Ricerca sul controllo del processo di cambio della trasmissione automatica

Dec 14, 2023

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 13054 (2022) Citare questo articolo

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La qualità del cambio di un cambio automatico influisce direttamente sul comfort percepito dall'uomo e sulla durata del cambio automatico. In generale, l'incoerenza causata da errori di produzione, cambiamenti del ciclo di vita o altri cambiamenti nelle caratteristiche idrauliche sono la ragione principale che influenza la qualità del cambio, che dovrebbe essere compensata dal controllo adattivo nel processo di cambio. In questo articolo, forniamo innanzitutto un'analisi approfondita della relazione tra corrente proporzionale del solenoide, pressione della frizione, velocità e coppia nel controllo del processo di cambio. Quindi proponiamo due efficienti strategie di controllo adattivo rispettivamente per la fase di coppia e la fase di inerzia. Entrambi gli algoritmi sono testati e verificati su un veicolo antisommossa. I risultati sperimentali indicano che le strategie di controllo adattivo proposte in questo articolo possono compensare efficacemente l'impennata del motore e il vincolo della frizione della fase di coppia e mantenere la fase di inerzia entro un intervallo di tempo adeguato.

Negli ultimi anni, con il progresso della scienza e della tecnologia, i veicoli dotati di cambio automatico sono preferiti dai consumatori per i loro vantaggi di funzionamento semplice e coppia elevata. Per migliorare il risparmio di carburante dei veicoli, aumenta anche la richiesta del numero di marce del cambio automatico, il che rende il controllo del software più complesso e aumenta il carico di lavoro della calibrazione. Quando si passa da un rapporto di trasmissione all'altro, l'unità di controllo della trasmissione (TCU) dovrebbe sincronizzare l'innesto della frizione in entrata e il disinnesto della frizione in uscita, questo processo è chiamato controllo del cambio frizione-frizione1. In un cambio da frizione a frizione2,3, la fluidità del cambio richiede il coordinamento temporale tra le azioni di controllo che coinvolgono le frizioni in entrata e in uscita4. Quando la pressione idraulica non è controllata adeguatamente, la frizione può essere innestata così rapidamente da provocare un urto al conducente e ai passeggeri, oppure così lentamente da richiedere molto tempo per completare il cambio di marcia5. La qualità del cambio è direttamente correlata al comfort della percezione umana e alla durata delle trasmissioni automatiche. In generale, l'incoerenza causata da errori di produzione, cambiamenti del ciclo di vita o altri cambiamenti nelle caratteristiche idrauliche sono la ragione principale che influenza la qualità del cambio. Tuttavia, fare affidamento sulla calibrazione manuale6 per garantire una buona qualità del turno è dispendioso in termini di manodopera ed economicamente costoso e non soddisfa i requisiti delle leggi di mercato7.

Intorno alla questione centrale del miglioramento della qualità del cambio delle trasmissioni automatiche, molti ricercatori si sono concentrati sull’applicazione del controllo adattivo. Il controllo adattivo può regolare i parametri di controllo per sincronizzarli con le variazioni delle caratteristiche fisiche, in modo da poter migliorare continuamente la qualità del turno. Deok-Ho Kim et al.8 utilizzano il sistema di inferenza adattivo neuro-fuzzy come supervisore e progettano lo schema di compensazione adattiva basato sull'indagine sulle caratteristiche del turno, mentre questo metodo richiede molto tempo per addestrare supervisori intelligenti utilizzando dati sperimentali selezionati e il l'algoritmo è sensibile ai dati di training. La letteratura 9 si concentra sulla creazione della strategia di controllo iterativo fuzzy adattivo, che contiene un controller logico fuzzy a doppio ingresso e doppia uscita e un metodo iterativo discreto, per il processo di riempimento delle frizioni a bagno d'olio in AT. L'implementazione di questo algoritmo è complessa e richiede hardware di controllo elevato, molti parametri coinvolti nell'algoritmo dipendono principalmente dall'empirismo. Jinrank e Seibum10 hanno proposto un metodo di stima della coppia utilizzando il modello di attrito della frizione per realizzare il controllo adattivo del processo di cambio, ma nell'applicazione reale del veicolo, il processo di definizione del modello attraverso i dati di feedback del sensore è complicato e il modello stabilito è non abbastanza accurato. La letteratura11 propone tre strategie di compensazione adattativa basate sui parametri legati al coefficiente di attrito della superficie della frizione, che sono sostanzialmente le stesse della letteratura10. Si concentrano sull'analisi teorica e non descrivono i metodi applicati ai veicoli reali. La letteratura12,13,14 è dedicata a compensare l'influenza delle variazioni build-to-build e delle variazioni del ciclo di vita sul processo di cambio analizzando la variazione delle caratteristiche di pressione della frizione e regolando quantitativamente la pressione della frizione, ma descrivono a malapena l'attuale processo di controllo . Nell'effettivo processo di controllo, la corrente dell'elettrovalvola è la parte più critica in quanto variabile di uscita diretta del controller e la pressione della frizione come variabile di osservazione intermedia è influenzata dal fattore di accoppiamento variabile, che è difficile da controllare quantitativamente.