AMT车辆低附状态控制方法的研究

论文摘要

AMT车辆是装载有AMT变速系统(Automatic Mechanical Transmission机械式自动变速器)的车辆。AMT系统保留原MT车型的离合器和手动变速箱,通过TCU控制加装的替代驾驶员动作的执行机构,实现自动换挡。现有的AMT研究大部分是在高附的条件下进行的,少有针对低附情况控制方法的研究。在低附情况下,路面能提供的附着力较小,车辆的驱动力受到附着力的限制。如果驱动力大于路面提供的附着力的极限,则容易出现驱动轮打滑的现象,影响驾乘人员的安全。所以在低附的条件下,通过节气门控制、离合器控制、适当的换挡策略,来控制传递到驱动轮的驱动力,使之不大于附着力的极限,减少驱动轮滑转是十分必要的。论文在MATLAB/SIMULINK中建立了AMT车辆在低附状态下的整车动力学仿真模型,特别建立了针对低附情况下的轮胎纵向力模型,根据驱动轮的运动状态,实时计算出路面能提供的附着力的极限值;针对车辆模型、发动机模型、离合器模型、变速箱模型、驾驶员意图识别模型,在STATEFLOW中建立了控制模块,通过节气门控制调节发动机的输出扭矩和离合器传递扭矩的控制,进行了低附状态下的控制系统仿真。论文依照控制驱动力矩的目标,通过仿真分别建立了低附状态下的AMT节气门控制策略、离合器控制策略、换挡策略;节气门控制、离合器接合控制均采用位置控制,精确调节从发动机输出到离合器的驱动力矩,优化了所制定的低附状态下的控制策略。从仿真结果来看,在所制订的控制策略的控制下,能有效减少驱动轮滑转的现象。论文通过实车在低附路面上的试验,验证了所建立仿真模型的正确性,并在试验过程中检验了所制订的控制策略的可行性,并对控制策略进行了更进一步的优化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题的目的和意义
• 1.3 国际国内研究状态的进展
• 1.3.1 AMT 研究的发展历程
• 1.3.2 国外AMT 技术的应用现状
• 1.3.3 国内AMT 研究的状态
• 1.4 AMT 的结构与控制器分析
• 1.4.1 AMT 的结构
• 1.4.2 AMT 控制器分析
• 1.5 AMT 的控制方法的分析
• 1.6 论文各部分的主要内容
• 第2章 低附状态整车动力学模型的建立与仿真
• 2.1 低附状态整车动力学模型的建立与总体分析
• 2.2 低附路面上的轮胎纵向力模型的建立
• 2.2.1 轮胎在低附路面上的摩擦特性
• 2.2.2 低附路面上的轮胎纵向力模型
• 2.3 包含轮胎模型的车辆模型
• 2.4 发动机模型
• 2.5 离合器模型
• 2.5.1 离合器工作特性分析
• 2.5.2 离合器工作模型的建立
• 2.6 变速箱模型
• 2.7 驾驶员意图识别模型
• 2.7.1 模糊控制与模糊推理简介
• 2.7.2 驾驶员意图识别的多输入单输出模糊推理模型
• 2.7.3 基于MATLAB 的仿真模型
• 2.8 控制模块的初步设计
• 2.8.1 控制模块的结构
• 2.8.2 控制策略的初步制订
• 2.8.3 仿真的初步结果
• 2.9 本章小结
• 第3章 AMT 低附状态下控制策略的分析与制订
• 3.1 低附状态下的节气门控制策略
• 3.1.1 原有的高附状态下的节气门控制策略
• 3.1.2 低附状态下的节气门控制策略分析
• 3.2 低附状态下的离合器控制策略
• 3.2.1 原有的高附状态下的离合器控制策略
• 3.2.2 低附状态下的离合器控制策略分析
• 3.3 低附状态下的换挡策略
• 3.4 本章小结
• 第4章 低附状态下控制策略的实车试验研究
• 4.1 试验条件与总体软件结构
• 4.1.1 试验条件说明
• 4.1.2 总体软件结构
• 4.2 低附路面上的起步试验结果与分析
• 4.3 低附路面上的换挡试验结果与分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果