混合動(dòng)力AMT 自學(xué)習(xí)控制算法研究

張 椿， 喬運(yùn)乾， 孫立鵬， 翟靈瑞， 張 帥

（濰柴動(dòng)力股份有限公司， 山東 濰坊 261000）

節(jié)能與環(huán)保已經(jīng)成為汽車技術(shù)發(fā)展的兩大主題，混合動(dòng)力汽車作為一種清潔能源汽車已經(jīng)成為汽車發(fā)展的主要方向[1]。AMT系統(tǒng)以電控發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)和雙中間軸變速器組成的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，為保證整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和換擋平順性為目標(biāo)，采用電控氣動(dòng)的選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)，利用CAN通信技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速要求，完成離合器的自動(dòng)控制和變速器的自動(dòng)換擋[2]。

混合動(dòng)力車輛在使用過程中，隨著離合器分離、結(jié)合次數(shù)的增加，導(dǎo)致離合器摩擦片會(huì)逐漸磨損，出現(xiàn)分離、結(jié)合不完全等現(xiàn)象；變速器在使用過程中，由于換擋次數(shù)的增加以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磨損等原因，可能造成某些擋位掛不上的現(xiàn)象發(fā)生[3-4]。本文基于TTC200控制器，通過對(duì)離合器、變速器進(jìn)行自學(xué)習(xí)，保證整個(gè)AMT系統(tǒng)正常工作。

1 混合動(dòng)力AMT及其控制器TCU介紹

TCU控制軟件的載體是通過TTC200控制器實(shí)現(xiàn)的，該控制器的外形、系統(tǒng)特性和IO端口定義如圖1所示。輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器和輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器、換擋手柄單元、選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和取力器控制單元等相關(guān)電磁閥和傳感器分別接入TCU控制器中。

圖1 TTC200控制器外形圖

混合動(dòng)力AMT是在變速器基礎(chǔ)上增加選換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輸入動(dòng)力電機(jī)，布置簡(jiǎn)圖如圖2所示。

圖2 動(dòng)力系統(tǒng)布置簡(jiǎn)圖

2 TCU自學(xué)習(xí)功能控制策略

TCU自學(xué)習(xí)功能是基于MATLAB/SIMULINK模型，通過快速原型技術(shù)，二進(jìn)制代碼由內(nèi)嵌的編譯器自動(dòng)生成。離合器自學(xué)習(xí)流程圖、模型如圖3、圖4所示，且該模型通過MIL、HIL測(cè)試驗(yàn)證。與之類似，變速器自學(xué)習(xí)流程圖如圖5所示。

圖3 離合器自學(xué)習(xí)流程簡(jiǎn)圖

圖4 離合器自學(xué)習(xí)模型

圖5 變速器自學(xué)習(xí)流程簡(jiǎn)圖

3 TCU自學(xué)習(xí)功能實(shí)車驗(yàn)證

借助某公司混合動(dòng)力公交車對(duì)AMT自學(xué)習(xí)控制進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證。

3.1 離合器自學(xué)習(xí)功能驗(yàn)證

離合器自學(xué)習(xí)操作步驟如下：將離合器自學(xué)習(xí)開關(guān)打開，等待約30s后將鑰匙打至OFF狀態(tài)，大約6～9s后整車再次上低壓電，將鑰匙擰至ON狀態(tài)，完成離合器自學(xué)習(xí)過程。通過INCA記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，如圖6所示。當(dāng)整車再次上低壓電后，TCU工作狀態(tài)變?yōu)?，同時(shí)EEPROM中輸出離合器結(jié)合設(shè)定點(diǎn)、分離設(shè)定點(diǎn)、滑摩點(diǎn)的位置值如下所示：分離設(shè)定點(diǎn)2577mV，結(jié)合設(shè)定點(diǎn)1658mV，滑摩點(diǎn)1931mV。

圖6 離合器自學(xué)習(xí)過程

3.2 變速器自學(xué)習(xí)功能驗(yàn)證

變速器自學(xué)習(xí)操作步驟如下：在車輛處于駐車狀態(tài)、正常上下高壓電情況下，撥手柄至Default位置，按下變速器自學(xué)習(xí)開關(guān)，變速器按照?qǐng)D5進(jìn)行各個(gè)擋位的自學(xué)習(xí)，具體過程如圖7所示，自學(xué)習(xí)后EEPROM中輸出各選換擋位置如表1所示。

表1 選換擋位置數(shù)據(jù)

圖7 變速器自學(xué)習(xí)過程

3.3 離合器、變速器動(dòng)作次數(shù)功能

對(duì)離合器的分離結(jié)合次數(shù)、選換擋次數(shù)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并通過CAN線廣播出去，如圖8所示，對(duì)于分析動(dòng)作次數(shù)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)壽命有一定的借鑒作用。

圖8 離合器和變速器工作實(shí)測(cè)結(jié)果

4 結(jié)論

本文借助TTC200控制器實(shí)現(xiàn)AMT自學(xué)習(xí)功能，自動(dòng)適應(yīng)離合器、變速器關(guān)鍵位置的變化，保證整個(gè)AMT系統(tǒng)正常工作，并對(duì)離合器動(dòng)作次數(shù)、換擋次數(shù)、行駛里程等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，便于分析執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作次數(shù)對(duì)整個(gè)生命周期的影響。