汽車自動離合器接合過程控制策略研究.pdf

1、自動變速器是汽車變速器的發(fā)展方向，機械自動變速器AMT具有成本低、結(jié)構簡單、傳動效率高、經(jīng)濟性好的特點，對現(xiàn)有手動變速器改動小，易于產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，是一種特別適合我國國情的自動變速器。自動離合器是AMT系統(tǒng)最重要的一個功能模塊，也是AMT控制的難點和核心。同時它也可以單獨作為一個產(chǎn)品開發(fā)，同手動變速器相比，自動離合器可大大減輕駕駛強度，提高駕駛舒適性及安全性。自動離合器控制難點在于離合器最佳接合規(guī)律的制定和對于離合器接合規(guī)律的準確跟蹤，目前

2、這兩方面的研究均不太成熟，本文主要圍繞這兩個大的方面進行了自適應控制策略仿真以及試驗研究，最后針對試驗樣車開發(fā)了自動離合器控制系統(tǒng)，并進行了相關的道路試驗。 1）分析了現(xiàn)有離合器驅(qū)動機構的優(yōu)缺點，在此基礎上設計了一種新的電動式驅(qū)動機構，采用蝸卷彈簧進行力矩補償，可以減輕驅(qū)動電機的負荷并改善系統(tǒng)的動態(tài)性能；采用成熟傳感器作為位置傳感器，并設計有機械限位機構。分析了蝸卷彈簧機構的設計方法。建立了離合器、驅(qū)動機構和電機一體化的動力學模

3、型，為離合器位置跟蹤控制器的設計打下了理論基礎。 2）利用電渦流測功機系統(tǒng)測取了DA465Q發(fā)動機的速度特性，利用數(shù)據(jù)擬合方法建立了發(fā)動機轉(zhuǎn)矩數(shù)學模型。建立了車輛傳動系統(tǒng)動力學仿真模型。分析了影響離合器接合規(guī)律的因素，根據(jù)離合器起步控制目標，提出了一種改進的發(fā)動機局部恒轉(zhuǎn)速控制策略，作為離合器起步總體控制原則。針對發(fā)動機恒轉(zhuǎn)速控制實現(xiàn)問題，提出了一種模糊控制和規(guī)則協(xié)調(diào)控制相結(jié)合的控制策略。以節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速相對偏差及發(fā)動機

4、轉(zhuǎn)速變化率為控制量，設計了模糊控制算法；以最低接合轉(zhuǎn)速、離合器輸入輸出轉(zhuǎn)速差和離合器輸出軸轉(zhuǎn)速為輔助控制量，設計了調(diào)整規(guī)則。多種起步工況的仿真試驗表明所提出的控制策略具有較好的控制效果和較強的適應性，為自動離合器控制軟件的開發(fā)提供了理論依據(jù)。 3）針對離合器磨損補償問題，提出了一種空行程自學習補償控制策略，利用離合器磨損后扭矩傳遞特性相對不變的特點來在線檢測空行程結(jié)束點的位置，該策略簡單易行，具有較強的實用性。 4）針對

5、轉(zhuǎn)速信號的濾波問題，提出了一種自適應中值決策濾波和巴特沃思濾波相結(jié)合的濾波算法，利用自適應中值決策濾波濾除較大的脈沖干擾，利用巴特沃思濾波器進行平滑濾波。試驗結(jié)果表明，同普通中值濾波和單純的FIR濾波相比，該濾波算法能夠利用最小的濾波窗口濾除大脈沖干擾，同時具有較好的平滑性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準確濾波。 5）離合器位置跟蹤控制是一個較復雜的非線性控制問題，本文利用神經(jīng)元控制理論，設計了具有前饋控制作用的增益可調(diào)整離合器位置神經(jīng)元自適

6、應PID控制器。利用神經(jīng)元的自學習功能實現(xiàn)權系數(shù)的自動調(diào)整，利用前饋控制增強控制器的動態(tài)性能，利用PSD算法實現(xiàn)增益的自動調(diào)整。試驗表明，它能夠?qū)崿F(xiàn)離合器位置的準確跟蹤，位置跟蹤動、靜態(tài)誤差小，另外，它能夠適應離合器負荷和目標接合速度的非線性變化，同時能夠適應系統(tǒng)參數(shù)的變化，表現(xiàn)出了良好的魯棒性，可以滿足離合器位置跟蹤控制要求。 6）以infineon XC164CS高性能16位單片機為核心，針對樣車設計了自動離合器控制器，根據(jù)