双电机控制的AMT变速器挡位自学习方法与流程

本发明涉及变速器控制领域，特别涉及一种双电机控制的机械自动变速器(amt变速器)挡位自学习方法。

背景技术：

近年来，随着汽车电子技术和现代控制技术的快速发展，汽车自动变速器的应用越来越广泛。特别商用车自动变速器领域，amt变速器逐渐成为商用车自动变速器领域的主要形式。amt变速器具有传动效率高、制造成本低、燃油经济性好的特点。现有的amt变速器是以手动变速器为基础，通过加装气动或电动的选换挡执行器和离合器执行机构以及变速器电子控制单元(tcu)和传感器，实现了变速器换挡自动化。

在商用车amt变速器领域，变速箱多采用主、副箱结构，其中主箱采用无同步器机械结构。与有同步器变速器对比，无同步器变速器具有制造容易、结构紧凑、传递扭矩大、产品可靠性高的优点，但相对有同步器变速器而言，无同步器变速器换挡困难，容易在变速器换挡中出现齿套和结合齿之间顶齿，所谓的顶齿现象是齿套与结合齿之间卡住，齿套挂不进目标齿轮的过程，发生顶齿现象，易导致变速器挂挡失败。

变速器电子控制单元tcu控制选换挡执行机构进行变速器摘挡、选挡和换挡控制过程中，通过安装在选换挡执行机构上传感器的位置反馈和预置tcu内变速器选换挡位置点来判定变速器的控制过程是否成功。选换挡位置点的准确性，直接影响变速器选挡、摘挡动作的结果，进而影响变速器换挡的可靠性。

另一方面，在变速器装配过程中，存在零部件加工误差、装配误差和装配错误等，在amt变速器总成下线过程中，对变速器总成进行出厂前的检测，通过变速器挡位自学习的方法，判定其变速器生产装配是否符合产品统一特性的要求。

在车辆使用过程中，会发生变速器总成的更换或变速器电子控制单元的更换，在更换变速器总成或变速器电子控制单元后，需要进行变速器总成和变速器电子控制单元之间的数据匹配过程，进行变速器挡位自学习过程，保障变速器换挡可靠性。

但是，目前的现有技术中还不存在amt无同步器变速器挡位自学习方法。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种双电机控制的amt变速器挡位自学习方法，其结合amt无同步器变速器特点，能够在车辆静止条件下触发变速器挡位自学习，实现变速器电子控制单元和变速器总成之间的数据匹配，从而提高了amt的换挡质量及可靠性。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种双电机控制的amt变速器挡位自学习方法，其包括：

s10：变速器挡位自学习条件检查，在满足变速器挡位自学习的条件下，执行步骤s20；

s20、变速器空挡位置点学习，当变速器空挡位置点学习成功后，执行步骤s30；

s30、变速器选挡位置点学习，当变速器选挡位置点学习成功后，执行步骤s40；

s40、判定挡位自学习是否成功，如果挡位自学习成功，在钥匙门关闭后，tcu更新变速器挡位自学习位置点数据。

可选的，所述步骤s10具体为：在变速器挡位自学习条件检查中，要使得钥匙门上电，并保持钥匙门开启一段时间；并且传感器无故障，执行器无故障，发动机未启动；以及变速器温度在设定的温度范围内，电瓶电压稳定，并在正常范围内；当这些条件满足时，允许变速器挡位自学习。

可选的，所述步骤s10中，所述电瓶电压稳定并在正常范围内具体为：在变速器挡位自学习触发后，在设定的时间段内，电瓶电压稳定，并符合tcu的正常工作电压范围。

可选的，所述步骤s20具体为：在变速器非选挡位置进行变速器空挡上边界位置、下边界位置学习，通过变速器最小选挡行程确认变速器空挡学习范围的准确性。

可选的，

所述上边界位置gnh＝[(gnp1h+gnp2h+gnp3h)-max(gnp1h,gnp2h,gnp3h)]/2；

所述下边界位置gnl＝[(gnp1l+gnp2l+gnp3l)-max(gnp1l,gnp2l,gnp3l)]/2；

式中，gnp1h、gnp2h和gnp3h为各非选挡位置点的上边界值；gnp1l、gnp2l和gnp3l为各非选挡位置点的下边界值；max为取各参数的最大值。

可选的，所述步骤s30具体为：在同一选挡位置上，变速器电子控制单元保持设定换挡力输出，实施选挡左位控制和选挡右位控制，分别得到变速器在同一挡口的选挡位置的边界值；并且变换选挡位置，得到所有选挡位置的边界值。

可选的，步骤s40具体为：将变速器选挡位置学习值与变速器机械位置计算值进行比较，变速器挡位选挡学习值在机械设计的偏差之内，判定挡位自学习过程成功。

本发明具有如下有益效果：本实施例提供了一种高效、快速、准确的无同步器变速器挡位静态自学习方法，实现了变速器电子控制单元和变速箱总成的快速匹配过程，保障了amt变速器换挡控制的可靠性。

附图说明

图1为本发明双电机控制的amt变速器挡位自学习方法的选换挡位置挡口示意图；

图2为本发明双电机控制的amt变速器挡位自学习方法的流程图；

图3为本发明双电机控制的amt变速器挡位自学习方法的详细流程图；

图4为本发明双电机控制的amt变速器挡位自学习方法的空挡位置点边界示意图；

图5为本发明双电机控制的amt变速器挡位自学习方法的选挡位置点边界示意图；

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种双电机控制的amt变速器挡位自学习方法，所述amt变速器如图1所示，其包括四个选挡位置和8个换挡位置，其中x轴表示变速器选挡方向，y轴表示变速器换挡方向。

其中s1为变速器各个挡位换挡导块，g1、g2、g3、g4、g5、g6、gr1和gr2分别为变速箱1、2、3、4、5、6、r1和r2的挡导块，s2为变速器换挡拨头gp。

p1、p2、p3为变速器三个非选挡位置点，gnh、gnl为挡位学习的变速器空挡上边界位置和空挡下边界位置，gsl为变速器选挡最小行程。

其中，通过诊断设备或下线检测设备触发变速器挡位自学习过程，所述方法包括：

s10：变速器挡位自学习条件检查

在变速器挡位自学习条件检查中，首先要使得钥匙门上电，并保持钥匙门开启一段时间(所述的钥匙门上电时间，为钥匙门开启，当钥匙门上电稳定一段设定的时间，认为保持钥匙门开启一段时间)；并且传感器无故障，执行器无故障，发动机未启动(tcu通过can总线读取发动机转速，判断发动机状态。在变速器挡位自学习前，必须保证发动机为关闭状态，确保车辆安全)；以及变速器温度在设定的温度范围内(温度过低，禁止变速器挡位自学习)，电瓶电压稳定，并在正常范围内(电瓶电压波动范围较大时，禁止变速器挡位自学习)；当这些条件满足时，允许变速器挡位自学习，即执行步骤s20；否则，不允许进行变速器挡位自学习，并通过仪表盘提示自学习故障码。

s20、变速器空挡位置点学习

设定变速器非选挡位置为p1、p2、p3点，如图1所示。在非选挡位置p1点，分别进行变速器换挡前位置控制和换挡后位置控制，记录变速器的空挡边界位置gnp1h和gnp1l；按照相同的方法，在非选挡位置点p2、p3分别进行换挡前位置和换挡后位置控制，分别记录变速器在p2、p3点的空挡边界位置，分别为：gnp2h、gnp2l、gnp3h和gnp3l；此时，所述空挡的上边界位置和下边界位置分别为：

gnh＝[(gnp1h+gnp2h+gnp3h)-max(gnp1h,gnp2h,gnp3h)]/2；

gnl＝[(gnp1l+gnp2l+gnp3l)-max(gnp1l,gnp2l,gnp3l)]/2；

其中，max为取各参数的最大值。

通过检查变速器在x轴选挡方向上，最小选挡行程大于gsl，确定当前得到的上边界位置和下边界位置是合适的。

s30、变速器选挡位置点学习

在同一选挡位置上，变速器电子控制单元保持设定换挡力输出，实施选挡左位控制和选挡右位控制，即在变速器选挡口位置上的换挡方向上进行换挡力控制，并在选挡左方向(选挡的一个方向)和选挡右方向(选挡的另一个方向)进行选挡动作，通过变速器选挡传感器位置反馈，分别得到变速器在同一挡口的选挡位置边界值(最大值和最小值)，如图5所示，并根据如下计算变速器在选挡口5挡和6挡位置时，选挡位置最大值和选挡位置最小值：

r56max＝(r5max+r6max)/2-△r56；

r56min＝(r5min+r6min)/2-△r56

其中，r5max、r5min为变速器5挡选挡位置的最大值和最小值；r6max、r6min为变速器6挡选挡位置的最大值和最小值，δr56为变速器控制单元在56挡选挡位置预设的控制偏差。r56max、r56min分别表示变速箱5挡、6挡挡口选挡位置边界值最大值和最小值，即变速器在5挡、6挡口选挡位置学习值。

同样的方法，可以学习变速器在3挡、4挡口和1挡、2挡口、r1挡、r2挡口位置选挡位置学习值。

s40、变速器挡位自学习点更新输出

将变速器选挡位置学习值与变速器机械位置计算值进行比较，变速器挡位选挡学习值在机械设计的偏差之内，如在5挡口、6挡口选挡位置，变速器学习值r56max、r56min分别为13.82mm和11.04mm，实际机械尺寸链计算变速器的5挡口、6挡口选挡范围在10.50mm至14.50mm之间，变速器5挡口、6挡口学习值r56max、r56min在实际的机械尺寸约束范围内，判定挡位自学习过程成功。

变速器挡位自学习成功，变速器电子控制单元存储更新内存中挡位自学习数据点，包括变速器空挡上边界位置、下边界位置以及所有选挡位置的边界值，并在钥匙门关闭后，tcu自动保存变速器挡位自学习位置点数据。在钥匙门开启后，自动将挡位学习位置点数据装载到tcu缓存中，为变速器选换挡控制过程提供基础判定位置点数据。如果自学习过程失败，根据不同的状态采取相应的处理方式，例如重新进行自学习或通过仪表提示挡位自学习故障码，进行故障排查。

当变速器空挡位置点学习失败，或者变速箱选挡位置学习失败时，可以重新进行自学习或者通过仪表提示挡位自学习故障码，进行故障排查。

本实施例提供了一种高效、快速、准确的无同步器变速器挡位静态自学习方法，实现了变速器电子控制单元和变速箱总成的快速匹配过程，保障了amt变速器换挡控制的可靠性。

与现有的技术相比较，本实施例的有益效果：

本实施例提供的变速器挡位自学习条件，能够提供相对一致的变速器学习初始条件，在amt变速器电子控制系统相对稳定的条件下进行的变速器挡位自学习过程，保障了挡位自学习初始条件的一致性。

本实施例公开的amt变速器空挡位置点学习方法，在变速器非选挡位置进行换挡控制操作，保证了变速器空挡的一定范围，并通过选挡方向最小选挡行程确认方法，保障了空挡位置学习范围和空挡学习的准确性。

本实施例公开的变速器选挡位置点学习方法，克服了无同步器变速器静态换挡困难的现状，通过在换挡方向上换挡力的控制和在选挡方向上进行选挡左位置控制和选挡右位置控制，学习在同一选挡口的选挡边界值，保证了选挡位置的准确性。

本实施例公开的变速器挡位自学习方法，是变速器控制单元根据传感器输入和选换挡执行器输出，执行的一段时间内的连续控制过程，变速器挡位学习过程紧凑，具有学习时间短、变速器检查效率高的特点。

本实施例公开的变速器挡位自学习方法，挡位自学习成功后，通过学习位置点来检查变速器加工、装配以及在变速器使用过程中产生的机械性磨损状态具有重要的指导意义。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。