自動變速器內(nèi)置型緩速器控制策略研究

侯連軍

摘要：介紹了一款變速器內(nèi)置型液力緩速器，有前驅(qū)和后驅(qū)兩種，具體的功能控制取決于緩速器在變速器上所處的位置。緩速器的工作是基于安裝的OEM開關(guān)、客戶的參數(shù)配置以及發(fā)動機(jī)的相關(guān)參數(shù)，模塊化地描述了自動變速器內(nèi)置型緩速器的控制策略。

關(guān)鍵詞：自動變速器；緩速器；控制策略

緩速器是汽車的輔助制動裝置，緩速器制動通常與傳統(tǒng)制動搭配使用，在大多數(shù)商用車上擔(dān)任控制車速的作用。自動變速器的內(nèi)置緩速器在工作時，控制軟件根據(jù)駕駛員的控制要求，向緩速器電磁閥發(fā)送電流控制命令，控制緩速器的充油壓力以及制動轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到控制車速的作用。

緩速器功能模塊

緩速器工作的功能模塊包括啟動模塊、輸出模塊、ramp-off模塊、換擋過程保護(hù)模塊、過熱保護(hù)激活模塊以及過熱保護(hù)輸出模塊六種。其中，啟動模塊和輸出模塊為基本模塊，其余模塊為保護(hù)性模塊（所有配有自動變速器緩速器的車輛都需要有嚴(yán)格的安全保護(hù)功能）。緩速器功能模塊如圖1所示。

在緩速器處于啟用狀態(tài)時，若閉鎖離合器從閉鎖狀態(tài)切換到解鎖狀態(tài)，會激活ramp-off模式，緩速器請求轉(zhuǎn)矩百分比會在1.5s內(nèi)從100%降到0%，具體的ramp- off斜率取決于該模式激活時的請求轉(zhuǎn)矩百分比。

在緩速器處于啟動狀態(tài)時，若此時正好處于換擋過程中，則實(shí)際的請求轉(zhuǎn)矩百分比取決于上一運(yùn)行周期的請求轉(zhuǎn)矩百分比和上一運(yùn)行周期的輸出轉(zhuǎn)矩百分比。若當(dāng)前請求的轉(zhuǎn)矩百分比小于上一運(yùn)行周期的請求轉(zhuǎn)矩百分比且小于上一運(yùn)行周期的輸出轉(zhuǎn)矩百分比，則實(shí)際的請求轉(zhuǎn)矩百分比等于當(dāng)前請求的轉(zhuǎn)矩百分比，否則實(shí)際的請求轉(zhuǎn)矩百分比等于上一運(yùn)行周期的輸出轉(zhuǎn)矩百分比。即在換擋過程中，不允許輸出的轉(zhuǎn)矩百分比增大。

在緩速器處于啟動狀態(tài)時，若此時變矩器油溫傳感器故障或者變矩器油溫超限，會激活過熱保護(hù)功能，過熱保護(hù)激活后，會計算出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩百分比，實(shí)際的請求轉(zhuǎn)矩百分比會按照一定的斜率達(dá)到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩百分比。

緩速器啟動需要滿足一定的條件，啟動后若任意條件不滿足，緩速器將退出工作。緩速器功能模塊工作圖如圖2所示。

1.啟動模塊

使用緩速器功能必須滿足緩速器的啟動條件，若任意條件不滿足，緩速器將無法工作。

用戶通過服務(wù)工具配置緩速器的輸入信號來源，緩速器輸入信號來源可以包括：車身控制器ERC1報文、駕駛室控制器ERC1報文、儀表ERC1報文、PWM信號輸入或雙選開關(guān)信號輸入。若信號來源于ERC1報文，則輸入緩速器的請求制動轉(zhuǎn)矩百分比范圍為0%～100%；若信號來源于PWM手柄，輸入的請求轉(zhuǎn)矩百分比為0%～100%；若信號來源于雙選開關(guān)，輸入信號四個狀態(tài)：關(guān)（0%）、低擋位（60%）、中擋位（80%）和高擋位（100%）。

緩速器開啟應(yīng)滿足以下8個條件：

1）安裝緩速器（變速器類型為內(nèi)置緩速器類型、參數(shù)配置為緩速器已安裝）。

2）變速器油底殼溫度>15℃。

3）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩百分比為0%。

4）期望轉(zhuǎn)矩百分比為0%。

5）油門踏板位置為0。

6）ABS未被激活。

7）緩速器關(guān)閉狀態(tài)至少保持100ms。

8）閉鎖離合器處于接合狀態(tài)。

2.輸出模塊

當(dāng)緩速器啟動條件滿足后，緩速器電磁閥輸出電流驅(qū)動緩速器工作。緩速器電磁閥電流 范圍為0～1.55A，Dither電流70mA，Dither頻率100Hz，緩速器估算轉(zhuǎn)矩百分比0%～100%。緩速器的電磁閥電流輸出啟動緩速器，緩速器估算轉(zhuǎn)矩百分比可作為緩速器的實(shí)際輸出百分比，通過ERC1報文廣播。

當(dāng)緩速器處于非標(biāo)定狀態(tài)時，緩速器電磁閥輸出的驅(qū)動電流可以通過轉(zhuǎn)矩-電流Map表獲得，實(shí)際緩速器輸出轉(zhuǎn)矩大小可以通過車速-電流-轉(zhuǎn)矩三維表估算獲得。其中估算的轉(zhuǎn)矩百分比等于估算轉(zhuǎn)矩除以參考轉(zhuǎn)矩。

3.ramp-off模塊

緩速器的ramp-off功能用于緩慢釋放緩速器吸收的能量。若閉鎖離合器從閉鎖狀態(tài)切換到解鎖狀態(tài)，且此時未觸發(fā)快速解鎖功能，緩速器請求轉(zhuǎn)矩將在1.5s內(nèi)從100%降到0%。具體的轉(zhuǎn)矩百分比下降斜率取決于該模式觸發(fā)時的請求轉(zhuǎn)矩百分比。

4.換擋過程保護(hù)模塊

在換擋過程中，不允許緩速器輸出轉(zhuǎn)矩的增加。若變速器在換擋過程中，且此時請求的轉(zhuǎn)矩百分比小于上一周期的請求轉(zhuǎn)矩百分比，且小于上一周期輸出的轉(zhuǎn)矩百分比，則實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩百分比為實(shí)際請求的轉(zhuǎn)矩百分比，否則輸出的轉(zhuǎn)矩百分比為上一周期輸出的轉(zhuǎn)矩百分比。

若變速器不在換擋過程中，則輸出的轉(zhuǎn)矩百分比為實(shí)際的請求轉(zhuǎn)矩百分比，即在換擋過程中，不允許輸出的轉(zhuǎn)矩百分比增大。

5.過熱保護(hù)模塊

緩速器的過熱保護(hù)激活模塊，用于防止變速器因油溫超限或傳感器故障引起的變速器損壞。

過熱保護(hù)激活包括傳感器故障導(dǎo)致的過熱保護(hù)激活和溫度超限導(dǎo)致的過熱保護(hù)激活。若溫度超限引起過熱保護(hù)激活，過熱保護(hù)退出的條件為變矩器油溫小于溫度限值；若傳感器故障則不會激活過熱保護(hù)功能。因變矩器油溫和油底殼油溫可以互相校驗(yàn)，因此這里只列出了變矩器油溫的過熱保護(hù)，油底殼油溫同理。其中過熱保護(hù)最低油溫110℃，過熱保護(hù)最高油溫118℃。

過熱保護(hù)功能激活后，會計算出過熱保護(hù)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩百分比作為實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩百分比。若溫度超過最大設(shè)定溫度，制動效果為實(shí)際制動效果的27%，若變矩器油溫和油底殼油溫同時過熱保護(hù)，實(shí)際制動效果取小。如圖3所示，溫度每超過1℃，緩速器制動效果減弱3.84%。

結(jié)語

緩速器作為一種輔助制動裝置，輸出制動轉(zhuǎn)矩作用在輸出軸用以降低車速，能夠加強(qiáng)車輛的制動性和駕駛安全性，提高車輛制動的柔和性，降低了制動器的磨損消耗。文中緩速器控制策略的設(shè)計與研究是建立緩速器軟件的體系結(jié)構(gòu)和軟件功能模塊的基礎(chǔ)，指導(dǎo)后續(xù)編碼的實(shí)現(xiàn)，為進(jìn)行后續(xù)的試驗(yàn)和測試做準(zhǔn)備。