越野车辆液力机械式自动变速器换挡控制技术研究
发布时间：2023-04-27 04:50
由于越野车辆行驶的路况复杂,道路阻力及附着条件对车辆动力传动系统有很大的限制作用。因此越野车辆一般选配液力机械式自动变速器,同时通过换挡品质控制、合理的挡位选择提高其在复杂路面的通过能力,改善车辆的地面机动性以及乘坐舒适性。本文以装配电控柴油发动机、液力机械式自动变速器组成的越野车辆动力传动系统为研究对象,结合吉林大学与中国第一汽车股份有限公司技术中心合作的项目“越野车辆综合控制系统技术-AT控制技术研究”,建立了越野车辆动力传动系统模型,对四种基本类型(动力升挡、动力降挡、非动力升挡和非动力降挡)的离合器-离合器(Clutch-to-Clutch)式换挡过程进行分析,重点研究了对动力升挡各阶段的换挡品质改善方法以及适应道路阻力条件和附着条件的换挡规律。具体研究工作如下:根据液力机械式自动变速器的结构特点和工作机理建立动力传动系统模型。运用N分法建立电控柴油发动机与液力变矩器二者匹配工作的变速器动力输入模型;运用拉格朗日动力学建模法建立行星齿轮传动机构模型、改善伍兹模型建立湿式离合器扭矩传递模型,二者联合构建了动力传动机构模型;搭建了变速器输出部分的整车动力学模型以及电液控制系统模型。...
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 越野车辆AT自动变速器应用现状
1.3 AT控制技术研究概况
1.3.1 AT控制系统发展历史
1.3.2 AT换挡过程控制研究现状
1.3.3 AT换挡规律研究现状概况
1.4 本文主要研究内容与技术路线
第2章 越野车辆动力传动系统建模分析
2.1 动力输入模型
2.1.1 发动机模型
2.1.2 液力变矩器模型
2.1.3 发动机与液力变矩器匹配
2.2 行星齿轮系统模型
2.2.1 行星齿轮系统动力学方程
2.2.2 湿式离合器摩擦扭矩传递模型
2.3 动力输出模型
2.4 电液控制系统模型
2.4.1 高速开关型电磁阀模型
2.4.2 双边节流滑阀模型
2.4.3 液压缸活塞受力模型
2.5 本章小结
第3章 离合器-离合器式换挡过程分析与控制
3.1 离合器-离合器式换挡过程等效简化模型
3.2 动力换挡过程分析与控制策略
3.2.1 动力升挡过程分析
3.2.2 动力升挡过程控制策略
3.2.3 动力降挡过程分析
3.2.4 动力降挡过程控制策略
3.3 非动力换挡过程分析与控制策略
3.3.1 非动力升挡过程分析
3.3.2 非动力升挡过程控制策略
3.3.3 非动力降挡过程分析
3.3.4 非动力降挡过程控制策略
3.4 本章小结
第4章 动力升挡过程换挡品质控制
4.1 液力机械自动变速器换挡品质影响因素
4.2 换挡准备阶段的充放油控制
4.2.1 离合器充放油控制基本策略
4.2.2 初始参数前馈控制
4.2.3 控制参数反馈与修正策略
4.3 基于模型预测控制的转矩相控制策略
4.3.1 转矩相阶段控制目标
4.3.2 转矩相充放油控制策略
4.3.3 基于参考模型自适应的转矩相控制
4.4 基于离合器等效速差的惯性相自抗扰控制
4.4.1 惯性相阶段离合器速差轨迹
4.4.2 惯性相控制系统定义
4.4.3 基于自抗扰控制的离合器速差跟踪控制器设计
4.5 换挡过程控制策略仿真验证
4.6 本章小结
第5章 基于道路环境自适应的挡位决策
5.1 道路环境对动力传动系统的影响
5.2 考虑驱动轮滑转和路面不平的质量和广义坡度辨识
5.2.1 考虑驱动轮滑转和不平路面的越野车辆行驶方程式
5.2.2 基于改进RLS的车辆质量识别
5.2.3 基于RTSKF的车辆广义道路阻力系数识别
5.2.4 整车质量和广义道路阻力系数联合识别
5.3 基于双层隐马尔可夫模型的道路阻力类型识别
5.3.1 道路阻力条件类型划分
5.3.2 隐马尔可夫模型概述
5.3.3 道路阻力条件识别的隐马尔可夫模型
5.4 基于路面条件的越野车辆挡位决策
5.4.1 最佳动力性的换挡规律
5.4.2 基于道路驱动力需求的换挡规律修正
5.4.3 基于整车滑转率抑制的挡位干预策略
5.4.4 综合换挡规律
5.5 本章小结
第6章 AT电控系统设计及整车道路试验
6.1 基于dSPACE的试验平台设计方案
6.1.1 控制器结构需求
6.1.2 dSPACE快速原型控制系统
6.2 台架功能试验
6.2.1 电磁阀工作特性离线仿真试验
6.2.2 换挡过程控制验证试验
6.3 换挡品质控制道路试验
6.4 本章小结
第7章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本文创新点
7.3 未来工作展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及研究成果
致谢
本文编号：3802904
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 越野车辆AT自动变速器应用现状
1.3 AT控制技术研究概况
1.3.1 AT控制系统发展历史
1.3.2 AT换挡过程控制研究现状
1.3.3 AT换挡规律研究现状概况
1.4 本文主要研究内容与技术路线
第2章 越野车辆动力传动系统建模分析
2.1 动力输入模型
2.1.1 发动机模型
2.1.2 液力变矩器模型
2.1.3 发动机与液力变矩器匹配
2.2 行星齿轮系统模型
2.2.1 行星齿轮系统动力学方程
2.2.2 湿式离合器摩擦扭矩传递模型
2.3 动力输出模型
2.4 电液控制系统模型
2.4.1 高速开关型电磁阀模型
2.4.2 双边节流滑阀模型
2.4.3 液压缸活塞受力模型
2.5 本章小结
第3章 离合器-离合器式换挡过程分析与控制
3.1 离合器-离合器式换挡过程等效简化模型
3.2 动力换挡过程分析与控制策略
3.2.1 动力升挡过程分析
3.2.2 动力升挡过程控制策略
3.2.3 动力降挡过程分析
3.2.4 动力降挡过程控制策略
3.3 非动力换挡过程分析与控制策略
3.3.1 非动力升挡过程分析
3.3.2 非动力升挡过程控制策略
3.3.3 非动力降挡过程分析
3.3.4 非动力降挡过程控制策略
3.4 本章小结
第4章 动力升挡过程换挡品质控制
4.1 液力机械自动变速器换挡品质影响因素
4.2 换挡准备阶段的充放油控制
4.2.1 离合器充放油控制基本策略
4.2.2 初始参数前馈控制
4.2.3 控制参数反馈与修正策略
4.3 基于模型预测控制的转矩相控制策略
4.3.1 转矩相阶段控制目标
4.3.2 转矩相充放油控制策略
4.3.3 基于参考模型自适应的转矩相控制
4.4 基于离合器等效速差的惯性相自抗扰控制
4.4.1 惯性相阶段离合器速差轨迹
4.4.2 惯性相控制系统定义
4.4.3 基于自抗扰控制的离合器速差跟踪控制器设计
4.5 换挡过程控制策略仿真验证
4.6 本章小结
第5章 基于道路环境自适应的挡位决策
5.1 道路环境对动力传动系统的影响
5.2 考虑驱动轮滑转和路面不平的质量和广义坡度辨识
5.2.1 考虑驱动轮滑转和不平路面的越野车辆行驶方程式
5.2.2 基于改进RLS的车辆质量识别
5.2.3 基于RTSKF的车辆广义道路阻力系数识别
5.2.4 整车质量和广义道路阻力系数联合识别
5.3 基于双层隐马尔可夫模型的道路阻力类型识别
5.3.1 道路阻力条件类型划分
5.3.2 隐马尔可夫模型概述
5.3.3 道路阻力条件识别的隐马尔可夫模型
5.4 基于路面条件的越野车辆挡位决策
5.4.1 最佳动力性的换挡规律
5.4.2 基于道路驱动力需求的换挡规律修正
5.4.3 基于整车滑转率抑制的挡位干预策略
5.4.4 综合换挡规律
5.5 本章小结
第6章 AT电控系统设计及整车道路试验
6.1 基于dSPACE的试验平台设计方案
6.1.1 控制器结构需求
6.1.2 dSPACE快速原型控制系统
6.2 台架功能试验
6.2.1 电磁阀工作特性离线仿真试验
6.2.2 换挡过程控制验证试验
6.3 换挡品质控制道路试验
6.4 本章小结
第7章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本文创新点
7.3 未来工作展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及研究成果
致谢
本文编号：3802904
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