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基于人—车—路环境下的汽车电控机械自动变速智能控制研究

刘振军  
【摘要】:电控机械式自动变速(AMT-Automated Mechanical Transmission)是近年来发展起来的一种新型自动变速技术,在世界各国受到了广泛的关注。AMT与目前车辆普遍采用的液力自动变速传动相比,具有传动效率高、制造成本低的优点,其生产可沿用已有手动变速器的生产线,设备投资小,产品性能价格比高,非常适合我国汽车工业的发展现实,具有很好的产业化前景和广阔的应用范围。尽管国内外在AMT技术方面已进行了大量的研究,并且在国外已实现了产品化,但由于AMT自身的特性和技术的复杂性,在车辆起步和换档过程中对复杂多变的环境条件和不同驾驶意图的自动适应能力以及系统稳定性和可靠性等关键技术方面,还存在着较多的问题。针对AMT存在的关键技术问题,本文进行了深入系统的理论和试验研究工作。 首先构建了人-车-路闭环系统,行驶的车辆是一个由驾驶员-车辆-道路环境构成的闭环系统,车辆的运行性能受到驾驶员、车辆状况和行驶环境的共同影响。驾驶员作为车辆操纵的主体,其行为特性直接影响到车辆的行驶性能,行驶环境变化决定了采用的控制策略的不同,根据这些需求,分析了驾驶行为特征、驾驶意图、道路环境条件的识别方法和车辆运行参数与控制信号的采集与处理方法,为实现基于人-车-路闭环系统的智能控制奠定了基础。  起步过程中的离合器控制是AMT系统的关键和难点之一。离合器控制受负载条件、道路条件、气候条件、车辆磨损状况及驾驶员意图等诸多因素的影响,同时控制目标不但需要满足车辆的平顺性要求,还要满足减少离合器滑磨,延长离合器使用寿命的目标。平顺性和离合器磨损是两个矛盾的指标,如何使这两个指标都能达到令人满意的效果是AMT车辆起步过程中离合器控制的关键。针对目前离合器接合控制策略存在的问题,提出了局部恒转速控制原则,通过对离合器的接合速度、结合量和发动机转速的协调控制,保证车辆具有良好的起步性能。由于车辆使用过程中机械系统的磨损,会导致车辆性能参数的变化,在对影响因素分析的基础上,制定了基于各种参数变化条件下的补偿控制策略。 通过对换档品质及其评价标准、换档过程的分析,找出了影响换档品质的主要因素,从换档平顺性和快捷性两个方面分析了保证换档品质的控制措施;对换档过程中的离合器控制进行了研究,制定了离合器分离结合控制策略;在分析不同的道路条件和驾驶员意图以及车辆运行特征的基础上,根据道路条件和驾驶意图对车辆运行工况进行了划分,通过对最佳动力性换档规律的修正,制定了满足各种条件的换档控制策略,并对部分特殊运行工况的换档规律进行了仿真分析;


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