本發(fā)明涉及一種帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法，屬于自動變速器控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，常見的汽車自動變速器技術(shù)形式有：液力自動變速器(AT)、機(jī)械式自動變速器(AMT)、機(jī)械式無級變速器(CVT)、雙離合自動變速器(DCT)。每一種技術(shù)形式都有優(yōu)缺點。

采用液力變矩器(TC)+機(jī)械式自動變速器(AMT)的傳動形式，結(jié)合了AT和AMT的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)傳動效率高、低速扭矩大、操作方便、動力傳動舒適的特點，是自動變速器技術(shù)的研究方向之一。要充分發(fā)揮TC+AMT系統(tǒng)的優(yōu)點，關(guān)鍵是找出它們的最佳工作方式，包括起步控制和換擋控制。

AMT的起步是通過控制離合器的接合來實現(xiàn)的，在坡路起步時，這種起步方法配合不好容易造成溜車；AT的起步是通過液力變矩器的特性來實現(xiàn)，這種起步方法的缺點是變矩器的傳動效率較低，尤其是在長時間處于待起步狀態(tài)時，會造成不必要的油耗。結(jié)合了兩者特性的TC+AMT系統(tǒng)同時具備兩種系統(tǒng)的優(yōu)點。通過選擇合適的起步方式，既保證了坡路起步不溜車，又不會造成油耗的增加。

對比專利1“液力機(jī)械式自動換擋系統(tǒng)”，專利號200810050631.9，介紹的是一種TC+AMT系統(tǒng)，側(cè)重點為機(jī)械結(jié)構(gòu)的專利保護(hù)；對比專利2“車輛的起步控制裝置及起步控制方法”，專利號20138021255.X，介紹的是一種起步過程對離合器控制的計算方法，側(cè)重點為發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速和離合器指令值的計算。

但上述對比專利，沒有對TC+AMT系統(tǒng)的起步控制方法如何應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于找出TC+AMT系統(tǒng)的最佳起步控制方式。重型車輛處于坡路上時，采用離合器起步方式配合不好容易發(fā)生溜坡問題，處于平路時，液力變矩器起步方式會增加離合器滑磨功，且會使變矩器長時間處于工作狀態(tài)，產(chǎn)生不必要的油耗。采用本發(fā)明后，在不同的路況下，通過控制器采集的信息計算道路坡度和阻力，自動選擇合適的起步方式，實現(xiàn)平路和坡路路況下平穩(wěn)快速的起步，并降低油耗。

本發(fā)明提供了一種帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法，所述方法包括：

起步意圖判斷步驟、起步方式選擇步驟、起步啟動判斷步驟。

所述起步意圖判斷步驟包括：采集車速信號、制動信號和換擋手柄位置；

在車速為0、制動信號有效、換擋手柄位置處于起步擋位時，車輛有起步意圖。

所述起步方式選擇步驟包括：控制器根據(jù)采集到的傳感器信息和車輛系統(tǒng)動力學(xué)計算道路坡度和行駛阻力，根據(jù)車輛行駛阻力的大小選擇起步方式；

當(dāng)車輛行駛阻力大于閾值時，選擇液力變矩器起步方式；

當(dāng)車輛行駛阻力小于等于閾值時，選擇離合器起步方式。

所述行駛阻力閾值實際上轉(zhuǎn)化為道路坡度的計算，監(jiān)測量為加速度傳感器加速度閾值a′，其計算公式為

a′＝Ti_g i₀η/mr-gf

其中T為液力變矩器能夠輸出的扭矩，i_g為變速箱速比，i₀為后橋速比，η為傳動系效率，r為車輛半徑，g為重力加速度，f為滾動阻力系數(shù)，m為整車質(zhì)量，

即加速度超過閾值a′，則選擇液力變矩器起步方式，當(dāng)加速度小于等于閾值a′時，選擇離合器起步方式。

所述起步啟動判斷步驟：采集制動信號和油門信號判斷車輛是否起步。液力變矩器起步方式的判斷信號為解除制動，離合器起步方式的判斷信號為踩下油門踏板。

所述液力變矩器起步步驟：換入起步擋位，離合器接合，松開制動踏板，完成起步。

所述離合器起步步驟：換入起步擋位，松開制動踏板，踩下油門踏板，離合器接合，完成起步。

采用本發(fā)明的上述帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法的系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點：

(1)智能化程度高，可自動計算車輛所處道路坡度及行駛阻力，自動選擇起步方式。

(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、控制精確、成本低。

(3)使用效果好，兼顧車輛的動力性與經(jīng)濟(jì)性。坡路起步時防止車輛后溜，平路起步時降低油耗。

相比對比文件，本專利所應(yīng)用的車輛為TC+AMT系統(tǒng)，設(shè)計要點為起步控制方法，側(cè)重點為起步條件判斷及起步方式的選擇。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法所適用的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法的步驟圖。

圖3是本發(fā)明的帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法的詳細(xì)流程圖。

(附圖標(biāo)記說明)

1-發(fā)動機(jī)；2-液力變矩器；3-離合器；4-AMT自動變速箱

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對發(fā)明的一種帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步 控制方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

本發(fā)明的控制方法結(jié)合在具體的整車系統(tǒng)中，在本發(fā)明中，該系統(tǒng)為一種帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器系統(tǒng)，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括發(fā)動機(jī)1、液力變矩器2、離合器3、AMT自動變速箱4。

所述系統(tǒng)在電路上的組成包括：TCU控制單元、換擋手柄、制動踏板、油門踏板、坡度傳感器、離合器位置傳感器、離合器電磁閥、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。電路部件未圖示。

其中，TCU控制單元收集換擋手柄、制動踏板、坡度傳感器、離合器位置傳感器等信號，同時通過CAN總線接受發(fā)動機(jī)油門、轉(zhuǎn)速等信息，根據(jù)設(shè)定條件通過換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制AMT自動變速箱換擋、通過離合器電磁閥控制離合器接合分離。

圖2是本發(fā)明的一種帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法的步驟圖。圖3是本發(fā)明的一種帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法的詳細(xì)流程圖。下面結(jié)合圖2和圖3對本發(fā)明的一種帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器起步控制方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

(1)起步意圖判斷步驟S101，其中，確定車輛起步意圖。

具體地，通過TCU控制單元采集車速信號、制動信號和換擋手柄信號確定車輛是否有起步意圖。當(dāng)車速為0、制動有效、換擋手柄處于起步位置時，車輛有起步意圖，TCU控制離合器電磁閥動作分離離合器，控制換擋機(jī)構(gòu)動作換入起步擋位。否則，判定車輛無起步意圖。

(2)起步模式選擇步驟S102，其中，選擇起步模式。

具體地，在判斷車輛有起步意圖后，TCU控制器采集坡度傳感器信息，計算所處道路坡度，當(dāng)系統(tǒng)處于起步擋位、車輛行駛阻力大于設(shè)定閾值時，系統(tǒng)選擇液力變矩器起步方式；否則，系統(tǒng)選擇離合器起步方式。

道路坡度的計算方法：起步時車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)，車輛加速度為0，利用加速度傳感器值a計算道路坡度。其中，θ為道路坡度，g為重力加速度。

a＝g sinθ

θ＝sin^-1(a/g)

具體地，靜止?fàn)顟B(tài)下行駛阻力的計算只考慮坡度阻力和滾動阻力，則阻力的計算公式為：

其中，m為整車總質(zhì)量，f為滾動阻力系數(shù)。

對于液力變矩器來講，其所輸出的扭矩與泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速相關(guān)，起步時，泵輪轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一致，為怠速；在車輛靜止的狀態(tài)下渦輪轉(zhuǎn)速為0，此時液力變矩器能夠輸出的扭矩為T。

F_t＝Ti_gi₀η/r

其中，F(xiàn)_t為驅(qū)動力，i_g為變速箱速比，i₀為后橋速比，η為傳動系效率，r為車輛半徑。

閾值的計算：當(dāng)時，得到此時的θ′，而通過θ與加速度d的換算關(guān)系，可以得到此時的a′，當(dāng)大于F_t時，即a大于a′時采用液力變矩器起步方式；當(dāng)小于等于F_t時，即d小于等于a′時采用離合器起步方式。

行駛阻力的計算是本發(fā)明的重點，它實際上是道路坡度阻力和滾動阻力的和。其中，道路坡度θ是由加速度傳感器獲得的值計算，計算方法文中已說明。g，f為常數(shù)。整車質(zhì)量m可以通過載荷傳感器獲得，也可以通過動力學(xué)計算獲得。

在滾動阻力系數(shù)f已知的條件下，實際上計算的就是道路坡度θ的大小，通過加速度傳感器監(jiān)控加速度閾值a′即可。假設(shè)車輛行駛道路道路坡度cosθ＝1，則有：

sinθ′＝Ti_g i₀η/mgr-f

a′＝Ti_g i₀η/mr-gf

其中T為液力變矩器能夠輸出的扭矩，i_g為變速箱速比，i₀為后橋速比，η為傳動系效率，r為車輛半徑，g為重力加速度，f為滾動阻力系數(shù)，m為 整車質(zhì)量，

即加速度超過閾值a′，則選擇液力變矩器起步方式，當(dāng)加速度小于等于閾值a′時，選擇離合器起步方式。

起步時，當(dāng)車輛行駛阻力大于怠速液力變矩器輸出驅(qū)動力時，采用液力變矩器起步方式，預(yù)先接合離合器，通過提高液力變矩器泵輪轉(zhuǎn)速提高輸出扭矩，保證車輛起步所需的驅(qū)動力；當(dāng)車輛行駛阻力小于等于怠速液力變矩器輸出驅(qū)動力時，液力變矩器和離合器能夠提供足夠驅(qū)動力保證車輛正常起步，這時采用離合器起步方式。

(3)起步啟動判斷步驟S103，其中，根據(jù)制動信號和油門信號判斷駕駛員是否有起步意圖。

具體地，液力變矩器起步方式，系統(tǒng)換入起步擋位后TCU控制離合器電磁閥動作，接合離合器，這時車輛處于待起步狀態(tài)，松開制動踏板，車輛起步；

離合器起步方式，系統(tǒng)換入起步擋位后，松開制動踏板，TCU判斷油門踏板位置，當(dāng)油門踏板位置大于0時，TCU控制離合器電磁閥動作，離合器接合，車輛起步。

通過上述方法以及結(jié)合使用該方法的一種帶液力變矩器的機(jī)械式自動變速器系統(tǒng)，結(jié)合加速度傳感器信息，計算行駛阻力，根據(jù)行駛阻力大小自動選擇合適的起步方式，實現(xiàn)平路和坡路路況下平穩(wěn)快速的起步，并降低油耗。