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牵引力控制系统(Traction Control System,简称为TCS)是国际上八十年代发展起来的一种新型电子控制技术。它通过控制驱动车轮的滑转率,使其保持在最大路面附着系数所对应的最佳滑转率附近的这一稳定区域,从而使车辆在加速、转向、爬坡时可以防止驱动车轮的过度滑转,以获得最佳的牵引性和操纵稳定性,属于一种主动安全控制系统。本文就是依据这一原理,围绕汽车牵引力的主动控制,对均一路面和分离路面的TCS控制逻辑和算法进行了研究。其一:在均一路面上采用基于滑转率的油门PID控制,首先设定目标滑转率,再根据动力学模型计算出的实际滑转率二者做差,根据相应的控制逻辑控制油门开度的变化,从而调节发动机输出转矩,从而使驱动轮的滑转率接近或等于理想目标滑转率。并用Matlab/Simulink工具箱对NJ2045作了图形建模,对施加牵引力控制的逻辑与不施加牵引力控制的逻辑进行了仿真计算,仿真结果表明汽车牵引力控制改善了车辆的牵引性、操纵性和稳定性。其二:在分离的路面上采用主动制动来实现两侧车轮的独立控制。重点进行了此功况下牵引力控制策略的研究,提出了采用两侧驱动轮轮速差作为主门限、车轮角加速度作为辅助门限的控制方法,在建立车辆动力学仿真模型的基础上,在Matlab/Simulink环境下进行模拟仿真。此外,还对影响加速度门限取值的因素进行了简单的探讨。仿真结果表明,此种方法能很好的改善车辆的动力性能。以上为本文的第二大部分。本文第一部分建立了车辆系统的各主要部件的模型,包括:发动机模型、传动系模型、轮胎模型、整车模型等。发动机模型分为稳态建模和动态建模,稳态建模采用试验建模,将试验数据(输出转矩与转速特性曲线)用三次多项式拟合。为简化分析,发动机动态建模简化为带滞后的一阶惯性系统;在传动系模型中,把离合器、变速箱、分动器、传动轴和半轴简化为只起传递扭矩作用的构件;轮胎模型采用UA理论模型;整车模型采用七自由度模型,它是用来反映各控制子系统对整车动特性的影响及观测车辆的行驶状态的,包括纵向位移、侧向位移、横摆角位移等三个方向上的整车运动及四个车轮绕其轴线的回转运动。 <WP=98>自动变速技术是人们长期以来一直追求的目标,是汽车向高阶段发展的重要标志,是当今亟待开发和推广的重要技术。装有自动变速器(AT)的汽车,换档平顺、操纵方便,而且能够按最佳的换档时机进行换档。并且,在驱动车轮发生滑转时,可由牵引力控制系统的电子控制装置与变速器电子控制装置进行通讯,由变速器电子控制装置修正其换档规律,使变速器适当地由低档换入高档,且在驱动车轮发生滑转时阻止变速器自动又高档换入低档。保证在发动机输出转矩不增大的情况下,使作用于驱动车轮的驱动力矩有所减小,至少也应使驱动力矩不会进一步增大,从而有利于驱动车轮的防滑转控制。本文的第三部分正是基于这一原理以静态两参数为依据,根据加速度特性设计出了适合NJ2045轻型越野车的动力性换档规律。在此之前,还对发动机与液力变矩器的联合输入、输出特性进行了分析。并通过对驾驶员操纵行为的分析,根据模糊理论的原理,建立了包括油门自适应控制和制动控制的驾驶员驾驶行为模拟模型。该模型具有良好的响应特性,系统的鲁棒性好。