電控機械式自動變速器智能換擋策略建模研究

賈丙碩，宋定波，冀永強

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電控機械式自動變速器智能換擋策略建模研究

賈丙碩，宋定波，冀永強

（長安大學汽車學院，陜西 西安 710064）

AMT不僅符合車輛在運行過程中的經濟性、動力性等基本性能要求，還能克服手動變速器換擋控制不當帶來的駕駛、乘坐體驗不佳等問題。文章主要通過對不同行駛路況的變量參數進行識別，克服參數的變化帶來的差異性，對其換擋車速進行修正，從而實現電控機械式自動變速器的智能換擋策略，提高車輛換擋的性能和品質。

AMT；換擋規律；智能策略

1 概論

1.1 研究背景及目的

AMT換擋策略由于其復雜的技術特性，仍然有一些技術沒有達到最優化，需要進一步分析研究?；贏MT智能換擋控制品質提升研究，使車輛在不同工況下能夠實時的工作在最佳工作擋，提升車輛各項性能，在實際生活中具有較強實用價值。

1.2 國內外研究現狀

Zhisen Zhang等（2013）通過分析同步的影響因素，研究了同步時間的變化，在道路試驗中條件下使用效率舒適度評價進一步分析，表明開發的AMT換擋控制策略是合理的[1]。王飛（2015年）重點研究了AMT的換擋控制品質，而且還對其可靠性、安全性、舒適性等性能提升進行研究。陳榮章等（2017）研究了離合器在起步結合時的換擋控制規律，通過設計雙層模糊執行機構，為AMT換擋時的離合器接合提供理論技術支撐[2]。

2 電控機械式自動變速器換擋策略研究

2.1 最佳動力性及經濟性換擋規律

為了實現變速及變扭的目的，要對車輛進行換擋。當前車輛上大多采用有級變速器，對于這種變速器，當道路路況或者車輛負載發生變化時，如要獲得最佳動力性就要合理的變換檔位，使得發動機工作在最大功率點附近[3]。

車輛的最佳經濟性換擋規律目的就是要使車輛盡可能的省油。在此換擋規律制定過程中，依據燃油消耗率作為換擋的根據，盡量使汽車在低油耗的檔位上行駛。

2.2 基于改進型的最小二乘法參數識別及最優換擋策略制定

車輛在離合器結合并且沒有駕駛員制動操作的情況下，此時車輛運動的動力學方程為：

對于廣義坡度值和整車質量的識別，將運用此改進型的最小二乘法進行識別。該過程中，我們取遺忘因子的值為1，廣義坡度值的值為0.8。

3 AMT離合器執行機構的智能控制策略

3.1 傳統自適應PSD算法

由Marsik等學者提出的無需辨識的自適應控制算法，性能指標由過程誤差的幾何特性建立，從而形成自適應PSD控制規律[6]。該方法不需要識別過程參數，只需要在線實時檢測過程期望輸出和實際輸出就可以形成自適應控制規律，因而這類自適應控制器簡單性和實現性得到很大提高。

3.2 單神經元自適應PSD控制

圖1 單神經元PSD控制結構圖

將自適應PSD控制算法與單神經元自適應PID控制器結合起來，就構成了本文使用的單神經元自適應PSD控制器，其結構如圖3.1所示[7]。

yr為設定值，y為輸出值，經轉換器后轉為神經元的輸入量x1，x2，x3。

單神經元自適應PSD控制算法如下：

式中

否則：

上述幾個式中，

可調參數學習效率ηi，ηp，ηd能夠影響單神經元自適應PSD控制算法的運行效果，故將通過仿真與實驗所得到的規律總結如下：

（1）對階躍輸入，若被控對象產生多次正弦衰減現象，應減小ηp，其他參數不變。

（2）若被控對象上升時間長，增大ηi又導致超調過大，可適當增加ηp，其他參數不變。

（3）在開始調整時，ηd選擇較小值，當調整ηi和ηp，使被控對象具有良好的特性時，在逐漸增大ηd，而其他參數不變，使系統輸出基本無紋波。

4 總結與展望

4.1 結論

汽車智能換擋策略能適應不同的駕駛環境、駕駛意圖等具體要求。本文對AMT智能換擋策略特性進行了深入分析和研究，取得的如下主要研究成果：

（1）建立AMT的最佳經濟性和最佳動力性的基本換擋策略模型，為不同路況下的改進型換擋策略的研究奠定了理論依據。

（2）制定在不同坡道上的換擋策略，實現了車輛在坡道上AMT智能換擋的最佳性能。

（3）對離合器執行機構的控制算法進行研究，從而對AMT換擋的三個運行狀態更好的智能化控制。

4.2 展望

本文中沒有考慮駕駛員類型，而在車輛的實際操作中，不同性格的駕駛員有著自己的駕駛風格，對于不同的駕駛員而采用相同的換擋模式是不能適應不同駕駛員的個性要求，因而識別駕駛員的駕駛風格進而選取適合駕駛員的換擋策略將是未來的一個非常關鍵的發展技術趨勢。

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[2] 王飛.電控機械式自動變速器控制品質提升研究及試驗[D]. 廣東工業大學, 2015.

[3] 關文達.汽車構造.第4版[M].機械工業出版社, 2016.

[4] 董偉,于秀敏,張友坤.汽車下長坡時發動機制動CVT控制策略[J]. 吉林大學學報(工), 2006, 36(5):650-653.

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[6] 梁景凱,曲延濱.智能控制技術[M].哈爾濱工業大學出版社,2016.

[7] 謝瑩.基于Petri網和Stateflow的柔性制造系統仿真[D].西南交通大學.2003.

Research on Intelligent Gear Shift Strategy Modeling of AMT

Jia Bingshuo, Song Dingbo, Ji Yongqiang

( School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi'an 710064 )

AMT not only meets the basic performance requirements of the economy and power of the vehicle during operation, but also overcomes the problems of poor driving and riding experience caused by improper shifting of the manual transmission. This paper mainly recognizes the variable parameters of different driving road conditions, overcomes the difference caused by the change of parameters, and corrects the shifting speed of the vehicle to realize the intelligent shifting strategy of the electronically controlled mechanical automatic transmission and improve the shifting of the vehicle. Performance and quality.

AMT; shifting rules; intelligent strategy

A

1671-7988(2019)03-51-03

U462

A

1671-7988(2019)03-51-03

U462

賈丙碩（1993-），男，長安大學汽車學院碩士研究生，車輛工程專業。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.014