一种用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法，包括如下步骤：采集变速箱传感器信号和整车传感器信号；建立车辆动力仿真模型，模型的输入变量为变速箱传感器信号和整车传感器信号，将阻力特性曲线、制动力转换曲线作为模型的标定量参数，运用汽车动力计算公式计算加速度，利用加速度a计算转速差，根据转速差计算输出电机调速的目标转速值V1；采用常规换挡调速模型计算目标转速值V2；将V1与V2进行加权计算，获得电机最终的目标转速值V3；将目标转速值V3输入至微控制器，进行电机的速度控制。本发明专利技术优化挂挡环节中换挡啮合齿套的输入端和输出端转速差，提高换挡平顺性和变速箱零部件使用寿命。变速箱零部件使用寿命。变速箱零部件使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及新能源汽车换挡控制
，具体涉及用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法及系统。

技术介绍

[0002]现有带电控机械式自动变速器（Automated Mechanical Transmission，AMT）的变速箱换档控制方法，换挡过程一般包含摘档、调速、挂挡等步骤。在调速和挂挡的过程中，一方面受转速传感器采集信号及整车机械损失影响，目标转速请求有误差，或者电机调速有误差；另一方面，整车受到各种外力影响，在挂挡过程中车轮转速可能出现大幅度变化，从而造成变速箱输出轴转速大幅度变化，出现换挡时啮合齿套的输入端和输出端存在较大的转速差，从而影响挂挡平顺性及变速箱零部件使用寿命。
[0003]如图1所示，现有的带AMT变速箱的新能源商用车，通常采用中置后驱的方式，电机和AMT变速箱通过内部花键轴进行动力传输，AMT变速箱输出端通过传动轴连接到后桥的主减速器，再通过差速器两侧的半轴传递到车轮。通常AMT变速箱内部不带有同步器，换挡过程中，为避免换挡冲击、顿挫以及齿轮的损坏，挂挡前需要通过电机调速，保证挂挡时换挡啮合齿套的输入端和输出端转速保持一致。
[0004]常见AMT换挡调速策略，是用摘档时的变速箱输出轴转速，以及目标档位的速比作为调速控制变量，去计算获得目标转速，从而给出调速环节的请求转速，以达到挂挡时，变速箱输入轴转速与变速箱输出轴转速在一定的转速差范围之内。由于换挡时间的要求，不会在一个换挡过程中连续采集输入输出轴转速做多次电机调速，但实际摘档环节之后，由于整车受外力影响，车轮的转速变化会造成啮合齿套输出端转速快速变化，从而造成调速环节后进入挂挡环节的过程中，由于啮合齿套的输入端和输出端存在较大的转速差，影响换挡效果。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法及系统，优化挂挡环节中换挡啮合齿套的输入端和输出端转速差，提高换挡平顺性和变速箱零部件使用寿命。
[0006]技术方案：本专利技术所述用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法，包括如下步骤：S1：采集变速箱传感器信号和整车传感器信号；S2：建立车辆动力仿真模型，模型的输入变量为变速箱传感器信号和整车传感器信号，将阻力特性曲线、制动力转换曲线作为模型的标定量参数，运用汽车动力计算公式计算加速度，利用加速度a计算转速差，根据转速差计算输出电机调速的目标转速值V1；S3：采用常规换挡调速模型计算目标转速值V2；S4：将V1与V2进行加权计算，获得电机最终的目标转速值V3；
S5：将目标转速值V3输出至变速箱控制器，进行电机的转速控制。
[0007]进一步完善上述技术方案，所述变速箱传感器信号包括变速箱输入轴转速传感器信号、变速箱输出轴转速传感器信号、变速箱档位传感器信号、变速箱油温传感器信号；所述整车传感器信号包括环境温度传感器信号、坡道传感器信号、轮速传感器信号、车辆载重传感器信号、加速度传感器信号、刹车踏板传感器信号。
[0008]进一步地，所述电机调速的目标转速值V1的计算过程如下：根据阻力特性曲线查表，计算整车当前时刻的滑行阻力；根据刹车踏板传感器信号，采用制动力转换曲线查表得到刹车制动力；根据坡道传感器信号、加速度传感器信号、车辆载重传感器信号，计算坡道阻力和加速阻力；运用汽车动力计算公式计算摘挡时刻的整车加速度：；计算换挡时间内的转速差，其中，分别为滑行阻力、刹车制动力、坡道阻力、加速阻力的预设权值，为摘档时刻的加速度，为车辆动力仿真模型中设置的换挡时间，为车速与变速箱输出轴的比例关系；根据转速差计算挂挡环节时刻变速箱输出轴目标转速值V1。
[0009]进一步地，获取加速度传感器采集摘挡时刻的加速度，若计算所得摘档时刻的加速度a超出采集得到摘挡时刻的加速度，则用于换挡时间内转速差计算用的加速度值采用计算所得摘档时刻的加速度与加速度传感器采集所得加速度的平均值。
[0010]进一步地，所述S5在电机的转速控制过程中，采集每次换挡过程变速箱输入轴和输出轴的转速，若输出轴与输入轴的转速差值大于标定量或大于单独采用V2对电机转速进行控制得到的转速差值，则降低所述S4加权计算中V1的权值；若输入轴的转速大于输出轴的转速，则修改所述S2运用汽车动力计算公式计算摘挡时刻的整车加速度中滑行阻力、刹车制动力、坡道阻力、加速阻力的预设权值。
[0011]进一步地，所述标定量不大于50RPM。
[0012]进一步地，还包括采用自学习模型对V1与V2的权值进行调整：将V1、V2、V3、V1与V2的权值、输出轴与输入轴的转速差值输入自学习控制模型；自学习控制模型通过对转速差值建立均方差误差函数；再进行梯度下降算法计算，通过误差函数对V1和V2求偏导，获取V1与V2方向的梯度值，将梯度值导入到V1和V2进行权值调整，调整后的新权值为旧权值减去V1或V2方向的梯度值。
[0013]进一步地，所述自学习控制模型将数据通过TMS上传平台，由平台进行包括油温、环境温湿度在内关键参数的权值计算，计算方式为：采用转速差值建立均方差误差函数，对关键参数采用梯度下降算法更新权值，并将在车辆重新启动之后在车辆仿真模型中采用更新权值。
[0014]用于实现上述新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法的系统，包括车辆仿真模型、
常规换挡调速模型、加权计算模块，所述车辆仿真模型用于获取变速器控制器传输的变速箱传感器信号、整车控制器传输的整车传感器信号，根据变速箱传感器信号、整车传感器信号计算当前刹车制动力、坡道阻力、滑行阻力，将刹车制动力、坡道阻力、滑行阻力进行加权计算，输出电机调速的目标转速值V1；所述常规换挡调速模型用于计算目标转速值V2，所述加权计算模块用于V1、V2的加权计算并输出电机最终的目标转速值V3，所述电机最终的目标转速值V3输出至变速器的控制器进行电机的转速控制。
[0015]进一步地，还包括自学习模型，自学习模型的输入参数包括输入轴转速传感器采集的输入轴转速、输出轴转速传感器采集的输出轴转速、加权计算模块输出的V1、V2、V3、V1与V2的权值，对输出轴与输入轴的转速差值建立均方差误差函数；再进行梯度下降算法计算，通过误差函数对V1和V2求偏导，获取V1与V2方向的梯度值对V1与V2之间的权值进行调整，调整后的新权值为旧权值减去V1或V2方向的梯度值。
[0016]有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在AMT变速箱换挡的调速环节，根据变速箱档位、车辆载重、环境温度、坡道阻力和车速等因素，采用优化控制算法，根据实时的状态参数变化，进行自学习控制得到最优化的转速调节，从而优化挂挡环节中换挡时啮合齿套的输入端和输出端转速差，提高换挡平顺性和变速箱零部件使用寿命。
附图说明
[0017]图1是现有的带AMT变速箱的新能源汽车的动力传输方式；图2是本专利技术的控制原理框图。
具体实施方式
[0018]下面通过附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：采集变速箱传感器信号和整车传感器信号；S2：建立车辆动力仿真模型，模型的输入变量为变速箱传感器信号和整车传感器信号，将阻力特性曲线、制动力转换曲线作为模型的标定量参数，运用汽车动力计算公式计算加速度，利用加速度a计算转速差，根据转速差计算输出电机调速的目标转速值V1；S3：采用常规换挡调速模型计算目标转速值V2；S4：将V1与V2进行加权计算，获得电机最终的目标转速值V3；S5：将目标转速值V3输出至变速箱控制器，进行电机的转速控制。2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法，其特征在于：所述变速箱传感器信号包括变速箱输入轴转速传感器信号、变速箱输出轴转速传感器信号、变速箱档位传感器信号、变速箱油温传感器信号；所述整车传感器信号包括环境温度传感器信号、坡道传感器信号、轮速传感器信号、车辆载重传感器信号、加速度传感器信号、刹车踏板传感器信号。3.根据权利要求2所述的用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法，其特征在于，所述电机调速的目标转速值V1的计算过程如下：根据阻力特性曲线查表，计算整车当前时刻的滑行阻力；根据刹车踏板传感器信号，采用制动力转换曲线查表得到刹车制动力；根据坡道传感器信号、加速度传感器信号、车辆载重传感器信号，计算坡道阻力和加速阻力；运用汽车动力计算公式计算摘挡时刻的整车加速度：；计算换挡时间内的转速差，其中，分别为滑行阻力、刹车制动力、坡道阻力、加速阻力的预设权值，为计算所得摘档时刻的加速度，为车辆动力仿真模型中设置的换挡时间，为车速与变速箱输出轴的比例关系；根据转速差计算挂挡环节时刻变速箱输出轴目标转速值V1。4.根据权利要求3所述的用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法，其特征在于：获取加速度传感器采集摘挡时刻的加速度，若计算所得摘档时刻的加速度a超出采集得到摘挡时刻的加速度，则用于换挡时间内转速差计算用的加速度值采用计算所得摘档时刻的加速度与加速度传感器采集所得加速度的平均值。5.根据权利要求4所述的用于新能源汽车AMT变速箱的换挡控制方法，其特征在于：所述S5在电机的转速控制过程中，采集每次换挡过程变速箱输入轴和输出轴的转速，若输出轴与输入轴的转速差值大于标定量或大于单独采用V2对电机转速进行控制得到的转速差值，则降低所述S4加权计算中V1的权值...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，刘尚昆，曾庆华，管子谦，吴东东，
申请(专利权)人：南京司凯奇汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：