汽車DCT智能控制及電控單元虛擬試驗系統(tǒng)研究.pdf

1、雙離合式自動變速器從根本上解決了機械式自動變速器換擋動力中斷帶來的問題，具有傳動效率高、成本低、經(jīng)濟性和舒適性好的特點，但也導(dǎo)致了控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的單輸入輸出經(jīng)典控制理論很難滿足DCT控制的要求。采用先進智能控制理論與技術(shù)來改進和完善DCT控制性能已經(jīng)成為智能化車輛自動變速技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。利用傳統(tǒng)臺架試驗對電控單元進行全面綜合的測試的傳統(tǒng)方法，由于人力物力耗費大，開發(fā)周期長，環(huán)境不穩(wěn)定、可重復(fù)性差等缺點，已難以適應(yīng)電控系統(tǒng)

2、智能化、快速升級化的需求。利用虛擬試驗技術(shù)，可以開發(fā)出能夠進行DCT電控單元ECU調(diào)試、檢測及性能評估的虛擬環(huán)境，這對于高效、智能、低成本的進行DCT電控單元的開發(fā)和研制起到相當重要的作用。本文結(jié)合國家863高科技發(fā)展項目和重慶市科技攻關(guān)項目重點進行了汽車DCT智能控制及電控單元虛擬試驗系統(tǒng)的研究。論文所做的主要工作和取得的成果有：
　　 ①全面綜述了DCT控制系統(tǒng)及其試驗系統(tǒng)的發(fā)展歷史和國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，指出了目前DCT控

3、制技術(shù)存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，重點分析了起步控制策略、換擋規(guī)律、換擋過程控制策略、執(zhí)行機構(gòu)控制算法的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)，詳細的介紹了汽車電控單元試驗研發(fā)步驟及平臺，明確了論文的主要研究內(nèi)容。
　　 ②在系統(tǒng)分析DCT離合器的扭矩傳遞機理基礎(chǔ)上，研究了不同工作狀態(tài)及過渡過程中扭矩傳遞動態(tài)特性，建立了DCT傳動系統(tǒng)典型運行工況下的動力學微分方程。研究了對DCT性能有重大影響的電子節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)和干式自動離合器執(zhí)行機構(gòu)的特性，建立了節(jié)氣門

4、執(zhí)行機構(gòu)和離合器執(zhí)行機構(gòu)的非線性動力學模型。依據(jù)發(fā)動機的試驗數(shù)據(jù)，研究了支持向量機的核函數(shù)、損失函數(shù)及懲罰參數(shù)對發(fā)動機模型系統(tǒng)辨識精度的影響，確定了各參數(shù)對模型精度影響的順序，獲得了使支持向量機網(wǎng)絡(luò)辨識精度達到最優(yōu)時各參數(shù)的取值，建立了比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有更高的辨識精度和更小誤差的發(fā)動機支持向量機模型。
　　 ③DCT智能控制體系結(jié)構(gòu)研究。進行了DCT電機、傳感器等硬件的選型，設(shè)計了電控單元及接口的整體硬件電路。研究了基于分層遞階

5、智能控制的DCT控制系統(tǒng)，提出了基于感知層、控制層和執(zhí)行層的DCT三層遞階智能控制結(jié)構(gòu)。定義了各層的目標，指明了各層之間的任務(wù)、要求、關(guān)系以及精度。詳細地分析了基于野點剔除、數(shù)字濾波、測量算法三步法構(gòu)成的DCT感知層的傳感器信號軟處理算法。解決了DCT運動控制、規(guī)劃控制及數(shù)據(jù)處理的協(xié)調(diào)合作問題，為自動變速器控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了手段。該分層遞階智能控制軟件系統(tǒng)具有較為完善的結(jié)構(gòu)和理論基礎(chǔ)，具有通用與可擴展的特性，亦可適應(yīng)于其它變速車輛控制

6、系統(tǒng)設(shè)計。
　　 ④根據(jù)執(zhí)行層執(zhí)行機構(gòu)的非線性、參數(shù)時變及外部負載干擾等情況，在保證響應(yīng)能力及魯棒性的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于邊界估計的自適應(yīng)模糊滑?？刂破鳌睦碚撋戏治隽嘶？刂茖ο到y(tǒng)參數(shù)時變及外部干擾的不變性，然后利用模糊控制及補償控制較好地解決了抖振問題。并針對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用李亞普諾夫穩(wěn)定性理論證明了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為DCT控制策略的快速、穩(wěn)定執(zhí)行提供了有力的保障。
　　 ⑤針對DCT車輛中層智能控制策略的研究

7、。綜合考慮駕駛意圖、發(fā)動機狀態(tài)、離合器狀態(tài)、沖擊度、滑摩功等多方因素，基于模糊智能控制方法，提出了駕駛員意圖模糊識別和離合器接合速度模糊推理的雙層模糊起步智能控制，制定了起步時離合器的接合模糊控制規(guī)則，實現(xiàn)了滿足駕駛意圖下的平穩(wěn)起步。在綜合人一車一環(huán)境整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研究了仿人式智能換擋規(guī)律的設(shè)計方法。實現(xiàn)了動力性和經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)，有效地避免特殊環(huán)境路況時頻繁及意外換擋現(xiàn)象的發(fā)生，同時還可以體現(xiàn)駕駛員意圖，實現(xiàn)換擋規(guī)律由線到面的跨越，提

8、高整車的燃油性和動力性。分析DCT車輛換擋過程特點，以滿足沖擊度和滑摩功為邊界條件，研究并提出了換擋過程兩離合器接合時序的定量計算公式，為DCT車輛換擋品質(zhì)的提高提供了理論指導(dǎo)。
　　 ⑥D(zhuǎn)CT電控單元虛擬試驗系統(tǒng)研制與試驗分析。利用Matlab/xPC Target、MATLAB/Simulink、Matlab/RTW并結(jié)合三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將數(shù)據(jù)采集卡、微機、DCT電控單元、路由器等硬件相結(jié)合，研制了具有成本低廉、通用性強、