与时间t的函数和以输入输出轴滑差h与时间t的函数相结合来定义。对于稳定缓进自学习换档策略它的函数定义为：

d_j(t)＝a_j1+b_j1t+c_j1t²+d_j1t³    (1)

h_j(t)＝a_j2+b_j2t+c_j2t²+d_j2t³    (2)

对于要求很高的系统，d_j函数和h_j函数还可以取t的更高次变量，但为了降低控制系统的计算量和降低成本，取时间的3阶为变量已足够。对于成本要求很严的系统，甚至只取时间的2阶为变量。

函数中的常数a_j1，b_j1，c_j1，d_j1和a_j2，b_j2，c_j2，d_j2都是要自学习的变化量。

对于稳定急退自学习换档策略它的函数定义为：

d_t(t)＝a_t1+b_t1t+c_t1t²+d_t1t³    (3)

h_t(t)＝a_t2+b_t2t+c_t2t²+d_t2t³    (4)

对于要求很高的系统，d_t函数和h_t函数还可以取t的更高次变量，但为了降低控制系统的计算量和降低成本，取时间的3阶为变量已足够。对于成本要求很严的系统，甚至只取时间的2阶为变量。

函数中的常数a_t1，b_t1，c_t1，d_t1和a_t2，b_t2，c_t2，d_t2都是要自学习的变化量。

每个自学习的变化量的学习过程是很重要的，学习不好会使系统走向不稳定。本发明采用稳定缓进急退自学习策略以确保上述系统稳定可靠。对于在某一特定条件下的换档过程都有一个自动科学评估以确定现有自学习的变化量的最佳性。对于最佳换档品质的情况，其自学习的变化量要加权学习，对于换档品质不佳的情况，其自学习的变化量要减权学习，对于有故障的情况，不学习。对于离合器合和离的过程学习也采用不同的收敛速度：缓进急退。

x_j+1＝x_j+(x_ideal-x_j)*(K₁+K₂)+K₃*e^{(xideal-xj)*K4}    (5)

x_ideal变化量的最佳值，K₁、K₄、K₃和K₂是常数，由系统参数决定。这是按实际值与理想值的差距的一个非线性函数来学习。退时的相应常数比进时的相应常数要大些。为了平衡收敛和快速，退时的相应常数一般为进时的2到3倍。

Claims (5)

1.一种稳定缓进急退式自学习换档机械式自动变速箱控制系统，包括硬件和软件；其特征是，所述控制系统在硬件和控制策略里包括信号处理中心(110)，计算决策中心(120)，诊断安全中心(140)，和驱动执行中心(130)四大部分；所述硬件有微电脑和带有倒车安全信号(210)和安全减速信号(220)的输入电路；所述控制策略根据倒车安全信号(210)确定由倒档自动切换到空档；所述控制策略根据安全减速信号(220)确定由前进档自动切换到空档或换到低档进行发动机负荷减速；

稳定缓进急退自学习换档策略分成两大部分来完成换档过程的全自动化：稳定缓进自学习换档策略和稳定急退自学习换档策略；

对于稳定缓进自学习换档策略和稳定急退自学习换档策略都是以离合器分隔距离d与时间t的函数和以输入输出轴滑差h与时间t的函数相结合来定义；对于稳定缓进自学习换档策略它的函数定义为：

d_j(t)＝a_j1+b_j1t+c_j1t²+d_j1t³    (1)

h_j(t)＝a_j2+b_j2t+c_j2t²+d_j2t³    (2)

函数中的常数a_j1，b_j1，c_j1，d_j1和a_j2，b_j2，c_j2，d_j2都是要自学习的变化量；

对于稳定急退自学习换档策略它的函数定义为：

d_t(t)＝a_t1+b_t1t+c_t1t²+d_t1t³    (3)

h_t(t)＝a_t2+b_t2t+c_t2t²+d_t2t³    (4)

函数中的常数a_t1，b_t1，c_t1，d_t1和a_t2，b_t2，c_t2，d_t2都是要自学习的变化量；

对于缓进急退式是根据换档过程中实际值与理想值的差距的非线性函数来学习，所述非线性函数为：

X_j+1＝X_j+(X_ideal-X_j)*(K₁+K₂)+K₃*e^{(xidea-xj)*k4}    (5)

X_ideal变化量的最佳值，K₁、K₄、K₃和K₂是常数，由系统参数决定，退时的相应常数比进时的相应常数要大些。

2.按照权利要求1所述的稳定缓进急退式自学习换档机械式自动变速箱控制系统，其特征是，所述控制策略根据以时间的零次，一次，二次或三次为变量确定分隔距离d函数。

3.按照权利要求2所述稳定缓进急退式自学习换档机械式自动变速箱控制系统，其特征是，所述控制系统的分隔距离d函数，根据换档统计按缓进急退式自学习每一项的系数。

4.按照权利要求1所述稳定缓进急退式自学习换档机械式自动变速箱控制系统，其特征是，所述控制系统的控制策略根据以时间的零次，一次，二次或三次为变量确定输入输出轴滑差h函数。

5.按照权利要求4所述稳定缓进急退式自学习换档机械式自动变速箱控制系统，其特征是，所述输入输出轴滑差h函数根据换档统计按缓进急退式自学习每一项的系数。

Images