一種面向工程的機(jī)械式自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)和方法，具體設(shè)及一種面向工程的機(jī)械式自 動(dòng)變速器控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子信息控制技術(shù)的快速發(fā)展和自動(dòng)變速器性能的嚴(yán)格要求，傳動(dòng)系統(tǒng)控制 模型的研發(fā)面臨著高難度的挑戰(zhàn)：任何故障條件下的安全性，大型復(fù)雜代碼的可維護(hù)性可 繼承性，開(kāi)發(fā)過(guò)程的高質(zhì)量高效率等等，采用傳統(tǒng)人工手寫(xiě)C代碼的開(kāi)發(fā)方式已難W滿足 傳動(dòng)系統(tǒng)控制模型開(kāi)發(fā)的需求，因此面向工程的控制模型的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方式在汽車(chē)傳動(dòng)電控 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 在傳動(dòng)系統(tǒng)控制模型的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)中，一個(gè)良好的系統(tǒng)控制模型構(gòu)架能清晰明確 地表達(dá)控制系統(tǒng)邏輯時(shí)序和子功能模塊，有助于模型團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)，，W及模型的可移植性 和維護(hù)性，因此合理的控制模型構(gòu)架建立是控制模型開(kāi)發(fā)過(guò)程中必不可少的重要步驟?，F(xiàn) 有的針對(duì)機(jī)械式自動(dòng)變速器控制模型存在復(fù)雜性強(qiáng)，模型功能劃分不明確、模型可維護(hù)行 W及可移植性差的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明根據(jù)機(jī)械式自動(dòng)變速器功能實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)，提 出一種面向工程的機(jī)械式自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)和方法，該控制系統(tǒng)邏輯清晰，子模塊接口 定義和功能明確，不同子模塊相互獨(dú)立，模型可擴(kuò)展性好。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] 一種面向工程的機(jī)械式自動(dòng)變速器控制方法，所述方法包括如下步驟：
[0007] (1)從電控單元寄存器中讀取傳感器信號(hào)和CAN總線信號(hào)，并對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾 波處理，得到傳感器信息；
[0008] (2)對(duì)所述傳感器信息進(jìn)行處理，得到離合器、選換檔的驅(qū)動(dòng)信息；
[0009] (3)將所述離合器、選換檔的驅(qū)動(dòng)信息轉(zhuǎn)化為輸出信號(hào)并輸出。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中包括如下步驟：
[0011] 步驟1-1、根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)類(lèi)型，將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制軟件模型需要的信號(hào)規(guī) 格；
[0012] 步驟1-2、對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到傳感器信息。
[0013] 優(yōu)選的，所述傳感器信號(hào)包括轉(zhuǎn)速信號(hào)、位移信號(hào)、坡度信號(hào)、壓力信號(hào)、溫度信 號(hào)、油口開(kāi)度信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)、多功能換檔手柄信號(hào)和CAN總線信號(hào)。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟似中包括如下步驟：
[0015] 步驟2-1、檢測(cè)在不同使用工況下輸入信號(hào)是否存在故障，若存在則進(jìn)行信號(hào)重構(gòu) 處理，并根據(jù)故障信息產(chǎn)生故障容錯(cuò)決策；
[0016] 步驟2-2、通過(guò)傳感器信息、車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)信息和駕駛員操作意圖，根據(jù)程序 設(shè)計(jì)的換擋策略，生成變速器需求檔位信息；
[0017] 步驟2-3、根據(jù)故障判斷信息、離合器控制信息和選換檔控制信息對(duì)所述需求檔位 信息進(jìn)行校驗(yàn)，根據(jù)確認(rèn)檔位和當(dāng)前檔位生成發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)扭矩信息；
[001引步驟2-4、根據(jù)傳感器信息、選換檔控制信息和所述變速器需求檔位信息，輸出離 合器主從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息；
[0019] 步驟2-5、根據(jù)所述離合器主從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息產(chǎn)生離合器的驅(qū)動(dòng)信 息，實(shí)現(xiàn)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制；
[0020] 步驟2-6、根據(jù)所述傳感器信息、所述變速器需求檔位信息和離合器狀態(tài)信息，得 出選換檔需求位移信息；
[0021] 步驟2-7、根據(jù)所述選換檔需求位移信息產(chǎn)生選換檔的驅(qū)動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)械變速器 選換檔控制，改變車(chē)輛檔位狀態(tài)。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中包括如下步驟：
[0023] 步驟3-1、將所述離合器的驅(qū)動(dòng)信息和選換檔的驅(qū)動(dòng)信息轉(zhuǎn)化為與硬件相匹配的 驅(qū)動(dòng)輸出信息；
[0024]步驟3-2、將所述驅(qū)動(dòng)輸出信息轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)信號(hào)、傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)信息、人機(jī) 交互信息和車(chē)輛協(xié)調(diào)控制信號(hào)。
[00對(duì)優(yōu)選的，一種面向工程的機(jī)械式自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[00%] 輸入單元，用于從電控單元寄存器中讀取傳感器信號(hào)和CAN總線信號(hào)，并對(duì)信號(hào) 數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，得到傳感器信息；
[0027] 控制處理單元，用于對(duì)所述傳感器信息進(jìn)行處理，得到離合器、選換檔的驅(qū)動(dòng)信 息；
[0028] 輸出單元，用于將所述離合器、選換檔的驅(qū)動(dòng)信息轉(zhuǎn)化為輸出信號(hào)并輸出。
[0029] 優(yōu)選的，所述輸入單元包括：
[0030] 硬件輸入模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)類(lèi)型，將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制軟件模型需要 的信號(hào)規(guī)格，并輸出到軟件輸入模塊；
[0031] 軟件輸入模塊，用于對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到傳感器信息。
[0032] 優(yōu)選的，所述控制處理模塊包括：
[0033] 狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，用于檢測(cè)在不同使用工況下輸入信號(hào)是否存在故障，若存在則將 故障狀態(tài)反饋給軟件輸入模塊和變速器狀態(tài)管理模塊，軟件輸入模塊進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)處理， 同時(shí)變速器狀態(tài)管理模塊根據(jù)故障信息產(chǎn)生故障容錯(cuò)決策；
[0034] 換擋策略模塊，用于通過(guò)軟件輸入模塊的傳感器信息、車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)信息和 駕駛員操作意圖，根據(jù)程序設(shè)計(jì)的換擋策略，生成變速器需求檔位信息；
[0035] 變速器狀態(tài)管理模塊，用于根據(jù)所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊的故障判斷信息、離合器控制 模塊信息和選換檔控制模塊信息對(duì)所述需求檔位信息進(jìn)行校驗(yàn)，根據(jù)確認(rèn)檔位和當(dāng)前檔位 生成發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)扭矩信息；
[0036] 離合器控制模塊，用于根據(jù)所述軟件輸入模塊的傳感器信息、選換檔控制模塊信 息和所述變速器需求檔位信息，輸出離合器主從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息；
[0037] 離合器管理模塊，用于根據(jù)所述離合器主從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息產(chǎn)生離合 器的驅(qū)動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制；
[0038] 選換檔控制模塊，用于根據(jù)所述軟件輸入模塊的傳感器信息、所述變速器需求檔 位信息和離合器狀態(tài)信息，得出選換檔需求位移信息；
[0039] 選換檔管理模塊，用于根據(jù)所述選換檔需求位移信息產(chǎn)生操縱機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)信息， 實(shí)現(xiàn)機(jī)械變速器選換檔控制，改變車(chē)輛檔位狀態(tài)。 W40] 優(yōu)選的，所述輸出單元包括：
[0041] 軟件輸出模塊，用于將所述離合器的驅(qū)動(dòng)信息和選換檔的驅(qū)動(dòng)信息轉(zhuǎn)化為與硬件 相匹配的驅(qū)動(dòng)輸出信息，接收傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)信息按照信息協(xié)議翻譯并輸出到硬件輸出模 塊；
[0042] 硬件輸出模塊，用于將所述驅(qū)動(dòng)輸出信息轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)信號(hào)、傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài) 信息、人機(jī)交互信息和車(chē)輛協(xié)調(diào)控制信號(hào)。
[0043] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0044] 本發(fā)明根據(jù)機(jī)械式自動(dòng)變速器控制功能實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)，提出了一種面向工程的機(jī)械 式自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)，該模型構(gòu)架邏輯時(shí)序清晰，子模塊功能明確，模塊可擴(kuò)展性可維護(hù) 性好，便于團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)。將該構(gòu)架應(yīng)用于機(jī)械式自動(dòng)變速器控制模型開(kāi)發(fā)，可大大提高模 型研發(fā)效率，保證模型研發(fā)質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0045] 圖1是本發(fā)明提供的一種面向工程的機(jī)械式自動(dòng)變速器控制方法的流程圖
[0046] 圖2是本發(fā)明提供的一種面向工程的機(jī)械式自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)的框架圖
【具體實(shí)施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0048] 如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種面向工程的機(jī)械式自動(dòng)變速器控制方法，該方 法包括如下步驟：
[0049] 1、根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)類(lèi)型，將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制軟件模型需要的信號(hào)規(guī)格，傳感 器信號(hào)包括轉(zhuǎn)速信號(hào)、位移信號(hào)、坡度信號(hào)、壓力信號(hào)、溫度信號(hào)、油口開(kāi)度信號(hào)、制動(dòng)踏板 信號(hào)、多功能換檔手柄信號(hào)和CAN總線信號(hào)；
[0050] 2、對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到傳感器信息；
[0051] 3、檢測(cè)在不同使用工況下輸入信號(hào)是否存在故障，若存在則進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)處理， 并根據(jù)故障信息產(chǎn)生故障容錯(cuò)決策；
[0052] 4、通過(guò)傳感器信息、車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)信息和駕駛員操作意圖，根據(jù)程序設(shè)計(jì)的 換擋策略，生成變速器需求檔位信息；
[0053] 5、根據(jù)故障判斷信息、離合器控制信息和選換檔控制信息對(duì)所述需求檔位信息進(jìn) 行校驗(yàn)，根據(jù)確認(rèn)檔位和當(dāng)前檔位生成發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和目標(biāo)扭矩信息；
[0054] 6、根據(jù)傳感器信息、選換檔控制信息和所述變速器需求檔位信息，輸出離合器主 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息； 陽(yáng)化5] 7、根據(jù)所述離合器主從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息產(chǎn)生離合器的驅(qū)動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn) 離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制；
[0056] 8、根據(jù)所述傳感器信息、所述變速器需求檔位信息和離合器狀態(tài)信息，得出選換 檔需求位移信息；
[0057] 9、根據(jù)所述選換檔需求位移信息產(chǎn)生選換檔的驅(qū)動(dòng)信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)械變速器選換檔 控制，改變車(chē)輛檔位狀態(tài)；
[0058] 10、將所述離合器的驅(qū)動(dòng)信息和選換檔的驅(qū)動(dòng)信息轉(zhuǎn)化為與硬件相匹配的驅(qū)動(dòng)輸 出信息；
[0059] 11、將所述驅(qū)動(dòng)輸出信息轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)信號(hào)、傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)信息、人機(jī)交互信 息和車(chē)輛協(xié)調(diào)控制信號(hào)。
[0060] 面向工程的機(jī)械式自動(dòng)變速器控制模型構(gòu)架采用模塊化設(shè)計(jì)理念，主要依據(jù)車(chē)輛 傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)和駕駛員操縱意圖確定車(chē)輛檔位需求，并對(duì)機(jī)械式定軸變速器進(jìn)行換檔過(guò)程 控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔功能。按照機(jī)械式自動(dòng)變速器功能需求，將子模塊所屬類(lèi)別劃分為 11個(gè)模塊，為硬件輸入模塊、軟件輸入模塊、狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、換檔策略模塊、變速器狀態(tài)管 理模塊、離合器控制模塊、離合器管理模塊、選換檔控制模塊、選換檔管理模塊、軟件輸出模 塊、硬件輸入模塊。
[0061] 首先，硬件輸入模塊根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)類(lèi)型，將傳感器數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)速信號(hào)（變速器輸 入軸轉(zhuǎn)速、變速器輸出軸轉(zhuǎn)速）、位移信號(hào)（離合器和操縱機(jī)構(gòu)）、坡度信號(hào)、壓力信號(hào)、溫度 信號(hào)、油口開(kāi)度信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)、多功能換檔手柄信號(hào)，CAN總線信號(hào)轉(zhuǎn)化為控制軟件模 型需要的信號(hào)規(guī)格，并輸出軟件輸入模塊。
[0062] 其次，軟件輸入模塊接收硬件輸入模塊的信號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)值濾波處理，并按照工 程單位輸出傳感器的數(shù)據(jù)作為控制模型的輸入量。同時(shí)軟件輸入模塊還根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊 的監(jiān)測(cè)反饋信號(hào)，從而判斷當(dāng)前輸入模塊信號(hào)的正確性，如果傳感器信號(hào)正確，則運(yùn)用傳感 器信號(hào)作為控制模型的輸入，如果傳感器信號(hào)不正確，則運(yùn)用解析冗余關(guān)系重構(gòu)信號(hào)來(lái)替 代該傳感器信號(hào)。
[0063] 其次，狀