1、换档质量指标评价体系的发展与换档质量指标评价体系的发展与 汽车变速器的建立汽车变速器的建立王健 博士中国，吉林大学，汽车动态模拟国家重点实验室GS0913101 黄越华（译）职业生涯传记 第七届国际城市电讯研讨会“创新型汽车变速器“2008年12月1日至4日 主讲人姓名 王健博士 公司 吉林大学 汽车动态模拟重点国家实验室职业生涯2000-2002年2002-2005年 2005-2007年 中国第一汽车制造厂（一汽），技术支持工程师吉林大学汽车工程学院，完成硕士学位研究助理 吉林大学汽车工程学院，完成博士学位研究员当前职位;工作职责 2008年至今研究员：吉林大学博士后研究员；德国，Brau
2、nschweig，汽车研究所工程（论坛）研究员。摘摘 要要换档质量与乘坐舒适性关系密切。因此，它在所有传动过程中起着非常重要的作用。换挡过程是一个短暂的，不稳定的过程，这将激活汽车一些变化，包括乘坐舒适性，和一些其他方面的性能。基于车辆 与AMT的（自动变速器），这项工作探索采用不同的测试方法获得换挡的指标 品质。同时，基于SVM（支持为基础 向量机）算法，为实现评价某些功能初步建立了换档质量评价体系。该功能基本包括两个部分：一个是提供产品评估功能给终端客户，也就是说，系统可实现实时在线评价并提供容易理解的结果。另一种是为工程师提供分析和预测功能。该方法得到了基于设计比较得到的数据库信息，使工
3、作能够继续完善进行下去。1 1、简介、简介 换挡品质的传统定义实际上是乘坐舒适性的表现，其重点就是人对换挡的感觉。然而，随着现代汽车技术的发展和整车性能的不断改进，人们的关注点逐渐转移到质量上来，因此，换挡包含了更多工作。同时，消费者需要更详细的换档质量细节，不仅有换挡冲击，而且还有噪音及其他可能影响车辆性能的因素。因此，可以将这项工作定义为人们对“换挡品质”的感观和车辆自身的性能表现。，从转变人们的感觉和行动影响车辆性能的“换挡品质“。图1显示的是换挡品质的重点内容，包括六个方面。在这项研究中，部分成果已实现了，见如下介绍：1）提出对三个领域：换挡冲击、噪声和燃油指标变化的研究。2）解释系统
4、使用的算法。3）基本的换档质量评价体系的构建和它的结构介绍。4）本系统的功能描述与应用实例。图1 研究领域的“换挡品质”2 2、换档质量的度量发展、换档质量的度量发展研究基于AMT实现。选择AMT作为研究对象去研究换挡质量的原因如下：1）AMT是一个典型的离合器自动变速器。离合器的换档过程控制很重要，这是在其他传输，如DCT变换和MT，进一步研究奠定了基础。2）换挡品质，是AMT的重要问题之一。在换挡过程中发生一些典型现象具有特殊意义，可以很容易地转移到其它类型的传输过程中。3）考虑成本和可行性研究，一开始就选择采取AMT的作为研究目的更好。2.1 AMT换挡过程中的基本特征 在离合器连接发动
5、机和动力传动系统。因此换挡过程是一个发动机，离合器和变速箱联合工作的进程。该AMT的车辆动力学模型为重点的转变过程如图2所示。这一完整的进程包含五个阶段。、在这种状态下，汽车以齿轮速度“N”行驶。离合器完全接合。、换挡时，离合器分离和油门释放将在同一时间进行。离合器分离是防止发动机转速迅速上升。当离合器分离，发动机输出扭矩不断减少。当离合器完成其分离，转向力矩为零，在这个引擎的时间在无负载状态。因此一般来说，分离和释放应尽快完成。、合理的降档和离合器分离重叠可能会降低 移动时间。在这个阶段，速度将在车辆电阻环境和阻尼器的影响下降低。而离合器的从动轮也因为阻尼和摩擦减缓下来。但是，车辆惯性在短期
6、换挡期间可视为常数。、在这个阶段，按照同步状态，这个过程可以分为三步：预同步，同步和换挡。、离合器接合也可分为三个阶段：空间消除阶段，逐渐下降阶段和同步阶段。可以将动态模型中的参与阶段描述如下：图2 AMT的换档过程动态建模 可以定义逐步下降阶段离合器主、从动轮之间的速度差是零。在这个阶段，通过离合器扭矩传输会增加离合器的接触。在这个阶段产生冲击力。如果考虑阻力，j可以简化为一个常数。2.2换挡冲击度量 图3给出了典型的升档AMT的特点。传统上，冲击力是一重要的换挡品质指标，但很难衡量。因此，在这项研究中，根据与方程（3），我们可以计算出离合器转扭矩。也就是图3所示的过程。图3 研究领域的“换
7、挡品质”被收集的信号经过过滤得到换挡过程。然后定义一些重要的点来计算确定冲击力。基于对冲击力感觉不同要求的原因，计算结果将得到主观和潜在客户修正。纠正后输出结果。2.3换挡噪音指标 与手动变速箱相同，停电也是AMT的车辆的显著特征。瞬态变化的响应可能导致发动机波动。由于电力中断，可以清楚地看到负发动机扭矩和发动机转速下降。它与减档的过程相似，但该引擎增加了第三阶段（同步）。因此，考虑AMT换档过程的特点，实验制定了检测过程中的换挡时噪音的变化。详细方法描述如下：1）噪声恒定速度下测试：根据不同恒定速度测试噪音水平，因此稳定的状态下的噪声可以被收集。2）噪声驱动下加速测试条件：车辆从启动时加快1
8、0，20.100，到最高的速度，然后松开踏板还原。3）换挡噪声检测试验：在手动模式固定档位，加速发动机到一个稳定的速度，然后手动升档到高速档模式。当发动机达到稳定状态，手动降档，并返回原来的齿轮位置。操作过程和初始操作条件由图4所示。图4 换挡噪声过程及启动速度图5移位噪声测试（传感器固定阵地和测试仪器）根据上述实验，可以检测出噪声特性的变化。在图6中，转变的瞬态噪音的功能在没有换挡时的基本噪声水平也被证实了。基于这些现象，一些如上升率，峰值噪声等指标指出了换挡噪声在时间上的优势，如图6所示。图6 中的噪声当时占统治地位转变 一般而言，换挡在自动传输加速度的情况下发生。因此，发动机的噪音峰值速
9、度的结果就是在换挡的时刻。然后，噪音会随着发动机转速波动下降和攀升。相对于无换挡时候的噪音变化，换挡过程中的噪声具有较强的更为显著的瞬态特性。图7时频移噪声分析时频特征从加速实验和Gabor Order Tracking方法提取。我们很容易捕捉最糟糕的主观感觉，包括时间和频率信息。在图7中，提供了性能曲线，发动机转速，扭矩和油门位置信号来定位换挡位置和描述的操作条件。虽然等级是通过乘客主观等级收集的最糟糕感觉点评。这表明，双方的主观感觉受到幅度和频率的影响。图7时频移噪声分析 在时间频率图下，将记录下换挡过程中几个位置的信息。如图图7所示，进一步计算。在这项研究中，通过计算得到时频信息的12个
10、位置沿时间轴和秩序系列（表现出图7），以及他们的操作状况数据。2.4油耗指标 在换挡过程中燃油经济的影响是基于ECE+EUDC15测试循环标准研究得到的。本标准提供了一个共同平台，规定了详细的操作规则，以评估不同的车辆。对于自动变速器车辆，换挡燃油经济中起着重要的作用。在这项研究中，采用三参数换挡策略来寻找车辆参数和燃油消耗之间的关系。所以这三个参数对研究非常重要：油门开度，车速和加速度。图8给出了详细的介绍图。图8的燃油经济性指标的探索 3、算法 通过Vapnik and Chervonenkis从统计学理论中获取向量机（SVMs）的支持，是数据分类和数据预测的权威方法之一。在过去的几年里，
11、向量机具有良好的推广和广泛的应用，在不同的领域成功解决了各种实际应用问题。3.1 SVM分类器 给定一个目标设定的实例(xi,yi),i=1,，l 其中xi Rn的和yi 1，-1，以下是通过向量机（SVM）提供支持的优化问题的解决方案：l 其中C 0是参数，它由（x）n）给出控制功能和决策规则。在这里列向量通过函数（）映射到高维空间，然后SVM在这个高维空间找到一个线性分离超平面的最大间隔。3.2 SVM核函数 定义函数K(xi,xj)(xi)为核函数。内核图提供了投影到高维特征空间的数据，以增加线性学习机运算能力。核方法可以用一般和自给的方式研究，然后使用不同的学习理论。核方法的另一个吸引
12、力是，学习方法和理论可以在很大程度上从应用领域脱钩。因此，选择适合的神经网络应用体系结构的问题被选择合适的SVM核心问题所取代。本文已经制定不同的内核，并在这里介绍了四种基本的内核是：在特征空间中的数据可能不是线性分离。因此，为了防止过度拟合，对于允许一些小分类错误是有利的。这些分类错误通过i0来衡量。他们的总和乘以一个损失因子C增加到函数1/2（）的损失上。支持向量机模型的网络结构如图9所示,支持向量机，该结构的复杂性取决于支持向量的数目，而不是函数空间的维数。因此，在解决一些技术时，应采用支持向量机是用来避免一些数值计算的困难。提出的一项程序包括线性缩放每个属性的范围为-1，1或0，1，这
13、是第一个技术考虑RBF核和使用交叉验证，以找出最佳参数C和测量。在这项研究中，交叉验证程序是就业。该采样数据可分为五等份。一个数据集被选作试验和其他数据集将用于。然后，数据被用来测试所选择的子集。因此，每个整个集的实例进行了预测一次，分类精度达到了以上的平均结果为基础五运行。这些技术可以提高SVM的预测准确率，防止过拟合问题。TT图9最大间距和支持向量机的网络结构 图10结构评价体系 4、换档质量评价体系 4.1系统结构 正如由图10所示，评估系统由三个部分通过SVM处理模型联系到一起。在第一部分中，采取和输入不同的评级衡量标准到系统中。该指标通过通过实验或模拟的方式定义换挡的质量性能。在第二
14、部分中，所有参数进行排序和测试，运行不同的工况获得最终性能。在这一步，系统会为工程师选择一个适当的模型，如车辆类型，传输类型和其他工程师所关心的选项。在这项研究中，不同的矩阵估计舒适性，燃油经济和噪声数据集作为输入到系统中。例如，完整的输入数据集可以盖表达相关的指标和参数工作条件。这种方法可以使系统能够识别的数据集，从不同车辆和推广能力的提高。4.2数据采集与图书馆建设 一般来说，在库中的数据采样来自测试或模拟，但原来的库是建立在大量实验的真正的系统提供更 正确的数据。该库的主要功能是空间来保存估算的结果。这也是确定下一个重要的功能：当输入新的数据集，采样库可以提供系统操作培训为新的数据。由于
15、该系统使用了更多的是针对不同的车辆和变速箱，图书馆“成长注册“渐渐地，更正确和完整的训练资料可以建立和使用对于未来的测试和模拟。这个过程称为系统的增长。图11证明了该系统的增长直观的过程。在图10中，库显示了换挡品质评价体系的重要地位，不仅是因为它可以提供了系统的训练数据集，而且还因为它是基本资源，并提供参考设计的设计师和工程师有机会检查在开发阶段的产品性能。图11采样库增长 5、应用 与评估系统，两个功能都可以取得工程师：第一 一个是客户提供的一种工具，了解其产品的转移质量;二是开发工程师提供一个机会了解质量问题造成的转变，使他们可以在早期解决发展阶段。图12显示了一个函数，其中，抽样检测库
16、是由一辆车建 配备自动手动变速器（AMT）。使用采样库从一辆车，配备了与AMT的不同类型的汽车进行了测试和收购评估。在这种情况下，不同的车辆上有不同的实验包括舒适性，噪声和燃油经济性能，在此实施研究。实验提供了操作条件参数及评级然后被输入到SVM模型度量。该程序将转移曾在不同表演，如噪音和燃油经济性，这多少影响没有列入传统方式转向质量评价体系。然而，从图11，我们可以得出这样的结论通过对噪音和燃油经济转变的感情会严重。不考虑噪声和燃油经济性评价是6，这也是等于从专家司机的主观评价。但是，当考虑两演出中，最后评级提高至6.8，这是更好的噪音造成的质量和燃油经济性能。图12样本评价功能图13证明了
17、第二个功能。当开发一个新的传输，我们可以通过模拟的方式获得不同的性能数据。随着采样库，支持新产品的性能会比同类知名产品。和同时，虚拟动画还提供了直接和简单的分析预测的结果，这意味着该地区应进一步改进。图13样本预测功能 6、总结与展望 在这项对换挡品质评价体系的研究中，介绍了包括度量、基本算法和基本功能。该系统提供了一个有用的工具，可以发现换挡品质带来的影响，同时，用已知的技术资料来预测未知工作仍然是个理想。如果没有任何问题，目前的研究取得了一些成绩。但当前的系统对实现一些远离实际工具的功能面临更多的挑战。如指标的第一部分介绍了在其他领域的实时计算，一些辅助功能开发工作的影响，探索和I/O之间的软件和硬件。
