[發明專利]超三參數最佳擋位決策自動變速箱控制器

有效

• 申請號: 201210437750.6
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN102927262A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 劉貽樟;陳愛美
• 申請（專利權）人: 廣東戈蘭瑪汽車系統有限公司
• 主分類號: F16H61/02
• 分類號: F16H61/02
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 姚伯川

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技術領域????

本發明涉及一種新型超三參數最佳擋位決策自動變速箱控制器，屬汽車自動變速箱控制技術領域。

背景技術????

自動變速箱的應用越來越廣泛。自動變速箱的廣泛應用的原因是其駕駛十分方便，在前行駕駛過程中無需駕駛員動腦筋決定什么情況用什么擋位，更不要駕駛員做任何動作去換擋，而是專心操作方向盤，既輕松又安全。自動變速箱有很多種，如液力式自動變速箱（AT）、機械式自動變速箱（AMT）、雙離合器自動變速箱（DCT）、無級自動變速箱（CVT、IVT）等，但無論是何種變速箱，都是由變速箱控制器（TCU）根據駕駛員的需求、路面狀況、和車子運行狀況等確定用哪個擋位最佳。只要使用自動變速箱的自動功能，無論傳統車輛是這樣，混合動力和純電動車輛也都是這樣。現在最常用的擋位確定方式有兩種：（1）兩參數方式：用車速與油門開度去確定最佳擋位；（2）三參數方式：用車速、油門開度與加速度去確定最佳擋位。

目前大多數換擋規律均采用油門開度和車速作為換擋控制參數的兩參數控制。它的優點是簡單，但會出現循環換擋的情況。加上加速度之后會減少循環換擋出現的概率，但還沒有從根本上解決問題，還有在經濟性方面、動力性方面、駕駛舒適性、安全性等方面非常欠缺，不能滿足現代駕駛要求。

發明內容????

本發明的目的是，針對二參數、三參數擋位確定法的缺陷提出一種新型的擋位決策方案。它從車輛的經濟性方面、動力性方面、駕駛舒適性、安全性等方面出發，綜合決策最佳擋位。

本發明的技術方案是，本發明在決策最佳擋位時在三參數（車速、油門開度與加速度）的基礎上增加下列參數：發動機萬有特性或/電動機的效率圖譜、路面坡度、路面彎度、空氣溫度、發動機溫度/電機溫度、電池充電狀態或燃油液面、電池健康狀態或發動機健康狀態；由多到10個參數來確定最佳擋位。

本發明超三參數最佳擋位決策自動變速箱控制器包括自動變速器控制器（TCU）100、信息中心110、路況觀察器120、最佳擋位決策中心130、換擋控制器140、發動機效率實時觀察器150、發動機狀況觀察器160。

駕駛員、動力源（對于燃油車為發動機或對于電動汽車為電機）、路況、車況等信息通過傳感器全部輸入到控制器100的信息中心110進行處理。這些經過處理、驗證后的信息被送到多個模塊：路況觀察器120、發動機狀況觀察器160、發動機效率實時觀察器150。由這三個觀察器輸出的結果以及部分駕駛員的操控信號被送到最佳擋位決策中心130作為選擇最佳擋位的部分主要依據；最佳擋位決策中心130根據三個觀察器得到的結果以及駕駛員的操控指令自動決定最佳擋位；在得出了最佳擋位之后，該目標擋位的信號被送到換擋管理器，由換擋管理器選擇執行換擋方法。

路況觀察器120的作用是判別現時道路是平路、上坡、下坡、還是拐彎。判別路面坡度可根據坡度傳感器直接測量值或用觀察器的計算分析得出道路的坡度。觀察器是根據發動機出力大小和車子實際速度來確定坡度。因為車子的速度決定于發動機出力大小和車輛的行駛阻力大小。發動機控制器可以準確提供發動機實時的出力大小。行駛阻力則決定于更多因素，如車速、路面、輪胎磨損、輪胎壓力、風力、道路阻力、傳動鏈阻力、車子質量、和路面坡度等。對于一輛在行進中的車輛，它的輪胎磨損、輪胎壓力、平路行駛阻力、傳動鏈阻力、車子質量都基本不變，而變化的是車速、坡度和可能的風力，所以路況觀察器120的作用之一就是根據發動機實時的出力大小和行駛狀態，排除其它因素對車速的影響，而得出路面坡度和車速的關系。拐彎信號可以由車子兩側兩個被動車輪轉速差來判斷或根據方向盤角度傳感器來直接測量。

發動機狀況觀察器160的作用是判別發動機的實時熱效率和發動機本身的健康狀況。熱效率的獲得是通過對消耗的燃油、油溫、冷卻液溫度、和車子的加速能力相對應計算而得，而發動機的健康狀況取決于發動機的怠速油耗、最高輸出功率和效率。

發動機效率實時觀察器150的作用是自動學習發動機的實時效率并更新發動機的萬有特性曲線。在許多系統中都是采用發動機開發時測得的萬有特性曲線來作為換擋的依據，其實，發動機在運行過程中會越變越差，萬有特性的變化會很大，所以仍然按照新發動機時的萬有特性來決定換擋線顯然是不合時宜的。本發明采用實時更新的發動機萬有特性來實時評估如果降一或升一擋時的發動機效率，這樣對從燃油、發動機溫升和尾氣排放的角度來確定使用哪一個擋位提供了寶貴資料，這樣決定的換擋線保證了所選擇到的擋位是真正最佳的。