基于人-車-路環(huán)境下的汽車電控機(jī)械自動(dòng)變速智能控制研究.pdf

1、電控機(jī)械式自動(dòng)變速（AMT－Automated Mechanical Transmission）是近年來發(fā)展起來的一種新型自動(dòng)變速技術(shù)，在世界各國受到了廣泛的關(guān)注。AMT與目前車輛普遍采用的液力自動(dòng)變速傳動(dòng)相比，具有傳動(dòng)效率高、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)可沿用已有手動(dòng)變速器的生產(chǎn)線，設(shè)備投資小，產(chǎn)品性能價(jià)格比高，非常適合我國汽車工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)實(shí)，具有很好的產(chǎn)業(yè)化前景和廣闊的應(yīng)用范圍。盡管國內(nèi)外在AMT技術(shù)方面已進(jìn)行了大量的研究，并且在國外已

2、實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，但由于AMT自身的特性和技術(shù)的復(fù)雜性，在車輛起步和換檔過程中對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境條件和不同駕駛意圖的自動(dòng)適應(yīng)能力以及系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性等關(guān)鍵技術(shù)方面，還存在著較多的問題。針對(duì)AMT存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，本文進(jìn)行了深入系統(tǒng)的理論和試驗(yàn)研究工作。 首先構(gòu)建了人－車－路閉環(huán)系統(tǒng)，行駛的車輛是一個(gè)由駕駛員－車輛－道路環(huán)境構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，車輛的運(yùn)行性能受到駕駛員、車輛狀況和行駛環(huán)境的共同影響。駕駛員作為車輛操縱的主體，其行為特性

3、直接影響到車輛的行駛性能，行駛環(huán)境變化決定了采用的控制策略的不同，根據(jù)這些需求，分析了駕駛行為特征、駕駛意圖、道路環(huán)境條件的識(shí)別方法和車輛運(yùn)行參數(shù)與控制信號(hào)的采集與處理方法，為實(shí)現(xiàn)基于人－車－路閉環(huán)系統(tǒng)的智能控制奠定了基礎(chǔ)。 起步過程中的離合器控制是AMT系統(tǒng)的關(guān)鍵和難點(diǎn)之一。離合器控制受負(fù)載條件、道路條件、氣候條件、車輛磨損狀況及駕駛員意圖等諸多因素的影響，同時(shí)控制目標(biāo)不但需要滿足車輛的平順性要求，還要滿足減少離合器滑磨，延長(zhǎng)

4、離合器使用壽命的目標(biāo)。平順性和離合器磨損是兩個(gè)矛盾的指標(biāo)，如何使這兩個(gè)指標(biāo)都能達(dá)到令人滿意的效果是AMT車輛起步過程中離合器控制的關(guān)鍵。針對(duì)目前離合器接合控制策略存在的問題，提出了局部恒轉(zhuǎn)速控制原則，通過對(duì)離合器的接合速度、結(jié)合量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的協(xié)調(diào)控制，保證車輛具有良好的起步性能。由于車輛使用過程中機(jī)械系統(tǒng)的磨損,會(huì)導(dǎo)致車輛性能參數(shù)的變化，在對(duì)影響因素分析的基礎(chǔ)上,制定了基于各種參數(shù)變化條件下的補(bǔ)償控制策略。 通過對(duì)換檔品質(zhì)及其

5、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、換檔過程的分析，找出了影響換檔品質(zhì)的主要因素，從換檔平順性和快捷性兩個(gè)方面分析了保證換檔品質(zhì)的控制措施；對(duì)換檔過程中的離合器控制進(jìn)行了研究，制定了離合器分離結(jié)合控制策略；在分析不同的道路條件和駕駛員意圖以及車輛運(yùn)行特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)道路條件和駕駛意圖對(duì)車輛運(yùn)行工況進(jìn)行了劃分，通過對(duì)最佳動(dòng)力性換檔規(guī)律的修正，制定了滿足各種條件的換檔控制策略，并對(duì)部分特殊運(yùn)行工況的換檔規(guī)律進(jìn)行了仿真分析；建立了智能化的綜合控制換檔系統(tǒng)的概念，提出

6、了復(fù)雜耦合工況下的檔位決策方法。 進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法研究，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制是提高電控機(jī)械自動(dòng)變速換檔品質(zhì)，改善車輛起步及行駛平穩(wěn)性和延長(zhǎng)離合器使用壽命的關(guān)鍵。采用電子節(jié)氣門對(duì)起步和換檔過程中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)控制，滿足了AMT系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制的需求。 進(jìn)行了AMT系統(tǒng)的開發(fā)研制，開發(fā)了電控電動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、選換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低廉，工作性能達(dá)到了預(yù)期的效果。開發(fā)了基于數(shù)字信號(hào)處理器D