智能化電控機械式自動變速器換擋品質(zhì)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)

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智能化電控機械式自動變速器換擋品質(zhì)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)

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

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(fā)出一種智能自學(xué)習(xí)AMT的擋位切換系統(tǒng)。此系統(tǒng)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(lián)機模塊）。該系統(tǒng)可以自動識別裝置的位置偏差，并及時進(jìn)行糾正，從而提高了AMT換擋制動器的穩(wěn)健性。

換擋制動器的精確控制是這種自學(xué)習(xí)系統(tǒng)的關(guān)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(tǒng)在每一個階段的精確模型，所以常規(guī)PID控制方法已經(jīng)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(tǒng)的工作原理以及模糊控制理論進(jìn)行分析，基于換擋閥的流量方程，開發(fā)出一套模糊PI控制策略，即智能化AMT換擋品質(zhì)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。

對換擋過程可分為3個階段進(jìn)行控制：初始充放油階段、開環(huán)控制階段和閉環(huán)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(zhì)自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)可以分為靜態(tài)齒輪自學(xué)習(xí)策略、動態(tài)齒輪自學(xué)習(xí)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(xiàn)換擋。

（1）靜態(tài)齒輪自學(xué)習(xí)策略

靜態(tài)齒輪自學(xué)習(xí)策略也叫脫機自學(xué)習(xí)策略，這種學(xué)習(xí)方法主要適用于離線檢測和維修服務(wù)。當(dāng)對一個AMT產(chǎn)品進(jìn)行組裝時，每個齒輪的位置必須首先標(biāo)定。在過去是使用手動校準(zhǔn)方法進(jìn)行標(biāo)定，為了提高效率和精度，在靜態(tài)自學(xué)習(xí)策略中設(shè)計為自動對齒輪位置進(jìn)行校準(zhǔn)。

（2）動態(tài)齒輪自學(xué)習(xí)策略

動態(tài)自學(xué)習(xí)策略也被稱為在線自學(xué)習(xí)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(dāng)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(xiàn)磨損，在這種情況下，換擋品質(zhì)會發(fā)生變化。而動態(tài)齒輪自學(xué)習(xí)策略可以通過對每一個齒輪的使用次數(shù)做出統(tǒng)計從而做出相應(yīng)校正。

第二個功能是在線監(jiān)測轉(zhuǎn)變。若擋位切換時間變得異常長，動態(tài)齒輪自學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以通過計算輸入軸轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)速的傳動比判斷齒輪位置及所處擋位。如果系統(tǒng)判斷出AMT的齒輪已經(jīng)在正確位置，其將重新對此時的工況進(jìn)行學(xué)習(xí)。

本研究通過搭載電控機械A(chǔ)MT的純電動汽車進(jìn)行了一系列實車試驗，結(jié)果表明，該智能AMT換擋位置自學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)可以有效實現(xiàn)換擋位置自學(xué)習(xí)，從而實現(xiàn)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