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 261000）

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[1]。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入轴的转速要求，完成离合器的自动控制和变速器的自动换挡[2]。

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。输入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入TCU控制器中。

图1 TTC200控制器外形图

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入动力电机，布置简图如图2所示。

图2 动力系统布置简图

2 TCU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。

图3 离合器自学习流程简图

图4 离合器自学习模型

图5 变速器自学习流程简图

3 TCU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30s后将钥匙打至OFF状态，大约6～9s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2577mV，结合设定点1658mV，滑摩点1931mV。

图6 离合器自学习过程

3.2 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，按下变速器自学习开关，变速器按照图5进行各个挡位的自学习，具体过程如图7所示，自学习后EEPROM中输出各选换挡位置如表1所示。

表1 选换挡位置数据

图7 变速器自学习过程

3.3 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执行机构寿命有一定的借鉴作用。

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。