一種面向工程的機械式自動變速器控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種自動變速器控制系統(tǒng)和方法，具體設(shè)及一種面向工程的機械式自 動變速器控制系統(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)展和自動變速器性能的嚴格要求，傳動系統(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)雜代碼的可維護性可 繼承性，開發(fā)過程的高質(zhì)量高效率等等，采用傳統(tǒng)人工手寫C代碼的開發(fā)方式已難W滿足 傳動系統(tǒng)控制模型開發(fā)的需求，因此面向工程的控制模型的設(shè)計開發(fā)方式在汽車傳動電控 系統(tǒng)開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 在傳動系統(tǒng)控制模型的開發(fā)和設(shè)計中，一個良好的系統(tǒng)控制模型構(gòu)架能清晰明確 地表達控制系統(tǒng)邏輯時序和子功能模塊，有助于模型團隊合作開發(fā)，，W及模型的可移植性 和維護性，因此合理的控制模型構(gòu)架建立是控制模型開發(fā)過程中必不可少的重要步驟。現(xiàn) 有的針對機械式自動變速器控制模型存在復(fù)雜性強，模型功能劃分不明確、模型可維護行 W及可移植性差的問題。

【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)機械式自動變速器功能實現(xiàn)特點，提 出一種面向工程的機械式自動變速器控制系統(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，不同子模塊相互獨立，模型可擴展性好。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] 一種面向工程的機械式自動變速器控制方法，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和CAN總線信號，并對信號數(shù)據(jù)進行濾 波處理，得到傳感器信息；
[0008] (2)對所述傳感器信息進行處理，得到離合器、選換檔的驅(qū)動信息；
[0009] (3)將所述離合器、選換檔的驅(qū)動信息轉(zhuǎn)化為輸出信號并輸出。
[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)信號類型，將傳感器信號轉(zhuǎn)化為控制軟件模型需要的信號規(guī) 格；
[0012] 步驟1-2、對傳感器信號進行濾波處理，得到傳感器信息。
[0013] 優(yōu)選的，所述傳感器信號包括轉(zhuǎn)速信號、位移信號、坡度信號、壓力信號、溫度信 號、油口開度信號、制動踏板信號、多功能換檔手柄信號和CAN總線信號。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟似中包括如下步驟：
[0015] 步驟2-1、檢測在不同使用工況下輸入信號是否存在故障，若存在則進行信號重構(gòu) 處理，并根據(jù)故障信息產(chǎn)生故障容錯決策；
[0016] 步驟2-2、通過傳感器信息、車輛傳動系統(tǒng)狀態(tài)信息和駕駛員操作意圖，根據(jù)程序 設(shè)計的換擋策略，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所述需求檔位 信息進行校驗，根據(jù)確認檔位和當(dāng)前檔位生成發(fā)動機目標(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)所述離合器主從動部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息產(chǎn)生離合器的驅(qū)動信 息，實現(xiàn)離合器執(zhí)行機構(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)動信息，實現(xiàn)機械變速器 選換檔控制，改變車輛檔位狀態(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)動信息和選換檔的驅(qū)動信息轉(zhuǎn)化為與硬件相匹配的 驅(qū)動輸出信息；
[0024]步驟3-2、將所述驅(qū)動輸出信息轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器驅(qū)動信號、傳動系統(tǒng)狀態(tài)信息、人機 交互信息和車輛協(xié)調(diào)控制信號。
[00對優(yōu)選的，一種面向工程的機械式自動變速器控制系統(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和CAN總線信號，并對信號 數(shù)據(jù)進行濾波處理，得到傳感器信息；
[0027] 控制處理單元，用于對所述傳感器信息進行處理，得到離合器、選換檔的驅(qū)動信 息；
[0028] 輸出單元，用于將所述離合器、選換檔的驅(qū)動信息轉(zhuǎn)化為輸出信號并輸出。
[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)信號類型，將傳感器信號轉(zhuǎn)化為控制軟件模型需要 的信號規(guī)格，并輸出到軟件輸入模塊；
[0031] 軟件輸入模塊，用于對傳感器信號進行濾波處理，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)測模塊，用于檢測在不同使用工況下輸入信號是否存在故障，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，軟件輸入模塊進行信號重構(gòu)處理， 同時變速器狀態(tài)管理模塊根據(jù)故障信息產(chǎn)生故障容錯決策；
[0034] 換擋策略模塊，用于通過軟件輸入模塊的傳感器信息、車輛傳動系統(tǒng)狀態(tài)信息和 駕駛員操作意圖，根據(jù)程序設(shè)計的換擋策略，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所述需求檔位信息進行校驗，根據(jù)確認檔位和當(dāng)前檔位 生成發(fā)動機目標(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)所述離合器主從動部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息產(chǎn)生離合 器的驅(qū)動信息，實現(xiàn)離合器執(zhí)行機構(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)生操縱機構(gòu)的驅(qū)動信息， 實現(xiàn)機械變速器選換檔控制，改變車輛檔位狀態(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)動信息和選換檔的驅(qū)動信息轉(zhuǎn)化為與硬件 相匹配的驅(qū)動輸出信息，接收傳動系統(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)動輸出信息轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器驅(qū)動信號、傳動系統(tǒng)狀態(tài) 信息、人機交互信息和車輛協(xié)調(diào)控制信號。
[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)機械式自動變速器控制功能實現(xiàn)特點，提出了一種面向工程的機械 式自動變速器控制系統(tǒng)，該模型構(gòu)架邏輯時序清晰，子模塊功能明確，模塊可擴展性可維護 性好，便于團隊合作開發(fā)。將該構(gòu)架應(yīng)用于機械式自動變速器控制模型開發(fā)，可大大提高模 型研發(fā)效率，保證模型研發(fā)質(zhì)量。
【附圖說明】
[0045] 圖1是本發(fā)明提供的一種面向工程的機械式自動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械式自動變速器控制系統(tǒng)的框架圖
【具體實施方式】
[0047] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0048] 如圖1所示，為本發(fā)明提供的一種面向工程的機械式自動變速器控制方法，該方 法包括如下步驟：
[0049] 1、根據(jù)數(shù)據(jù)信號類型，將傳感器信號轉(zhuǎn)化為控制軟件模型需要的信號規(guī)格，傳感 器信號包括轉(zhuǎn)速信號、位移信號、坡度信號、壓力信號、溫度信號、油口開度信號、制動踏板 信號、多功能換檔手柄信號和CAN總線信號；
[0050] 2、對傳感器信號進行濾波處理，得到傳感器信息；
[0051] 3、檢測在不同使用工況下輸入信號是否存在故障，若存在則進行信號重構(gòu)處理， 并根據(jù)故障信息產(chǎn)生故障容錯決策；
[0052] 4、通過傳感器信息、車輛傳動系統(tǒng)狀態(tài)信息和駕駛員操作意圖，根據(jù)程序設(shè)計的 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所述需求檔位信息進 行校驗，根據(jù)確認檔位和當(dāng)前檔位生成發(fā)動機目標(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 從動部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息； 陽化5] 7、根據(jù)所述離合器主從動部分轉(zhuǎn)速差控制需求信息產(chǎn)生離合器的驅(qū)動信息，實現(xiàn) 離合器執(zhí)行機構(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)動信息，實現(xiàn)機械變速器選換檔 控制，改變車輛檔位狀態(tài)；
[0058] 10、將所述離合器的驅(qū)動信息和選換檔的驅(qū)動信息轉(zhuǎn)化為與硬件相匹配的驅(qū)動輸 出信息；
[0059] 11、將所述驅(qū)動輸出信息轉(zhuǎn)化為執(zhí)行器驅(qū)動信號、傳動系統(tǒng)狀態(tài)信息、人機交互信 息和車輛協(xié)調(diào)控制信號。
[0060] 面向工程的機械式自動變速器控制模型構(gòu)架采用模塊化設(shè)計理念，主要依據(jù)車輛 傳動系統(tǒng)狀態(tài)和駕駛員操縱意圖確定車輛檔位需求，并對機械式定軸變速器進行換檔過程 控制，從而實現(xiàn)自動換檔功能。按照機械式自動變速器功能需求，將子模塊所屬類別劃分為 11個模塊，為硬件輸入模塊、軟件輸入模塊、狀態(tài)監(jiān)測模塊、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)信號類型，將傳感器數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)速信號（變速器輸 入軸轉(zhuǎn)速、變速器輸出軸轉(zhuǎn)速）、位移信號（離合器和操縱機構(gòu)）、坡度信號、壓力信號、溫度 信號、油口開度信號、制動踏板信號、多功能換檔手柄信號，CAN總線信號轉(zhuǎn)化為控制軟件模 型需要的信號規(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數(shù)據(jù)，進行數(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。同時軟件輸入模塊還根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測模塊 的監(jiān)測反饋信號，從而判斷當(dāng)前輸入模塊信號的正確性，如果傳感器信號正確，則運用傳感 器信號作為控制模型的輸入，如果傳感器信號不正確，則運用解析冗余關(guān)系重構(gòu)信號來替 代該傳感器信號。
[0063] 其次，狀