自動變速器內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置型液力緩速器，有前驅和后驅兩種，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、客戶的參數配置以及發動機的相關參數，模塊化地描述了自動變速器內置型緩速器的控制策略。

關鍵詞：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制動搭配使用，在大多數商用車上擔任控制車速的作用。自動變速器的內置緩速器在工作時，控制軟件根據駕駛員的控制要求，向緩速器電磁閥發送電流控制命令，控制緩速器的充油壓力以及制動轉矩，從而達到控制車速的作用。

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、換擋過程保護模塊、過熱保護激活模塊以及過熱保護輸出模塊六種。其中，啟動模塊和輸出模塊為基本模塊，其余模塊為保護性模塊（所有配有自動變速器緩速器的車輛都需要有嚴格的安全保護功能）。緩速器功能模塊如圖1所示。

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

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

在緩速器處于啟動狀態時，若此時變矩器油溫傳感器故障或者變矩器油溫超限，會激活過熱保護功能，過熱保護激活后，會計算出目標轉矩百分比，實際的請求轉矩百分比會按照一定的斜率達到目標轉矩百分比。

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矩百分比范圍為0%～100%；若信號來源于PWM手柄，輸入的請求轉矩百分比為0%～100%；若信號來源于雙選開關，輸入信號四個狀態：關（0%）、低擋位（60%）、中擋位（80%）和高擋位（100%）。

緩速器開啟應滿足以下8個條件：

1）安裝緩速器（變速器類型為內置緩速器類型、參數配置為緩速器已安裝）。

2）變速器油底殼溫度>15℃。

3）發動機轉矩百分比為0%。

4）期望轉矩百分比為0%。

5）油門踏板位置為0。

6）ABS未被激活。

7）緩速器關閉狀態至少保持100ms。

8）閉鎖離合器處于接合狀態。

2.輸出模塊

當緩速器啟動條件滿足后，緩速器電磁閥輸出電流驅動緩速器工作。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，緩速器估算轉矩百分比可作為緩速器的實際輸出百分比，通過ERC1報文廣播。

當緩速器處于非標定狀態時，緩速器電磁閥輸出的驅動電流可以通過轉矩-電流Map表獲得，實際緩速器輸出轉矩大小可以通過車速-電流-轉矩三維表估算獲得。其中估算的轉矩百分比等于估算轉矩除以參考轉矩。

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切換到解鎖狀態，且此時未觸發快速解鎖功能，緩速器請求轉矩將在1.5s內從100%降到0%。具體的轉矩百分比下降斜率取決于該模式觸發時的請求轉矩百分比。

4.換擋過程保護模塊

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

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

5.過熱保護模塊

緩速器的過熱保護激活模塊，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。

過熱保護激活包括傳感器故障導致的過熱保護激活和溫度超限導致的過熱保護激活。若溫度超限引起過熱保護激活，過熱保護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功能。因變矩器油溫和油底殼油溫可以互相校驗，因此這里只列出了變矩器油溫的過熱保護，油底殼油溫同理。其中過熱保護最低油溫110℃，過熱保護最高油溫118℃。

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

結語

緩速器作為一種輔助制動裝置，輸出制動轉矩作用在輸出軸用以降低車速，能夠加強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計與研究是建立緩速器軟件的體系結構和軟件功能模塊的基礎，指導后續編碼的實現，為進行后續的試驗和測試做準備。