Pesquisa sobre o controle do processo de mudança de transmissão automática

Dec 14, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 13054 (2022) Citar este artigo

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A qualidade da mudança de uma transmissão automática afeta diretamente o conforto percebido pelo ser humano e a durabilidade da transmissão automática. Em geral, a inconsistência causada por erros de fabricação, alterações no ciclo de vida ou outras alterações nas características hidráulicas são os principais motivos que afetam a qualidade do deslocamento, o que deve ser compensado pelo controle adaptativo no processo de deslocamento. Neste artigo, primeiro fornecemos uma análise aprofundada da relação entre a corrente proporcional do solenoide, a pressão da embreagem, a velocidade e o torque no controle do processo de troca de marchas. Em seguida, propomos duas estratégias de controle adaptativo eficientes para a fase de torque e fase de inércia, respectivamente. Ambos os algoritmos são testados e verificados em um veículo utilitário antimotim. Os resultados experimentais indicam que as estratégias de controle adaptativo propostas neste trabalho podem efetivamente compensar o flare do motor e a embreagem da fase de torque, e manter a fase de inércia dentro de um intervalo de tempo adequado.

Nos últimos anos, com o avanço da ciência e da tecnologia, os veículos equipados com transmissões automáticas são preferidos pelos consumidores por suas vantagens de operação simples e grande torque. Para melhorar a economia de combustível dos veículos, a demanda pelo número de marchas da transmissão automática também está aumentando, o que torna o controle do software mais complexo e aumenta a carga de trabalho da calibração. Ao mudar entre as relações de marcha, a unidade de controle da transmissão (TCU) deve sincronizar o engate da embreagem de chegada e o desengate da embreagem de saída. Esse processo é chamado de controle de mudança de embreagem para embreagem1. Em uma mudança embreagem-a-embreagem2,3, a suavidade da mudança requer coordenação de tempo entre as ações de controle envolvendo as embreagens de entrada e saída4. Quando a pressão hidráulica não é adequadamente controlada, a embreagem pode ser engatada tão rapidamente que motorista e passageiros podem sentir um choque, ou tão lentamente que demora muito para completar a troca de marchas5. A qualidade do câmbio está diretamente relacionada ao conforto da percepção humana e à durabilidade das transmissões automáticas. Em geral, a inconsistência causada por erros de fabricação, alterações no ciclo de vida ou outras alterações nas características hidráulicas são os principais motivos que afetam a qualidade do deslocamento. No entanto, confiar na calibração manual6 para garantir uma boa qualidade de turno é trabalhoso e financeiramente caro, além de não atender às exigências das leis de mercado7.

Em torno da questão central de melhorar a qualidade das mudanças das transmissões automáticas, muitos pesquisadores se concentraram na aplicação do controle adaptativo. O controle adaptativo pode ajustar os parâmetros de controle para sincronizar com as variações das características físicas, para que possa melhorar continuamente a qualidade do turno. Deok-Ho Kim et al.8 utilizam o sistema de inferência neuro-fuzzy adaptativo como supervisor e projetam o esquema de compensação adaptativa com base na investigação das características do turno, enquanto esse método leva muito tempo para treinar supervisores inteligentes usando dados experimentais selecionados e o algoritmo é sensível aos dados de treinamento. A literatura 9 enfoca o estabelecimento da estratégia de controle iterativo fuzzy adaptativo, que contém um controlador lógico fuzzy de dupla entrada e saída dupla e um método iterativo discreto, para o processo de enchimento de garras molhadas em AT. A implementação deste algoritmo é complexa e requer hardware de alto controlador, muitos parâmetros envolvidos no algoritmo dependem principalmente do empirismo. Jinrank e Seibum10 propuseram um método de estimativa de torque usando o modelo de fricção da embreagem para realizar o controle adaptativo do processo de mudança, mas na aplicação real do veículo, o processo de estabelecer o modelo por meio dos dados de feedback do sensor é complicado e o modelo estabelecido é não é preciso o suficiente. A literatura11 propõe três estratégias de compensação adaptativa com base nos parâmetros relacionados ao coeficiente de atrito da superfície da embreagem, que são essencialmente os mesmos da literatura10. Eles se concentram na análise teórica e não descrevem os métodos aplicados a veículos reais. As literaturas12,13,14 são dedicadas a compensar a influência das variações de construção para construção e variações do ciclo de vida no processo de mudança, analisando a variação das características da pressão da embreagem e ajustando quantitativamente a pressão da embreagem, mas mal descrevem o processo de controle atual . No processo de controle real, a corrente da válvula solenóide é a parte mais crítica como a variável de saída direta do controlador, e a pressão da embreagem como uma variável de observação intermediária é afetada pelo fator de acoplamento variável, que é difícil de controlar quantitativamente.