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CN103527767B - 一种自动变速器坡道爬行辅助控制方法 - Google Patents

一种自动变速器坡道爬行辅助控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种自动变速器坡道爬行辅助控制方法，属于自动变速器技术领域。所述控制方法实时检测车辆所在地面坡度、档位杆位置、刹车压力、发动机转速，并计算刹车压力变化率以及所述发动机转速与发动机目标怠速转速的差值；再根据上述刹车压力变化率，提前对离合器油压进行控制。本发明参考刹车压力的变化，坡度信号和当前发动机转速和目标怠速转速的动态差值，预先对离合器油压进行控制，从而提前对离合器进行压力控制，提高了离合器执行机构的响应度，实现了快速平顺稳定的离合器结合功能，并有效降低了车辆在坡道进行爬行行驶时，引擎在离合器结合过程中熄火的发生概率，以及车辆在坡道上行驶时出现倒溜车的可能性。

Description

一种自动变速器坡道爬行辅助控制方法
技术领域
本发明属于自动变速器技术领域，涉及一种爬坡时的变速器控制方法。
背景技术
现有的自动变速器中，实现坡道爬行功能是离合器控制策略中非常重要的部分。离合器结合的控制策略直接关系到车辆动力传输的平顺性和安全性。在坡道行驶过程中，离合器总成中阀体的老化，机油挥发造成的粘稠度变化等因素都可能会造成离合器的结合不当，离合器的压力不稳定，这些不当的离合器结合方式会造成自动变速器车辆异常熄火，离合器结合过程中车辆振动过于激烈或者扭矩传递乏力，离合器的响应度迟缓等问题。因此，坡道爬行时离合器的结合控制直接影响到离合器的响应度和平顺性、驾驶员和乘员的驾乘感受甚至于车辆的正常运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种避免车辆在坡道爬行时，因为离合器压力的不稳定操作导致发动机转速下降甚至发动机熄火的现象，提高离合器压力的平顺性的自动变速器坡道爬行辅助控制方法。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种自动变速器坡道爬行辅助控制方法，包括以下步骤：
（1）实时检测车辆所在地面坡度、档位杆位置、刹车压力、发动机转速，并计算刹车压力变化率以及所述发动机转速与发动机目标怠速转速的差值；其中，所述发动机目标怠速转速为车辆特性参数，在所述控制方法中为已知的设定值；
（2）根据所述刹车压力变化率，提前对离合器油压进行控制。
所述步骤（2）包括：
（21）当所述刹车压力变化率小于等于第一刹车压力变化率且大于所述第二刹车压力变化率时，进行初始化操作，包括泄去离合器活塞缸内的机油，完成将同步器挂到目标档位；
（22）当所述刹车压力变化率小于等于第二刹车压力变化率且大于所述第三刹车压力变化率时，对离合器活塞缸冲油；
（23）当所述刹车压力变化率小于等于第三刹车压力变化率且大于所述第四刹车压力变化率时，实现离合器半联动；
（24）当所述刹车压力变化率小于等于第四刹车压力变化率且大于所述第五刹车压力变化率时，对离合器油压进行开环控制；
（25）当所述刹车压力变化率小于等于第五刹车压力变化率时，对离合器油压进行闭环控制；
其中，所述第一刹车压力变化率、第二刹车压力变化率、第三刹车压力变化率、第四刹车压力变化率以及第五刹车压力变化率均为所述控制方法的设定值。
所述步骤（22）中若所述离合器活塞缸已经填满，则停止冲油。
所述步骤（24）中开环控制的规则为所述坡度越大，所述发动机转速与发动机目标怠速转速的差值越大，则所述离合器油压越大。
所述步骤（24）中的开环控制采用模糊控制方法，以所述坡度越大，所述发动机转速与发动机目标怠速转速的差值越大，则所述离合器油压越大作为所述模糊控制方法的模糊规则，得出模糊控制表格，并根据所述模糊控制表格进行离合器油压的开环控制。
所述模糊控制表格为：
对于所述模糊控制表格以外的坡度值和发动机转速与发动机目标怠速转速的差值，通过插值法求出对应的离合器油压。
所述步骤（25）中闭环控制的控制目标为发动机转速与发动机目标怠速转速的差值。
所述控制目标值为50转每10毫秒。
所述步骤（25）还包括向发动机控制单元发送离合器所需的输入扭矩。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明自动变速器坡道爬行辅助控制方法通过变速器控制单元和发动机控制单元的协同控制，参考刹车压力的变化，坡度信号和当前发动机转速和目标怠速转速的动态差值，预先对离合器油压进行控制，从而提前对离合器进行压力控制并且提高离合器执行机构的响应度。本发明实现了快速平顺稳定的离合器结合功能，并有效降低了车辆在坡道进行爬行行驶时，引擎在离合器结合过程中熄火的发生概率，以及车辆在坡道上行驶时出现倒溜车的可能性。
附图说明
图1是本发明实施例中自动变速器坡道爬行辅助控制方法的流程图；
图2是使用本发明实施例中控制方法的控制阶段图。
附图中：P0：开始阶段；P1：冲油阶段；P2：等待阶段；P3：冲击阶段；P4：闭环控制阶段。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
车辆在坡道进行爬行行驶的过程是指驾驶员松开刹车并且没有踩踏油门，车辆进行缓步行驶（车速小于或者等于4千米/小时）的过程。在坡道行驶过程中，离合器总成中阀体的老化，机油挥发造成的粘稠度变化等因素都可能会造成离合器的结合不当，使得离合器的压力不稳定，离合器结合过程中车辆振动过于激烈或者扭矩传递乏力，离合器的响应度迟缓等问题。此外，在离合器结合过程中随着离合器的结合程度逐渐加大，离合器主、从动盘之间的摩擦就会增大，离合器输入扭矩增大，发动机的负载升高，发动机转速就会降低。当负载大于一定程度时，发动机的当前转速低于怠速转速，即会出现发动机熄火的状况。
为了防止这种情况的出现，本发明提出了一种自动变速器坡道爬行辅助控制方法。该方法参考刹车压力的变化、坡度信号以及当前发动机转速和目标怠速转速的动态差值，提前对离合器进行压力控制并且提高离合器执行机构的响应度。如图1所示为该控制方法的流程图。
本发明的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，首先检测车辆所在地面坡度、车辆速度、档位杆位置、刹车压力以及发动机转速，并计算刹车压力变化率以及当前发动机转速与发动机目标怠速转速的差值。其中，发动机目标怠速转速为车辆的特性参数，在该控制方法中为已知的设定值。
根据坡道信号和档位信号判断是否需要辅助控制，具体为当坡道大于坡道阈值，车速为零，并且换挡杆处于行驶档（D档）或是倒车档（R档）时，使用本发明方法进行坡道爬行辅助控制。其中，坡度阈值在该控制方法中为设定值，实际过程中该值可以通过标定获得。
该坡道爬行辅助控制根据刹车压变化大小分为几个阶段进行，具体为：
当刹车压力变化率小于等于第一刹车压力变化率并且大于第二刹车压力变化率时，进入P0阶段（开始阶段），对系统进行初始化控制，包括卸去离合器活塞缸内的机油，完成将同步器挂到目标档位，但是这一阶段不对离合器油压进行控制；
当刹车压力变化率小于等于第二刹车压力变化率并且大于第三刹车压力变化率时，进入P1阶段（冲油阶段），对离合器活塞缸进行冲油操作，直至刹车压力变化率低于第三刹车压力变化率或者离合器活塞缸被填满；
当刹车压力变化率小于等于第三刹车压力变化率并大于第四刹车压力变化率时，进入P2阶段（等待阶段），进行离合器半联动操作；
当刹车压力变化率小于等于第四刹车压力变化率并且大于第五刹车压力变化率时，进入P3阶段（冲击阶段），对离合器油压进行开环控制。该开环控制的基本规则是坡度越大，发动机当前转速和发动机目标怠速转速的动态差值越大，则离合器油压越大。本实施例中，该开环控制根据上述基本规则，采用智能控制中的模糊控制方法，得到如表1所示的控制表格，根据表1对离合器的油压进行控制。对于表1以外的坡度和发动机转速与发动机目标怠速转速的动态差值的组合，以表1为基础通过插值方法计算离合器的油压作为标准。
本阶段控制的目的是增大油压使得活塞推动回位弹簧将离合器摩擦片和钢片结合，即促进离合器主从部分的结合。
当刹车压力变化率小于等于第五刹车压力变化率时，进入P4阶段（闭环控制阶段），以当前发动机转速和目标怠速转速的动态差值为控制目标对离合器油压进行闭环控制，本实施例中控制目标值为50转每10毫秒。
同时，在P4阶段变速器控制单元对发动机控制单元提出输入请求扭矩，以实现车辆的缓步行驶。
上述第一刹车压力变化率、第二刹车压力变化率、第三刹车压力变化率、第四刹车压力变化率和第五刹车压力变化率的值依次降低，在该控制方法，这些值均为设定值。在实际过程中，上述五个刹车压力变化率的值均通过标定获得。
图2所示为使用该自动变速器坡道爬行辅助控制方法得到的刹车压力、离合器油压以及发动机转速曲线的对比图，从中可以看出在该控制方法对离合器油压进行提前控制之后，离合器油压较为稳定，且发动机转速始终高于发动机目标怠速转速，有效地避免了发动机熄火的问题。
本发明自动变速器坡道爬行辅助控制方法通过变速器控制单元和发动机控制单元的协同控制，参考刹车压力的变化，坡度信号和当前发动机转速和目标怠速转速的动态差值，预先对离合器油压进行控制，从而提前对离合器进行压力控制并且提高离合器执行机构的响应度。本发明实现了快速平顺稳定的离合器结合功能，并有效降低了车辆在坡道进行爬行行驶时，引擎在离合器结合过程中熄火的发生概率，以及车辆在坡道上行驶时出现倒溜车的可能性。
表1开环控制表
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)实时检测车辆所在地面坡度、档位杆位置、刹车压力、发动机转速，并计算刹车压力变化率以及所述发动机转速与发动机目标怠速转速的差值；其中，所述发动机目标怠速转速为车辆特性参数，在所述控制方法中为已知的设定值；
(2)根据所述刹车压力变化率，提前对离合器油压进行控制；
所述步骤(2)包括：
(21)当所述刹车压力变化率小于等于第一刹车压力变化率且大于第二刹车压力变化率时，进行初始化操作，包括泄去离合器活塞缸内的机油，完成将同步器挂到目标档位；
(22)当所述刹车压力变化率小于等于第二刹车压力变化率且大于第三刹车压力变化率时，对离合器活塞缸冲油；
(23)当所述刹车压力变化率小于等于第三刹车压力变化率且大于第四刹车压力变化率时，实现离合器半联动；
(24)当所述刹车压力变化率小于等于第四刹车压力变化率且大于第五刹车压力变化率时，对离合器油压进行开环控制；
(25)当所述刹车压力变化率小于等于第五刹车压力变化率时，对离合器油压进行闭环控制；
其中，所述第一刹车压力变化率、第二刹车压力变化率、第三刹车压力变化率、第四刹车压力变化率以及第五刹车压力变化率均为所述控制方法的设定值。
2.根据权利要求1所述的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：所述步骤(22)中若所述离合器活塞缸已经填满，则停止冲油。
3.根据权利要求1所述的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：所述步骤(24)中开环控制的规则为所述坡度越大，所述发动机转速与发动机目标怠速转速的差值越大，则所述离合器油压越大。
4.根据权利要求1所述的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：所述步骤(24)中的开环控制采用模糊控制方法，以所述坡度越大，所述发动机转速与发动机目标怠速转速的差值越大，则所述离合器油压越大作为所述模糊控制方法的模糊规则，得出模糊控制表格，并根据所述模糊控制表格进行离合器油压的开环控制。
5.根据权利要求4所述的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：所述模糊控制表格为：
。
6.根据权利要求4所述的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：对于所述模糊控制表格以外的坡度值和发动机转速与发动机目标怠速转速的差值，通过插值法求出对应的离合器油压。
7.根据权利要求1所述的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：所述步骤(25)中闭环控制的控制目标为发动机转速与发动机目标怠速转速的差值。
8.根据权利要求7所述的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：所述控制目标的值为50转每10毫秒。
9.根据权利要求1所述的自动变速器坡道爬行辅助控制方法，其特征在于：所述步骤(25)还包括向发动机控制单元发送离合器所需的输入扭矩。
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