1.一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
所述控制系统包括具备转速闭环控制功能的发动机控制器ECU控制的内燃发动机、由变速箱控制器TCU控制的离合器助力缸、变速箱执行机构和车辆转动系统;
所述发动机控制器ECU采集油门踏板位置信号AP、制动开关信号BK和当前发动机转速ES,所述变速箱控制器TCU收集离合器位置信号ACP、变速箱输入轴转速IS、变速箱输出轴转速OS和车辆行驶方向;ECU和TCU通过数据通信总线连接,ECU通过数据通信总线向TCU发送测量到的油门踏板位置信号AP、制动开关信号BK和当前发动机转速ES;
所述变速箱控制器TCU内增设目标扭矩计算模块和变化率限制模块;
所述变速箱控制器TCU内增设离合器同步检查子模块、车辆溜车检查子模块、离合器过热检查子模块,TCU根据各子模块的输出信号,实现对车辆的蠕行控制;TCU对车辆的蠕行控制包括等待状态下的蠕行控制方式、混合油门状态下的蠕行控制方式、强制结合状态下的蠕行控制方式及同步状态下的蠕行控制方式,所述各种不同控制方式间的切换,由当前车辆状态决定;TCU通过对车辆的蠕行控制,得到不同车辆状态下的发动机目标转速TS和离合器目标位置ICP;
TCU通过数据通信总线向ECU发送发动机目标转速TS,ECU根据接收到的发动机目标转速TS和当前发动机转速ES,控制喷油量以实现对发动机转速的闭环控制;TCU通过离合器目标位置ICP调节施加到发动机飞轮上的离合器传递扭矩。
2.根据权利要求1所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
所述离合器同步检查子模块根据当前发动机转速ES、输入轴转速IS、当前离合器位置信号ACP及离合器半结合点位置KP实时检查发动机与离合器的同步状态Sync;
当发动机与离合器同步时,离合器同步检查子模块输出信号Sync=1;当发动机与离合器失去同步时,离合器同步检查子模块输出信号Sync=0。
3.根据权利要求2所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
所述车辆溜车检查子模块根据当前发动机转速ES、输入轴转速IS、当前档位及车辆行驶方向实时检查车辆是否处于溜车状态Ovrn;
车辆溜车时,车辆溜车检查子模块输出信号Ovrn=1;车辆未溜车时,车辆溜车检查子模块输出信号Ovrn=0。
4.根据权利要求3所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
所述TCU中设置有用于估算当前离合器温度的离合器温度估算模块,该离合器温度估算模块中设置有警示温度阈值和保护温度阈值,所述离合器过热检查子模块通过对比从离合器温度估算模块得到的估算温度、警示温度阈值和保护温度阈值判断离合器的热状态OH;
当估算温度超过设定的警示温度阈值时,离合器从正常状态切换到警示状态,此时离合器过热检查子模块输出信号OH=1;
当离合器处于警示状态时,如果估算温度继续上升超过保护温度阈值,离合器的热状态从警示状态切换到保护状态,此时离合器过热检查子模块输出信号OH=2;
当离合器处于保护状态时,如果估算温度下降,则当估算温度下降到警示温度阈值以下时,离合器的热状态才能切换至警示状态;
当离合器处于警示状态,如果估算温度下降且估算温度下降至60℃以下时,离合器的热状态才能切换到正常状态,此时离合器过热检查子模块输出信号OH=0。
5.根据权利要求4所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
所述TCU中还设置有警报模块,警报模块与上述离合器过热检查子模块相连,警报模块包括蜂鸣警报器,该蜂鸣警报器的蜂鸣频率设置与离合器温度相配合,离合器温度越高,蜂鸣频率越高;
当离合器的热状态处于警示状态时,在混合油门状态下的蠕行控制方式下,TCU仍能实现对离合器的蠕行控制,但TCU会发送蜂鸣警报,提示驾驶员离合器即将过热,且从警示温度阈值到保护温度阈值,温度越高,蜂鸣频率越高。
6.根据权利要求3所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当车辆进入蠕行模式后,默认TCU对车辆的蠕行控制进入等待状态下的蠕行控制方式;
当TCU对车辆的蠕行控制处于等待状态下的蠕行控制方式时,若车辆溜车检查子模块输出信号Ovrn=1,即车辆处于溜车状态时,则TCU对车辆的蠕行控制从等待状态下的蠕行控制方式优先切换至强制结合状态下的蠕行控制方式。
7.根据权利要求4所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制处于等待状态下的蠕行控制方式时,当驾驶员踩下油门的位置超过油门的设定位置,且离合器过热检查子模块输出信号OH=0,即离合器的热状态处于正常状态时,TCU对车辆的蠕行控制从等待状态下的蠕行控制方式切换至混合油门状态下的蠕行控制方式。
8.根据权利要求3所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制处于混合油门状态下的蠕行控制方式时,若车辆溜车检查子模块输出信号Ovrn=1,即车辆处于溜车状态时,则TCU对车辆的蠕行控制从混合油门状态下的蠕行控制方式优先切换至强制结合状态下的蠕行控制方式。
9.根据权利要求4所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制处于混合油门状态下的蠕行控制方式时,若离合器过热检查子模块输出信号OH=2,即离合器的热状态处于保护状态时,根据当前发动机转速ES和输入轴转速IS两者的转速差的情况,TCU对车辆的蠕行控制切换到相应状态,即若ES-IS<200rpm,则TCU对车辆的蠕行控制从混合油门状态下的蠕行控制方式切换到强制结合状态下的蠕行控制方式,若ES-IS>200rpm,则TCU对车辆的蠕行控制从混合油门状态下的蠕行控制方式切换到等待状态下的蠕行控制方式。
10.根据权利要求2所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制处于混合油门状态下的蠕行控制方式时,若离合器同步检查子模块输出信号Sync=1,即发动机与离合器同步时,则TCU对车辆的蠕行控制从混合油门状态下的蠕行控制方式切换到同步状态下的蠕行控制方式。
11.根据权利要求2所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制处于强制结合状态下的蠕行控制方式时,若离合器同步检查子模块输出信号Sync=1,则TCU对车辆的蠕行控制从强制结合状态下的蠕行控制方式切换至同步状态下的蠕行控制方式。
12.根据权利要求2所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制处于同步状态下的蠕行控制方式时,若离合器同步检查子模块输出信号Sync=0,即发动机与离合器失去同步,或者驾驶员踩下制动踏板,则TCU对车辆的蠕行控制从同步状态下的蠕行控制方式切换至混合油门状态下的蠕行控制方式。
13.根据权利要求1至12任一项权利要求所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制在等待状态下的蠕行控制方式时,离合器目标位置ICP恒定设置在离合器半结合点位置,即ICP=KP,发动机目标转速TS恒定设置在怠速转速,即TS=发动机怠速转速。
14.根据权利要求1至12任一项权利要求所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制在强制结合状态下的蠕行控制方式时,离合器目标位置ICP按固定速度强制结合,即ICP[n]=ICP[n-1]-CP_stp,其中,ICP[n]为当前计算步的离合器目标位置,ICP[n-1]为TCU中暂存的上一计算步的离合器目标位置,CP_stp为标定好的强制结合状态下,每个步长离合器接合的位置;发动机目标转速TS维持在进入强制结合状态前的发动机目标转速设置。
15.根据权利要求2至12任一项权利要求所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制在同步状态下的蠕行控制方式时,离合器目标位置ICP冻结在进入同步状态下时的离合器位置ICP[Sync0]并维持不变,发动机的目标转速TS按如下方式进行调节:
TCU记录下进入同步状态时发动机目标转速值TS[Sync0]及油门位置AP[Sync0],并按如下公式计算同步状态下的发动机目标转速:
TS=Max((1600-TS[Sync0])/(100-AP[Sync0])×(AP-AP[Sync0]),600)
且驾驶员通过油门调节发动机转速在600rpm-1600rpm的范围内变化。
16.根据权利要求1至12任一项权利要求所述的一种基于离合器目标扭矩的重型卡车自动变速箱蠕行控制系统,其特征在于,
当TCU对车辆的蠕行控制在混合油门状态下的蠕行控制方式时,按照如下步骤动态调节发动机目标转速TS和离合器目标位置ICP:
步骤1,目标扭矩计算模块根据油门踏板位置计算驾驶员目标离合器扭矩ItdCltTrq;
步骤2,发动机转速控制器根据驾驶员目标离合器扭矩ItdCltTrq计算对应的发动机目标转速TS;
步骤3,变化率限制模块根据步骤2中计算所得的发动机目标转速TS和当前发动机转速ES之差计算允许的离合器扭矩变化率,即单位步长下允许的离合器扭矩变化差值,并对当前计算出的驾驶员目标离合器扭矩进行限制,限制后得到的离合器目标扭矩为ItdCltTrqLmt;
步骤4,TCU根据限制后的离合器目标扭矩ItdCltTrqLmt按离合器传扭曲线插值计算离合器目标位置ICP。