汽车AMT换挡规律研究及其电控平台设计

发布时间：2017-08-31 17:07

  本文关键词：汽车AMT换挡规律研究及其电控平台设计

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【摘要】：换挡规律是电控机械式自动变速器(AMT)关键技术之一,其好坏直接影响汽车传动系统性能的优劣。开展AMT换挡规律的研究,掌握AMT智能控制的核心技术,对推动自动变速器开发和产业化具有重要的意义。本论文分析了AMT换挡过程和影响换挡规律因素,比较了单参数、两参数和三参数以及图解法和解析法对换挡规律设计的优劣;以汽车行驶平衡方程和发动机转矩特性为理论基础,对汽车动力性换挡规律展开研究,并用三参数解析法设计了动力性换挡规律;以汽车油耗方程和发动机负荷特性为理论基础,对汽车经济性换挡规律展开研究,并用三参数解析法设计了经济性换挡规律。分析了不同驾驶员的驾驶风格,以油门开度和油门变化率为输入变量,以驾驶风格系数为输出变量,建立起基于模糊的换挡控制器,提出了基于驾驶风格的模糊自适应换挡规律。利用Matlab/Simulink工具建立了发动机模型、变速器模型、换挡逻辑模型、换挡控制器模型和汽车动力学及油耗模型,以此对整个AMT系统进行仿真分析。首先,以40%和100%的定油门对动力性和经济性换挡规律进行仿真,仿真结果验证了所制定的动力性和经济性换挡规律的有效性。在有效的动力性和经济性换挡规律的前提下,以100%定油门和±6油门变化率对模糊换挡规律进行仿真,验证了基于驾驶风格的模糊自适应换挡规律能够适应不同驾驶风格,提升驾驶体验。最后,在分析了AMT电控系统整体结构的基础上,进行了AMT电控平台开发工具链的设计,完成了以NXP MC9S12XET256为主MCU的双MCU变速器控制器设计,以μC/OS-II为嵌入式实时操作系统的控制器软件系统设计和基于CCP协议的上位机调试标定软件设计。实验测试完成了AMT系统的功能性验证。通过建立完备的AMT电控平台开发工具链,为加速AMT研究和产品化进程提供了重要保障。
【关键词】：AMT 换挡规律 模糊控制 驾驶风格 电控系统 开发工具链
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.212
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景与意义11-12
• 1.2 电控机械式自动变速器概述12-16
• 1.2.1 AMT发展历程13-14
• 1.2.2 AMT结构原理14-15
• 1.2.3 AMT关键技术15-16
• 1.3 AMT换挡规律研究现状16-18
• 1.4 论文研究思路和内容18-20
• 第2章 汽车AMT换挡理论研究20-29
• 2.1 换挡过程及影响换挡规律因素的分析20-22
• 2.1.1 AMT换挡过程20-21
• 2.1.2 影响汽车换挡规律的因素21-22
• 2.2 换挡规律的分类22-25
• 2.2.1 按控制参数分22-24
• 2.2.2 按优化目标分24
• 2.2.3 智能换挡规律24-25
• 2.3 一般性换挡规律设计方法研究25-28
• 2.3.1 图解法26-27
• 2.3.2 解析法27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 基于驾驶风格的换挡规律研究29-45
• 3.1 汽车传动系统结构及其基本参数29-30
• 3.2 动态三参数动力性换挡规律研究30-38
• 3.2.1 汽车动力性评价指标30
• 3.2.2 汽车驱动力与行驶阻力30-34
• 3.2.3 发动机转矩特性34-36
• 3.2.4 基于三参数解析法的动力性换挡规律设计36-38
• 3.3 动态三参数经济性换挡规律研究38-42
• 3.3.1 汽车燃油经济性评价指标38
• 3.3.2 汽车燃油消耗计算38-39
• 3.3.3 发动机负荷特性39-41
• 3.3.4 基于三参数解析法的经济性换挡规律设计41-42
• 3.4 基于驾驶风格的模糊自适应换挡规律研究42-44
• 3.4.1 驾驶员意图分析和控制参数提取42
• 3.4.2 基于模糊的换挡控制器控制研究42-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 基于驾驶风格的换挡规律仿真与分析45-59
• 4.1 汽车系统简化的假设条件45
• 4.2 汽车动力系统模型的建立45-47
• 4.2.1 发动机模型45-46
• 4.2.2 变速器模型46-47
• 4.3 换挡逻辑及换挡控制器模型的建立47-50
• 4.3.1 换挡逻辑模型47-50
• 4.3.2 换挡控制器模型50
• 4.4 汽车动力学模型的建立50-52
• 4.5 AMT系统仿真与分析52-57
• 4.5.1 基本换挡规律仿真与分析53-54
• 4.5.2 基于驾驶风格的换挡策略仿真与分析54-57
• 4.6 本章小结57-59
• 第5章 汽车AMT电控平台设计59-69
• 5.1 AMT电控系统整体结构分析59-60
• 5.2 AMT电控系统硬件设计60-63
• 5.2.1 双MCU控制核心设计60-61
• 5.2.2 电源管理模块设计61-62
• 5.2.3 信号处理模块设计62
• 5.2.4 CAN通讯模块设计62-63
• 5.2.5 直流电机控制模块设计63
• 5.3 AMT电控系统软件设计63-66
• 5.3.1 Bootloader的移植64-65
• 5.3.2 嵌入式实时操作系统 μC/OS-II的移植65-66
• 5.3.3 底层驱动软件设计66
• 5.3.4 应用层软件设计66
• 5.4 上位机调试标定软件设计66-67
• 5.4.1 软件功能分析66
• 5.4.2 软件界面设计66-67
• 5.5 实验测试67-68
• 5.6 本章小结68-69
• 总结与展望69-70
• 参考文献70-74
• 附录A （攻读学位期间所发表的论文和科研情况）74-75
• 附录B （动力性和经济性换挡点求解之M脚本）75-81
• 致谢81

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本文编号：766814