电动型自动变速器AMT控制策略

电动型自动变速器AM T 控制策略牛秦玉1,2,方宗德2,杨　剑2(1.西安科技大学,陕西西安710052;2.西北工业大学,陕西西安710072)Elect ric Automatic Mechanical Transmission ’s Control StrategyNIU Q inyu 1,2,FANG Zong de 2,YANG Jian 2(1.Xi ’an University of Science and Technology ,Xi ’an 710052,China ;2.Northwestern Polytechnical University ,Xi ’an 710072,China ) 摘要:通过电机驱动变速箱实现机械式自动变速,介绍一种电动型AM T 的具体控制策略和结构。

该AM T 控制策略已用于实车的控制过程中,并取得了良好的效果。

关键词:机械式自动变速器;控制策略;电机中图分类号:TP271;U463.212文献标识码:B文章编号:10012257(2005)03005902收稿日期:20040122Abstract :Wit h elect romotor driving t ransmis 2sion making up of gear ,automatic mechanical t ransmission (AM T )is achieved.One kind of st ruct ure and co nt rolling st rategy of AM T is intro 2duced in t his paper.Finally ,t his AM T st rategy has been used to cont rol t he testing bus in some experiment s ,and it has gained good effect s.K ey w ords :automatic mechanical t ransmis 2sion ;cont rol strategy ;elect romotor0　引言电动型机械式自动变速器是在传统的手动齿轮式变速器的基础上改进的[1]。

由于原有的机械传动结构基本不变,因此其固有的齿轮传动保证了整个系统较高的传动效率,使其具有传动效率高、机构紧凑及工作可靠等特点。

在AM T 中,离合器分离、接合过程的好坏对车辆换档品质尤其是换档冲击度有较大的影响[2]。

通过对离合器分离、接合过程和熟练驾驶员经验的分析,得到理论上的离合器最佳接合规律,这在AM T 系统中是至关重要的。

1　机械系统在变速箱换档的控制方面,AM T 取消了传统的手动换档装置,改用旋钮开关来选择档位,将传统的手动换档装置彻底拆除,通过对电机转速及其电角度的控制,实现变速箱拨叉轴的移动换档和摆动换轴,其档位控制系统原理如图1所示。

图1　AM T 变速箱档位控制系统原理图在离合器的控制上,取消了传统的离合器踏板,通过对电动机转速的控制来控制离合器接合的快慢[3]。

在离合器接合过程中采用了油门独立控制系统方案:AM T 系统根据离合器在接合初始阶段时,驾驶员输入的脚踏板信号大小,来选择离合器接合策略,用于单片机控制;然后系统自动将油门控制权转交给电机控制系统,由电机控制系统控制电机的转速完成整个离合器的接合过程。

2　控制电机及传感器2.1　传感器的选用原则传感器是自动变速系统中最重要的测控环节,传感器的测量准确与否决定了自动变速系统的可靠性和安全性。

在实车的改造中,充分利用原车配置的传感器,并在此基础上选用光电和霍尔传感器,主要用于以下几个方面的测量。

a.坡度信号及其加速度信号。

・95・《机械与电子》2005(3)b.脚踏板信号。

c.离合器位置信号。

d.步进电机控制的油门信号。

e.直流无刷电机控制变速箱档位信号。

f.发动机转速信号。

2.2　电机的选用电动型AM T 系统中的电动机主要选用12V 或24V 直流伺服电机。

考虑到电机长期使用过程中的磨损可能导致自动变速器的可靠性降低,从而造成系统工作的不正常,所以选用24V 无刷直流伺服电机用于控制离合器的接合和变速箱的换档,选用24V 步进电机用于油门位置的控制。

2.3　电动机控制原理变速器的换挡由2个直流无刷电机控制,在图1中电机1通过丝杆螺母传动和杠杆机构操纵换挡拨叉移动换挡[4]。

电机2通过蜗杆传动和齿轮传动操纵换挡轴摆动,进入不同的空挡位。

为了保证换挡控制位置的准确性,电机1和电机2分别装有线性传感器和光电传感器。

电机的基本控制原理如图2所示。

图2　直流无刷电机控制系统图3　控制策略在整个AM T 控制过程中,离合器的接合过程,一般需要在1～2s 内完成,对执行机构的特性和控制性能均有较严格的要求。

根据车速传感器、加速传感器、发动机转速传感器以及变速箱输出轴转速等信息,控制离合器的半闭合和闭合时机。

其目的是减少离合器在闭合过程中造成的冲击,提高离合器闭合的平稳性,减少离合器接合过程中的摩擦[5]。

AM T 控制策略简图如图3所示。

系统主要有信息输入与信息检测、信息输出以及调试系统。

a.信息输入与检测。

把传感器和档位开关发出图3　AM T 控制策略图的电平信号作为整个电动型AM T 系统的信号输入,其中主要包括以下信息:档位操纵杆所处的档位(P ,R ,N ,D ,1,2,3);刹车信息(点刹和急刹);运行信息(加速信息、减速信息、经济型运行信息和动力型运行信息);档位操纵手柄的位置;变速箱当前所处档位;离合器的位置;油门开度;汽车速度和加速度;汽车的有效负载;发动机转速等信息。

b.信息输出。

信息输出提供控制信息。

对于AM T 其输出信号主要是控制电机转速的PWM 信号,主要包括油门控制、离合器控制和档位控制3种主要控制参量。

①步进电机的油门控制。

利用步进电机控制油门开度的大小,通过速度信号对电机进行调速控制,调整离合器在分离和闭合时的油门。

主要目的是减少空燃,防止在离合器分离状态下,发动机转速过高,从而节省燃油。

②直流无刷电机的离合器及档位控制。

汽车ECU 发出3组PWM 控制信号,通过3台无刷直流电机,分别控制离合器的分离、半闭合和闭合状态及档位操作杆的挂挡。

c.调试及故障诊断软件。

调试及故障诊断软件具有2大功能:参数的调整和自动变速系统常见故障的检测。

①参数调试。

主要用于调整输入信息,使输入信息的有效值能满足车辆运行最佳状态的要求,避免由于各种原因造成的冲击,提高车辆运行的平稳性。

调试的参数主要包括变速箱参数、离合器参数、油门参数、加速踏板、选档器参数、动力型运行参数以及经济型运行参数。

②故障诊断。

故障诊断主要针对自动变速系统常见故障进行分析,帮助维护人员判断故障可能发・06・《机械与电子》2005(3)生的原因及故障点,提高车辆维护人员的维护水平,保障车辆的可靠性和安全性。

常见故障主要包括电机故障、接线故障、传感器故障、离合器驱动结构故障、变速箱换档故障和油门故障等20多种。

故障诊断软件基本上是一个通用软件,可以适用不同车型。

不同车型仅仅需要调整一些特定的参数即可。

如变速箱各档位的传动比,离合器的分离距离,以及最佳换档参数等。

该软件主要适用于4档或5档车型,不适用于6档车型。

4　结束语根据电动型机械式自动变速器的自身特点,结合汽车在实际运行中的自身情况和变速箱及离合器的运行规律与特点,提出AM T 控制策略,并将控制策略用于EQ6111RC 大客车的自动变速的改造中,此前该方案在“昌河”微型面包车的自动变速改造中取得了良好的效果。

这里针对大客车的自身特性进行了相应的改进,提出适用于大客车的AM T 的控制策略。

参考文献:[1]　葛安林.车辆自动变速理论与设计[M ].北京:机械工业出版社,1993.[2]　雷雨龙,葛安林,等.离合器起步过程的控制策略[J ].汽车工程,2000,22(4):266-269.[3]　雷雨龙,李永军.机械式自动变速器起步过程控制[J ].机械工程学报,2000,36(5):69-71.[4]　余志生.汽车理论[M ].北京:机械工业出版社,2000.[5]　王望予.汽车设计[M ].北京:机械工业出版社,2003.作者简介:牛秦玉　(1964-),男,河南郑州人,西安科技大学教师,西北工业大学机电学院博士研究生,研究方向为车辆动力学及其电控系统的控制技术;方宗德　(1948-),男,上海人,西北工业大学机电学院教授,博士研究生导师,研究方向为车辆动力学及其电控系统的控制技术。

虚拟与仿真工作流知识规则仿真的研究与实现刘志根,万　立(华中科技大学,湖北武汉430074)Research and Implement of Workflow ’s Rule SimulationL IU Zhi gen ,WAN Li(Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074,China ) 摘要:工作流仿真是目前工作流系统研究的主流方向之一。

针对利用知识规则建模的工作流系统,如何确保自定义的知识规则的可靠性,从工作流模型建模、仿真平台的构建和仿真引擎3个方面,研究了工作流知识规则的仿真,通过可视化的实例显示以及统计技术等手段,精确地找出知识规则的错误。

关键词:工作流;知识规则;规则仿真中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:10012257(2005)03006104收稿日期:20041224基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划资助项目(2003AA411012)Abstract :Workflow simulation is one of great aspect s of workflow researches.wit h differentworkflow systems ,t he emp hasis and implementa 2tion are bot h different in simulation.Aim at t he workflows as be modeled wit h knowledge rules ,how to keep t he reliability of t he user defined knowledge rules ,workflow model ,simulation plat 2form building and simulation engine are st udied in t his paper ,find out t he bugs by using visual in 2stance display and statistic technic.K ey w ords :workflow ;knowledge rule ;rule simulation0　引言工作流技术是为解决经营管理自动化和办公自动化的一种计算机支持的协同工作技术。