详情

原文传递双离合器式自动变速器电子控制系统关键技术的研究

论文题名：	双离合器式自动变速器电子控制系统关键技术的研究
关键词：	自动变速器;双离合器;电子控制系统;数字仿真
摘要：	双离合器式自动变速器(DualautchTransmission，简称DCT)的传动效率高、结构简单、生产成本低、经济性优且舒适性好。可以根据现有手动变速器的结构形式，灵活地进行DCT的改造设计，有利于由手动变速器向自动变速器的升级，适合我国国情。当前DCT的研究在全世界范围内都处于初级阶段，开展DCT关键技术的研究，将为我国在自动变速器领域赶超世界先进水平提供了一次重要契机。电子控制系统是DCT的关键部件，而起步控制策略的制定、换档规律的制定、同步器控制规律的制定及换档品质的优化是DCT控制系统的核心技术，对整车的起步性能、换档品质、动力性和经济性等有着重要的影响，本论文将针对某一装备DCT的车型，利用数字仿真、硬件在环仿真相结合的方法，对控制系统的关键技术进行研究。简要介绍了DCT的类型、结构、工作原理及本文的研究意义，指出了DCT电子控制系统的关键技术，重点分析了起步控制策略、换档规律、同步器控制规律及换档品质优化策略的研究现状及发展动态，介绍了DCT电子控制系统的研发步骤及其优化平台，归纳了本文的研究内容。分析了车辆行驶过程中DCT包含的各种运行工况，建立了各种运行工况的动力学微分方程。依据发动机的试验数据，分析了神经网络的各参数对发动机模型精度的影响，在充分考虑各参数之间的交互作用对系统辨识精度影响的前提下，提出了循环嵌套编程的训练方法，获得了使收敛精度及泛化效果达到较优时各项参数的取值，建立了发动机的神经网络模型。基于MATLAB/Simulink/Stateflow软件平台，建立了装备DCT车辆的数字仿真模型。利用Real-TimeWorkshop，实现图形化模型向C代码的转化。并基于xPC目标工作环境，借助工控机、执行电机等软硬件，与自主设计的电子控制单元(TransmissionElectroIucControlUlut，简称TCU)进行联接，建立了DCT传动系的硬件在环仿真试验台，为DCT电控系统各项关键技术的制定和优化奠定了基础。分析了离合器的接合过程，在综合考虑驾驶员的起步意图、发动机的运行状态及离合器的接合状况的基础上，提出了基于人工智能方法的离合器起步控制策略，选择了离合器起步的控制参数，制定了离合器起步的模糊控制规则。分析了常用的三角型及高斯型隶属度函数的缺点，提出了基于均匀设计方法的隶属度函数的优化方法，获得了较佳的隶属度函数组合，利用多种起步工况验证了所制定控制策略的合理性。编制了换挡规律的设计程序，基于发动机模型及整车参数、设计了最佳动力性及最佳经济性换挡规律，提出了同步器的接合规律。设计了急加速工况及循环工况时同步器的自适应控制方法，控制结果表明急加速时的控制方法可使齿轮转速保持在安全转速范围之内，循环工况时的控制方法可以减少同步器分离、接合的次数，节约了能耗，提高了零部件的使用寿命。基于“sugeno”型模糊控制方法，以城市循环工况和紧急制动工况为分析对象，设计了智能修正型的换挡规律，控制结果表明该规律可以避免频繁换挡和意外升挡现象的发生，提高了整车的燃油经济性。最后，在参考无级自动变速器(ContinuouslyVariableTransmission，简称CVT)速比设计方法的基础上，提出了一种类无级换挡规律的设计方法，该方法可降低车辆在加速工况行驶时的燃油消耗量。分析了升、降挡过程中“负转矩”现象产生的原因，提出了基于正交试验设计方法的换挡品质的优化方法，分析了换挡过程中分离合器执行电机的占控比、接合离合器执行电机的占控比、接合离合器开始接合的延迟时间、发动机油门开度变化及它们之间的交互作用对换挡品质的影响，并利用硬件在环仿真试验台验证了换挡品质优化方法的优点。
作者：	杨伟斌
专业：	车辆工程
导师：	吴光强
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学汽车学院
学位年度：	2007
正文语种：	中文