一种AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，TCU根据换挡传感器通过换挡电机速度PID计算得到换挡电机驱动PWM，通过线束控制换挡电机，完成换挡过程；该方法包括以下步骤：步骤1、TCU通过换挡位置传感器采集换挡所在的位置；步骤2、TCU根据需求发出换挡目标位置；步骤3、查表得到换挡速度目标值；步骤4、根据换挡实际位置来计算当前的换挡速度值；步骤5、换挡驱动电机速度的PWM计算。采用上述技术方案，TCU通过换挡驱动方法对换挡电机的精确控制，极大地提高了汽车的换挡时的平顺性和低噪性能，同时保护换挡机构和变速箱同步环。

A Speed PID Driving Method for Shift Motor of AMT Transmission

The invention discloses a speed PID driving method for shift motor of AMT transmission. TCU obtains the drive PWM of shift motor by calculating the speed PID of shift motor according to the shift sensor, and controls the shift motor through the wire harness to complete the shift process. The method includes the following steps: step 1, TCU collects the position of shift through the shift position sensor; step 2, TCU sends out according to the demand; Shift target position; Step 3, look up the table to get the target value of shift speed; Step 4, calculate the current shift speed value according to the actual position of shift; Step 5, PWM calculation of the speed of shift drive motor. With the above technical scheme, TCU can control the shifting motor accurately by shifting driving method, which greatly improves the ride comfort and low noise performance of the vehicle while shifting, and at the same time protects the shifting mechanism and the synchronous ring of the gearbox.

【技术实现步骤摘要】
一种AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法
本专利技术属于汽车传动系统的
具体涉及一种AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法。
技术介绍
随着现代汽车电子控制技术的发展，电子控制单元在车辆的诸多系统上得到了应用。在车辆的传动系统中，电控机械式自动变速器(AMT)以其结构简单，制造成本低、传动效率高等优点迅速在自动变速器市场上占有了一席之地。在电控机械式自动变速器的关键技术中，电子控制单元的研发与设计关系到AMT的整个性能，是AMT技术中最重要的组成部分。在TCU中，一个好的换挡电机驱动方法可以保证在换挡过程中快速、平稳且低噪的完成挂挡。但是在现有技术中，还没有一个成熟、完善的方案来达到这样的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，其目的是提高汽车自动换挡的完成性能，即要求快速、平稳且低噪声地完成挂挡。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术的AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，TCU根据换挡传感器通过换挡电机速度PID计算得到换挡电机驱动PWM，通过线束控制换挡电机，完成换挡过程；该方法包括以下步骤：步骤1、TCU通过换挡位置传感器采集换挡所在的位置；步骤2、TCU根据需求发出换挡目标位置；步骤3、查表得到换挡速度目标值；步骤4、根据换挡实际位置来计算当前的换挡速度值；步骤5、换挡驱动电机速度的PWM计算。在所述的步骤1中，通过归一化换挡位置来进行带入计算；TCU学习安装在变速箱上AMT机构的换挡上下极限位置值，然后将换挡位置传感器读取数字值根据上下限进行归一化计算得到换挡位置量shf_pos_act，范围是0～1：其中，v_shf_max和v_shf_min分别是换挡上下极限位置值；shf_bas是挡位置传感器读取数字值。在所述的步骤2中，TCU根据需求发出换挡目标位置shf_pos_tar，数值分别为0、0.5和1。在所述的步骤3中，换挡速度目标值是由档位和换挡偏差值查表得到的，但是所查表格需要根据3个换挡目标位置分别切换，换挡偏差值是shf_pos_dif，其取值范围在-1～1之间：shf_pos_dif＝shf_pos_tar-shf_pos_act其中，shf_pos_dif为0时是到位，此时换挡速度目标值应该为0；shf_pos_dif为负值时是向0位方向挂挡，此时的换挡速度目标值应该为负值；shf_pos_dif为正值时是向0位方向挂挡，此时的换挡速度目标值应该为正值。换挡速度目标值是归一化值除以时间作为标准，如需要在200ms完成从0到1，则换挡速度目标值应为(1-0)/0.2s＝5，以此为基准来调整每个位置的目标速度值，可以根据目标速度值积分绘制得到一条换挡位置曲线，可以保证在一些位置减慢速度或者增加速度。换挡速度目标值shf_n_req，其范围为-10～10：shf_n_req＝map(shf_pos_dif，gr_amt)其中，gr_amt是目标档位。在所述的步骤4中，根据换挡实际位置来计算当前的换挡速度值，由于驱动需要快速反应，因此在2ms计算一次换挡速度值shf_n_pos：shf_n_pos＝(shf_pos_act-shf_pos_act_old)*500在所述的步骤5中，PWM的计算使用的是速度PID方式，即换挡目标速度值减去换挡速度值作为PID的偏差输入，速度PID计算的PWM输出为P项计算值(kp_shf_pwm)加上I项累加值(ki_shf_pwm)加上位置基础力(base_shf_pwm)得到：shf_pwm＝kp_shf_pwm+ki_shf_pwm+base_shf_pwm其中，P项计算值kp_shf_pwm如下计算：kp_shf_pwm＝kp*(shf_n_req-shf_n_pos)其中，kp是P项系数，由换挡速度目标值查表得到；I项累加值ki_shf_pwm计算：ki_shf_pwm＝∫ki*(shf_n_req-shf_n_pos)dt其中，ki是I项系数，由换挡速度目标值查表得到；位置基础力是由换挡实际位置shf_pos_act查表得到。所述的速度PID计算的PWM输出为正时，正向驱动，为负时反向驱动。本专利技术采用上述技术方案，TCU通过换挡驱动方法对换挡电机的精确控制，极大地提高了汽车的换挡时的平顺性和低噪性能，同时保护换挡机构和变速箱同步环。附图说明附图所示内容简要说明如下：图1为本专利技术的图1为换挡目标速度值积分绘制成换挡位置曲线；图2为本专利技术的换挡驱动使用的速度PID结合位置力控制策略图；图3为一轴转速与目标转速差的绝对值查的系数表只修正到0和到1的示意图；图4为由油门和车速查的系数表并修正全部3个速度的示意图；图5为本专利技术的模块结构示意图；图6为换挡驱动的PID中还加入了根据目标档位和换挡位置的查表的示意图。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图1至图6所示，本专利技术为一种AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法。电控机械式自动变速器是在传统手动变速器的基础上，通过加装变速器控制单元(TCU)，AMT执行机构(包括离合器执行机构和选换挡执行机构)，传感器及线束等组成。本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种AMT机构换挡电机速度PID驱动方法，极大地提高汽车自动换挡的完成性能。为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现快速、平稳且低噪声地完成挂挡的专利技术目的，本专利技术采取的技术方案为：如图1至图6所示，本专利技术的AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，TCU根据换挡传感器通过换挡电机速度PID计算得到换挡电机驱动PWM，通过线束控制换挡电机，完成换挡过程。本专利技术采用的软件是MATLAB的Simulink建模仿真，代码编译使用的是Codewarrior。该方法包括以下步骤：步骤1、TCU通过换挡位置传感器采集换挡所在的位置；步骤2、TCU根据需求发出换挡目标位置；步骤3、查表得到换挡速度目标值；步骤4、根据换挡实际位置来计算当前的换挡速度值；步骤5、换挡驱动电机速度的PWM计算。在TCU系统中，换挡位置传感器采集得到的数字量不能直观体现换挡位置而进行计算，因此需要转换成可量化值来进行计算；在TCU整个控制过程中，换挡电机速度PID驱动控制代表对电机的精确速度控制，由于是在机械式变速箱上的改装，挂挡时需要在一些特殊位置进行处理，如同步环接触位置、到位位置和中间空挡位置等，这些位置需要控制速度减慢以达到无冲击、降噪的效果，同时保证整个挂挡的快速完成。本专利技术的驱动方法为TCU通过采集AMT机构的换挡电机位置传感器信号的，对机构的换挡电机进行精确到位控制，以快速无冲击的完成挂挡过程。TCU根据换挡传感器通过换挡电机速度PID驱动方法，计算得到换挡电机驱动PWM，通过线束控制换挡电机，完成换挡过程。具体地：1、通过换挡位置传感器采集换挡所在的位置：在TCU系统中，换挡位置传感器采集得到的数字量不能直观体现换挡位置而进行计算，因此需要转换成可量化值来进行计算。在所述的步骤1中，通过归一化换挡位置来进行带入计算；TCU学习安装在变速箱上AMT机构的换挡上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，TCU根据换挡传感器通过换挡电机速度PID计算得到换挡电机驱动PWM，通过线束控制换挡电机，完成换挡过程；其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1、TCU通过换挡位置传感器采集换挡所在的位置；步骤2、TCU根据需求发出换挡目标位置；步骤3、查表得到换挡速度目标值；步骤4、根据换挡实际位置来计算当前的换挡速度值；步骤5、换挡驱动电机速度的PWM计算。

【技术特征摘要】
1.一种AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，TCU根据换挡传感器通过换挡电机速度PID计算得到换挡电机驱动PWM，通过线束控制换挡电机，完成换挡过程；其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1、TCU通过换挡位置传感器采集换挡所在的位置；步骤2、TCU根据需求发出换挡目标位置；步骤3、查表得到换挡速度目标值；步骤4、根据换挡实际位置来计算当前的换挡速度值；步骤5、换挡驱动电机速度的PWM计算。2.按照权利要求1所述的AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，其特征在于：在所述的步骤1中，通过归一化换挡位置来进行带入计算；TCU学习安装在变速箱上AMT机构的换挡上下极限位置值，然后将换挡位置传感器读取数字值根据上下限进行归一化计算得到换挡位置量shf_pos_act，范围是0～1：其中：v_shf_max和v_shf_min分别是换挡上下极限位置值；shf_bas是挡位置传感器读取数字值。3.按照权利要求1所述的AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，其特征在于：在所述的步骤2中，TCU根据需求发出换挡目标位置shf_pos_tar，数值分别为0、0.5和1。4.按照权利要求1所述的AMT变速器的换挡电机速度PID驱动方法，其特征在于：在所述的步骤3中，换挡速度目标值是由档位和换挡偏差值查表得到的，但是所查表格需要根据3个换挡目标位置分别切换，换挡偏差值是shf_pos_dif，其取值范围在-1～1之间：shf_pos_dif＝shf_pos_tar-shf_pos_act其中，shf_pos_dif为0时是到位，此时换挡速度目标值应该为0；shf_pos_dif为负值时是向0位方向挂挡，此时的换挡速度目标值应该为负值；shf_pos_dif为正值时是向0位方向挂挡，此时的换挡速度目标值应该为正值。5.按照权利要求1所述的AMT变速器的换挡电机速度PID...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨朝东，游必文，张山江，
申请(专利权)人：汉腾汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36