基于对象模型的全电式AMT控制算法开发

发布时间：2020-03-29 20:02

【摘要】：电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission,简称AMT)结合了手动变速器(Manual Transmission,简称MT)和自动变速器的优点,它结构简单、传动高效、成本低,同时自动控制技术的应用提升了其操作便捷性和换挡品质。AMT变速器所具有的众多优点,决定了它在未来的新能源汽车和商用车市场将会有广阔的应用前景。然而目前AMT变速器在平顺性和舒适性上存在的问题影响了其广泛应用。本文的目的是针对AMT舒适性的问题,利用基于模型的开发方法,通过建立AMT系统较为准确的对象模型,分析其工作特性,在此基础上开发针对性的实车控制算法,期望由此改善AMT的运行性能,推动AMT的进一步应用。本文主要研究内容包括:1.针对本文的研究对象AMT系统,本文首先分析了其整体控制结构,总结出与AMT运行相关的主要部件有:发动机、离合器、齿轮箱、整车动力传动机构,以及离合器操纵执行机构和选换挡执行机构。在此基础上本文分析了AMT系统相关部件的工作原理,并结合动力学理论推导出其数学模型,搭建出相应的Simulink仿真模型,为后续控制算法的开发和验证提供了对象模型。2.通过分析,本文发现传统起步控制方法基本都依赖车速传感器的测量结果,而车速传感器在低速测量时不可避免地会出现滞后误差,这对于起步过程的准确控制影响很大。针对这一问题本文提出了应用加速度计估算车速的算法,并通过分析起步离合器不同阶段的接合过程,针对不同起步阶段的控制要求,提出了相应的离合器接合控制算法。特别针对离合器滑摩阶段,本文提出了基于动态加速度测量反馈的,模糊控制起步离合器接合算法,以理想的起步加速度变化曲线为目标,实现符合驾驶意图的最佳起步过程。3.本文针对所采用的控制器硬件,结合所提出的控制算法,以实车应用为目标,开发了AMT实车控制程序,包括信号采集处理程序、输出处理程序和控制决策程序,最后将各子程序有机地整合起来,开发出了AMT整体控制程序。4.本文最后将所开发的AMT控制程序应用在实车上并进行了各种工况下的驾驶试验,结果表明此控制程序功能完整且运行效果良好,可以满足实际驾驶的需求。
【图文】：

基于对象模型的全电式 AMT 控制算法开发员可以在 Simulink / Stateflow、Embedded MATLAB 中建立系序模型，只需利用 RTW-EC 自动生成优化的、可移植的、自，在此基础上进行特定的目标配置，便能自动生成嵌入式系动代码生成技术缩短了产品开发周期，同时也完全避免了人续的测试和验证。模型的设计过程中，工程师可以不断地对产品进行测试和验变所导致的输出变化，，并迅速追溯到改变的来源[18][19]；利用品进行系统测试也能发现产品的功能覆盖度。对于嵌入式系硬件在环测试，验证嵌入式代码的实时性。通过测试，产品验证。行业，结合行业应用特点，业内普遍采用基于模型的 V 模式开图形化建模和

图 2.1 AMT 控制系统整体结构电控液动式执行机构利用液压元件完成相关操纵动作，工作时 TCU 根据需要控制电磁阀的接通和关闭，以此来驱动执行机构动作，从而完成离合器分离、接合和选换挡等动作，采用这种驱动形式的优点是换挡快速、操作简单、可以缓冲换挡冲击、驱动力矩可连续变化等[21]。目前电控液动式执行机构技术可靠，应用最广泛，但也存在一些缺点：液压系统一般结构较为复杂，安装维修都较为困难，同时液压油粘度随外界温度而发生变化，系统的控制性能在一定程度上将受到影响，系统零部件生产加工成本较高，因而增加了变速器生产开发成本。电控气动式执行机构利用气动元件完成相关操纵动作，也是通过 TCU 控制相应的电磁阀的通断，实现执行机构的预期动作来完成整个换挡操作。该结构形式具有适应性好，缓冲能力强及成本低等优点，但应用在汽车上需要安装气源和传输动力的气路管道，因此结构也比较复杂，对密封性要求较高，工作噪声较大，同时由于空气的压缩范围很大，所以在储气罐压力较低时，系统无法快速响应，换挡时间较长，导致换挡品质下降，因此只有大型乘用车或商用车采用[22]。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.212

【参考文献】

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本文编号：2606450