混合动力商用车amt挡位自学习控制技术优化

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1、混合动力商用车AMT挡位自学习控制技术优化摘要：在混合动力商用车电控机械式自动变速器(AMT)系统中，因制造、装配、磨损、更换等导致变速器各挡位置存在差异及变化，引起选换挡成功率降低甚至工作异常，需通过AMT挡位自学习解决此问题。针对AMT静态时各挡位位置自学习控制策略提出了优化，主要包括挡位学习顺序和再次进挡学习策略，通过自整定PID技术进行自适应参数优化。经过试验验证，提高了自学习成功率、合格率、效率和一致性。关键词：电控机械式自动变速器(AMT)；挡位自学习；优化；自适应性；自整定PID中图分类号:U463.212文献标文献标识码:A文献标DOI：10.3969/j.issn.

2、2095-1469.2013.01.02变速器的电子控制是现代汽车电子化典型代表[1],其中电控机械式自动变速器(AutomatedMechanicalTransmission,AMT)是在传统手动固定轴式变速器的基础上，加装了电控离合器和选换挡执行机构，即用电机代替了驾驶员进行选挡、换挡和离合器分合动作，从而降低了驾驶疲劳强度，保证了行车安全，提高了舒适性。AMT系统不仅具有控制精度高的换挡品质，而且具有适应性好、污染小和改装成本低等优点。AMT系统在实际车载动力换挡（变速器有转矩传递时）过程前，必须获得各个挡位位置数据，才能有效控制选换挡电机在车辆运行时能准确换挡，而各个挡位的位

3、置数据需通过静态（变速器无转矩传递）时启动挡位自学习控制程序来获得。由于AMT选换挡驱动电机输出轴到变速器驱动齿轮的尺寸链较长，每台AMT制造和装配存在差异，使用后的零部件磨损、松动及维修后的重装也会产生差异，所以不同变速器各挡位的位置有所不同，且同台变速器的位置也会相应变化。因此需要不断优化AMT挡位自学习控制技术来自动精确、高效地获得每台变速器各挡位坐标位置，实现精准良好的选换挡控制效果和减小在线自学习的等待时间，以满足快速、精准的换挡品质[2],进而满足AMT的智能控制[3],保证车辆运行安全。本文就是以此为目标，针对AMT静态时各挡位位置自学习控制策略，从挡位学习顺序、再次进

4、挡学习策略和通过自整定PID技术进行自适应参数优化，开展AMT扌当位自学习控制技术优化的研究。1AMT系统介绍本系统采用的5个前进挡位变速器体，分为3层，即R-1挡层、2-3挡层和4-5挡层，选换扌当机械原理简图及执行机构简图如图1和图2所示。AMT通过脉宽调制法控制选扌当电机和换挡电机驱动，通过执行将电机旋转转换成所需选扌当和换挡操作。当3个拨块在空挡时，通过控制选挡电机的占空比和旋转方向，带动换挡轴沿轴向运动进行选挡操作；当某个拨块到达互锁板换挡槽位置时，控制换挡电机的占空比和旋转方向，就可以进行相应挡位层的换挡动作，其中互锁板的存在确保了选换挡的唯一性。如图1所示，利用选挡角位

5、移传感器和换挡角位移传感器检测选挡和换挡情况，即本文用选/换挡角位移传感器输出的位置电压(mV)表示选/换挡位置。2挡位位置定义分析根据变速器选换挡原理，将换挡轴的选扌当直线运动和换挡旋转运动转化成X-Y二维“王”字平面运动[4],挡位位置信息如图3所示。空扌当位置为xN二0.5(xNmin+xNmax)o在实际情况中，需要考虑到电机输出特性，且为了避免碰壁冲击，各挡位的目标位置并不是物理极限位置，而是在物理极限位置的基础上增加偏移量项，如1挡换挡极限位置为xllim,偏移量为Dlx；1挡选挡极限位置为yllim,偏移量为Dlyo则1挡的目标位置点坐标为：Pl=(xllim+Dlx,

6、ylmin+Dly),而有偏移量的选/换挡电机电流分别为is和ic,选/换挡电机占空比分别为Ps和Pc,挡位极限位置为ymin、xlim和ymax,选/换挡电机灵敏度分别为de和©s。同理可得其它扌当位位置。3挡位位置自学习控制技术优化3.1挡位自学习顺序优化在AMT系统中，空挡位置的精确确定非常重要，因为每次选换挡都要经过空挡，若空挡位置有误或未能回到正确的空挡位置，则会造成换挡卡滞或不能换挡的严重后果。常规的AMT挡位自学习顺序是先学习空挡位置，再学习上层挡位位置、下层挡位位置、中间层挡位位置。然而，经过试验发现，新装配的AMT系统因零部件之间未经过运动磨合，换挡阻力较大，影响空

7、挡学习中换挡步长移动。在第1次挡位自学习过程中，空挡位置的左右偏差范围明显偏窄，见表1。第1次空挡宽度为434mV,后3次的空挡宽度平均值为(682+702+674)/3=686mV,与第1次差值252mV,而后3次空挡宽度散差仅为28mV。通过此学习数据比较，说明第1次学习的空挡位置的偏差很大，正确率很低。为提高第1挡位自学习的准确性及效率，考虑改变挡位自学习顺序，如图4所示。通过先学习上层挡位位置，实现在空挡学习之前对换挡机构进行磨合以减小换挡阻力。3