汽车动力传动系统一体化智能控制技术研究

3 智能控制技术及其在动力传动系统中的应用

　　3.1 智能控制技术

　　智能控制的产生来源于被控制系统的高度复杂性、不确定性及人们对控制性能越来越高的要求。这种被控系统难以用精确的数学模型（微分方程和差分方程）来描述。而作为智能控制方法之一的模糊控制与传统控制相比，具有3个优点：可以从行为上模拟人的模糊推理和决策过程；不需要建立数学模型即可实现较好的控制；可以实现非线性控制任务，而常规控制器对非线性特性通常难以实现控制要求。

　　智能控制技术作为自动控制技术的前沿，以智能控制理论、计算机技术、人工智能、运筹学为基础，适用于被控对象和环境具有未知或不确定因素、数学模型难以建立、运行环境和工况发生不可预测的变化等场合。一个好的智能控制系统应能满足多目标与多性能指标要求，能利用知识进行推理和学习，能适应对象特性和运行条件的变化，具有较好的鲁棒性、适应性、容错性、实时性和多样性。

　　3.2 智能控制技术在汽车动力传动系统中的应用

　　汽车是一个复杂的多自由度系统，在外界不确定因素的作用下，其动态特性会发生很大变化甚至失稳。许多专家都在寻求一种有效方法控制汽车的动态特性，使之满足要求。由于智能控制的性能优于传统控制，因而在汽车领域得到广泛的应用。

　　目前，智能控制技术已经渗透到汽车的各个方面，如汽车的运动控制、驾驶员模型、轮胎模型以及制动系统、悬架系统、转向系统、传动系统和发动机的控制等。

　　3.2.1 发动机控制

　　发动机技术决定和影响着整车基本技术的发展。由于激烈的市场竞争和新的燃油排放标准的制定和实施，发动机技术己从单纯追求功率和可靠性转移到追求良好的燃油经济性和降低废气排放。发动机的控制包括：燃油喷射控制、点火时刻控制、爆震控制、怠速转速控制、废气再循环控制和空燃比闭环控制等。

　　90年代初，菲亚特公司成功地实现了发动机怠速的模糊控制。随后，三菱公司也不甘落后，提出了相关计划。90年代中期，Martinez和Jamshidi将模糊控制运用到发动机中，控制发动机怠速转速和空燃比，其结构原理如图4所示。

　　该模糊控制器输人速度和加速度的误差，经模糊运算得出一个合适油门开度值u。不久，Ma-jors等人成功地运用神经网络理论实现了发动机燃料空气比的控制。

　　3.2.2 传动系统控制

　　90年代初，福特公司和宏达公司已经就神经网络和模糊逻辑系统在汽车的动态特性与控制中的应用进行了许多研究，日产公司率先用模糊控制器控制汽车传动系的变速规律和防抱死制动系统的压力调制器。90年代中期，Sakai等人考虑汽车上下坡行驶条件，研究开发了变速规律模糊控制器。其原理如图5所示。该模糊控制器以汽车速度、加速度、油门开度、道路阻力、制动时间和当前变速情况为输入，经模糊运算后得出合适的换档值。

　　

4 结语

　　汽车动力传动一体化控制系统是采用高性能微控制器对动力传动系统卖施一体化控制的产物。随着汽车电子技术的发展和生活水平的提高，人们对汽车性能的要求也越来越高，依靠微控制器对汽车动力传动系统进行整体控制已成为国内外竞相发展的一项技术。同时，智能控制技术在汽车控制领域被日益广泛应用，使得智能控制技术也成为汽车整体控制的重要发展方向之一。