智能化電控機械式自動變速器換擋品質自學習控制系統

?

智能化電控機械式自動變速器換擋品質自學習控制系統

電控機械式自動變速器（AMT）系統由于制造、組裝、磨損、更換等問題往往會導致齒輪位置的變化，從而使傳輸過程的各種齒輪位置產生一定差異，降低了換擋品質，甚至會導致不能正常工作的現象出現。

為了解決上述問題，研究了基于模糊PI控制的智能控制理論開發出一種智能自學習AMT的擋位切換系統。此系統包含組裝后的位置初始化模塊（離線模塊），以及使用過程中的位置校正模塊（聯機模塊）。該系統可以自動識別裝置的位置偏差，并及時進行糾正，從而提高了AMT換擋制動器的穩健性。

換擋制動器的精確控制是這種自學習系統的關鍵。然而，由于空氣和外部柔性動力的不確定性，很難建立系統在每一個階段的精確模型，所以常規PID控制方法已經無法精確地控制換擋閥的位置。

在這項研究中，通過對電控機械式AMT系統的工作原理以及模糊控制理論進行分析，基于換擋閥的流量方程，開發出一套模糊PI控制策略，即智能化AMT換擋品質自學習控制系統。

對換擋過程可分為3個階段進行控制：初始充放油階段、開環控制階段和閉環控制階段。而不同的階段需要采取不同的控制策略。

智能化AMT換擋品質自學習控制系統可以分為靜態齒輪自學習策略、動態齒輪自學習策略等基本控制模塊。通過對齒輪位置的分析，采用模糊PI控制器，控制氣缸所處的不同位置以實現換擋。

（1）靜態齒輪自學習策略

靜態齒輪自學習策略也叫脫機自學習策略，這種學習方法主要適用于離線檢測和維修服務。當對一個AMT產品進行組裝時，每個齒輪的位置必須首先標定。在過去是使用手動校準方法進行標定，為了提高效率和精度，在靜態自學習策略中設計為自動對齒輪位置進行校準。

（2）動態齒輪自學習策略

動態自學習策略也被稱為在線自學習策略，主要包括兩個功能。

第一個功能是長期使用后校正擋位。當車輛行駛很長一段時間后，AMT中諸如換擋撥叉、同步器等部件會出現磨損，在這種情況下，換擋品質會發生變化。而動態齒輪自學習策略可以通過對每一個齒輪的使用次數做出統計從而做出相應校正。

第二個功能是在線監測轉變。若擋位切換時間變得異常長，動態齒輪自學習系統可以通過計算輸入軸轉速和輸出軸轉速的傳動比判斷齒輪位置及所處擋位。如果系統判斷出AMT的齒輪已經在正確位置，其將重新對此時的工況進行學習。

本研究通過搭載電控機械AMT的純電動汽車進行了一系列實車試驗，結果表明，該智能AMT換擋位置自學習系統的開發可以有效實現換擋位置自學習，從而實現精確切換擋位，對齒輪磨損以及其它故障具有良好的魯棒性和時效性。

Shaohua Sun et al. SAE 2014-01-1741.

編譯：張玉倫