汽車自動(dòng)變速系統(tǒng)智能控制方法研究.pdf

1、自動(dòng)變速控制是現(xiàn)代汽車的一項(xiàng)重要技術(shù)，也是智能車輛的基本功能。為使汽車自動(dòng)變速控制系統(tǒng)有更高的控制性能和更靈活的控制策略，將智能控制技術(shù)引入自動(dòng)變速控制系統(tǒng)十分必要。論文作者針對(duì)控制難度較大的一種自動(dòng)變速器——電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AutomatedMechanicalTransmission即AMT)的若干控制技術(shù)難題，運(yùn)用智能控制理論和方法對(duì)其控制規(guī)律進(jìn)行了研究。這一方面是為了解決AMT的這些控制難題，加快汽車AMT的實(shí)際應(yīng)用的速度

2、，另一方面也有助于推進(jìn)智能控制理論與技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)程，促進(jìn)智能控制技術(shù)本身的發(fā)展。 論文首先介紹了三種典型自動(dòng)變速器的特點(diǎn)和發(fā)展情況，然后重點(diǎn)介紹國(guó)內(nèi)外研究電控機(jī)械自動(dòng)變速器控制方法的現(xiàn)狀和論文作者研制的桑塔納2000型轎車電控機(jī)械自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)的組成原理、研制情況以及在控制方面還存在的問(wèn)題，為進(jìn)一步深入對(duì)自動(dòng)變速器智能控制方法的研究確定了方向和研究?jī)?nèi)容。 離合器的接合控制是電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的難點(diǎn)技術(shù)之一。盡管

3、人們?cè)芯窟^(guò)用PID控制和模糊控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)離合器接合過(guò)程的控制，但這些方法在控制決策方面尚缺乏其靈活性和通過(guò)學(xué)習(xí)改進(jìn)控制效果的能力。因此，論文中，作者提出了應(yīng)用迭代學(xué)習(xí)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)離合器控制的學(xué)習(xí)功能。其基本思想是：把離合器接合過(guò)程的兩個(gè)重要參數(shù)—離合器的有效起始接合點(diǎn)x0和離合器半接合過(guò)程中的接合速度x設(shè)計(jì)為可以依照一定準(zhǔn)則進(jìn)行改變并能進(jìn)行修正，從而使汽車離合器接合品質(zhì)能夠提高的可學(xué)習(xí)參數(shù)，并運(yùn)用迭代學(xué)習(xí)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。參數(shù)學(xué)習(xí)

4、的準(zhǔn)則就是讓離合器的接合盡可能使汽車的起步加速度接近容許的加速度而又不會(huì)使起步?jīng)_擊度超過(guò)允許值。本文采用所建立的確定離合器有效起始接合點(diǎn)x0和接合速度x的迭代學(xué)習(xí)算法，進(jìn)行了離合器接合控制的數(shù)字仿真。仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果表明：迭代學(xué)習(xí)控制技術(shù)應(yīng)用于離合器的控制有助于改善其接合控制的性能，在AMT系統(tǒng)中應(yīng)用是可行。 電控機(jī)械式自動(dòng)變速系統(tǒng)的另一個(gè)技術(shù)難題是最佳換檔點(diǎn)的確定。在開(kāi)發(fā)研究AMT的過(guò)程中，國(guó)內(nèi)外的通常做法是通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)?zāi)M

5、在各種不同道路條件下進(jìn)行換檔時(shí)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，得到大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的離線計(jì)算，從中確定出最佳動(dòng)力性換檔規(guī)律或最佳經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律。由于這種方法耗費(fèi)人力、物力和財(cái)力，而且不能使換檔點(diǎn)隨車輛和道路的條件變化始終保持最佳。于是，作者在論文中提出了基于模式識(shí)別和迭代學(xué)習(xí)算法的最佳動(dòng)力性換檔控制方法。該方法的基本思想是把車輛在某個(gè)檔位和在某種道路條件下具有最佳動(dòng)力性能的運(yùn)行狀態(tài)視為同一模式，不同的模式就必須采用不同的檔位才能獲得最

6、佳的動(dòng)力性能。而兩個(gè)不同模式之間的交界線就必然構(gòu)成最佳動(dòng)力換檔規(guī)律曲線。于是，采用基于模式識(shí)別的迭代學(xué)習(xí)逐漸逼近最優(yōu)的方法來(lái)確定這條最佳換檔規(guī)律曲線。文中，作者還就迭代學(xué)習(xí)的收斂性問(wèn)題進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明：采用這種方法，車輛在各個(gè)檔位下的加速特性滿足一定條件時(shí)，是完全可以收斂的。而這個(gè)條件對(duì)于一般的車輛而言均能滿足。 無(wú)論是進(jìn)行換檔決策還是在坡道上進(jìn)行起步操縱控制，坡度角都是一個(gè)非常重要的道路條件參數(shù)，然而對(duì)該參數(shù)的隨車動(dòng)態(tài)

7、測(cè)量也是一個(gè)難度較大的技術(shù)問(wèn)題。論文介紹了作者運(yùn)用多傳感器信息融合的方法建立車輛在行駛過(guò)程中對(duì)道路坡度進(jìn)行動(dòng)態(tài)識(shí)別的數(shù)學(xué)模型的思路。根據(jù)這個(gè)模型，只要用單擺式角位移傳感器測(cè)出包含有車身的傾角信號(hào)，用兩個(gè)位移傳感器分別測(cè)出車身在前懸架和后懸架處的上下位移信號(hào)、用加速度傳感器測(cè)出車身的前進(jìn)加速度信號(hào)，就可以通過(guò)融合算法得到車輛正在行駛的道路所具有的坡度角。另外，坡度角識(shí)別的誤差也是一個(gè)值得討論的問(wèn)題，因?yàn)檫^(guò)大的誤差將會(huì)使這種方法失去實(shí)際應(yīng)用

8、的價(jià)值。為此，文中還進(jìn)行了坡度角識(shí)別誤差的分析，找出了減小融合誤差的措施。為了從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)道路坡度角的融合算法，作者還討論了數(shù)字信號(hào)融合和模擬信號(hào)融合兩種不同的方法。 裝有電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的車輛怎樣才能在坡道上平穩(wěn)起步而不出現(xiàn)倒溜也是一個(gè)需要研究的問(wèn)題。從一些相關(guān)論文或資料可以知道：國(guó)內(nèi)外的普遍做法是采用在制動(dòng)系統(tǒng)中加裝坡道起步器。但這種方法將使制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性下降，而且還會(huì)增加成本。為此，作者分析了車輛的坡道起步過(guò)程，發(fā)現(xiàn)