汽車(chē)自動(dòng)離合器接合過(guò)程控制策略研究.pdf

1、自動(dòng)變速器是汽車(chē)變速器的發(fā)展方向，機(jī)械自動(dòng)變速器AMT具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)有手動(dòng)變速器改動(dòng)小，易于產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)，是一種特別適合我國(guó)國(guó)情的自動(dòng)變速器。自動(dòng)離合器是AMT系統(tǒng)最重要的一個(gè)功能模塊，也是AMT控制的難點(diǎn)和核心。同時(shí)它也可以單獨(dú)作為一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，同手動(dòng)變速器相比，自動(dòng)離合器可大大減輕駕駛強(qiáng)度，提高駕駛舒適性及安全性。自動(dòng)離合器控制難點(diǎn)在于離合器最佳接合規(guī)律的制定和對(duì)于離合器接合規(guī)律的準(zhǔn)確跟蹤，目前

2、這兩方面的研究均不太成熟，本文主要圍繞這兩個(gè)大的方面進(jìn)行了自適應(yīng)控制策略仿真以及試驗(yàn)研究，最后針對(duì)試驗(yàn)樣車(chē)開(kāi)發(fā)了自動(dòng)離合器控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了相關(guān)的道路試驗(yàn)。 1）分析了現(xiàn)有離合器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新的電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用蝸卷彈簧進(jìn)行力矩補(bǔ)償，可以減輕驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)荷并改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；采用成熟傳感器作為位置傳感器，并設(shè)計(jì)有機(jī)械限位機(jī)構(gòu)。分析了蝸卷彈簧機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。建立了離合器、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電機(jī)一體化的動(dòng)力學(xué)模

3、型，為離合器位置跟蹤控制器的設(shè)計(jì)打下了理論基礎(chǔ)。 2）利用電渦流測(cè)功機(jī)系統(tǒng)測(cè)取了DA465Q發(fā)動(dòng)機(jī)的速度特性，利用數(shù)據(jù)擬合方法建立了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型。建立了車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型。分析了影響離合器接合規(guī)律的因素，根據(jù)離合器起步控制目標(biāo)，提出了一種改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)局部恒轉(zhuǎn)速控制策略，作為離合器起步總體控制原則。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)恒轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，提出了一種模糊控制和規(guī)則協(xié)調(diào)控制相結(jié)合的控制策略。以節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)偏差及發(fā)動(dòng)機(jī)

4、轉(zhuǎn)速變化率為控制量，設(shè)計(jì)了模糊控制算法；以最低接合轉(zhuǎn)速、離合器輸入輸出轉(zhuǎn)速差和離合器輸出軸轉(zhuǎn)速為輔助控制量，設(shè)計(jì)了調(diào)整規(guī)則。多種起步工況的仿真試驗(yàn)表明所提出的控制策略具有較好的控制效果和較強(qiáng)的適應(yīng)性，為自動(dòng)離合器控制軟件的開(kāi)發(fā)提供了理論依據(jù)。 3）針對(duì)離合器磨損補(bǔ)償問(wèn)題，提出了一種空行程自學(xué)習(xí)補(bǔ)償控制策略，利用離合器磨損后扭矩傳遞特性相對(duì)不變的特點(diǎn)來(lái)在線(xiàn)檢測(cè)空行程結(jié)束點(diǎn)的位置，該策略簡(jiǎn)單易行，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。 4）針對(duì)

5、轉(zhuǎn)速信號(hào)的濾波問(wèn)題，提出了一種自適應(yīng)中值決策濾波和巴特沃思濾波相結(jié)合的濾波算法，利用自適應(yīng)中值決策濾波濾除較大的脈沖干擾，利用巴特沃思濾波器進(jìn)行平滑濾波。試驗(yàn)結(jié)果表明，同普通中值濾波和單純的FIR濾波相比，該濾波算法能夠利用最小的濾波窗口濾除大脈沖干擾，同時(shí)具有較好的平滑性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確濾波。 5）離合器位置跟蹤控制是一個(gè)較復(fù)雜的非線(xiàn)性控制問(wèn)題，本文利用神經(jīng)元控制理論，設(shè)計(jì)了具有前饋控制作用的增益可調(diào)整離合器位置神經(jīng)元自適

6、應(yīng)PID控制器。利用神經(jīng)元的自學(xué)習(xí)功能實(shí)現(xiàn)權(quán)系數(shù)的自動(dòng)調(diào)整，利用前饋控制增強(qiáng)控制器的動(dòng)態(tài)性能，利用PSD算法實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)調(diào)整。試驗(yàn)表明，它能夠?qū)崿F(xiàn)離合器位置的準(zhǔn)確跟蹤，位置跟蹤動(dòng)、靜態(tài)誤差小，另外，它能夠適應(yīng)離合器負(fù)荷和目標(biāo)接合速度的非線(xiàn)性變化，同時(shí)能夠適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的變化，表現(xiàn)出了良好的魯棒性，可以滿(mǎn)足離合器位置跟蹤控制要求。 6）以infineon XC164CS高性能16位單片機(jī)為核心，針對(duì)樣車(chē)設(shè)計(jì)了自動(dòng)離合器控制器，根據(jù)