混合动力AMT自学习控制算法研究.pdf

新能源/New energy4AutoelectricpartsNo.10,2023混合动力AMT自学习控制算法研究张椿，乔运乾，孙立鹏，翟灵瑞，张帅(潍柴动力股份有限公司，山东潍坊2 6 10 0 0)【摘要】节能与环保已经成为汽车技术发展的两大主题，混合动力汽车作为一种清洁能源汽车已经成为汽车发展的主要方向。本文提出一种对混合动力系统中离合器、变速器的自学习方法并通过实车验证。该方法利用控制器的EEPROM对离合器的关键位置、变速器各选换挡位置等进行存储，在系统重新上电后自动更新上述数值，适应离合器、变速器关键位置的变化，保证整个AMT系统正常工作。【关键词】混合动力；自学习；TCU中图分类号：U469.72ZHANG Chun,QIAO Yunqian,SUN Lipeng,ZHAI Lingrui,ZHANG Shuai(Weichai Power Co.,Ltd.,Weifang 261000,China)Abstract】En e r g y-s a v i n g a n d e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n h a v e b e c o m e t h e t w o m a j o r t h e m e s i n a u t o m o t i v etechnology development.This paper presents a self-learning method,including clutch,gearbox,verified by the actualvehicle.Key positions can be the clutch,the transmission of the selected shift position,etc,are stored by EEPROM.After re-power the system automatically updates these values to ensure the entire AMT system is working properlyKeywords AMT;self-Learning;TCU作者简介张椿，硕士，副高级工程师，研究方向为新能源汽车。节能与环保已经成为汽车技术发展的两大主题，混合动力汽车作为一种清洁能源汽车已经成为汽车发展的主要方向。AMT系统以电控发动机、离合器系统、电机系统和双中间轴变速器组成的动力传动系统为基础，为保证整车动力性、经济性和换挡平顺性为目标，采用电控气动的选换挡执行机构，利用CAN通信技术对发动机或电机进行控制以实现调节变速器输人轴的转速要求，完成离合器的自动控制和变速器的自动换挡。混合动力车辆在使用过程中，随着离合器分离、结合次数的增加，导致离合器摩擦片会逐渐磨损，出现分离、结合不完全等现象；变速器在使用过程中，由于换挡次数的增加以及执行机构的磨损等原因，可能造成某些挡位挂不上的现象发生3-4。本文基于TTC200控制器，通过对离合器、变速器进行自学习，保证整个AMT系统正常工作。1混合动力AMT及其控制器TCU介绍TCU控制软件的载体是通过TTC200控制器实现的，该控制器的外形、系统特性和IO端口定义如图1所示。输人轴转速传感器和输出轴转速传感器、换挡手柄单元、选换挡执收稿日期：2 0 2 3-0 8-0 4文献标识码：A文章编号：10 0 3-8 6 39（2 0 2 3）10-0 0 0 4-0 3Hybrid AMT Achieve Self-learning Control Algorithms Research2TCU自学习功能控制策略TCU自学习功能是基于MATLAB/SIMULINK模型，通过快速原型技术，二进制代码由内嵌的编译器自动生成。离合器自学习流程图、模型如图3、图4所示，且该模型通过MIL、HIL测试验证。与之类似，变速器自学习流程图如图5所示。3TCU自学习功能实车验证借助某公司混合动力公交车对AMT自学习控制进行实车验证。3.1离合器自学习功能验证离合器自学习操作步骤如下：将离合器自学习开关打开，等待约30 s后将钥匙打至OFF状态，大约6 9 s后整车再次上低压电，将钥匙拧至ON状态，完成离合器自学习过程。通过INCA记录数据并进行分析，如图6 所示。当整车再次上低压电后，TCU工作状态变为2，同时EEPROM中输出离合器结合设定点、分离设定点、滑摩点的位置值如下所示：分离设定点2 57 7 mV，结合设定点16 58 mV，滑摩点图1TTC200控制器外形图1931mV。行机构、离合器执行机构和取力器控制单元等相关电磁阀和传感器分别接人TCU控制器中。混合动力AMT是在变速器基础上增加选换挡执行机构、离合器执行机构和输人动力电机，布置简图如图2 所示。图2 动力系统布置简图Newenergy/新能源5汽车电器2 0 2 3年第10 期整车上：低乐电井将钥匙打到ON扶态按下自学习开关拉手利终车气F6.5bar一输出轴转速一0自学习时机判定正常车辆功能自学习功能模式检查车辆状态辅助功能上电HCU指令离合器状态传移器读取位置记录离合器分一能量源一离合器驱动至完全分离或结合状态变速器驱动岗合器分岗离合器分离离合器结合离合器分离离合器结合离合器分离、变速器强制回空挡HCU发动机启动发动机熄火保持状态离合器分离完全离合器结合完全离合器分离完全离合器结合完全离合器分离完全、脱挡完成一输入抽转速一输入轴转速文标定值离合器结合完全自学习过程记录离合器位置记录离合器位置记录岗合器位置记录离合器位置离合器结合离、结合次数胡此OFF下电EEPROM差值取绝对值差值取绝对值EEPROM记录离合器位置CANI-自学习诊断离合器开环挖制尚合器未分离或岗合器位置不变传感器设政价置离合器未结合或岗合器位置不变驱动动作离合器驱动故障离合器传感器故障自学习数据更新EEPROM中的数据写入完成并且读取完成退出自学习关闭自学习开关图3离合器自学习流程简图uoMag_ClutchSelLeanSwjFrom7Rx_nEngFromBIOMag_vClthPosFrom10RX_nMTActFrom141oMag_grcurFrom13.2变速器自学习功能验证变速器自学习操作步骤如下：在车辆处于驻车状态、正常上下高压电情况下，拨手柄至Default位置，按下变速器+ioMag_ClutchSelfLeamSRx_nEng+loMag_vChthPosRx_nMTAct+oMag_grcur图4离合器自学习模型ChMag_DutCyoFstClsChMag_DutCye SluClsChtMag_DutCyoFstOpnChtMag_DutCyeSluOpnEng_stStopCmdSutsystem拨手柄至DefaultCtMag_DutCycFstCls当前挡位=目标挡位CtMag_DutCyeShwCh开关量（标定）回空挡ChtMag_DutCycFstOpn当前挡位=目标挡位CtMag_DutC yeShwOpn5Eng_ststopCmd拨手柄空挡位置输出状态值回空挡依次减挡至1挡依次加挡至9 挡当前挡位倒挡目标档位当前挡位Default档盲标播位当前挡位=回空挡目标档位图5变速器自学习流程简图结束新能源/Newenergy6AutoelectricpartsNo.10,20233.3离合器、变速器动作次数功能对离合器的分离结合次数、选换挡次数等进行统计，并通过CAN线广播出去，如图8 所示，对于分析动作次数对滑摩点自学习工作状态发动机转速离合器位置极限位置自学习工作状态图6 离合器自学习过程自学习开关，变表1选换挡位置数据速器按照图5进参数行各个挡位的自Sel1RPos学习，具体过程Sel23Pos如图7 所示，自Sel45Pos学习后EEPROMSft135Pos中输出各选换挡Sft24RPos位置如表1所示。执行机构寿命有一定的借鉴作用。TCU状态结束设定点分离设定点滑摩点释义数值/mV选挡1R位置1562选挡2 3位置2644选挡45位置3336换挡135位置1823换挡2 4R位置3757当前挡位离合器位置车速离合器分离次数离合器结合次数选挡次数挂挡次数图8 离合器和变速器工作实测结果4结论本文借助TTC200控制器实现AMT自学习功能，自动适应离合器、变速器关键位置的变化，保证整个AMT系统正常工作，并对离合器动作次数、换挡次数、行驶里程等进行统计，便于分析执行机构动作次数对整个生命周期的影响。行驶里程TCU状态钥匙信号Sel23Pos（上接第3页）备的碰撞且可以是最短路径达到目标位置，提高了其安全性。这种算法在生产上有很大的应用和推广价值，对汽车的装备制造业有很大的帮助及提高。参考文献：1刘双龙，金晓怡，王安然，等.基于MOPSO算法的工业机器人运行轨迹优化农业装备与车辆工程，2022,60(12):46-50.2李浩，严胜利.ABB工业机器人雕刻运动仿真与应用.自动化应用，2 0 2 2（8)：7 3-7 5.3赖天一.基于轨迹优化的机器人多模态抓取控制研究D.南昌：南昌大学，2 0 2 2.4段昊宇翔。鲜花分栋机器人运动学及轨迹优化研究D.昆明：昆明理工大学，2 0 2 2.Sel45Pos图7 变速器自学习过程Sft135PosSf24RPosSellRPOsCurrentGear参考文献：1 何忠波，白鸿柏.AMT技术的展望J.农业机械学报，2007,38(5)：18 1-18 6.2 麻友良，严运兵电动汽车概论M北京：机械工业出版社，2 0 12.3葛安林，沈波.AMT换挡品质的研究.汽车技术，2 0 0 3(3):43-45.4李勇，常思勤，魏英俊.AMT选换挡机构自学习控制策略研究J.汽车工程，2 0 10，32（10)：8 7 8-8 8 2.(编辑凌波)5 Anonymous.Large ABB Robots Designed for Speed,Flexibility J.Modern Machine Shop,2022,94(11):106.6邹洪彬，俞建定，崔玉基于多目标粒子群的机器人轨迹优化J.无线通信技术，2 0 2 2，31（1)：56-6 1.7Zhiyong Wu,Hongping Wang,Yiwen Zhang,et al.ABB robot data collection based on dynamic link libraryJ.Journal of Physics:Conference Series,2021,2113(1):012077.8 Zhangjian Lei,Niansong Zhang.Experiment on deter-mining CMT parameters of 2A12 aluminum alloy mate-rial arc additive based on ABB robot controlJ.IOPConference Series:Earth and Environmental Science,2019,252(2)：0 2 2 112.(编辑凌波)