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汽车自动变速分层协调换挡控制

夏光 唐希雯 孙保群 陈无畏

夏光, 唐希雯, 孙保群, 陈无畏. 汽车自动变速分层协调换挡控制[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(4): 50-58. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.007
引用本文: 夏光, 唐希雯, 孙保群, 陈无畏. 汽车自动变速分层协调换挡控制[J]. 交通运输工程学报, 2012, 12(4): 50-58. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.007
XIA Guang, TANG Xi-wen, SUN Bao-qun, CHEN Wu-wei. Automotive automatic transmission shift control based on layered coordination[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(4): 50-58. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.007
Citation: XIA Guang, TANG Xi-wen, SUN Bao-qun, CHEN Wu-wei. Automotive automatic transmission shift control based on layered coordination[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2012, 12(4): 50-58. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.007

汽车自动变速分层协调换挡控制

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2012.04.007
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51205101

安徽省"十二五"科技攻关项目 12010202032

详细信息
    作者简介:

    夏光(1983-), 男, 安徽萧县人, 合肥工业大学助理研究员, 工学博士研究生, 从事车辆自动变速控制研究

    陈无畏(1951-), 男, 湖南攸县人, 合肥工业大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U463.221

Automotive automatic transmission shift control based on layered coordination

More Information
    Author Bio:

    XIA Guang (1983-), male, assistan tresearcher, doctoral student, +86-551-5393370, xiaguang008@163.com

    CHEN Wu-wei (1951-), male, professor, PhD, +86-551- 2901750-2412, cww@mail.hf.ah.cn

  • 摘要: 将汽车自动变速控制策略分成上层与下层两部分, 进行自动变速分层协调控制。下层为最佳动力性和最佳经济性的基本换挡控制, 上层决策层对识别的驾驶意图、车辆工况和道路环境信息进行占优分析和优先级设定, 决策出车辆当前状态下性能最优的控制目标, 并对下层基本换挡控制策略进行修正和调整。分析结果表明: 采用分层协调控制策略的车辆在爬坡和过弯道工况时比独立控制换挡次数分别减少了4次和2次, 在变速箱油温升高时比独立控制能及时降低挡位, 低附着路面起步时挡位比独立控制高。采用分层协调控制策略可有效降低跳挡频率, 减小换挡部件磨损, 提高车辆通过性、行驶平顺性和安全性。

     

  • 图  1  发动机模型

    Figure  1.  Engine model

    图  2  机械传动模型

    Figure  2.  Mechanical transmission model

    图  3  液力变矩器模型与闭锁模型

    Figure  3.  Hydraulic torque converter model and locking model

    图  4  驾驶人模型

    Figure  4.  Driver model

    图  5  车辆模型

    Figure  5.  Vehicle model

    图  6  整车动力系统模型

    Figure  6.  Model of vehicle power system

    图  7  自动变速分层协调控制系统结构

    Figure  7.  Structure of automatic transmission system based on layered coordinated control

    图  8  最佳动力性换挡规律

    Figure  8.  Optimal power shift law

    图  9  最佳经济性换挡规律

    Figure  9.  Optimal economy shift law

    图  10  低附着路面信息占优换挡规律

    Figure  10.  Shift law of low-adhesion coefficient road information priority

    图  11  车辆坡道换挡曲线

    Figure  11.  Shift curves of vehicle on ramp

    图  12  车辆弯道换挡曲线

    Figure  12.  Shift curves of vehicle on bend

    图  13  变速箱油温升高换挡曲线

    Figure  13.  Shift curves when gearbox oil temperature rises

    图  14  低附着路面起步换挡曲线

    Figure  14.  Start shift curves on low-adhesion coefficient road

    图  15  试验车辆

    Figure  15.  Test vehicle

    图  16  爬坡换挡曲线

    Figure  16.  Shift curves on climbing ramp

    图  17  弯道换挡曲线

    Figure  17.  Shift curves on bend

    表  1  低附着路面换挡调整规则

    Table  1.   Shift adjustment rule on low-adhesion coefficient road

    参数 路面附着系数
    VS V M B VB
    调整量 VS 0 0 0 0 1
    V 0 0 0 1 0
    M 0 0 1 0 0
    B 0 1 0 0 0
    VB 1 0 0 0 0
    下载: 导出CSV

    表  2  调整后的换挡控制状态

    Table  2.   Adjusted shift control state

    v α
    VS V M B VB
    VS
    V
    M
    B
    VB
    下载: 导出CSV

    表  3  车辆参数

    Table  3.   Vehicle parameters

    参数 数值
    整备质量/kg 1 470
    轴距/mm 2 600
    前迎风面积/m2 2.03
    风阻系数 0.31
    轮胎半径/mm 287
    一挡传动比 2.714 7
    二挡传动比 1.507 0
    三挡传动比 1.000 0
    四挡传动比 0.704 0
    主减速比 3.920 0
    液力变矩器循环圆直径/mm 275
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2012-02-16
  • 刊出日期:  2012-08-25

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