混合動力AMT 自學習控制算法研究

張 椿， 喬運乾， 孫立鵬， 翟靈瑞， 張 帥

（濰柴動力股份有限公司， 山東 濰坊 261000）

節(jié)能與環(huán)保已經(jīng)成為汽車技術發(fā)展的兩大主題，混合動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)動機、離合器系統(tǒng)、電機系統(tǒng)和雙中間軸變速器組成的動力傳動系統(tǒng)為基礎，為保證整車動力性、經(jīng)濟性和換擋平順性為目標，采用電控氣動的選換擋執(zhí)行機構，利用CAN通信技術對發(fā)動機或電機進行控制以實現(xiàn)調(diào)節(jié)變速器輸入軸的轉(zhuǎn)速要求，完成離合器的自動控制和變速器的自動換擋[2]。

混合動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，導致離合器摩擦片會逐漸磨損，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)行機構的磨損等原因，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，通過對離合器、變速器進行自學習，保證整個AMT系統(tǒng)正常工作。

1 混合動力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)行機構、離合器執(zhí)行機構和取力器控制單元等相關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

混合動力AMT是在變速器基礎上增加選換擋執(zhí)行機構、離合器執(zhí)行機構和輸入動力電機，布置簡圖如圖2所示。

圖2 動力系統(tǒng)布置簡圖

2 TCU自學習功能控制策略

TCU自學習功能是基于MATLAB/SIMULINK模型，通過快速原型技術，二進制代碼由內(nèi)嵌的編譯器自動生成。離合器自學習流程圖、模型如圖3、圖4所示，且該模型通過MIL、HIL測試驗證。與之類似，變速器自學習流程圖如圖5所示。

圖3 離合器自學習流程簡圖

圖4 離合器自學習模型

圖5 變速器自學習流程簡圖

3 TCU自學習功能實車驗證

借助某公司混合動力公交車對AMT自學習控制進行實車驗證。

3.1 離合器自學習功能驗證

離合器自學習操作步驟如下：將離合器自學習開關打開，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)，完成離合器自學習過程。通過INCA記錄數(shù)據(jù)并進行分析，如圖6所示。當整車再次上低壓電后，TCU工作狀態(tài)變?yōu)?，同時EEPROM中輸出離合器結(jié)合設定點、分離設定點、滑摩點的位置值如下所示：分離設定點2577mV，結(jié)合設定點1658mV，滑摩點1931mV。

圖6 離合器自學習過程

3.2 變速器自學習功能驗證

變速器自學習操作步驟如下：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，按下變速器自學習開關，變速器按照圖5進行各個擋位的自學習，具體過程如圖7所示，自學習后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 變速器自學習過程

3.3 離合器、變速器動作次數(shù)功能

對離合器的分離結(jié)合次數(shù)、選換擋次數(shù)等進行統(tǒng)計，并通過CAN線廣播出去，如圖8所示，對于分析動作次數(shù)對執(zhí)行機構壽命有一定的借鑒作用。

圖8 離合器和變速器工作實測結(jié)果

4 結(jié)論

本文借助TTC200控制器實現(xiàn)AMT自學習功能，自動適應離合器、變速器關鍵位置的變化，保證整個AMT系統(tǒng)正常工作，并對離合器動作次數(shù)、換擋次數(shù)、行駛里程等進行統(tǒng)計，便于分析執(zhí)行機構動作次數(shù)對整個生命周期的影響。