智能化电控机械式自动变速器换挡品质自学习控制系统



智能化电控机械式自动变速器换挡品质自学习控制系统

电控机械式自动变速器（AMT）系统由于制造、组装、磨损、更换等问题往往会导致齿轮位置的变化，从而使传输过程的各种齿轮位置产生一定差异，降低了换挡品质，甚至会导致不能正常工作的现象出现。

为了解决上述问题，研究了基于模糊PI控制的智能控制理论开发出一种智能自学习AMT的挡位切换系统。此系统包含组装后的位置初始化模块（离线模块），以及使用过程中的位置校正模块（联机模块）。该系统可以自动识别装置的位置偏差，并及时进行纠正，从而提高了AMT换挡制动器的稳健性。

换挡制动器的精确控制是这种自学习系统的关键。然而，由于空气和外部柔性动力的不确定性，很难建立系统在每一个阶段的精确模型，所以常规PID控制方法已经无法精确地控制换挡阀的位置。

在这项研究中，通过对电控机械式AMT系统的工作原理以及模糊控制理论进行分析，基于换挡阀的流量方程，开发出一套模糊PI控制策略，即智能化AMT换挡品质自学习控制系统。

对换挡过程可分为3个阶段进行控制：初始充放油阶段、开环控制阶段和闭环控制阶段。而不同的阶段需要采取不同的控制策略。

智能化AMT换挡品质自学习控制系统可以分为静态齿轮自学习策略、动态齿轮自学习策略等基本控制模块。通过对齿轮位置的分析，采用模糊PI控制器，控制气缸所处的不同位置以实现换挡。

（1）静态齿轮自学习策略

静态齿轮自学习策略也叫脱机自学习策略，这种学习方法主要适用于离线检测和维修服务。当对一个AMT产品进行组装时，每个齿轮的位置必须首先标定。在过去是使用手动校准方法进行标定，为了提高效率和精度，在静态自学习策略中设计为自动对齿轮位置进行校准。

（2）动态齿轮自学习策略

动态自学习策略也被称为在线自学习策略，主要包括两个功能。

第一个功能是长期使用后校正挡位。当车辆行驶很长一段时间后，AMT中诸如换挡拨叉、同步器等部件会出现磨损，在这种情况下，换挡品质会发生变化。而动态齿轮自学习策略可以通过对每一个齿轮的使用次数做出统计从而做出相应校正。

第二个功能是在线监测转变。若挡位切换时间变得异常长，动态齿轮自学习系统可以通过计算输入轴转速和输出轴转速的传动比判断齿轮位置及所处挡位。如果系统判断出AMT的齿轮已经在正确位置，其将重新对此时的工况进行学习。

本研究通过搭载电控机械AMT的纯电动汽车进行了一系列实车试验，结果表明，该智能AMT换挡位置自学习系统的开发可以有效实现换挡位置自学习，从而实现精确切换挡位，对齿轮磨损以及其它故障具有良好的鲁棒性和时效性。

Shaohua Sun et al. SAE 2014-01-1741.

编译：张玉伦