電控機械自動變速系統(tǒng)實時平順換擋建模與仿真.pdf

1、電控機械自動變速傳動(Automated Mechanical Transmission,簡稱AMT)與目前普遍采用的液力自動變速傳動相比,具有傳動效率高、制造成本低的優(yōu)點,并可沿用以往的手動變速器生產(chǎn)線,設(shè)備投資少,具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景和廣泛的應(yīng)用范圍。本文在Ford-NSFC中國研究與發(fā)展基金項目的資助下,針對嚴(yán)重影響汽車電控機械自動變速系統(tǒng)起步和換擋品質(zhì)的沖擊振動問題,通過采用發(fā)動機轉(zhuǎn)矩控制這一汽車自動變速傳動系統(tǒng)前沿技術(shù),開展了

2、深入系統(tǒng)的理論和試驗研究:通過求解Riccati方程獲得了線性二次型調(diào)節(jié)控制器(LQRC)的優(yōu)化控制規(guī)律,設(shè)計出具有多輸入(發(fā)動機轉(zhuǎn)速、變速器傳動比、變速器輸出轉(zhuǎn)速以及離合器目標(biāo)轉(zhuǎn)矩)單輸出(發(fā)動機反饋轉(zhuǎn)矩預(yù)測值)的線性二次型調(diào)節(jié)控制器。為實現(xiàn)換擋時間和換擋沖擊度綜合效果最佳,通過線性二次調(diào)節(jié)控制器,建立了離合器滑摩控制器模型,并針對不同司機意圖、負(fù)載以及離合器摩擦盤材料條件下的離合器起步控制進行了試驗分析,驗證了本控制策略與傳統(tǒng)閉環(huán)控

3、制策略相比較的優(yōu)越性。為了提高AMT汽車的換擋平順性,采用現(xiàn)代多變量線性二次型(LQ)優(yōu)化控制理論,建立了包括離合器控制模型、換擋控制模型和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩修正模型在內(nèi)的AMT平順性換擋控制模型,提出了一種新的、基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩反饋控制的離合器換擋控制策略。利用單值分解方法(SVD)建立了發(fā)動機轉(zhuǎn)矩修正模型,并以節(jié)氣門開度為目標(biāo),實現(xiàn)對發(fā)動機實際輸出轉(zhuǎn)矩的控制。在不同的起步條件下(發(fā)動機起步轉(zhuǎn)速、負(fù)載以及離合器LQR控制參數(shù))對該模型進行了離線

4、仿真分析,并與閉環(huán)控制策略的起步性能進行比較。設(shè)計開發(fā)了節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)、離合器執(zhí)行機構(gòu)、選換擋執(zhí)行機構(gòu)的控制軟件,以及基于dSPACE的AMT硬件在環(huán)仿真(HILS)綜合控制系統(tǒng),搭建了電控機械自動變速系統(tǒng)實驗臺,對不同行駛條件下基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩反饋的起步與換擋控制策略進行了實驗驗證。結(jié)果表明:在不同的條件下,本文所提出的基于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩反饋的換擋控制策略與傳統(tǒng)基于轉(zhuǎn)速反饋的換擋控制策略相比較,可有效地提高電控機械自動變速系統(tǒng)的起步與換擋品