自动变速器换挡控制参数自整定的研究

杨浩 刘阳

南阳农业职业学院 河南省南阳市 473000

1 引言

驾驶者对整车驾驶性能提出了较高要求，意味着自动变速器控制单元应根据换挡品质要求调整自整定控制策略，客观衡量、改进换挡品质，以此提高软件适用性。由此可见，本文这一论题具有探究必要性和重要性，论题探究如下。

2 研究现状

2.1 国内学者研究现状

国外研究自动变速器换挡控制参数自整定策略时，研究对象集中于两类自动变速器，分别为电控机械类和双离合自动类，无论是电控机械类，还是双离合自动类，都无需安装液力变矩器，研究学者在起步控制方面、油压曲线分析方面高度关注，个别学者集中精力分析摩擦阶段、电磁阀调整阶段的内容。受压力传感器影响，原有参数识别策略以及自整定策略实用性较差[1]。

2.2 国外学者研究现状

国外学者最早展开自动变速器换挡参数整定策略研究活动，研究学者为保护研究成果，通过专利申请的形式予以保护。个别学者提出应用适应性算法操控换挡参数，有的学者将研究重点集中于程序调节、细节技术改进。外国学者研究视域较广，在换挡时间、换挡质量改进等方面均在外国学者研究范围内。

3 软件结构

3.1 基本结构

自适应控制软件功能多样，其中，不同换挡类型在换单品质监督中发挥的作用各异。换挡状态自由切换，要想不断优化换挡品质，应确保涡轮稳定运行，以此实现换挡状态全面监控，通过适当调节转速、合理设置换挡时间等措施实现优质换挡目的。自整定参数调节的过程中，以换挡幅度为依据，尽可能优化换挡状态。针对自适应数据动态更新、妥善存储，以免出现参数丢失现象，实现参数自动化存储目标，提高参数利用率。

3.2 研究难度

自适应控制软件研究的过程中存在一定难度，第一方面即自适应参数调节难度，换挡品质改进的过程中，受较多因素影响，因此，应根据具体影响因素制定相应的参数调节策略，合理控制调节幅度。在这种环境下提高TCU控制软件应用效率，务必实现独立调节、参数灵活设置目的，同时，主动调节当前换挡类型，避免影响其他档位控制行为。第二方面即换挡状态切换难度，换挡品质衡量依据及信号提示，如果换挡品质判断失准，那么自适应参数调节目标不能准确确定，进而不利于提高换挡品质，并且还会从整体上降低变速器硬件质量，导致变速器硬件完整性被破坏[2]。

4 自整定控制策略

4.1 换挡类型介绍

正常情况下，换挡类型分为四种，分别为有动力升档、无动力降档、无动力升档、有动力降档。基于换挡时序来分析，常见换挡类型有三种，分别为充油阶段、速度阶段、转矩阶段，各阶段分析如下：

充油阶段指的是，短时间内连接离合器，确保油气资源充足供应，同时，离合器连接接触点，以此加快扭矩转换速度；速度阶段指的是，为达到目标档位发动机转速跃迁处理；转就阶段指的是，转矩交换操作通过离合器接合、离合器分离来实现。换挡平顺度受外界动力影响较大，因此，应不断创新控制方法，具体分析参数自动整定策略。

4.2 动力升档整定策略

自动变速度控制的过程中，合理控制换挡时间，换挡时间自由控制能够延长变速度换挡周期，同时，整车动力性能会大大提高。如果换挡时间未合理控制，那么变速器换挡寿命周期会缩短，最终整车动力性能相应降低，并且热量会在短时间内集聚，换挡冲击抵御能力相应降低。针对换挡时间控制时，务必适当调控离合器速度，即在速度阶段控制涡轮转速，尽可能缩短涡轮转速差值，将PI闭环控制工作具体落实，确保换挡时间在要求的范围内。然而换挡时间实际控制时，由于总体时间较短，再加上，液压系统迟滞相应时间不及时，最终换挡时间不在控制范围内。基于此，应用自整定策略能够满足换挡时间适当控制目的，在这一过程中，合理调节离合器控制参数，尽可能接近换挡时间与实际目标。需要注意的是，把握自整定控制原理，速度阶段启动自整定软件时，参照涡轮转速以及节气门状态，准确定义转速值，以便更好的调节换挡时间，针对涡轮转速数值具体确定，以免出现换挡参数失准控制现象，导致换挡时间长短控制不当。一般来讲，应用自整定控制策略调节换挡时间，需要合理调整积分常数，以此提高换挡时间准确性，合理控制离合器控制压力。

4.3 动力降档整定策略

驾驶者降低档位、提高速度的普遍做法，即快速踏下油门，即凭借动力完成降档目的，这种情况下，极易出现涡轮失速现象，导致负荷压力大大增加，并且离合器热量短时间内集聚。一旦离合器频繁摩擦，那么极易缩短离合器使用时间，降低离合器使用性能，基于此，应用自整定控制策略是极为必要的。动力档位降低时，速度阶段先于转矩交换阶段产生，换言之，转矩交换操作开始前，接合离合器支持同步提速，速度判断依据即观察离合器值与既定值大小。全面监控差值变化情况，据此了解失速变化程度。需要注意的是，涡轮失速自整定控制原理，即以涡轮转速为监控目标，在这一过程中，根据涡轮失速程度发挥软件在参数调节方面的作用，有目的的控制转矩阶段时间，针对性监控涡轮转速差值，根据监控结果调节转速信号。应用滤波处理方法处理涡轮转速信号，以此减少内存占用率，提高数据信号准确性[3]。

5 测试过程及结果

为验证上述分析结论，通过实车测试的方式，分析换挡时间自整定测试和涡轮失速自整定测试，希望测试分析能为软件开发人员以及研究人员提供借鉴。

5.1 测试过程

实车测试对象选为江铃集团陆风牌 试验车，该试验车自动变速器测试设备主要有测定工具软件、测定工具硬件、笔记本电脑。其中，测量标定工具连接于控制器，以便为信号通讯提供载体，同时，能够调节信号参数，合理控制自动变速器动作。在这一过程中，准确记录变量名称、变量精度，针对自整定参数文件有序标定，针对自整定触发条件适当设置。实车测试过程中，既要做好热机准备工作，又要提高踏板稳定性，真正实现有动力升档、降档驾驶目的，为驾驶者带来良好的驾驶体验。如果驾驶期间存在沃伦失速、发动机飞车、换挡时间延长或者缩短等现象，应及时记录驾驶状态，针对换挡点具体标记，待换挡平顺度提高、换挡品质优化后，应暂停调节，并重复验证自整定策略，争取获得良好的实车测试效果[4]。

5.2 测试结果

5.2.1 换挡时间自整定测试结果

换挡离合器接合操作时，无疑出现倒挡现象，档位切换的过程中，分离、结合离合器分别处于脱开、接合状态。借助PI控制器实施闭关控制操作，以便更好的控制涡轮转速，尽可能缩小转速差值，接下来通过前馈控制法使离合器速度同步控制。测试实践表明，如果涡轮转速差值不断扩大，那么接合离合器增压控制速率相应加快，同时，涡轮转速逐渐减缓，导致换挡操作在短时间内完成。总结可知，涡轮转速节奏对目标涡轮转速有强烈的带动作用，能够实现换挡时间的合理控制，避免换挡时间超过既定换挡范围。

5.2.2 涡轮失速自整定测试结果

涡轮处于失速状态下，会逐渐增加转速差值，即使能够借助PI控制器实现差值缩小目的，但会增加分离离合器压力，导致涡轮转动过程中出现滞后现象，最终影响控制效果，不能在规定时间内实现控制目标。在此期间，适当调节自整定参数，不断提升换挡品质，尽可能减少涡轮失速现象。其中，自整定参数调节主要发挥涡轮失速预防作用，以此增强换挡冲击抵御能力[5]。

6 结语

综上所述，自动变速度换挡控制参数调节的过程中，自整定策略应以改进换挡品质为基本目的，这不仅能为驾驶者带来良好的驾驶体验，而且还能提升自动变速度控制单元质量，有利于提高自整定策略应用价值。在掌握不同换挡类型的基础上，针对性提出动力升档整定策略和动力降档整定策略，并通过实车测试的方式予以验证，希望该论题探究能够起到借鉴作用。由于我国在自动变速器换挡控制参数自整定研究方面存在一定不足，因此，研究学者应主动借鉴外国学者在此方面的研究经验，制定切实可行的自整定策略，以此优化自动变速器换挡控制效果，提高自整定策略应用效率，促进整车稳定、安全运行，减少整车运行故障。