【正文】 傳感器 變速器油溫傳感器 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 檔次開關(guān) 制動(dòng)燈開關(guān) 模式選擇開關(guān) 自動(dòng)變速閥體 電磁閥 自動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)發(fā)出的功率流通過(guò)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(jí)變速，然后通過(guò)輸出軸傳到驅(qū)動(dòng)橋；其中液力變矩器可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，根據(jù)汽車的行駛阻力及車速自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷。神龍公司也向市場(chǎng)投放了裝備進(jìn)口 AL4智能型自動(dòng)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(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)綜合控制技術(shù)，實(shí)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(shí)或交替工作，共同控制變速器的狀態(tài)。 此后 ， 美國(guó)的福特 (FORD)公司 、 法國(guó)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(dòng) AMT已進(jìn)入產(chǎn)品化和實(shí)用化階段 。 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(dòng)換擋變速器 。所有這些都將大大提高自動(dòng)換擋的穩(wěn)定性和智能化水平，將成為未來(lái)研究的熱點(diǎn) ． 二．自動(dòng)變速器的基本組成與工作原理 １．基本組成 電子控制自動(dòng)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 。 2）自動(dòng)換檔的控制過(guò)程：如圖 ，自動(dòng)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(dòng)換檔圖，然后按節(jié)氣門位置傳感器及車速傳感器檢測(cè)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。 為了保證動(dòng)力性 ， 一般把升檔點(diǎn)設(shè)計(jì)在發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 ， 而不考慮車輛的功率需求狀況 。 減小油門時(shí) ， 增大 ， 避免了過(guò)多換檔 ， 且發(fā)動(dòng)機(jī)可在較低轉(zhuǎn)速下工作 ， 燃料經(jīng)濟(jì)性好 ， 噪聲低 ， 行駛平穩(wěn)舒適 ， 常用于貨車上 。由汽車?yán)碚撝?，汽車的行駛方程式? 或 jwrit FFFFF ???? dt AC)a(fcosM)a(sinMriiT 2DDigigT0ge ?? ???? 由汽車?yán)碚撝?，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩 ，可用二次曲線擬合，則 )n(fT ee ? ?riiT T0ge ? 2nnn VAVBC ??（ ） 另外 ， 滾動(dòng)阻力系數(shù)為： 因此 ， 由汽車行駛方程 （ ） 式得： f=f(V) 2023/3/2 11 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 M1dtdV )n()n( ?? )VAVB[(C 2nnn ?? )]VAVBC( 2fff ??? )]VAVBC()VAVBC[(M1dt dV 2fff21)(n1)(n)1n()1n()1n( ?????? ????? ?（ ） （ ） 最佳動(dòng)力性換檔應(yīng)該是在同一油門開度下相鄰兩檔加速曲線的交點(diǎn)處換檔，即 )1n(ndtdVdtdV ??（ ） 根據(jù) （ ） 、 （ ） 以及 （ ） 的三式 ， 可得 )VAVBC]([)VAVBC( 2fff)n()1n(2nnn)1n( ?????? ?? ??? ]VAVBC[ 21)(n1)(n1)(n)( ??? ??? ? 上式的解中 為正值，且 之根即為最佳換檔時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的車速。模糊推理 Ⅱ 判斷出路面狀況 ,如坡道、彎道等。 qabqcqdeqf nV2023/3/2 14 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 車 輛 采 集 系 統(tǒng) 車速 檔位 油門 制動(dòng)器 方向盤 駕駛員意圖 模糊推理 I 模糊推理 II 專家知識(shí) 模糊推理 約束條件 檔位 圖 模糊邏輯檔位決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖 2023/3/2 15 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 四 . 智能化檔位決策方法綜述 智能檔位決策主要有兩種：一是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論 ， 二是基于模糊邏輯的綜合能力 。 道路條件 運(yùn)行情況 多數(shù)駕駛員操縱特性 單個(gè)駕駛員操縱特性 車 速 油門開度 制動(dòng)程度 轉(zhuǎn)向角度 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 最優(yōu)控制 學(xué)習(xí)控制 最佳檔位 適應(yīng)個(gè)性的檔位 圖 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能換檔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理示意圖 不同的駕駛員具有不同駕駛風(fēng)格，這就要求自動(dòng)變速系統(tǒng)應(yīng)對(duì)不同的駕駛員具有適應(yīng)性，即根據(jù)不同的駕駛風(fēng)格選擇不同的最佳換檔點(diǎn)。汽車變速器的換檔具有重復(fù)性控制的特點(diǎn)，因此，適宜采用迭代自學(xué)習(xí)方法來(lái)改善換檔控制的性能，以達(dá)到逼近最佳換檔規(guī)律的目的。其算法過(guò)程如下： ① 預(yù)先給定一組從第 i檔換入第 i+1檔的初始狀態(tài)參數(shù) (初始換檔點(diǎn) )，并存入自學(xué)習(xí)控制器的記憶單元中。 實(shí)際上 ， 由于人體對(duì)水平方向加速度變化的敏感程度 有限 ， 滿足條件 足矣 。 1x2nx駕駛員 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 1X2345X輸出檔位 誤差 油門開度 車速 V 駕駛員選擇檔位 圖 駕駛員換檔規(guī)律的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程 2023/3/2 24 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 上圖 ，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位模型的輸出個(gè)數(shù)選擇等于變速箱的檔位數(shù)，對(duì)于 5檔的變速箱，模型具有輸出 5個(gè)信號(hào)： ， ， ， ， 。 設(shè)目前車輛運(yùn)行檔位為 (i為1， 2， 3， 4， 5等 )， 當(dāng)采集到輸入?yún)?shù)車速 v、 油門開度 后 ， 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檔位模型將輸出對(duì)應(yīng)的最佳檔位 ， 將作為車輛換檔的預(yù)選檔位 。 設(shè)置閾值為d1， d2（ d1d2） 。 隱含層是對(duì)作用函數(shù) （ 徑向基函數(shù) ） 的參數(shù) （ 中心 c， 寬度 δ ） 進(jìn)行調(diào)整 ， 采用非線性化策略；輸出層是對(duì)線性權(quán)值 w進(jìn)行調(diào)整 ， 采用線性化策略 。 （ 一 ） Kmeans聚類算法是模式識(shí)別領(lǐng)域中非監(jiān)督學(xué)習(xí)算法 ， 其原理是首先初始化中心 ， 然后將輸入樣本按最臨近規(guī)則分組 ， 調(diào)整 RBF網(wǎng)絡(luò)隱層中心的 Kmeans算法如下： （ 1） 隨機(jī)給出初始中心 和初始學(xué)習(xí)率 a(0)∈( 0， 1)。 min2023/3/2 33 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 2. 電控液力機(jī)械式自動(dòng)變速器人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)變速研究 以裝備有 4D180型液力機(jī)械式自動(dòng)變速器的 ZL50C裝載機(jī)為參考 ， 分析了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ ANN） 控制的 ， 可以根據(jù)作業(yè)工況實(shí)現(xiàn)工程車輛液力機(jī)械式自動(dòng)變速器自動(dòng)換檔的換檔策略 。 升 、 降檔網(wǎng)絡(luò)都采用 373BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ， 即輸入層 3個(gè)節(jié)點(diǎn) ， 輸入油門 、 車速 、 加速度信號(hào) ， 中間隱層 7個(gè)節(jié)點(diǎn) ， 輸出層 3個(gè)節(jié)點(diǎn) ， 輸出 3位檔位編碼 。 設(shè)定檔位編碼 Yi(out)=000、 00 0 100， i= 4分別代表 I、 II、 III、 IV檔 。 因此 ， 只要內(nèi)燃機(jī)仍作為車用發(fā)動(dòng)機(jī) ， 開發(fā)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)將是必然的趨勢(shì) 。 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī) 傳感器 傳動(dòng) 傳感器 電子控制 壓力傳感器 從動(dòng)輪 主動(dòng)輪 液壓缸 駕駛員意圖 顯示 圖 控制系統(tǒng)圖 2023/3/2 38 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 （ 2） 模糊控制算法的實(shí)現(xiàn) ① 模糊控制算法結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)一個(gè)模糊控制器以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言控制 ， 必須解決模糊控制器結(jié)構(gòu)的 3個(gè)方面的問(wèn)題 :① 精確量的模糊化 ，把語(yǔ)言變量的語(yǔ)言值化為某適當(dāng)論域上的模糊子集； ② 模糊控制算法的設(shè)計(jì) ， 通過(guò)一組模糊條件語(yǔ)句構(gòu)成模糊控制規(guī)則 ， 并計(jì)算模糊控制規(guī)則決定的模糊關(guān)系； ③ 輸出信息的模糊判決 ， 并完成由模糊到精確量的轉(zhuǎn)化 。 根據(jù)無(wú)級(jí)變速器控制特點(diǎn)及操作者的操作經(jīng)驗(yàn)得到以下事實(shí) : （ 1） 若偏差 e小 ， 選取控制量要注意防止超調(diào) ， 以系統(tǒng)的穩(wěn)定性為主要出發(fā)點(diǎn)； （ 2） 若偏差 e大 ， 選取控制量要以盡快消除誤差為主 。負(fù)大 (NB)—— 在控制區(qū)域內(nèi)靠近下邊界附近 。 （ 1） 電液控制系統(tǒng)工作原理 ① 無(wú)級(jí)傳動(dòng)原理 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器屬于摩擦式無(wú)級(jí)變速器 ， 其無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)由成 V型槽的主動(dòng)錐盤 、 從動(dòng)錐盤以及金屬傳動(dòng)帶構(gòu)成 。 3. 電控機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器的模糊控制策略 無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是汽車?yán)硐氲膫鲃?dòng)方式 ， 使各國(guó)研究者和汽車公司研究的重點(diǎn) 。 為學(xué)習(xí)率 。 由裝載機(jī)液力機(jī)械變速器試驗(yàn)結(jié)果 ， 作出了發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器共同工作時(shí)的變速器效率與輸出動(dòng)力的特性曲線 ， 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油門開度一定時(shí) ， 即發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速一定時(shí) ， 液力機(jī)械式變速器升檔時(shí)各檔位效率和輸出轉(zhuǎn)矩的統(tǒng)計(jì)特性如圖 。 為了通過(guò)訓(xùn)練學(xué)習(xí)來(lái)調(diào)整權(quán)值 ， 對(duì)評(píng)價(jià)函數(shù)求導(dǎo)數(shù) ， 并令其為零 ， 可以得到調(diào)整權(quán)值的遞推最小二乘算法 RLS如下： TjTjj ZWZWy ??? ?? ?2M1jTjjM1j2jjn1kkn2jM1jn1kkn)n(Z(n)W)n(y21)1n(E)k(y)k(y21)k(21)n(E??????????????????????)n(j? )n(yjj n)(Wj )n(W)n(E j??2023/3/2 31 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院 ? ?)n(Z(k)W)k(y)k(Z)k()n(W )k(y)n(W n)(ETjjTn1kknjjjn1kknj?????????????????????令 0)n(R(n)W)n(D)n(E)n(W )n(E Tjjj ?????? 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