坡路和低附着路况的车辆智能换挡控制研究

【摘要】21世纪，汽车已经走进了千家万户，车辆自动变速器型式是多种多样的，在当今车辆配置中，被采用最为广泛的当属液力自动变速器（简称AT）。在车辆的行驶过程中，液力自动变速器的使用能有效的减少换挡冲击，降低传动系的动载荷，改善汽车的动力性、经济性、乘坐舒适性和操作方便性，是当前自动变速器的主流。液力自动变速器的研发对于促进国内汽车工业的发展和技术进步具有重要的理论意义和实用价值。随着汽车的普及，人们对车辆舒适性和安全性越来越重视，智能换挡正是为了提高车辆的性能应运而生，因此智能化换挡控制也成为AT的主要发展方向。车辆的行驶环境错综复杂，坡道和低附着路面是中国北方基本行驶路况。然而在坡道换档时，如果汽车依然遵循常规的换档规律，将会大大降低其工作性能，甚至引发安全隐患，例如上坡时，坡度阻力的增加容易引起换档循环，影响了汽车动力性的发挥，降低驾乘舒适性；下坡时，车辆会因持续加速而意外升档，频繁地踩制动器将导致制动系寿命折损。低附着路面通常汽车的加速性能受两方面因素的制约：发动机输出功率和路面附着条件。当车辆在低附着路面行驶时，后者的影响更加显著。在这种情况下，轮胎过度滑转将使牵引力降低，影响车辆加速性能，同时车辆的稳定性也会下降。因此，本文针对AT车辆坡道换档策略和低附着路面换挡控制进行了以下研究：1．对AT自动变速器控制系统进行了研究，对发动机和液力变矩器联合工作输入和输出特性进行了研究，得到了两者联合工作输入特性和输出特性。2．分析了车辆在坡道行驶工况下的动力学特性，针对上坡行驶时易发生的换档循环现象以及下坡行驶时的意外换档问题，提出了上、下坡换档时刻修正方案。然后，基于模糊理论，制定了以道路坡度、油门开度变化率以及制动强度为控制变量，以上、下坡换档时刻修正系数为输出的控制规则；利用模糊控制器对车辆在上、下坡行驶工况下的换档时刻进行修正。3．建立整车动力模型以及坡道换档模糊控制模型，在相应模块中输入AT工作特性和基本换档规律，通过模糊换档控制器，输出车辆在上、下坡行驶工况下的升档点、降档点以及运行档位；通过对AT换档模糊修正前后的仿真结果进行比较分析，验证了所提出的基于模糊修正的AT车辆坡道换档策略的可行性与有效性。4.分析低附着路面行驶工况，并介绍低附着路面识别方法。应用环汽车性能模拟器模拟冰雪路面，并采集车辆在低附着路面路况中行驶的工况数据，绘制曲线，分析验证低附着路面的控制方法的可行性。
【作者】范文勇；
【导师】王芳荣；
【作者基本信息】吉林大学，控制工程，2014，硕士
【关键词】液力自动变速器；坡路；低附着；换挡策略；环汽车性能模拟器；

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