汽车动力传动系统一体化智能控制技术研究

2009-12-18 17:40:22来源: 互联网

  随着科学技术的发展,人们对汽车的要求越来越高。为了追求汽车的经济性、动力性、安全性和舒适性,世界各国不断运用先进科技、开发先进装置,以使汽车的一些性能得到前所未有的改善。80年代中期,传统控制的及时应用,使汽车系统机器总成的性能有了较大的提高,但相应也暴露出一些不足。人工智能的出现和发展,促进了传统控制向智能控制发展。90年代初起,许多专家学者己经开始重视智能控制技术在汽车领域中的应用,目前应用最为广泛的智能控制主要有模糊控制和神经网络控制。

1 汽车动力传动系统一体化智能控制的概念

1.1 一体化控制思想


  

  汽车动力传动系统一体化控制是指应用电子技术和自动变速理论,以电子控制单元( ECU)为核心,通过液压执行机构控制离合器的分离和接合、选换档操作,并通过电子装置控制发动机的供油实现起步、换档的自动操纵。其基本的控制思想是:根据驾驶员的意图(加速踏板、制动踏板、操纵手柄等)和车辆的状态(发动机转速、输人轴转速、车速、档位),依据适当的控制规律(换档规律、离合器接合规律等),借助于相应的执行机构(离合器执行机构、选换档执行机构)和电子装置(发动机供油控制电子装置)对车辆的动力传动系(发动机、离合器、变速器)进行联合操纵。如图1所示。 

1.2 一体化控制方式

  动力传动系统一体化控制方式一般分为3类:

  (1)采用两机或多机通讯的方式。在发动机ECU和变速器ECU之间实现信息共享。这种控制方式充分利用了成熟的发动机和变速器控制技术,对原系统改动较少,易于实现,开发成本较低,但由于布线较多,集成度不高。

  (2)采用单一的ECU对发动机和变速器实现整体控制。其优点是集成度高,外围接线减少,可靠性提高,但对ECU要求较高,开发成本高。丰田雷克萨斯Ls400型轿车上的动力控制系统、四档带智能控制系统的自动变速器A341 E和发动机使用同一ECU,装有微电脑的ECU通过控制自动变速器的换档、闭锁时刻、行星齿轮系统中执行机构(离合器、制动器)的油压以及换档时发动机转矩,使换档品质达到最佳。

  (3)采用 CAN总线结构进行总体控制。目前在汽车上采用较多的是CAN总线,发动机与变速器两个控制子系统通过CAN总线进行连接的结构如图2所示。通过CAN总线,两个系统之间不仅能传输命令、请求和汽车的一些基本状态(如发动机转速、车速、冷却水温度等),还能对一些实时性要求强的数据如油量、转速信号等设定较高的优先级。

2 汽车动力传动系统一体化控制系统的基本组成
 
       控制系统的功能是依据驾驶员的意图和车辆行驶环境的变化,自动调节基础传动部件的传动比和工作状态,以实现传动系效率的最佳和车辆整体性能的最优。一般来说,车辆控制系统主要由车辆数据采集系统(传感器部分)、电子控制单元和执行机构三大部分组成。


  (1)车辆数据采集系统(传感器部分)的组成。

  在整个控制系统中,传感器的部分作用等于人工操作换档车辆情况下驾驶员的视觉、听觉和触觉系统,将各种换档所需的参数信号采集并传送到电子控制单元。
 
       车辆按照驾驶员的意图行驶和工作,车辆控制系统必须能够正确识别和实现驾驶员的操纵。驾驶员意图的识别是通过传感器对车辆控制机构(例如加速踏板、制动踏板、方向盘转角等)的变化进行测试,并经过分析获得。

  

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关键字:汽车  传动  智能  一体化控制  传感器  ECU

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2009/1218/article_1546.html
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