商用汽車電控機械自動變速器智能控制技術(shù)研究.pdf

1、國內(nèi)商用汽車主要采用固定軸式變速器，在現(xiàn)有變速器結(jié)構(gòu)的基礎上增加電控單元，采用電控換擋執(zhí)行機構(gòu)，提高車輛燃油經(jīng)濟性與乘坐舒適性。商用汽車由于車載變化大、行駛路況復雜以及駕駛意圖的影響，造成離合器和擋位控制達不到理想的效果，影響車輛的操縱性能，制約了裝備電控機械自動變速器的車輛動力性、經(jīng)濟性及乘坐舒適性等性能的進一步提高。圍繞上述問題，本文主要進行了以下工作：
　　 (1)分析國內(nèi)外電控機械自動變速器的研究、應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，建

2、立商用汽車機械變速器系統(tǒng)的動力學模型，對機械變速器的動力傳動系統(tǒng)特性進行分析。研究和分析氣體流量特性以及離合器氣動控制機構(gòu)。換擋執(zhí)行機構(gòu)采用多位置氣缸，能精確定位選擋和換擋行程，提高換擋性能和機構(gòu)可靠性。分析智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和特點，針對電控機械自動變速器的特點，選用模糊控制方法用于電控機械自動變速器的換擋控制。
　　 (2)分析離合器的接合過程及評價指標?？紤]道路信息及車輛載荷的不同對離合器接合的影響，將其轉(zhuǎn)化為一種可以描

3、述車輛外部信息的車輛轉(zhuǎn)換質(zhì)量系數(shù)并作為輸入量，運用模糊控制方法獲得離合器的目標接合速度。對于離合器執(zhí)行部分采用模糊PID的方法控制目標接合位置的波動，防止離合器接合過程中出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，實現(xiàn)離合器執(zhí)行部件的控制。
　　 (3)在油門開度快速變化情況下，車輛的慣性較大，車速的變化相對于油門的變化存在著滯后現(xiàn)象，造成車輛頻繁換擋。采用模糊控制的方法可以消除油門開度快速變化對頻繁換擋的影響，提高乘坐舒適性。
　　 (4)針對不同

4、的道路狀況及駕駛意圖，車輛換擋車速不同，對換擋曲線進行改進，構(gòu)造符合各種狀況的換擋曲線。
　　 (5)考慮電源電壓取值對驅(qū)動執(zhí)行組件的影響，采用了電壓檢測電路及升壓電路控制供電電路的通斷，保證整個控制電路在安全可靠的范圍內(nèi)工作。換擋信號采用CAN總線通信，并對整個控制系統(tǒng)進行試驗驗證。
　　 本文的創(chuàng)新點在于：
　　 1、提出車輛轉(zhuǎn)換質(zhì)量系數(shù)的概念，并將其運用到離合器接合控制中，車輛的轉(zhuǎn)換質(zhì)量系數(shù)反映道路條件和整

5、車質(zhì)量，能夠全面考慮影響離合器接合的外部因素，優(yōu)化控制離合器接合情況，符合駕駛意圖。
　　 2、采用了一種簡單易行的電控氣動擋位變換機構(gòu)。利用多位置氣缸控制換擋行程，對選擋行程和換擋行程進行精確定位，提高換擋性能和機構(gòu)可靠性。
　　 3、為防止離合器執(zhí)行部分在目標接合位置波動，造成離合器從動盤轉(zhuǎn)矩波動，以及離合器執(zhí)行部分具有延遲及模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)不確定的特點，提出用模糊自適應PID控制的方法，由模糊控制器根據(jù)外部因素來控制

6、PID控制器的系數(shù)，一方面具有模糊控制的智能功能，另一方面具有確定的模型結(jié)構(gòu)。
　　 4、在油門開度快速變化情況下，車輛的慣性較大，車速的變化相對于油門的變化存在滯后現(xiàn)象，較大的油門開度變化會造成車輛的頻繁換擋。因此，提出在原有控制輸入?yún)?shù)的基礎上增加油門開度快速變化率作為其中的一個補充參數(shù)，全面分析考慮影響車輛換擋的操作過程。
　　 5、以油門開度變化率及坡道信息作為輸入?yún)?shù)，建立最佳換擋曲線，運用模糊控制的方法，在最