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汽车电控机械自动变速器智能控制技术

汽车电控机械自动变速器智能控制技术 摘要:在我国,汽车主要采用了固定轴式变速器,并且在现有的变速器结构 的基础上增加电控单元。 与此同时在汽车内采用电控换挡执行机构,从而将车辆 燃油经济性以及乘坐的舒适性提高。由于汽车容易受到较大的车载变化、行驶路 况以及驾驶意图影响, 这就使得离合器和挡位控制不能够达到理想的效果,最终 使得车辆的操纵性能受到影响。 本文主要阐述了汽车电控机械自动变速器智能控 制技术,提高汽车换挡性能以及机构的可靠性。 关键词:电控机械 自动变速器 智能控制技术 1、 前言 汽车工业作为我国支柱型产业,能够衡量国家现代化水平的高低。随着我国 汽车工业的不断发展, 汽车数量的不断增加带来了巨大的经济效益,但是在带来 经济效益的同时也带来了较为严重的能源问题。在汽车工业发展的过程中,降低 车辆能耗成为一个非常重要的课题。 2、 自动变速器分类以及特点 2.1 液力机械式自动变速器 液力机械式自动变速器具有较为复杂的结构, 并且对于不同型号的变速器来 说具有不同的局部结构。 液力机械式自动变速器主要由液力变矩器、行星齿轮变 速器、 液压操纵机构以及控制系统组成的。液力变矩器是液力机械式自动变速器 的主要部分,它主要是由叶轮、涡轮以及导轮组成的。液力变矩器不仅起离合器 的作用,而且还具有无级连续变速以及变矩的能力。在外部负载的时候,液力机 械式自动变速器具有良好的自动调节以及适应能力。除此之外,液力机械式自动 变速器不仅能够将车辆起步的转矩增大,而且能够使得车辆的起步性能得到提 高。目前,液力机械式自动变速器主要应用在小型车辆中。 2.2 无级自动变速器 从理论上来讲,无级自动变速器可以保证车辆在较为理想的经济区域内工 作, 从而使得汽车的驱动力以及车速能够达到平稳。 按照动力传递的形式来划分, 无级变速器能够分为电动式无级变速器、 流体式无级变速器以及机械式无级变速 器。从结构上来分析无级变速器,它真正的实现了速比的连续无级变化,并且使 得发动机与传动系统达到最佳匹配。 然而无级变速器主要是依靠传动带的挤压而 产生一定的摩擦力,进而能够传递动力。目前,无级自动变速器主要应用在排量 在 1L 到 2.5L 左右的轿车以及轻型汽车上。 2.3 电控机械自动变速器 电控机械自动变速器主要是在原有的手动机械变速器的基础上, 通过加装电 控装置从而能够完成变速器换挡的控制。 在电控单元中主要通过执行单元控制发 动机节气门开度、变速器选、换挡以及离合器的结合起来,并且按照路况的相关 信息以及驾驶员的行驶意图来完成换挡的操作, 这样不仅能够将驾驶员的劳动强 度减轻, 而且能够提高车辆行驶的安全性。电控机械自动变速器具有简单的机械 传动结构、 生产继承性好以及投入费用较低的优点,因此能够得到生产厂家的支 持。 目前, 车辆中所采用的电控机械自动变速器主要有 3 种形式, 即: 电控液压、 电控气动以及直流电机操作的形式。一般情况下,根据车辆自身来决定电控机械 自动变速器的形式。 2.4 双离合器式自动变速器 双离合器式自动变速器主要将液力机械式自动变速器和电控机械式自动变 速器的优点综合起来,因此双离合器式自动变速器是一种新型的自动变速器装 置。 在双离合器式自动变速器中,将变速器的挡位按照奇数和偶数分布在与两个 离合器联接的输入轴上。 在双离合器式自动变速器中,通过使用扭转减振器来吸 收扭转运动中的振动。 然而在设计扭转减振器的过程中,主要应用了双质量飞轮 的设计原理, 第一质量是由发动机飞轮组成,而第二质量主要是由湿式离合器构 成的。与电控机械自动变速器相比较,双离合器式自动变速器结构复杂,成本较 高并且要改变整个变速器结构,所以该配备没有得到广泛的使用。 3、 自动变速器智能控制研究 3.1 智能控制系统的特点 在电控机械自动变速器控制系统中, 容易受到控制对象非线性以及时变特性 的影响,从而不能够实现对电控机械自动变速器的控制。 从控制理论来讲, 智能控制处于一个高级阶段,它主要是解决传统控制方法 难以解决的复杂问题。 智能控制主要是指以知识表示的非数字广义模型和以数字 模型表示的混合控制过程。 智能控制具有以下几个特点: 能够模拟人类感知环境、 模拟人类学习和适应环境的变化、逻辑思维、推理以及记忆联想。智能控制的特 点使得它能够适用于不确定性模型复杂的控制系统中。在控制的过程中,以当前 偏差以及偏差变化率的大小和方向为基础,不断改善控制系统的性能。 3.2 智能控制体系的基本结构 智能控制系统主要分为智能控制器以及外部环境这两大部分。 智能控制器主 要是由智能信息识别与处理模块、数据库、控制决策、知识库以及认知学习等相 关部分组成。 近几年, 在研究车辆控制系统的过程中, 智能控制成为主要的方法。 目前,智能控制方法的种类是多种多样的,主要有模糊控制、神经网络控制以及 遗传算法等控制方法。 然而每一种控制方法从某一个方面去模拟人在控制过程中 的智能行为,并且每一种控制方法都具有各自的特点,并且也存在一些缺点。在 实际应用的过程中,要从被控对象的特点、控制目的以及要求来出来,选择合适 的智能控制方法。 3.3 自动变速器的智能控制 模糊控制主要是模拟人类处理一些不确定的对象的时候而采用的不精确的 定性方法的一种技术。 模糊控制主要是研究人的控制行为以及功能。模糊控制并 不需要有准确的控制对象模型从而能够实现人的某些智能。 模糊控制系统主要采 用数值的方法来表达结构性的知识,促进电控机械自动变速器的发展。模糊控制 方法不仅适用于简单的控制对象,而且使用于复杂的被控过程。由于模糊具有较 强的推理性以及较强的适应性, 并且方便计算机的控制,所以在电控机械自动变 速器中使用模糊控制方法具有一定的可行性。 4、 结束语 在电控机械自动变速器控制系统中,不仅受到人为因素的影响,而且受到非 线性以及时变特性的特点, 最终使得电控机械自动变速器难以控制。在智能控制 系统中, 模糊控制是一种形式, 模糊控制技术能