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原文传递 AMT重型商用车蠕行起步控制方法研究

论文题名：	AMT重型商用车蠕行起步控制方法研究
关键词：	电控机械式自动变速器;重型商用车;蠕行起步;变速箱
摘要：	电控机械式自动变速器（AMT）将机械式手动变速器与电子控制技术相结合，通过变速箱控制单元（TCU）来自动控制离合器的接合、分离与变速箱的选挡、换挡操作。AMT具有传动效率高和适于多挡化的优点，是目前国内外重型商用车首选的自动变速形式。　　AMT重型商用车在对接挂车、移车入库、过限宽门等工况下，要求车辆能够以驾驶员期望的低于最低稳定车速的速度行驶，从而实现驾驶员对车辆位移的精准控制，这种靠离合器滑摩实现的低速行驶工况称之为蠕行工况。蠕行工况包括蠕行起步、低速行驶与减速停车三个阶段。在蠕行起步阶段中对于离合器的控制就是使其从完全分离的状态转移到半联动的状态，从而使车辆能够由静止缓慢加速至驾驶员期望的蠕行车速，这对离合器的控制精度、驾驶意图的识别以及整车负载的估算提出了挑战，是商用车AMT开发的难点问题。本文以某国产AMT重型商用车为研究对象，通过仿真与试验相结合的方法，开展AMT重型商用车蠕行起步控制策略研究，主要内容如下：　　（1）分析了离合器在滑摩状态时的传递转矩特性，并搭建了离合器试验台架以此来获取离合器传递转矩与其执行机构位移之间的关系，从而将蠕行起步过程中离合器的转矩控制转变为执行机构的位移控制。分析了车辆在蠕行起步过程中的纵向动力学与起步动力学，并以此为基础使用Simulink软件搭建了整车动力传动系统模型用以进行仿真试验。　　（2）基于油门踏板开度试验数据对驾驶员蠕行起步意图进行了归类，分为慢速、中速与快速蠕行起步意图，为三种蠕行起步意图制定了相应的目标蠕行车速，并搭建了BP神经网络模型对起步意图与目标车速进行识别与估算。采用递归最小二乘法来估算整车质量，采用卡尔曼滤波器来估算道路坡度，并根据整车质量与道路坡度估算起步负载转矩。　　（3）根据蠕行起步品质的四个评价指标，基于极小值原理计算出发动机与离合器的最优控制量，并根据驾驶员的蠕行起步意图与不同工况下的负载转矩大小来确定对应四个评价指标的权重系数。为了防止蠕行起步过程中实际车速相对于目标车速发生超调现象，对该控制策略进行了改进，即在达到目标车速前，离合器由接合控制转变为分离控制。基于改进的蠕行起步控制策略制定了离合器目标位移轨迹，并设计了离合器执行机构非线性滑模控制器来对其进行精准跟踪。搭建了离合器温度模型来实时估算离合器温度，并以此温度来修正离合器传递的转矩，同时实现了离合器的过温保护功能。　　（4）以某12挡AMT重型商用车为试验对象搭建了实车试验平台。基于试验平台进行了整车蠕行起步控制策略相关的试验，通过对试验结果的分析，验证了其负载转矩估算方法、离合器位移控制与蠕行起步控制策略的可行性。
作者：	李宇奇
专业：	车辆工程
导师：	雷雨龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2023