电控机械式自动变速器传动系综合控制的研究

发布时间：2020-05-21 02:44

【摘要】：电控机械式自动变速器(Automated Manual Transmission，AMT)以其传动效率高、成本低和易于制造等优点在自动变速器家族中占重要地位。随着电子技术、计算机技术、自动化技术的发展，AMT自身的功能趋于完善。同时为了提高车辆的舒适性，动力传动一体化是AMT传动系的发展方向。本文通过对AMT传动系中的发动机、离合器、变速箱工作过程的分析研究，旨在提高AMT的起步、换档时工作性能，同时为进一步的AMT传动系统一体化奠定基础。本文共分六章。第一章简要介绍了AMT的发展过程，及AMT的结构原理和功能特点，对国内外AMT的开发和应用情况进行了总结。同时对AMT的发展趋势作了预测，确定了本文的研究方向。第二章主要对汽油电喷发动机的工作性能进行了研究。首先介绍了对汽油电喷发动机工作过程影响较大的两个因素——空燃比和点火提前角，，对空燃比和点火提前角的控制方法进行了初步讨论。然后，结合santana 2000发动机数据建立了汽油发动机的稳态模型，对其输出扭矩表达为节气门和发动机曲轴转速的函数。由于发动机在动态中的输出扭矩对AMT的换档影响较大，所以建立发动机动态时的输出扭矩公式是必要的。但是影响发动机动态性能的因素很多，所以要对换档过程中发动机的动态特性进行一些假设，可以近似得出扭矩的变化和节气门开度变化的关系。基于Croosly-Cook模型建立的发动机动态模型，可以得到发动机速度变化过程中节气门开度和发动机扭矩的变化。最后，对发动机电子油门系统进行了建模和仿真，同时得出不同速率的节气门全开过程曲线。第三章主要对AMT离合器的接合过程进行了研究。本文中研究的AMT所用的离合器为干式膜片弹簧离合器。首先在文中讨论了干式膜片弹簧离合器的传扭特性，根据该特性并结合实际应用经验，总结了AMT的离合器接合普遍规律和接合量、接合速度的控制；总结了离合器的接合品质的评价指标；因为发动机的输出扭矩和车辆的阻力矩对离合器的接合过程影响很大，所以这两个力矩的实时辨识对提高离合器的接合品质是很关键的；离合器的接合方程组是很普通的方程组，本文试图绕过控制干扰项，以设计跟踪系统的方法对离合器的换档接合过程进行模拟计算，通过大量的模拟计算，给出离合器接合过程中发动机、车辆的速度变化曲线，发动机的输出扭矩曲线，离合器的接合过程曲线和接合过程中的冲击度和滑磨功。这也是本文研究的重点。为了综合考虑起步过程中离合器的接合冲击和寿命问题，用最优控制方法来重新解离合器接合过程的方程。通过对同一权函数比、不同接合时间下离合器接合过程仿真，得到不同的冲击度和滑磨功曲线，为以后进一步的研究打下了基础。第四章主要就AMT在换挡过程中选换挡过程进行讨论。首先讨论了在有离合器参与下的AMT选换挡过程；然后分析了AMT的换挡规律和不同工况对换挡摘要规律的影响;最后针对较新的控制发动机进行直接齿轮换挡的方法进行了研究，对其过程进行了数学分析，并提出了摘挡时发动机的控制规律。第五章主要对CAN总线做了简要介绍，同时对CAN总线在AMT车辆上的应用做了简单的介绍。通过分析AMT的控制单元与其他系统的控制单元相通讯的网络，指出了通讯内容和通讯软件的框架设计。最后对AMT换档过程中的通讯过程进行了分析，为以后的进一步研究传动系综合控制打下基础。第六章对全文进行了总结，阐述了论文研究的主要结果。通过本文的论述，对AMT传动系个主要部分的工作过程和工作情况进行了阐述，为以后进一步研究AMT传动系的一体化控制奠定了基础。
【图文】：

Eaton的Autoshift系统

原理图,变速箱,原理图,自动变速装置

zF的AsTronicIS]是最近新开发研制的12或16档AMT，它是在带有电-气作动的机械变速箱基础上为装电控柴油机(EDC一ElectronicDieselcontrol)的车辆设计的自动变速装置，如图1一5所示。通过电一气控制没有离合器踏板的干式离合器，实现车辆的起步;换档过程无需分离离合器，齿轮的同步通过控制EDC发动机和变速箱制动来完成，这样换档时间变得极短。ASTronic的控制单元主要包括:和EDC、ABs(Anti一loekBrakeSystem)、ASR(AeeelerationSlipRegulation)通过cAN总线进行通讯的通讯单元，离合器控制单元，换档控制
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH132.4

【引证文献】