一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法

摘要

一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法，包括以下步骤：第一步：短时超速模式的触发，第二步：挡位更新，第三步：降挡计算，第四步：挡位监控，第五步：短时超速模式的退出，本设计不仅本设计能够准确判断车辆的动力状态，确保冲坡时的充足动力，而且通过适时的跳挡或降挡，有效增大驱动力，确保车辆能够成功冲坡。

权利要求

1.一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

第一步：短时超速模式的触发，计算车辆负载减速度 ，当车辆自动模式前进时，当其油门踏板开度＞设定开度、车速＞设定车速、车辆减速度＜设定车辆减速度且计算的负载减速度＞设定值时，则判定进入短时超速模式；

计算车辆加速度 ，用当前车速减去n个周期前的车速，然后再除以时间；

轮边扭矩计算:

式中， 为离合器传递扭矩， 是变速箱输入轴角加速度，是变速箱前面部件的转动惯量， 是挡位速比， 是挡位传递效率，是变速箱输出轴角加速度， 是变速箱后面部件转动惯量， 是主减速比；

车辆负载减速度计算：

其中， 是轮边扭矩，r是轮胎半径， 是轮胎效率， 是空气阻力系数，A是车辆迎风面积，是空气密度，m是估算的车辆质量，f是滚动阻力，V是车速；

第二步：挡位更新，冲爬坡过程中，发动机转速下降到该挡位的设定阈值时，则判定变速箱挡位需要更新，设定阈值=发动机怠速-发动机角加速度*预计的离合器打开动作时间+挡位修正量；

第三步：降挡计算，降挡数的计算原理为，预测在当前状态下，预测降1/2/3/4/5/6个挡后发动机的转速，选择不超过保护阈值的最大降挡数，预测换挡后输出轴转速=输出轴转速+（输出轴加速度-惯性加速度）*预测换挡动力中断时间，保护阈值由负载减速度查表得到；

第四步：挡位监控，实时监控发动机转速，对挡位进行实时更新，若挡位更新条件满足，则按照计算的降挡数进行跳挡或降挡；若挡位更新条件不满足，则保持当前挡位不变；若发动机转速超过设定转速，则进行升挡；

第五步：短时超速模式的退出，当手柄不在前进D位置或换挡模式非自动模式或车速低于标定值或持续松油门时间低于标定值或负载减速度下降到标定值，则判定退出短时超速模式。

说明书

一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法，具体适用于提高商用车的冲坡性能，优化测量动力性能。

背景技术

[0002] 机械式自动变速箱(AMT)相比传统手动变速箱(MT)，具有操作简单、智能换挡、兼顾动力和油耗等优点，相比AT又具有动力强、传动效率高、省油、价格低、维护成本低等优点，已经成为未来商用车变速箱发展的主要方向，也是解决商用车燃油消耗、降低部件磨损和提高驾驶安全性等问题的有效途径。受商用车载重以及行驶道路的影响，AMT控制策略的开发难度加大，当前国外技术较为成熟，国内技术开发较弱，而且，国内外所有控制策略的开发都属于严格保密范畴，控制策略中，尤其是坡道行驶时挡位的更新是非常重要的一项。首先，在正常行驶时，必须选择合适的换挡规律以兼顾车辆的动力性、经济性以及驾驶性能。然后，在坡底起步冲大坡或以较低的开始车速冲大坡时，车辆速度较低，没有惯性辅助冲坡，在没有道路预见的情况下，无法在进入坡道时提前转换到适合该坡道的挡位，将会产生频繁换挡现象，甚至会发生车辆倒溜或憋死，严重降低车辆的安全性、动力性和驾驶性能，而且，频繁换挡也会加剧机械默算，影响硬件寿命。此外，在坡道上起步时，也必须选择合适的起步挡位，并协调离合器、发动机的控制，保证起步顺利。

[0003] 中国专利公告号为CN101326389A，公告日为2008年12月17日的发明专利公开了一种在车辆上陡坡行驶情况下的行驶期间用于档位选择的方法,所述的车辆包括发动机,机械式自动变速器,离合器,和控制单元,所述的控制单元用于接收包括指示了车速、所述的变速器的接合的传动比、所述的发动机的旋转速度、输入轴的旋转速度和用于发动机转矩要求的节气门控制装置的位移的信号的输入信号,且用于根据编程的逻辑规则处理所述的信号以向所述的发动机、向所述的变速器且向所述的离合器发出指令输出信号。当感测到上陡坡行驶情况时,确定对于所述的上陡坡行驶情况的目标档位,所述的目标档位是具有最低的可能的传动比的最高的可能的档位,其中车辆在至少当前的情形中将至少理论上能够保持恒定的车速或至少略微加速,且其中进一步的减档选择将被适用，使得不会选择和接合低于所述的目标档位的档位。虽然该发明能使在坡道行驶时选择适当挡位，但其仍存在以下缺陷：

[0004] 该发明对于车辆爬坡吃力的情况没有切实的解决办法。

发明内容

[0005] 本发明的目的是克服现有技术中存在的无法解决车辆冲坡的问题，提供了一种解决车辆冲坡问题的AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法。

[0006] 为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

[0007] 一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

[0008] 第一步：短时超速模式的触发，计算车辆负载减速度a，

[0009] 当车辆自动模式前进时，当其油门踏板开度＞设定开度、车速＞设定车速、车辆减速度＜设定车辆减速度且计算的负载减速度＞设定值时，则判定进入短时超速模式；

[0010] 计算车辆加速度 用当前车速减去n个周期前的车速，然后再除以时间；

[0011] 轮边扭矩计算：

[0012] TwheelTrq

[0013] ＝{[TclutchFed-(ωinput×JfrontGearbx)]×ig

[0014] ×μg-ωoutput×JrearGearbx}×i0

[0015] 式中，TclutchFed为离合器传递扭矩，ωinput是变速箱输入轴角加速度，JfrontGearbx是变速箱前面部件的转动惯量，ig是挡位速比，μg是挡位传递效率，ωoutput是变速箱输出轴角加速度，JrearGearbx是变速箱后面部件转动惯量，i0是主减速比；

[0016] 车辆负载减速度计算：

[0017]

[0018] 其中，TwheelTrq是轮边扭矩，r是轮胎半径，μwheel是轮胎效率，CD是空气阻力系数，A是车辆迎风面积，ρ是空气密度，m是估算的车辆质量，f是滚动阻力，V是车速；

[0019] 第二步：挡位更新，冲爬坡过程中，发动机转速下降到该挡位的设定阈值时，则判定变速箱挡位需要更新，设定阈值＝发动机怠速-发动机角加速度*预计的离合器打开动作时间+挡位修正量；

[0020] 第三步：降挡计算，降挡数的计算原理为，预测在当前状态下，预测降1/2/3/4/5/6个挡后发动机的转速，选择不超过保护阈值的最大降挡数，预测换挡后输出轴转速＝输出轴转速+(输出轴加速度-惯性加速度)*预测换挡动力中断时间，保护阈值由负载减速度查表得到；

[0021] 第四步：挡位监控，实时监控发动机转速，对挡位进行实时更新，若挡位更新条件满足，则按照计算的降挡数进行跳挡或降挡；若挡位更新条件不满足，则保持当前挡位不变；若发动机转速超过设定转速，则进行升挡；

[0022] 第五步：短时超速模式的退出，当手柄不在前进D位置或换挡模式非自动模式或车速低于标定值或持续松油门时间低于标定值或负载减速度下降到标定值，则判定退出短时超速模式。

[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0024] 1、本发明一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法中通过油门踏板开度、车速、车辆减速度和计算的负载减速度综合判定车辆是否进入短时超速模式，预判车辆的动力状态，在冲坡时快速降挡，确保了冲坡时的充足动力。因此，本设计能够准确判断车辆的动力状态，确保冲坡时的充足动力。

[0025] 2、本发明一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法中在短时超速模式下先判定变速箱挡位是否需要更新，然后判定车辆可行的最大降挡数，按照计算的降挡数进行跳挡或降挡，有效增大驱动力，确保车辆能够成功冲坡。因此，本设计通过适时的跳挡或降挡，有效增大驱动力，确保车辆能够成功冲坡。

[0026] 3、本发明一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法中在短时超速模式下，对发动机转速进行实时监控，实时判定车辆是否需要挡位更新，确保车辆在冲坡状态下持续保持动力充足。因此，本设计实时监控车辆状态，确保车辆在冲坡状态下持续保持动力充足。

附图说明

[0027] 图1是本发明的控制曲线图。

[0028] 图2是本发明控制效果试验采样图。

具体实施方式

[0029] 以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0030] 参见图1、图2，一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

[0031] 第一步：短时超速模式的触发，计算车辆负载减速度a，

[0032] 当车辆自动模式前进时，当其油门踏板开度＞设定开度、车速＞设定车速、车辆减速度＜设定车辆减速度且计算的负载减速度＞设定值时，则判定进入短时超速模式；

[0033] 计算车辆加速度 用当前车速减去n个周期前的车速，然后再除以时间；

[0034] 轮边扭矩计算：

[0035] TwheelTrq

[0036] ＝{[TclutchFed-(ωinput×JfrontGearbx)]×ig

[0037] ×μg-ωoutput×JrearGearbx}×i0

[0038] 式中，TclutchFed为离合器传递扭矩，ωinput是变速箱输入轴角加速度，JfrontGearbx是变速箱前面部件的转动惯量，ig是挡位速比，μg是挡位传递效率，ωoutput是变速箱输出轴角加速度，JrearGearbx是变速箱后面部件转动惯量，i0是主减速比；

[0039] 车辆负载减速度计算：

[0040]

[0041] 其中，TwheelTrq是轮边扭矩，r是轮胎半径，μwheel是轮胎效率，CD是空气阻力系数，A是车辆迎风面积，ρ是空气密度，m是估算的车辆质量，f是滚动阻力，V是车速；

[0042] 第二步：挡位更新，冲爬坡过程中，发动机转速下降到该挡位的设定阈值时，则判定变速箱挡位需要更新，设定阈值＝发动机怠速-发动机角加速度*预计的离合器打开动作时间+挡位修正量；

[0043] 第三步：降挡计算，降挡数的计算原理为，预测在当前状态下，预测降1/2/3/4/5/6个挡后发动机的转速，选择不超过保护阈值的最大降挡数，预测换挡后输出轴转速＝输出轴转速+(输出轴加速度-惯性加速度)*预测换挡动力中断时间，保护阈值由负载减速度查表得到；

[0044] 第四步：挡位监控，实时监控发动机转速，对挡位进行实时更新，若挡位更新条件满足，则按照计算的降挡数进行跳挡或降挡；若挡位更新条件不满足，则保持当前挡位不变；若发动机转速超过设定转速，则进行升挡；

[0045] 第五步：短时超速模式的退出，当手柄不在前进D位置或换挡模式非自动模式或车速低于标定值或持续松油门时间低于标定值或负载减速度下降到标定值，则判定退出短时超速模式。

[0046] 本发明的原理说明如下：

[0047] 为解决难度最大的冲坡问题，开发了MOS(Moment Over Speed)短时超速模式。基本原理是在一定驾驶条件下，车辆负载加速度值高于一定值，触发MOS(短时超速模式)，通过预测降挡后发动机转速，选择最大可降挡数，实现跳降目的。

[0048] 实施例1：

[0049] 一种AMT载重货车坡道短时超速模式的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

[0050] 第一步：短时超速模式的触发，计算车辆负载减速度a，

[0051] 当车辆自动模式前进时，当其油门踏板开度＞设定开度、车速＞设定车速、车辆减速度＜设定车辆减速度且计算的负载减速度＞设定值时，则判定进入短时超速模式；

[0052] 计算车辆加速度 用当前车速减去n个周期前的车速，然后再除以时间；

[0053] 轮边扭矩计算：

[0054] TwheelTrq

[0055] ＝{[TclutchFed-(ωinput×JfrontGearbx)]×ig

[0056] ×μg-ωoutput×JrearGearbx}×i0

[0057] 式中，TclutchFed为离合器传递扭矩，ωinput是变速箱输入轴角加速度，JfrontGearbx是变速箱前面部件的转动惯量，ig是挡位速比，μg是挡位传递效率，ωoutput是变速箱输出轴角加速度，JrearGearbx是变速箱后面部件转动惯量，i0是主减速比；

[0058] 车辆负载减速度计算：

[0059]

[0060] 其中，TwheelTrq是轮边扭矩，r是轮胎半径，μwheel是轮胎效率，CD是空气阻力系数，A是车辆迎风面积，ρ是空气密度，m是估算的车辆质量，f是滚动阻力，V是车速；

[0061] 第二步：挡位更新，冲爬坡过程中，发动机转速下降到该挡位的设定阈值时，则判定变速箱挡位需要更新，设定阈值＝发动机怠速-发动机角加速度*预计的离合器打开动作时间+挡位修正量；

[0062] 第三步：降挡计算，降挡数的计算原理为，预测在当前状态下，预测降1/2/3/4/5/6个挡后发动机的转速，选择不超过保护阈值的最大降挡数，预测换挡后输出轴转速＝输出轴转速+(输出轴加速度-惯性加速度)*预测换挡动力中断时间，保护阈值由负载减速度查表得到；

[0063] 第四步：挡位监控，实时监控发动机转速，对挡位进行实时更新，若挡位更新条件满足，则按照计算的降挡数进行跳挡或降挡；若挡位更新条件不满足，则保持当前挡位不变；若发动机转速超过设定转速，则进行升挡；

[0064] 第五步：短时超速模式的退出，当手柄不在前进D位置或换挡模式非自动模式或车速低于标定值或持续松油门时间低于标定值或负载减速度下降到标定值，则判定退出短时超速模式。