商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究

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1、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在÷年解密后适用本授权书。不保密学位论文作者签名：委l交叫沙I矿年J≯月班日指导教师签名：彳百{二必p年，二月≯咱、、{l＼{、独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得

2、的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：未】宣到日期：如，D年11-,9少日分类号型垒鱼3：垒UDC鱼2坠博士学位论文密级——编号—1029980—704002商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究刘文光指导教师鄞王L龌数援!鱼仨塾握申请学位级别王堂盟±专业名称奎舾工程论文提交日期2Q!Q生望旦论文答辩日期2Q!Q生12旦学位授予单位和日期江蒸

3、太堂生旦答辩委员会主席评阅人2010年12月ClassifiedIndex：U463AUDC：629．Ph．D．DissertationStudyonIntelligentControlofCommercialVehicleAMTByLiuWenguangMajor：VehicleEngineeringSupervisor：Prof．GuoKonghui，Prof．HeRenJiangsuUniversityDecember,2010摘要国内商用汽车主要采用固定轴式变速器，在现有变速器结构的基础上增加电控单元，采用电控换挡

4、执行机构，提高车辆燃油经济性与乘坐舒适性。商用汽车由于车载变化大、行驶路况复杂以及驾驶意图的影响，造成离合器和挡位控制达不到理想的效果，影响车辆的操纵性能，制约了装备电控机械自动变速器的车辆动力性、经济性及乘坐舒适性等性能的进一步提高。围绕上述问题，本文主要进行了以下工作：(1)分析国内外电控机械自动变速器的研究、应用现状及发展趋势，建立商用汽车机械变速器系统的动力学模型，对机械变速器的动力传动系统特性进行分析。研究和分析气体流量特性以及离合器气动控制机构。换挡执行机构采用多位置气缸，能精确定位选挡和换挡行程，提高换挡性能

5、和机构可靠性。分析智能控制系统的基本结构和特点，针对电控机械自动变速器的特点，选用模糊控制方法用于电控机械自动变速器的换挡控制。(2)分析离合器的接合过程及评价指标。考虑道路信息及车辆载荷的不同对离合器接合的影响，将其转化为一种可以描述车辆外部信息的车辆转换质量系数并作为输入量，运用模糊控制方法获得离合器的目标接合速度。对于离合器执行部分采用模糊PID的方法控制目标接合位置的波动，防止离合器接合过程中出现超调现象，实现离合器执行部件的控制。(3)在油门开度快速变化情况下，车辆的惯性较大，车速的变化相对于油门的变化存在着滞后

6、现象，造成车辆频繁换挡。采用模糊控制的方法可以消除油门开度快速变化对频繁换挡的影响，提高乘坐舒适性。(4)针对不同的道路状况及驾驶意图，车辆换挡车速不同，对换挡曲线进行改进，构造符合各种状况的换挡曲线。(5)考虑电源电压取值对驱动执行组件的影响，采用了电压检测电路及升压电路控制供电电路的通断，保证整个控制电路在安全可靠的范围内工作。换挡信号采用CAN总线通信，并对整个控制系统进行试验验证。本文的创新点在于：1、提出车辆转换质量系数的概念，并将其运用到离合器接合控制中，车辆的江苏大学博士学位论文：商用汽车电控机械自动变速器智

7、能控制技术研究转换质量系数反映道路条件和整车质量，能够全面考虑影响离合器接合的外部因素，优化控制离合器接合情况，符合驾驶意图。2、采用了一种简单易行的电控气动挡位变换机构。利用多位置气缸控制换挡行程，对选挡行程和换挡行程进行精确定位，提高换挡性能和机构可靠性。3、为防止离合器执行部分在目标接合位置波动，造成离合器从动盘转矩波动，以及离合器执行部分具有延迟及模型结构和参数不确定的特点，提出用模糊自适应PID控制的方法，由模糊控制器根据外部因素来控制PID控制器的系数，一方面具有模糊控制的智能功能，另一方面具有确定的模型结构。

8、4、在油门开度快速变化情况下，车辆的惯性较大，车速的变化相对于油门的变化存在滞后现象，较大的油门开度变化会造成车辆的频繁换挡。因此，提出在原有控制输入参数的基础上增加油门开度快速变化率作为其中的一个补充参数，全面分析考虑影响车辆换挡的操作过程。5、以油门开度变化率及坡道信息作为输入参数，建立最佳换挡曲线