569 大學生方程式純電動賽車（總體設計）

569 大學生方程式純電動賽車（總體設計）,569,大學生方程式純電動賽車（總體設計）,大學生,方程式,電動,賽車,總體,整體,設計 農(nóng)用拖拉機功率移傳輸控制：設計和終止行程自動調(diào)整 1.介紹與動機： 農(nóng)用車，以應付工作條件比其他地面車輛要求更為復雜[10]。事實上，農(nóng)用車設計基本上是在低速工作的同時提供大的牽引力。此外，保證在不平的路面上移動方便，使它們也適合重型拖車運輸。設置最大的靈活性以確保在每個速度使用和利用發(fā)動機最大功率可在所有工作條件下達到最佳，農(nóng)用車往往配備了一個所謂的電換檔變速箱。這種傳輸有大量的齒輪（通常是從9日至30日），它可以執(zhí)行一個沒有（或至少在最低限度）功率損失驅(qū)動輪的換檔。 一般的特點是存在的液壓回路，其壓力可以通過調(diào)節(jié)比例電磁閥連接到兩個或更多（取決于齒輪和變速箱的整體機械架構）濕離合器，動力換檔變速箱。這種傳輸需要考慮大量的齒輪提供的事實，以達到最佳的換檔，它是要正確處理幾個控制變量，要適當控制。 這種控制系統(tǒng)的設計不是一項簡單的任務。在科學文獻中，有些工作與功率轉(zhuǎn)移或地面車輛雙離合器自動變速器控制處理，例如，[3-8,15]，但很少農(nóng)用拖拉機已經(jīng)做了具體的解決辦法。這主要是由于農(nóng)用車有非常局限的性能規(guī)格，由于非常廣泛的工作條件和車輛荷載的變異性，使從地面車輛的換檔最佳性能定義不同的工況。作為一個事實上的主要制約因素是所有工作的原因，不同瀝青路面粗糙越野地形上的機動的重復性和司機的舒適。在拖拉機的負荷分配也遠遠高于其他車輛，由于這一事實，它可能是由于前端或后端由于各種不同的任務，需要發(fā)揮作用的工作設備的額外負荷。最后，還注意到，工作條件的變化是最常見的不通過主板上的傳感器測量，從而要求強大和易可調(diào)換檔控制器。以上所述使農(nóng)用拖拉機一個非常具有挑戰(zhàn)性的任務，確保最佳的和可重復的換檔問題。 設計一個有效的傳輸控制系統(tǒng)，首先影響換檔品質(zhì)必須確定所有的最顯著的變量，如見，[2,16]。此外，換檔控制系統(tǒng)具有以下相互矛盾的要求之間的權衡優(yōu)化管理： （一）產(chǎn)生舒適的換檔; （二）保證發(fā)生換檔驅(qū)動輪沒有功率損失; （三）造成汽車變速器最小的機械部件的磨損和壽命。 此外，在工業(yè)方面，一旦控制設計階段完成，實施到最終產(chǎn)品的控制系統(tǒng)，行結束調(diào)整階段通常安排處理導致最終系統(tǒng)是具有建設性的公差和生產(chǎn)利差用于控制驗證和測試原型的一個不同。因此，這個階段是調(diào)整優(yōu)化控制器參數(shù)，以保證所有車輛達到預期的換檔性能。通常，這個階段進行人體測試，調(diào)個人駕駛喜好和經(jīng)驗為基礎的控制器參數(shù)。因此，這是明確的，行結束調(diào)整處理是一個關鍵的和困難的階段。事實上，因為沒有客觀指標評價的換檔性能和舒適性存在，齒輪移位的舒適程度由一個操作員制定，但不是由另一人：這意味著，最終的調(diào)整可能會導致非常不同的齒輪對同一類型的不同車輛的轉(zhuǎn)移行為。請注意，作為車輛的操控品質(zhì)，換檔的特點，其中一個重要組成部分，通常被認為作為一個單一的制造商的商標，具有相同的機動功能提供車輛的能力，以達到客戶的滿意度是一個關鍵和以促進客戶對品牌的忠誠度。此外，該方法的另一個顯著的優(yōu)點是減少輪班需要調(diào)整每輛車減少齒輪的數(shù)量和制作過程自動結束調(diào)整相關產(chǎn)業(yè)的成本，因此不要求具有豐富經(jīng)驗的操縱執(zhí)行人員。 值得注意的是，在這項工作中提出的方法，即使針對一個特定的應用，有一個有效期，超出所考慮的問題，如上述設計步驟構成了工作的范例，可以應用在許多不同的生產(chǎn)背景。事實上，本文的目的是在正式賦予了控制系統(tǒng)的工業(yè)應用，結束調(diào)整的首個貢獻之一，提出了系統(tǒng)的方法來考慮問題。在這方面，在[13,16]的結果，提供建議的方法的其他應用和處理測量數(shù)據(jù)的安全的駕駛風格，并通過量化的問題，分別客觀調(diào)整議案逆控制農(nóng)用拖拉機。 雖然不同的問題方面，認為此處，這兩個工程股份（全部或部分），在這項工作中提出的系統(tǒng)化的方法，這是由以下步驟組成： ·評估的特點，定義考慮系統(tǒng)的質(zhì)量; ·實驗的靈敏度分析挑出的功能進行優(yōu)化和可測量的變量之間的關系; ·成本函數(shù)的定義; ·其成本功能優(yōu)化的基礎上結束調(diào)整的控制算法和程序設計。 圖1采用這項工作的拖拉機 這種方法使得在目前所有的控制系統(tǒng)必須設計和調(diào)整，而與分散生產(chǎn)利差和公差，使底層的廠房（即最終工序）不同處理的應用程序文件的總體利益的結果從設計用途使用。由此產(chǎn)生的研究領域需要之間的米蘭理工大學和R＆D部門的同一Deutz-Fahr集團（SAME, Lamborghini, Deutz-Fahr,Hürlimann, AdimDiesel and Deutz AG）。這項工作一直著力設計傳輸高功率（200馬力）農(nóng)用拖拉機（見圖1）。 第一次的努力一直致力于定義適當?shù)某杀竞瘮?shù)，使換檔舒適性和質(zhì)量的客觀評價。然后，所有有關的換檔動態(tài)的準確分析，導致設計一個簡單而有效的傳輸控制策略。此外，以獲得最佳的齒輪對每一個生產(chǎn)汽車轉(zhuǎn)向性能，自動調(diào)整階段，提出了保證令人滿意的和可重復的換檔性能。本文的結構如下。第2節(jié)提供了動力換擋變速箱系統(tǒng)的描述，無論從液壓和機械的觀點。第3節(jié)是集中展示的性能已選定的指標來判斷換檔質(zhì)量。在第4節(jié)，建議的功率移換檔控制策略描述，單離合器和雙離合器換檔的情況下，連同實驗性能指標與控制器參數(shù)靈敏度分析結果。最后，第5節(jié)是專門來形容行結束自我調(diào)整過程，并提出相關的實驗結果。 2.系統(tǒng)描述： 考慮功率換擋變速箱的機械的整體布局所示圖。 2。功率流向可以看出，從發(fā)動機（圖2左側(cè)）對通過兩種不同的變速箱驅(qū)動輪：高中低（HML）組，三種不同的齒輪和123組的組成，其中還包括三個不同的齒輪比。傳輸完成后與其他兩個部分，即議案變頻器和模式選擇。逆變器的議案（見[11,16]）是一個電動液壓系統(tǒng)，由兩個離合器，它允許執(zhí)行自動運動倒置，即組成，它需要從車輛，說，提出加快反向速度司機只需杠桿。模式選擇，可以選擇三種不同的工作模式：緩慢行駛，工作和運輸，這可以是多種多樣的，只有當拖拉機在靜止間。接下來，我們集中控制換檔，并考慮在2變速箱只，假設，沒有議案反轉(zhuǎn)時發(fā)生（注意，順便在1運動逆變，司機可以不指揮1齒輪移位），并認為一直在進行一個固定的模式。 作為兩個變速箱系統(tǒng)，九個發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的傳動比（無視最后誤差，其比例是固定的）。從概念上講，雖然機械不同，兩個變速箱可以被視為同樣的控制設計的目的。每個齒輪與濕式離合器：選擇一個特定的齒輪必須完全工作于相應的離合器，使來自發(fā)動機的扭矩可以完全通過離合器本身轉(zhuǎn)移。在這項工作中處理的濕式離合器是為了從事（因此選擇相關的齒輪）板的表面必須是在密切的接觸和正常的力量，他們交換必須足夠大，開發(fā)一個多片濕：摩擦力保證它們之間沒有相對滑動發(fā)生。 模式選擇器 123變速箱 動作逆變器 高中低檔 變速箱 圖2 電源換檔變速箱的示意圖 圖3顯示了一個正常力和離合器油壓之間的物理關系的示意圖。換檔分析，必須考慮到三個不同的區(qū)域。從零（即大氣壓力）開始，在極板間增加壓力，這仍然是微不足道的正常力量沒有變化。 壓力 工作點 嚙合點 法向力 圖3 油壓離合器法向力功能示意圖 當達到所謂的嚙合點壓力（見圖3），這個距離分隔板已覆蓋和接觸的表面。從這里過，正常的力比例增加的壓力。在這個階段，表面之間的摩擦力允許轉(zhuǎn)讓一定數(shù)量的傳入扭矩通過離合器，但作為極板間有一個非零的相對滑移，齒輪比是無窮的。 一旦嚙合壓力達到（再次參考圖3）法向力大到足以磨損任何離合器板和精密齒輪比可以定義之間的相對滑移。 圖4顯示了一個液壓的計劃，可以了解如何可以控制離合器的壓力示意圖。有6個的ON-OFF換向閥，每個離合器連接主液壓比例電磁閥調(diào)節(jié)。這種水力結構產(chǎn)生以下的離合器壓行為：當換向閥在離合器壓力開關是等于主壓力。一個單向閥，注意壓力只能增加，即使在主壓力減小。相反，當換向閥關閉離合器的壓力是零。因此，可用控制變量有以下幾種： 高 中 低 圖4 簡化傳輸液壓設計 （1）主液壓壓力。請注意，由于沒有壓力傳感器是可用的，真正的控制變量是電流驅(qū)動比例閥。這樣的變量可以通過一個靜態(tài)地圖的輸出壓力。接下來，我們將視為控制變量的壓力，牢記要完成上述轉(zhuǎn)換，從目前的壓力; （2）每個換向閥的開關狀態(tài)。 執(zhí)行與電源換檔變速箱的換檔，離合器傳出必須帶來零壓力，而傳入的離合器必須受到最大的壓力。請注意，非功率換檔換檔傳出離合器脫開，然后參與傳入的。這樣做，有一個時間間隔，在該車輛是在中性狀態(tài)，并沒有發(fā)動機的扭矩可以達到驅(qū)動輪。在農(nóng)用車的中性狀態(tài)必須避免，大負荷的力量會導致車輛停止。因此，它是確保持續(xù)的扭矩傳遞到驅(qū)動輪在換檔，這是一個電源換檔換檔的主要特點是至關重要的。 總括系統(tǒng)描述，表1列出了九個可用與相關工作于離合器齒輪一起?？梢钥闯觯ǔＪ菗Q檔需要改變只有一個離合器（即，一個屬于高中低變速箱）。我們是指單離合器換檔換檔。然而，被認為是3-4和6-7換檔時，兩個離合器必須改變（一個屬于高中低和123變速箱），使換檔控制器的設計更復雜，將會顯示其后。我們指的雙離合器換檔換檔。 表1 可用齒輪和相應工作離合器 檔位 低檔 中檔 高檔 1 2 3 1 X — — X — — 2 — X — X — — 3 — — X X — — 4 X — — — X — 5 — X — — X — 6 — — X — X — 7 X — — — — X 8 — X — — — X 9 — — X — — X 3.換檔質(zhì)量評估 在第一節(jié)討論，確定一個客觀的換檔質(zhì)量 評估得出以下優(yōu)點： ·它提供了換檔性能獨特的和客觀的顯示，有助于比較不同車輛和/或不同的控制算法。 ·它使最終行調(diào)整階段的依靠適當?shù)男阅苤笜说淖詣觾?yōu)化的更容易和便宜。 在確定最合適的成本函數(shù)處理的關鍵問題是確定被測信號和換檔舒適性和質(zhì)量之間的有意義的關系。在汽車方面已經(jīng)進行了一些研究，顯示了良好的效果的在評估通過加速度測量舒適，例如，[9,14]。在這項工作中考慮的車輛類型，它是很容易理解，這種信號是不適合的，如土壤中的違規(guī)行為造成的測量噪聲陰影的實際換檔車輛加速度的貢獻。此外，加速度不標準的傳感器板農(nóng)用拖拉機。因此，我們集中調(diào)查換檔質(zhì)量和車輛行駛速度，其測量通常是通過車輪編碼器之間的關系。 [16]討論，這個信號可以被利用來提供令人滿意的舒適性評價。 (1) Vm（t）是測量車輪速度和Vref（t）是一個參考信號設計，它描述了在一個最佳的換檔速度的行為。測得的車速Vm（T）計算得到。 （2） 其中，xi（T），I = 1，... 4通過車輪編碼器和里測得的車輪轉(zhuǎn)速，I =1，... ，4個車輪半徑。 參考信號VREF（T）被設計成三個不同部位（見圖6）組成。首先定義驗算，開始在恒定速度值。 時間 時間 時間 速度 速度 速度 圖5 不同的換檔和相應的質(zhì)量評價：（A）良好（B）中等（C） (3) 其中treq是在要求司機換檔時刻。在演習的最后部分的參考速度也是常數(shù)，計算為 (4) 其中xeng（treq）發(fā)動機轉(zhuǎn)速在換檔（發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是固定的，固定在換檔），r是平均車輪半徑和SINC是傳入的齒輪傳動比（換檔時由駕駛員操縱所定）。參考速度進化的時間之間的這些極限的速度水平，它定義VREF2，被選為直線，產(chǎn)生： （5） 定義為在時刻T1： （6） 即，T1是最后時刻的測量速度比最初的參考速度Vref1較低，而在T2時刻被定義為： （7） 代表第一時間所測量的速度達到最終的速度給定值Vrefend。 — 測量值 — 參考值 換檔結束 換檔請求 時間 速度 圖6 參考信號（紅色）和換檔質(zhì)量評估（藍色）的測量速度 請注意，每個換檔參考信號的強調(diào)的三個階段捕捉到一個不同的問題的有關機動的質(zhì)量和舒適度。具體來說，由管理控制系統(tǒng)（另見圖6）有三個主要問題： （1）在換檔年初的速度緩沖階段; （2）在加速的振蕩階段; （3）沖在換檔的穩(wěn)定階段。 這些問題都采取不同的控制參數(shù)適當調(diào)整。要做到這一點，關鍵是能夠捕捉被測信號的基礎上的可以通過客觀性能指標三個現(xiàn)象進行計算。 為此，被認為是三種不同的成本函數(shù)的J1，J2和J3，演習的每一部分之一，其定義為 (8) (9) (10) 固定的時間的其中J3的計算時間間隔已通過一個專用的靈敏度分析定義。具體來說，用于在時刻T3（10）已被選定為 (11) 即通過J3的指數(shù)值獲得一個良好的和壞的換檔，其分類也由專家驅(qū)動的評價證實之間的距離最大化。其實，駕駛員被要求作為一個整體來判斷機動。然后，在額定壞的，那些換檔與J3的價值超過一個預定義的閾值，通過（11）選擇要調(diào)整的T3。 所取得的成果的基礎上，1.75s的時間窗口已選定評估J3。結束換檔質(zhì)量評價的討論，表2報告，i= 1，2，3三個齒輪的指數(shù)值位移圖2可以看出，所選擇的 表2在圖2所示的換檔質(zhì)量指數(shù)值 變速檔 J1 J2 J3 圖5a 1.02 22.36 73.7 圖5b 12.86 37.53 85.1 圖5c 35.38 102.98 74.4 成本函數(shù)的正確捕捉動作質(zhì)量，并已被證明與專家驅(qū)動的評價。 4.變速檔控制器設計 本節(jié)介紹的換檔控制系統(tǒng)的設計。所提出的方法，它是值得強調(diào)的是在第2節(jié)提出的傳輸架構帶來了一些固有的局限性，必須考慮，也見[1,11,12]。具體做法是： （1）它是不可能調(diào)節(jié)傳出離合器的壓力，作為ON-OFF閥在關閉的位置時，它直接連接到零壓力的離合器。此外，不知道，確切的時間瞬間壓力損失開始（也就是離合器的開放時間）即使壓力動態(tài)，可以認為是非?？斓? （2）ON-OFF閥單向離合器的壓力只能增加; （3）在離合器油壓沒有測量。因此，壓力值估計通過靜態(tài)離合器壓力比例閥輸入電流的關系。這張圖對所有車輛是獨一無二的，每個離合器的行為確實是若干影響 - 但無法衡量的 - 因素（如溫度，磨損的表面，板轉(zhuǎn)速）沒有可靠估計實際駕駛扭矩可以得出，也見[11,12]。這一事實不允許設計一個真正的壓力閉環(huán)控制器來管理換檔。 考慮到上述限制，開環(huán)控制器的設計。因此，控制的核心問題是在一個適當?shù)膮⒖級毫ζ拭婵刂票壤y，它允許以獲得所需的換檔性能定義和優(yōu)化。 4.1單變速器變速檔控制器 回顧齒輪和離合器配對表1所示，只有兩個離合器在一個單一的離合器換檔傳出和傳入齒輪的參與。因此，在這種類型的換檔控制算法包括在定義主配置壓力，并在適當選擇的時刻，在這即將離任的離合器脫開。圖7，一個典型的單離合器換檔的壓力剖面示意圖。 駕駛者的齒輪轉(zhuǎn)向的請求后，在主壓力 - 和因而，在“傳入的離合器，他們ON-OFF閥上的壓力 - 增加逐步上升的嚙合，點（KP）的值（如何以自動識別這種價值會討論在第5節(jié)）。此初步階段，需要確保傳入離合器傳遞扭矩（回顧從圖3嚙合點下方的壓力值沒有驅(qū)動力矩可以被轉(zhuǎn)移到車輪）已準備就緒。本填充階段持續(xù)實驗調(diào)整為500 ms，一個固定的時間量。這樣的價值已被證明足以達到所需傳輸?shù)乃须x合器的壓力。然后，核心功率移換檔：在重疊的時間間隔傳入離合器壓力，以及扭矩，它可以傳輸，增加發(fā)生。此外，在時間t= tDO的傳出離合器脫開（見虛線在圖7）。最后，主壓力增加至其最大的價值，以便傳入離合器的充分參與。 具體來說，壓力增加沿斜坡的最大值，它可以被調(diào)制，然后將其視為其最大的最終價值逐步。在最后一步，在圖中所示的壓力。圖7由于液壓回路的傳輸特性。具體來說，它是可能的實際調(diào)節(jié)壓力的壓力間隔結束時的壓力值對應圖坡道結束。圖 7，最后一步，而事實上的安全控制液壓回路（機械閥門關閉，當壓力達到預定義的值），其最大的值，所以設計壓力驅(qū)動，以確保該離合器不能脫離在任何可能異常工作條件。至于換檔控制的不同部分的壓力值，考慮整個壓力區(qū)間從0到20bar的嚙合點壓力的第一步是約4bar（考慮這個平均值，在不同的齒輪），調(diào)制間隔（即斜坡）上升到約18bar。因此，壓力增加，但沒有允許被調(diào)制的最后一步是約2bar，這相當于10％的整體壓力變化。 請注意，在重疊的時間間隔傳出離合器還是持續(xù)在進行工作，從而加載一個額外的扭矩發(fā)動機。因此，雖然短期重疊的時間間隔可能會導致被傳入的離合器傳輸?shù)呐ぞ亓坎蛔?，這可能導致不可取的，突然車停下，重疊時間間隔過長，會造成拖拉機的減速，由于額外的負載扭矩，這會給駕駛員帶來不適。此外，可能會出現(xiàn)過度磨損離合器面。類似的考慮，可以為嚙合點壓力等級。換句話說，兩個參數(shù)值的調(diào)整是至關重要的，以獲得最佳的換檔。要選擇最佳的參數(shù)值控制的單離合器換檔，J1的指數(shù)式。 （8）。事實上，從控制器參數(shù)最優(yōu)值的偏差反映在顯著減速換檔，在前進的車輛行駛速度結果（即，功能指數(shù)J1求得，見式（8）） 。 最佳調(diào)整已經(jīng)進行了實驗靈敏度分析的基礎上。圖8顯示所獲得的結果，即1-2和2 J1的指數(shù)作為一個功能的DP從嚙合點值（上圖）充氣壓力和重疊的時間間隔時間（下圖）的偏差值-3換檔。從嚙合點的壓力值（即有增加DP）在移動充氣壓力的權衡是明顯的：正因為如此，只有準確估計確定的嚙合點壓力，可以得到最佳的換檔。 （下圖）的重疊時間間隔時間權衡是不太明顯的：這是由于，在低負荷條件下的實驗已經(jīng)進行。那么，在這種情況下，最佳重疊時間間隔時間是接近于零。 相反，在沉重的負荷換檔，選擇正確的值，這個參數(shù)是至關重要的：這個原因，預計控制器可以在原則上認為，這選擇最合適的重疊時間間隔時間的值，根據(jù)當前的發(fā)動機功率（其估計值是從發(fā)動機控制器）。 為了評估該控制器的有效性，圖。 9顯示了在非優(yōu)化和優(yōu)化控制器參數(shù)的單離合器移測量車速的時間歷程。相應的J1指數(shù)值是J1的=12.86為優(yōu)化非機動和J1=1.48優(yōu)化。圖換檔優(yōu)化值。 9嚙合點=4.8bar和重疊= 100毫秒。 4.2雙變速器變速檔控制器 在雙離合器換檔，每個齒輪的離合器涉及：理想情況下，換檔控制邏輯，可能是看到了同樣的單離合器的變化。但實際上，液壓回路，高中低的變速箱有不同，從123的動態(tài)行為。具體來說，脫離兩個變速箱的離合器所需的時間明顯不同，即使在同一時刻都變速箱發(fā)出命令。 在兩個變速箱的差異是由于一個事實，即在兩個壓力值是不同的，因為在兩個變速箱的離合器大小的差異。大小不同的離合器是必要的，由于管理不同的扭矩水平的需要。此外，兩個變速箱方面，主要的液壓蓄能器的位置，使壓電路的長度不同，這也影響到兩個變速箱的壓力動態(tài)。變速箱具有較高的壓力是123。因此，正確地執(zhí)行雙離合器換檔，我們首先要脫離123變速箱（一）具有較高的壓力水平，然后在高中低，這樣才能考慮到兩者之間的差異。具體來說，123需要較長的時間來彌補較高的壓力梯度，它需要覆蓋之前傳出的離合器脫開。 高中低檔延遲的時間間隔已調(diào)整，使兩個變速箱找到自己在大約相同的壓力水平，一旦脫離高中低組。 因此需要引入一個額外的控制參數(shù)。被稱為新的控制參數(shù)高中低檔延遲，它代表（見圖10）（TDO，123）123變速箱之間的脫離接觸和高中低（TDO，高中低）的時間間隔。 正如圖。10所示，為了考慮到液壓推出的延遲，傳出高中低組脫離接觸有輕微的延遲指揮，等于拖延高中低。 因此已經(jīng)推出了一個新的控制參數(shù)，一個專用的敏感度分析已進行了優(yōu)化調(diào)整。在這種情況下，J1和J2的指標都被視為已經(jīng)考慮到，見圖8和圖9。 指數(shù) ΔP嚙合點壓力[mbar] 指數(shù) 重疊[MS] 圖8 單轉(zhuǎn)變控制器參數(shù)的敏感性分析 未優(yōu)化 優(yōu)化后 速度 重疊 變速需求 時間 圖9 在單離合器中測量車速的時間歷程：未優(yōu)化（虛線）和優(yōu)化后控制器參數(shù)（實線）的結果壓力 時間 嚙合點 高中低檔延遲 圖10 雙離合器變速控制：主壓力剖面（實線）和輸出離合器脫離接觸（虛線） (9) . 事實上，在開始J1正確捕捉速度電平回旋時，這是主要的KP壓力和重疊的時間間隔時間的功能，而在加速階段，振蕩的J2在很大程度上取決于高中低的延遲值。最后，值得注意的是，輸入的離合器接觸階段發(fā)生壓力增加而導致沿最終斜坡對于t> TDO的高減值，但兩個傳入離合器可能不會同時參與。在推薦的控制方法下，預備階段依靠成本函數(shù)的方法是正確的。依靠成本函數(shù)，正確的預備階段能被求值，因此沒有直接調(diào)整。如圖11取得的結果所示，J1和J2的價值分別在于一個做了重疊，另外一個延長了高減值。為簡明起見，KP的分析就不再展示，因為取得的結果類似于那些被議論的單離合器的變速。通過觀察表11，能夠得出一些結論：首先要注意的是，每個控制器的參數(shù)，即，重疊和高中低的延遲，在單獨轉(zhuǎn)位上有一個主要的作用。也就是，重疊主要影響了J1的轉(zhuǎn)位，而J2影響了高中低的延遲。這一事實讓分離優(yōu)化階段，并考慮兩個連續(xù)的單變量優(yōu)化。 指數(shù) 重 疊 高中低延遲 高中低延遲 重 疊 指數(shù) 表11和表12中，作為控制器參數(shù)的指數(shù)值，它可以更容易地管理視圖的自動下線調(diào)優(yōu)階段。 特別是，在第五部分會詳細介紹，減少J1的值，將發(fā)現(xiàn)重疊的最佳值；同時，根據(jù)J2延遲高中低的值將被調(diào)整。尤其是，為了評估的各項性能指標的順序最小的正確性，我們不得不觀察到J2的功能從重疊的意義來說有一樣的形態(tài)。因此，一旦重疊的價值被優(yōu)化J1所修復，那么通過變動高中低的延遲值來修復J2將導致J2最終值，這個最終值總是不變的（不僅成本函數(shù)總是降低，而且延遲的高中低值會獨自升高）當然，J2的最終值不會嚴格相同，均表現(xiàn)為由J1決定和評估的最小值，但是在J2最終值中小的差異是不相關的，因為它們產(chǎn)生在最后的換檔性能沒有顯著變化。 ·進一步注意到，在圖11的結果中似乎表明，延遲的高中低的大值會帶來良好的品質(zhì)換檔變化。盡管如此，值得指出的是，由于延遲的高中低值增加，離開離合器打滑的時間越來越多。因此，此參數(shù)應保持在可能的最低值，以防止離合器的過度磨損。第5節(jié)將更好地討論如何有效地處理這個問題。 ·最后，比較從單離合器和雙離合器換檔輪換控制器中取得的結論，盡可能地關注重疊值。特別是，在沒有引進任何潛在的增量在性能上，在前一部分的末尾我們指出在單離合器的換檔轉(zhuǎn)換中，至少在低負荷條件下，一個非零的重疊將導致只產(chǎn)生一個較長的機動的不利影響。相反，在雙離合器換檔，出現(xiàn)一個權衡，由于這樣的事實：我們需要不同地管理的兩個變速箱。因此，一方面非零的重疊時間間隔確實較長（因此更糟）的換檔，另一方面，它提供了優(yōu)勢的壓力水平，這是一個值的產(chǎn)生不利影響適當正確脫離接觸兩個變速箱，在不同壓力等級的工作。最后，請注意，在4.1節(jié)中提到，如果一個單一的離合器的換檔性能必須面對額外的大負荷處理，然后非零重疊可能幫助用最佳的處理來增加車輛的慣性，從而導致一個適應的重疊持續(xù)時間為負載條件下的功能。到現(xiàn)在為止，然而，此參數(shù)的調(diào)整已優(yōu)化為行結束測試條件，其中包括對柏油馬路上的標稱負載進行換檔，從而導致單離合器的情況下設置為0。 為了評估該控制器的有效性，圖12展示了在未優(yōu)化的雙離合器中的和優(yōu)化了的控制器中測量的車輛速度的歷史時間。J1和J2索引對應的值是J1的值，24和J2=102.98為優(yōu)化非機動和J1=1.31和J2=35.3的8優(yōu)化。在圖12中，優(yōu)化的換檔值是KP=5.2巴，重疊= 390 MS和延遲高中低值=210毫秒。 4.3 加速階段分析 最后的問題要考慮變速控制，共享兩個單、雙離合器換檔是很可能在機動結束時可能出現(xiàn)過沖和振蕩現(xiàn)象，當傳入齒輪變化的離合器需要充分參與，并帶來車輛必須進入最終，穩(wěn)態(tài)，速度值。 未優(yōu)化 優(yōu)化后 時間 速度 在討論這個問題提出建議的解決方案以限制過沖之前，值得指出的是在圖12中，Time [s] 在雙離合器換檔中測得車輛速度的歷史成本的時間：與非優(yōu)化（虛線）和控制器參數(shù)優(yōu)化（實線）相關。 考慮拖拉機，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是通過一個專用的發(fā)動機控制單元來調(diào)節(jié)的，并且不能直接使用內(nèi)部控制器。只有與發(fā)動機控制器互動才能實現(xiàn)通過換檔過程中應跟蹤發(fā)動機轉(zhuǎn)速參考信號。名義的選擇是有一個固定的參考發(fā)動機轉(zhuǎn)速等于前換檔請求立即測量一個。 在此設置中，如果我們考慮上移，我們讓ωeng的，ωw和S發(fā)動機轉(zhuǎn)速，發(fā)動機的參考速度，車輪速度和傳入的齒輪傳動比，分別在時間的演變在換檔這些變量可以示意圖13表示。 具體來說，立即在換檔拖拉機收益大幅發(fā)動機的恒定（圖13虛線）和車輛行駛速度（13圖實線。規(guī)模的輪速ωw/ s，它可以直接與發(fā)動機相比速度）一旦換檔請求（在對應的垂直線圖最左邊的固體。13），所有傳入齒輪的離合器脫離接觸時，有一個下滑的階段，在此期間，系統(tǒng)的特點是由兩個度的自由，作為發(fā)動機和拖拉機可以繼續(xù)以不同的速度，他們通過傳入離合器傳遞扭矩，這是打滑的互動。 一旦離合器完全工作（在對應的第二固態(tài)垂直線圖13），發(fā)動機和車輪有相同的速度（圖13表示由XE），系統(tǒng)只有一個自由度。從圖中可以看出。 圖13，在下滑階段發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，即使參考引擎的速度ωeng（水平實線圖13）保持在換檔開始的價值在不斷。這是由于，在這個階段中的離合器的扭矩產(chǎn)生沿著變速箱輸出軸的運動方向，因此，它加速了車輛，而反對輸入軸的旋轉(zhuǎn)，從而減速發(fā)動機。如下離合器接觸，發(fā)動機控制器在發(fā)動機轉(zhuǎn)速誤差，牽引相期間，試圖通過增加發(fā)動機扭矩，以補償它。由于大型車輛的慣性，這種加速階段，有一個長期穩(wěn)定的時間，發(fā)動機控制器動態(tài)（最有可能擁有一個完整的行動）是這樣的瞬態(tài)是由超調(diào)和隨后的振蕩，引起駕駛員不適的特點。 為了抵消這種現(xiàn)象，這是在雙離合器，轉(zhuǎn)變，這個想法是適當修改引擎的參考速度（當然更重要圖，另一種可能是直接作用于發(fā)動機控制器;對我們來說，這是不發(fā)動機控制算法不能被訪問或修改）。 為此，可以考慮修改后的發(fā)動機轉(zhuǎn)速參考圖14：在下滑階段作為可以看到發(fā)動機圖參考速度沿斜坡下降傳入離合器都充分嚙合，同時，在牽引階段，參考增加以及采取第二個斜坡發(fā)動機轉(zhuǎn)速恰逢在換檔開始到最終值。 這一選擇動機如下：在下滑階段發(fā)動機的扭矩一代力學被迫減速。因此，以限定的跟蹤誤差和相關控制器的積分作用產(chǎn)生不利影響幅度，很方便，讓參考速度相應減少。這也有額外有利影響，縮短了下滑階段，發(fā)動機不嘗試加速離合器接合，從而限制了離合器磨損。 牽引階段 滑移階段 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 時間 圖13 發(fā)動機的時間歷程和在換檔發(fā)動機的恒定速度參考輪速示意圖 圖14 發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，在改進發(fā)動機轉(zhuǎn)速參考換擋輪速度的時間歷程示意圖 然后，一旦離合器接合檢測引擎必須盡快加快同時避免過沖。為了實現(xiàn)這一目標，斜坡設定點已被證明合適的，適當?shù)模ü潭ǎ┬甭手狄颜{(diào)整為每換檔。相同的調(diào)整已在下滑階段進行定義的坡道唯一的區(qū)別，離合器從事不知道先驗，因此需要估計。具體來說，是指當發(fā)動機速度xeng等于規(guī)模輪速度ωw/ s.To正確比較兩個速度值要工作離合器，然而，一個必須考慮的即使在不斷地運動，這些都不是完全平等的，由于傳輸上大齒輪的幾何轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)，方程的殘差： (12) 進行了研究，所以這是可以確認，它們通常分布在99％置信區(qū)間，給出了30轉(zhuǎn)蔓延。因此，被認為是離合器完全嚙合的關系時 (13) 擁有超過DT =250毫秒的時間窗口。這最后一個條件是必要的平均測量噪聲和避免離群。 為了考慮該方法有效性圖15比較發(fā)動機轉(zhuǎn)速時發(fā)動機的扭矩和歷史的車輪，雙離合器換檔恒定（虛線）和修改（實線）發(fā)動機轉(zhuǎn)速參考測量速度。可以看出，發(fā)動機控制器與發(fā)動機的恒定速度參考使得發(fā)動機的扭矩飽和，其最大值，當然，這會導致在建立時間和在結束他短暫的顯振蕩延遲。這清楚地反映車輛的速度，瞬態(tài)顯受益于發(fā)動機參考修改，產(chǎn)生了更舒適換檔?？梢钥陀^量化的積極作用通過J3的質(zhì)量指標（見式（10）。）：發(fā)動機的恒定速度參考換檔產(chǎn)生J3的=720.4，而修改后的參考，J3的=73.4。 優(yōu)化后發(fā)動機參考轉(zhuǎn)速 常數(shù)發(fā)動機參考轉(zhuǎn)速 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 發(fā)動機參考轉(zhuǎn)速 時間[s] 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩[%發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩] 優(yōu)化后發(fā)動機參考轉(zhuǎn)速 常數(shù)發(fā)動機參考轉(zhuǎn)速 時間[s] 優(yōu)化后發(fā)動機參考轉(zhuǎn)速 常數(shù)發(fā)動機參考轉(zhuǎn)速 速度 時間[s] 圖15 時間歷程（a）發(fā)動機轉(zhuǎn)速，發(fā)動機扭矩（b）及（c）輪速雙離合器換檔：常數(shù)（虛線）得到的結果和修改（實線）的發(fā)動機轉(zhuǎn)速參考 中 車輛1 車輛2 車輛3 低 高 壓力 變速箱 圖16 三個不同的車輛嚙合點壓力得到的鑒定結果 5. 終止行自動換檔調(diào)整 我們現(xiàn)在提出行結束自動調(diào)整算法設計優(yōu)化的換檔控制器參數(shù)值這是需要不同的生產(chǎn)車輛，以確保令人滿意的和可重復性能。必須正確調(diào)整的參數(shù)是： （1）嚙合點為每個離合器壓力; （2）重疊和雙離合器高中低檔延遲時間間隔時間轉(zhuǎn)變。 請注意，修改發(fā)動機參考速度選擇的配置沒有結束調(diào)整對象，取得了一個強大的解決方案作為一個閉環(huán)控制器來調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速，所選擇參考信號調(diào)適策略相結合，是目前的事實不需要額外調(diào)整。 嚙合點壓力有一個明確物理意義，模式為基礎的程序后，將確定其值。 雙轉(zhuǎn)移參數(shù)優(yōu)化程序根據(jù)第3節(jié)中的質(zhì)量指標而被提出。 5.1 嚙合點壓力鑒定 我們先前已經(jīng)討論過，如果離合器完全工作，另一個離合器的重疊是由發(fā)動機作為一個額外的負載轉(zhuǎn)矩。由于發(fā)動機本身的控制，以保持其速度不變（駕駛員施加在一個集合點），這個額外負載轉(zhuǎn)矩時它需要更多的功率，以保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變的行為。從這個基本思想，算法，以確定嚙合點如下。雖然工作的離合器，離合器壓 - 嚙合點值確定 - 緩慢上升。發(fā)動機的動力由發(fā)動機控制單元輸出監(jiān)測，當其值增加 - 這重疊離合器傳遞扭矩 - 相應壓力值被確定作為嚙合點之一。 作為敏感性分析表明（見圖8），需要在嚙合點壓力鑒定精度至少500mbar，以保證最佳換檔性能。 圖16圖顯示嚙合點壓力取得的成果鑒定四次（每個顏色1bar是指一個單一的車輛，它被劃分成四個小條代表提出的自動程序不同執(zhí)行）三個不同的車輛上面的識別程序。確定嚙合點值標準偏差最大的是90mbar，比測量嚙合點的值，表明該算法是強烈重復。這也是值得強調(diào)，該程序可以在一個完全自動方式進行，因為它并不需要移動的車輛。事實上，調(diào)整只涉及高中低和123離合器，程序可以執(zhí)行因此沒有向地面?zhèn)鬟f扭矩和車輛處于靜止狀態(tài)，而開啟的傳輸和驅(qū)動輪之間最后離合器。 5.2 雙離合器換檔控制器參數(shù)自動調(diào)整 嚙合點壓力不同，在雙離合器換檔的兩個參數(shù)都沒有一個確切物理意義。因此將引進成本函數(shù)實驗優(yōu)化，其最佳值。即，在重疊時間間隔將調(diào)整作為以減低成本函數(shù)J1的。注意，事實上，這雙離合器齒輪轉(zhuǎn)變這個參數(shù)不能設置1對所有車輛固定值（單離合器的）作為它改變了顯從汽車到另一個至于高中低檔延遲，回顧了在第4節(jié)結束討論，其調(diào)整階段是通過最大限度地減少成本以下功能： (14) C1和C2是恒定比例因子。成本函數(shù)J高中低J2和值的高中低檔延遲本身考慮，以防止過度磨損離合器面。具體來說，常量參數(shù)C1和C2（14）選擇所以，在右側(cè)大小（14）這兩個術語具有相同的大小。一個平等的兩個組成部分加權必要性是出于以下事實：在4.2節(jié)提到J2的最佳值出現(xiàn)大值高中低檔延遲，不適合一般，他們誘導磨損和撕裂的高中低離開離合器打滑長時間。因此，需要重延遲高中低因此，其最終值不是太大。然而，另一方面，高中低檔延遲不能太低要么使不失去脫離接觸時間不同優(yōu)勢在雙離合換檔所涉及的兩個變速箱。 由于所有指標可以進行實時計算，在調(diào)整過程如下： 1. 上定義的性能指標Ji最大數(shù)量的換檔NMax的和下界Jimin 2. 當N ≤ Nmax i. 執(zhí)行換檔和計算性能指標Ji； ii. 如果在過去的三個換檔Ji≤Jimin進入第3步； iii. 其他更新將通過一個基于梯度的優(yōu)化算法，即優(yōu)化，參數(shù)PK值。 （15） 其中αJi（PK）是步長的大小取決于梯度實驗計算成本函數(shù)（是一個積極的實值參數(shù)用來縮放漸變）; 3. 保存和存儲目前的PK值 需要注意，終止自動調(diào)整過程，它需要滿足三個連續(xù)的演習，以考慮可能的變化在工作條件這可能會影響單換檔，成本函數(shù)值終止條件。此外，調(diào)整周期重復而進行換檔比上限NMax的=35低。已被添加到這個附加條件調(diào)整為安全起見邏輯，以確保程序自動終止，甚至在遇故障或意外的系統(tǒng)行為。在終止過程中，所有實驗活動開展起來現(xiàn)在這個限制從來沒有被擊中并在認為條件2.ii下。 本程序適用于高中低檔延遲隨后重疊的持續(xù)時間。自我調(diào)整過程一直重復四次對同一車輛（其控制器參數(shù)每次運行后已手動調(diào)整），以驗證該算法允許在調(diào)整階段結束獲得可換檔表演。 圖17份報告中的兩個性能指標J1和J2兩個參數(shù)高中低檔延遲時間記錄和重疊的持續(xù)時間在程序自動運行?？梢钥闯?，程序的啟動與高中低檔延遲調(diào)整，而保持在零重疊。然后重疊調(diào)整，同時保持其優(yōu)化值高中低檔延遲。請注意，同時重疊正在調(diào)整基于成本函數(shù)J1，性能指標J2的值仍然大致不變，因此，確認對依靠單一性能指標在同一時間執(zhí)行兩個參數(shù)調(diào)整可能性。 這是值得注意的，調(diào)優(yōu)調(diào)第一延遲高中低選擇，然后重疊是由于物理因素。事實上，如果我們調(diào)整第一重疊調(diào)整與高中低檔延遲等于零延遲高中低，即使用同樣的理由，我們將開始從大的代價函數(shù)值J2的優(yōu)化（見圖11B），與此對應在車輛的速度來自非離合器正確脫離接觸，產(chǎn)生大的凸起傳輸工作條件非?？量獭Ａ硪环矫?，如果一個調(diào)整與大高中低檔延遲值重疊，那么離合器將離開滑倒長時間，這將顯著強調(diào)離合器和整個傳輸。因此，最安全的方法是調(diào)整第一高中低檔延遲然后重疊。 最后，圖18顯示了在四個不同的測試方法得到的結果，報告J1和J2值和齒輪數(shù)量 高中低檔延遲 重疊 時間[s] 第一調(diào)整 第二調(diào)整 第三調(diào)整 第四調(diào)整 圖17 時間的J2的記錄，高中低檔延遲，J1和雙離合器換檔自動調(diào)整過程中重疊 變速桿數(shù) 圖18 雙離合器自動調(diào)整4個不同的測試結果 換檔需要完成的過程?？梢钥闯觯罱K換檔性能是令人滿意的，重復性好，從而使人們視為有效的建議調(diào)整方法。 6、結語和展望 在這項工作中的功率轉(zhuǎn)移農(nóng)用車變速器控制系統(tǒng)的設計已經(jīng)提出，既為單，雙換檔。要做到這一點，根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行機動目標分類已完成，從而導致使用指導控制器調(diào)整質(zhì)量指標定義。 此外，輸出的質(zhì)量評估階段和遵從控制器參數(shù)質(zhì)量指標靈敏度實驗評價基礎，行結束自動調(diào)整階段已經(jīng)以調(diào)整控制器參數(shù)到每個生產(chǎn)車輛。最終行調(diào)整算法提供允許實現(xiàn)一個預定義的質(zhì)量水平用戶反復換檔機動控制器參數(shù)值需要適應。所提出的方法已被廣泛測試儀器的拖拉機上，從而確認適于工業(yè)應用的適用性。