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上海交通大学
硕士学位论文
基于动态修正的自动变速器模糊换挡策略研究
姓名:刘治国
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:陈俐
20080127
上海交通大学硕士学位论文
摘要
随着科学技术不断进步,人们对汽车的要求越来越高,装配有自动变速器的汽车不但能
减少手动换挡带给驾驶员疲劳,而且能有效地提高汽车的动力性、燃油经济性及降低污染排
放。因此,汽车自动变速技术成为了各大汽车企业重点研发的项目。目前,投放到市场上较
为普遍的自动变速器有三类:液力自动变速器(AT)、无级自动变速器(CVT)和电控机械
式自动变速器(AMT)。
作为自动变速器的核心技术,换挡控制策略是实现自动变速器换挡操纵自动化,确保汽
车运行动力性、经济性、安全性和降低排放性的关键。传统的自动变速器多采用基于发动机
稳态特性建立的两参数换挡策略,但汽车起步、换挡、制动和停车大多是在发动机动态工况
下完成的。由于汽车动态工况与相对应的稳态工况发动机的转矩特性、负荷特性等都存在着
较大的差异,导致所制定的最佳换挡规律与汽车实际运行过程中最佳换挡点不一致。因而,
基于发动机稳态工况制定的换挡规律在实际应用中不能保证汽车在最佳挡位下运行,造成了
汽车整体性能的下降。为此,葛安林教授等提出,引入反映汽车动态特性加速度为控制参数
的三参数换挡规律,虽然三参数换挡规律在理论上可以改善动态工况下的换挡特性,但是由
于动态三参数换挡规律需要建立的发动机的动态模型十分复杂,所以难以应用于实际。
为了克服传统换挡在动态工况下的缺点,使汽车在运行时保持良好的性能,本文结合上海市
科委登山计划项目混合动力汽车自动变速器关键技术及其产业化技术研究中有关自动变
速器换挡规律部分进行了分析和研究,以动态工况下的最佳动力性挡位决策为研究重点,提
出利用影响发动机动态转矩特性的主要因素作为模糊控制输入量,建立基于专家的模糊推理
规则库,对二参数最佳动力性换挡规律进行在线修正,从而得到动态工况下的最佳动力性换
挡规律。最后建立了最佳动力性换挡仿真试验模型,对换挡规律进行验证。试验表明,模糊
换挡规律能够适时地根据汽车的动态变化情况,自动对修正换挡点,改善了汽车换挡的动态
特性,提高了车辆的动力性。
本文从以下几个方面展开对问题的研究:首先,综述了自动变速器发展的历史、现状及
趋势,分析了自动变速系统研究的关键技术,并对本文所研究的主要内容换挡规律的类型和
存在的问题进行了分析研究,提出解决问题的方法。其次,分析动力性换挡制定的原则及其
特性;对影响动态工况下动力性换挡规律制定的关键问题发动机的动态转矩特性进行详细的
分析。再次,根据前面章节的分析,提出动态修正的思路及修正方法,并制定基于动态修正
I
的模糊换挡策略。最后,采用 Matlab/Simulink 仿真系统建立传动系统仿真模型与换挡控制
器仿真模型,利用仿真模型对制定的换挡规律与二参数换挡规律的最佳动力进行仿真试验,
分析仿真结果。
关键词:自动变速器,动态修正,模糊换挡规律,仿真
II
RESEARCH ON THE AUTOMATIC TRANSMISSION
FUZZY GEAR SHIFT STRATEGY
BASE ON DYNAMIC MODIFICATION
ABSTRACT
Along with the technical development in science,people have higher request to
automobile, the vehicle with automatic transmission can automatically gearshift.
Moreover, it can improve dynamic performance、fuel economy and low the amount of
exhaust. So the technology of automatic transmission has e a trend to research
on many auto enterprises. Now there are three kinds of transmission in auto market
include AT, CVT, AMT.
Shift control strategy is a key technology of the automatic gearshift. At the same
time it is the key to improve dynamic performance、fuel