重型+AMT+换档过程发动机转速与转矩控制研究.pdf

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1、第４期（总第１９７期）机械工程与自动化Ｎｏ．４２０１６年８月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＡｕｇ．文章编号：１６７２-６４１３（２０１６）０４-００２８-０３重型ＡＭＴ换档过程发动机转速与转矩控制研究兰海龙（中国重汽集团大同齿轮有限公司技术中心，山西大同０３７３０５）摘要：为了有效地减小换档冲击、缩短换档时间，通过对选换档过程中发动机的控制机理以及发动机转速与转矩控制的理想特性曲线进行分析，提出了ＡＭＴ重型商用车发动机转速与转矩的控制策略，并在试验车上进行了道路验证。结果表明，所提出的发动机控制策略有利于提高换档品质，满足实时

2、性要求。关键词：重型商用车；ＡＭＴ；转速与转矩控制；换档过程中图分类号：Ｕ４６４文献标识码：Ａ0引言２．１选换档过程中发动机的控制机理机械式自动变速器（简称ＡＭＴ）是商用车变速器变速器在挂到新的档位后，其传动比发生了变化，的发展趋势，它能大幅度降低驾驶员的驾驶疲劳强度，此时变速器输入轴转速较离合器分离前也发生了相应提高驾驶的舒适性和安全性。国外ＡＭＴ在重型车上的改变，为了避免车辆在换挡时出现前冲、顿挫等冲击的应用逐年增加，美国达２０％，欧洲超过４０％，国内现象，对发动机合理的控制机理是：在离合器分离时，ＡＭＴ在重型商用车上的应用研究尚处于起步阶迅速调整发动机的

3、转速，使离合器的主、从动盘在变速［１］段。ＡＭＴ在选换档过程中存在动力中断和传动比器挂到目标档位后转速同步；在变速器摘挡、选档、换突变，因此不可避免地出现换档冲击。为了改善换档档过程中，发动机转速保持稳定；在离合器接合时，控平顺性，提高换档品质，需要在选换档过程中合理地控制发动机转矩与离合器从动盘转矩相协调，以减小主、制发动机的转速和转矩。目前针对发动机控制策略和从动盘转速差，缩短摩擦作用时间，使得换档平稳。［２－３］换档冲击，国内主要开展了模糊控制算法和基于［４］转速／转矩的内外双层动力一体化控制方法的研究，［５］提出了消除冲击的换档控制方法。为了提高重型Ａ

4、ＭＴ车辆的换档品质，缩短换档时间，本文对ＡＭＴ换档过程中发动机转速与转矩的控制开展了研究，并进行了道路试验验证。1重型AMT车辆传动控制与数据采集系统变速器电子控制单元（简称ＴＣＵ）是自动变速器的核心，通过采集换档手柄行程、加速踏板位置、车速、变速箱输入／输出轴转速、选换档执行机构位移、离合器位移和气压等信息，并综合考虑车辆状态及路况信息，计算出目标档位，按照软件设定的控制规律驱动离图１基于ＣＡＮ总线的重型ＡＭＴ车辆传动控制与采集系统合器分离、变速器摘档／选档／换档、离合器接合，控制２．２发动机转速与转矩控制的理想特性曲线变速器挂到目标档位。在此期间，通过ＣＡ

5、Ｎ总线与在离合器接合前，由于动力传动系统中断，发动机发动机控制单元（简称ＥＣＵ）完成信息交互，ＥＣＵ根处于空载状态，因此，在变速器选换档过程中，发动机据ＴＣＵ的状态请求，按照设定的控制规律控制燃油经历了减载、空载、加载三个阶段，在每个阶段，对发动喷射系统的喷油量，不断地改变发动机的转速和转矩，机的转速和转矩的控制要求不同。典型的发动机转速协调配合ＴＣＵ完成选换档过程。将ＰＣ机通过串口与转矩控制的理想特性曲线如图２所示。与ＴＣＵ连接，可以对ＴＣＵ控制状态进行实时在线监从图２中可以清楚地看到，无论是变速器处于升测和标定。基于ＣＡＮ总线的重型ＡＭＴ车辆传动控档还是降

6、档，在０１阶段，离合器逐渐分离，发动机处于制与采集系统如图１所示。减载状态；在０２阶段，离合器完全分离，变速器进行摘2AMT换档过程中的发动机转速与转矩控制档、选档和换档，发动机处于空载状态；在０３阶段，离收稿日期：２０１５-１０-２０；修订日期：２０１６-０５-１７作者简介：兰海龙（１９８６-），男，山西大同人，工程师，硕士，主要从事重型商用车自动变速器研发工作。２０１６年第４期兰海龙：重型ＡＭＴ换档过程发动机转速与转矩控制研究・２９・合器逐渐接合，发动机处于加载状态。控制，调整发动机转速稳定在目标转速附近。（３）在０３阶段，变速器选换档操作完成，ＴＣＵ控制

7、离合器逐渐接合，同时向ＥＣＵ发送ＣＡＮ报文信息，要求发动机配合，ＥＣＵ对发动机进行转矩控制，根据离合器位置实时计算出变速器传递扭矩，调节喷油量控制发动机逐渐加载并稳定转速，以减小冲击。3试验与分析试验车辆为中国重汽豪沃Ａ７重型商用车，变速器为大齿ＤＣ１２Ｊ１８０Ｔ，发动机为康明斯ＩＳＣｅ３００-３０柴油机。变速器传动比如表１所示，发动机参数如表２所示。表１ＤＣ１２Ｊ１８０Ｔ的传动比档位１２３４５６７８９１０１１１２图２发动机转速与转矩控制的理想特性曲线速比１２．１８７９．７５７．４２８５．９４２３．９３７３．１５２．４１．９２１．５６５１．２５２１０．８由选换

8、档过程中发动机的控制机理可知，升档时，