论文题目: 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
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 刘振军
导师: 秦大同
关键词: 自动变速,智能控制,试验
文献来源: 重庆大学
发表年度: 2005
论文摘要: 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;
论文目录:
中文摘要
英文摘要
符号说明
1 绪论
1.1 概述
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究意义
1.2 电控机械式自动变速系统原理及结构型式
1.2.1 系统组成及原理
1.2.2 结构型式及特点
1.3 AMT 技术国内外发展概况
1.4 AMT 的关键技术及其研究现状
1.4.1 离合器控制
1.4.2 档位决策与控制
1.4.3 动力传动系统一体化控制
1.5 本课题研究的主要内容和重点
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 课题研究的技术路线
2 人-车-路闭环系统及其参数采集与识别
2.1 人-车-路闭环系统及其运行参数采集
2.1.1 人-车-路闭环系统
2.1.2 车辆运行参数及控制信号的采集与处理
2.2 驾驶意图和行驶环境的识别
2.2.1 驾驶操纵行为特性识别
2.2.2 驾驶意图的识别
2.2.3 行驶环境的识别
2.2.4 车辆负载识别
2.3 人-车-路闭环系统控制的影响因素
2.3.1 驾驶员操纵意图对控制策略的影响
2.3.2 道路环境对控制策略的影响
2.4 本章小结
3 起步过程离合器智能控制
3.1 起步过程离合器控制的要求及目标
3.1.1 控制要求
3.1.2 离合器智能控制中的关键问题
3.1.3 控制目标及控制参数
3.2 离合器接合过程分析
3.2.1 离合器结合过程数学模型
3.2.2 控制目标的影响因素
3.3 离合器起步控制
3.3.1 起步控制策略存在的问题
3.3.2 发动机局部恒转速控制
3.4 离合器补偿控制
3.4.1 离合器磨损补偿控制
3.4.2 车载负荷变化补偿控制
3.4.3 道路条件变化补偿控制
3.4.4 离合器空行程估算
3.4.5 离合器补偿控制结果分析
3.5 本章小结
4 电控机械式自动变速系统换挡过程综合智能控制
4.1 换挡品质及其控制
4.1.1 换档品质及其评价标准
4.1.2 换挡过程分析
4.1.3 换档品质的影响因素
4.2 换档过程离合器控制
4.2.1 离合器操纵过程的冲击度
4.2.2 离合器操纵过程的滑摩功
4.2.3 离合器分离结合速度控制
4.3 最佳动力性与最佳经济性换档规律
4.3.1 最佳动力性换档规律
4.3.2 最佳经济性换档规律
4.4 基于不同驾驶意图和道路条件下的换档策略
4.4.1 换档控制策略设计原则
4.4.2 基于不同道路条件下的综合换档控制策略
4.4.3 基于不同驾驶意图的综合换档控制策略
4.5 智能化综合换档控制
4.5.1 最佳档位决策系统
4.5.2 综合智能档位决策
4.6 本章小结
5 发动机转速控制
5.1 转速控制目标
5.1.1 起步过程的发动机控制
5.1.2 换档过程的发动机控制
5.2 发动机转速控制方式
5.3 电子节气门系统
5.3.1 电子节气门系统控制原理
5.3.2 电子节气门机械中的非线性
5.4 电子节气门控制
5.4.1 系统数学模型
5.4.2 控制器设计
5.4.2 仿真分析与实验验证
5.5 发动机转速闭环模糊控制
5.5.2 发动机转速闭环控制模型
5.5.2 控制规则的确定
5.5.3 实验测试
5.6 本章小结
6 电控机械式自动变速系统开发研制及试验研究
6.1 执行机构开发
6.1.1 结构型式及特点
6.1.2 离合器执行机构
6.1.3 选换档执行机构
6.2 电控系统开发
6.2.1 电控系统总体结构
6.2.2 CPU功能及特点
6.2.3 输入输出模块设计
6.2.4 控制软件开发
6.3 AMT 台架试验研究
6.3.1 试验台组成
6.3.2 数据采集及控制系统
6.3.3 台架试验分析
6.4 AMT 样车开发及整车实验分析
6.3.1 样车开发
6.3.2 整车实验分析
6.5 本章小结
7 全文总结
7.1 主要研究工作及其结论
7.2 论文的主要创新点和继续研究的方向
致谢
参考文献
附:A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录
B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目及得奖情况
发布时间: 2005-11-07
参考文献
- [1].基于支持向量机的工程车辆自动变速方法研究[D]. 韩顺杰.吉林大学2009
- [2].重型载重汽车液力自动变速换挡策略与品质研究[D]. 张雁.吉林大学2015
- [3].电动汽车最优自动变速及能量回馈的控制技术研究[D]. 张志森.广东工业大学2013
- [4].混合动力工程车辆自动变速换挡策略及控制方法研究[D]. 李天宇.吉林大学2014
- [5].履带车辆自动变速系统智能控制策略及实验研究[D]. 易军.华中科技大学2007
- [6].基于人—车—路系统的自动变速车辆智能换挡策略研究[D]. 史俊武.上海交通大学2011