電控機(jī)械自動(dòng)變速系統(tǒng)實(shí)時(shí)平順換擋建模與仿真.pdf

1、電控機(jī)械自動(dòng)變速傳動(dòng)(Automated Mechanical Transmission,簡(jiǎn)稱AMT)與目前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),并可沿用以往的手動(dòng)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(guó)研究與發(fā)展基金項(xiàng)目的資助下,針對(duì)嚴(yán)重影響汽車電控機(jī)械自動(dòng)變速系統(tǒng)起步和換擋品質(zhì)的沖擊振動(dòng)問題,通過采用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制這一汽車自動(dòng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)前沿技術(shù),開展了

2、深入系統(tǒng)的理論和試驗(yàn)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(jì)出具有多輸入(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速器傳動(dòng)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(dòng)機(jī)反饋轉(zhuǎn)矩預(yù)測(cè)值)的線性二次型調(diào)節(jié)控制器。為實(shí)現(xiàn)換擋時(shí)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(duì)不同司機(jī)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(jìn)行了試驗(yàn)分析,驗(yàn)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩修正模型,并以節(jié)氣門開度為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩的控制。在不同的起步條件下(發(fā)動(dòng)機(jī)起步轉(zhuǎn)速、負(fù)載以及離合器LQR控制參數(shù))對(duì)該模型進(jìn)行了離線

4、仿真分析,并與閉環(huán)控制策略的起步性能進(jìn)行比較。設(shè)計(jì)開發(fā)了節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)、離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)、選換擋執(zhí)行機(jī)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(jī)械自動(dòng)變速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),對(duì)不同行駛條件下基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩反饋的起步與換擋控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:在不同的條件下,本文所提出的基于發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)械自動(dòng)變速系統(tǒng)的起步與換擋品