【正文】 如下圖 ， 根據(jù)降擋延遲的不同可劃分為以下幾種： 1） 等延遲型 其降擋延遲的大小不隨油門開度變化 ， 但可實現(xiàn)駕駛員的干預(yù) ， 在小油門時可提前換入高檔 ， 即減小發(fā)動機(jī)噪聲 ， 又可延遲換回低檔 ， 改善了燃油經(jīng)濟(jì)性 。 為了保證動力性 ， 一般把升檔點(diǎn)設(shè)計在發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 ， 而不考慮車輛的功率需求狀況 。 和 之間是兩檔均可能出現(xiàn)的工作區(qū) ,這種在控制參數(shù)相同的情況下 ， 升擋和降擋的時刻不同 ， 降擋時刻較升擋時刻晚的現(xiàn)象稱為降擋重疊或降擋延遲 。 2）自動換檔的控制過程：如圖 ，自動變速電腦根據(jù)汽車檔位開關(guān)及換檔模式開關(guān)的信息決定選擇相應(yīng)的自動換檔圖，然后按節(jié)氣門位置傳感器及車速傳感器檢測到的信息進(jìn)行判斷得出結(jié)果，最后向換檔電磁閥發(fā)出換檔指令。 ２．工作原理 如圖 ， 電子控制式自動變速器是通過傳感器裝置將汽車的運(yùn)行工況轉(zhuǎn)化為電信號 ， 并通 2023/3/2 2 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 過自動變速器電腦對電信號處理，然后輸出控制指令給相應(yīng)的電磁閥，來實現(xiàn)變速器的換檔操作。所有這些都將大大提高自動換擋的穩(wěn)定性和智能化水平，將成為未來研究的熱點(diǎn) ． 二．自動變速器的基本組成與工作原理 １．基本組成 電子控制自動變速器一般由液力變矩器、行星輪變速器、電子控制系統(tǒng) 3部分組成 。 1998年 8月吉林大學(xué)自主研制桑塔納 2023AMT樣車通過了國家鑒定，目前正進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)可靠性等方面的研究。 在工程機(jī)械領(lǐng)域 ， 日本川崎重工公司開發(fā)的輪式裝載機(jī) KLD97ZIII匹配 15ZIII自動換擋變速器 。 1985年 ， 日本五十鈴公司率先研制成功 NAVI5型全自動機(jī)械式變速器 ， 并裝于飛鳥 (ASKA)轎車 ， 投放市場獲得成功 。 此后 ， 美國的福特 (FORD)公司 、 法國雷諾(RENAULT)公司 、 意大利的菲亞特 (FIAT)公司都相繼開發(fā)了這種變速器 ， 全自動 AMT已進(jìn)入產(chǎn)品化和實用化階段 。 意大利薩姆 (SAME)公司 Rubin系列拖拉機(jī)采用了全自動換擋變速箱 ， 美國卡特彼勒(CATERPILLAR)公司的 Challenger35/45/55橡膠履帶拖拉機(jī)從第 10擋至第 16擋可以實現(xiàn)自動換擋 。神龍公司也向市場投放了裝備進(jìn)口 AL4智能型自動變速器的富康 988“領(lǐng)導(dǎo)者”以及富康 ，它們采用了模糊控制理論和動力傳動系統(tǒng)綜合控制技術(shù)，實現(xiàn)了智能化控制，電子控制單元有 10種換擋規(guī)律，按需分別調(diào)用幾種換擋規(guī)律或同時或交替工作，共同控制變速器的狀態(tài)。 液力變矩器通常由與發(fā)動機(jī)飛輪連接的泵輪、與變速器輸入軸連接的渦輪及與單向離合器連接的導(dǎo)輪組成，其主要作用是通過油液的運(yùn)動傳遞動力并在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)降速增扭、無級變速。 發(fā)動機(jī) 發(fā)動機(jī)電腦 節(jié)氣門位置傳感器 車速傳感器 冷卻水溫傳感器 變速器油溫傳感器 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 檔次開關(guān) 制動燈開關(guān) 模式選擇開關(guān) 自動變速閥體 電磁閥 自動變速器電腦 行星齒輪變速器 液力變矩器 圖 電子控制式自動變速器的工作原理 2023/3/2 3 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 （１） 功率流傳遞路線 汽車發(fā)動機(jī)發(fā)出的功率流通過液力變矩器的一次放大（可達(dá)到 24倍）后，傳給行星輪變速器進(jìn)行有級變速，然后通過輸出軸傳到驅(qū)動橋；其中液力變矩器可在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速，根據(jù)汽車的行駛阻力及車速自動調(diào)整負(fù)荷。 2023/3/2 6 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 檔位開關(guān)和換檔模式選擇開關(guān) 選擇自動換檔圖 車速判斷 車速傳感器 節(jié) 氣 門 位 置 傳 感 器 換檔電池閥 節(jié)氣門位置傳感器 圖 自動換檔控制過程 2023/3/2 7 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 三 . 當(dāng)前檔位決策方法及其局限性 1．傳統(tǒng)換檔規(guī)律 （１） 單參數(shù)換檔規(guī)律 汽車用單參數(shù)換檔規(guī)律一般選擇相對穩(wěn)定的車速作為控制參數(shù) 。 其作用是 : 1） 換入新?lián)鹾?,不會因油門的振動或車速引起的輕度變化 ,而重新?lián)Q回原來擋位 ,保證換擋過程的穩(wěn)定性 。 這將造成車輛在小油門開度行駛時 ， 也需要達(dá)到最高轉(zhuǎn)速 才能換檔 ， 故換檔過程中不僅噪聲較大 ， 機(jī)件的磨損也較大 ， 因此這種換檔規(guī)律是不合理的 。 2） 發(fā)散型 其降擋延遲的大小隨油門開度增大而增大 ， 特點(diǎn)是：大油門升檔時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高 ， 接近最大功率點(diǎn) ， 動力性好 ， 換檔延遲大 ， 減少了換檔次數(shù) ， 提高了舒適性 。 4） 組合型 它由兩段或多段不同類型的變化規(guī)律組合而成 ,優(yōu)點(diǎn)是便于在不同油門下獲得不同的車輛性能 ， 小油門時舒適 、 穩(wěn)定 、 污染少；中油門時經(jīng)濟(jì)性好；大油門時動力性好 。在車輛穩(wěn)定行駛的前提下，能夠按照預(yù)先設(shè)定的動力型或經(jīng)濟(jì)型換檔規(guī)律進(jìn)行換檔，能夠滿足對車輛最佳動力性或最佳經(jīng)濟(jì)性的要求。 nV maxnn VV ? ② 最佳燃油經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律 它的目標(biāo)函數(shù)是在某一油門開度下 ， 汽車從原地起步連續(xù)換 I檔加速至某一要求車速 T時 ， 總的油耗Q應(yīng)最小 。 同理 ， 可求出其它油門開度及換檔點(diǎn)車速 。模糊推理 Ⅲ 根據(jù)上述的推理結(jié)論和專家經(jīng)驗知識輸出一個相應(yīng)檔位，是否換檔由約束條件來決定。但在良好路面上 ,其給出的檔位就不是最佳的。 1. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能檔位決策方法 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自適應(yīng)性 ， 它可以被訓(xùn)練 ， 網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練過程中學(xué)習(xí)并記住經(jīng)驗 。 駕 駛 員 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 車速 油門開度 制動程度 轉(zhuǎn)向角度 1 2 3 4 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 檔 位 誤差 圖 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位決策原理圖 2023/3/2 16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 在實際工程應(yīng)用方面，三菱汽車公司率先應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯電路成功開發(fā)了能最優(yōu)選擇變速檔位的ＩＮＶＥＣＳ Ⅱ 型軟件系統(tǒng) .該系統(tǒng)增加了坡道、彎道以及制動器操作等信息，可以對上坡、下坡、彎曲路段進(jìn)行檢測，以適應(yīng)各種路況的變化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)控制功能不但能完成上述任務(wù)，而且進(jìn)一步擴(kuò)大了自動變速器的使用范圍。 車 速 油門開度 油門開度 變化率 車 速 加速度 檔 位 制動程度 轉(zhuǎn)向角度 坡道辨識器 車重辨識器 彎道辨識器 道路辨識器 發(fā)動機(jī)性能 辨識器 加示意圖辨識器 駕駛風(fēng)格辨識器 規(guī)則庫 模糊綜合智能 換檔系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫 換檔可行性 分析器 換檔 指令 圖 模糊綜合智能化檔位決策結(jié)構(gòu)原理圖 2023/3/2 18 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 五 .電控自動變速器換檔策略研究 1. 電控機(jī)械式有級自動變速器智能換檔策略 （ 1） AMT最佳換檔自學(xué)習(xí)控制方法 換檔規(guī)律指相鄰兩檔間自動換檔時刻隨控制參數(shù)變化的規(guī)律，而最佳動力性換檔規(guī)律則是指相鄰兩檔在換檔前后的加速度保持相等，車輛可獲得最大 平均加速度時，換檔時刻與三個狀態(tài)參數(shù) —— 加速度a， 油門開度 β ， 車 速ｖ (亦稱換檔點(diǎn) )之間的變化關(guān)系。 討論汽車升檔加速過程的自學(xué)習(xí)算法 。凡是不在交點(diǎn)上的換檔點(diǎn)均為存在動力損失的非最佳換檔點(diǎn)，有 ，而自學(xué)習(xí)的目標(biāo)是 。當(dāng)車輛以第 i檔行駛時，一旦檢測到當(dāng)前狀態(tài)參數(shù) 和 滿足條件 1iia ?? 0aaa i1i ???? ?0?? i1ia aaae ??? ?? ?(0)i)0(i(0)i v,a ?iai?iv , ai(i ??? i)0(ii ???? ?? ,v vi(0)ii ?0ai ? （其中， 3個誤差的許可值 ， ， 為給定的小量 ）換檔控制器便發(fā)出指令，將變速器換入第 i+1檔，并及時測出換檔后的加速度 。一般地，若在第 i檔下經(jīng)過第ｋ次學(xué)習(xí)后得到的換檔點(diǎn)參數(shù)值記為 ，而當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)測量值表示為 ，當(dāng)條件 )1(i(1)i(1)i ,v,a ? )0(i(0)i(0)i ,v,a ? (k)i)k(i(k)i v,a ?iii v,? ai(k)ii aa ?? i)k(i ???? ?? vi(k)ii vv ??0ai ? 得到滿足時，便換入第 i+1檔，并測出 。 式 ()中 ， 比值 實際是曲線 在 為定值的條件下 ， 過 曲線 上的點(diǎn) 的切線斜率的絕對量 。 ? ?i1i( k)i1)(ki aavv ?? ? ?狀態(tài)特 征識別 查詢環(huán)節(jié) 換檔決策 控制環(huán)節(jié) AMT車輛 知識庫 學(xué)習(xí)環(huán)節(jié) 監(jiān)督環(huán)節(jié) 傳感器 aV dtdVa/?a自學(xué)習(xí)控制器 圖 AMT最佳換檔自學(xué)習(xí)控制器 2023/3/2 22 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 （ 2）車輛檔位模糊 —— 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策研究 ① 車輛檔位模糊 —— 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)決策方法 如 上圖 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位決策的方法，其特點(diǎn)是采用蘊(yùn)藏了優(yōu)秀駕駛員換檔經(jīng)驗的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位模型和對駕駛意圖進(jìn)行模糊推理，綜合選擇最適合的車輛檔位。駕駛員對車輛換檔過程構(gòu)成了復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)相當(dāng)于對這一系統(tǒng)的正向逼近（或建模）。只要選擇恰當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)模型、學(xué)習(xí)算法和采用高速數(shù)字信號處理器，就有可能完成學(xué)習(xí)過程。 2） 推理駕駛意圖 駕駛員對車輛運(yùn)行環(huán)境的判斷及駕駛員的意圖都通過操縱油門踏板體現(xiàn)出來 。 一般在良好路面下 ， 駕駛員總是使油門踏板開度保持在一定的大小 ， 只在較小范圍變化；只有當(dāng)車輛拐彎或運(yùn)行在起伏路面時 ， 駕駛員確定需要車輛減速 、 加速時 ， 油門才有較劇烈的變化 。 當(dāng) I=d1， 表示駕駛員意圖是使車輛加速； d2Id1， 表示駕駛員無明顯的加速和減速意圖 ， 稱為保持