电控机械式自动变速器操纵系统设计开题报告

重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件B：开题报告B1附件B：“电控机械式自动变速器操纵系统设计”开题报告1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）课题的目的是设计电控机械式自动变速器操纵系统来实现自动变速即自动换挡和对其进行控制使换挡操作能够满足人们行驶要求。课题的意义是其主要功能需靠软件来实现，由于原有的机械传动结构基本不变，保留原机械变速器、离合器(都已形成相当大的生产能力)继续生产，造价低，投资少，维修方便，非常适宜在各种车辆上应用。其不仅具有自动换档的便捷，同时还有具有手动变速箱齿轮传动一样的高动力传输效率、机构紧凑、工作可靠等优点，节省燃料和减少排放。电控机械式自动变速器AMT是在原有机械变速器基本结构不变的情况下，通过加装微机控制的自动操纵机构，取代原来由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、摘档与选换档以及发动机的转速同步调节和控制油量调节齿杆等操作，最终实现换档过程的操纵自动化。国内外研究现状国外：AMT技术在美国和西欧已经商品化，其装车率逐年上升并得到了用户的认可。目前正着手AMT智能化的研究。装有智能AMT的日本ISUZUNAVI-5型车辆控制利用神经网络实现挡位的最佳决策，其控制参数增加至4个：预测载荷、驾驶员意图、车速、节气门开度。该智能换挡系统明显减少了不必要的换挡次数，并提高了燃料经济性和降低了排放。并把ABS和ACCS与AMT进行系统集合控制，提高了控制系统可靠性和系统的性能价格比。国内：AMT研制工作起步较晚，其开发研制和产品化被列人国家“九·五”科技攻关项目，目前已有多所大学和企业开展这方面研究。鉴于AMT发展的趋势，我国的研究超越了半自动变速器的阶段，直接进行全自动AMT的研制。吉林工业大学研究的2参数最佳换挡规律、动态3参数换挡规律、离合器最佳接合规律等换挡和起步规律、最佳同步换挡控制、动态闭环换挡控制、离合器模糊起步控制等处于世界先进水平。其自主开发研制的桑塔纳2000型AMT样车研究成果达到了国际先进水平，标志着我国AMT技术的发展已进人到产品化阶段。我国的AMT目前需完善的技术问题是可靠性（执行机构和软件）问题、换挡品质（换挡时序、离合器与发动机的协调控制）问题、执行机构结构参数动态优化设计问题、起步控制技术（离合器的接合控制）问题[2]。设计方案比较、选型分析按照执行机构动力源的不同，AMT的操纵系统可分为电控—气动、电控—液动重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件B：开题报告B2和电控—电动三种类型。电控—气动AMT选换档系统的执行机构采用气压驱动。只有在装有气压系统的大型客车或重型车辆中使用，与制动系统共用同一气源，改进较方便且成本较低但性能较差。电控—液动AMT选换档系统用液压驱动其执行机构，操作简便、易于实现过载安全保护、具有一定的吸振与吸收冲击的能力并且便于空间布置。但温度变化影响离合器的执行机构中液压油的粘度，回油管路压力损失发生变化。温度降低，油粘度变大，离合器的接合速度较慢，汽车刚开始起步时换档品质差。温度低到一定的程度后，液压油的流动性能大大降低，严重时会发生换不上档的现象。液压元件特别是高速电磁阀对加工的精度要求非常高，成本相应较高。电控—电动AMT将自动变速器控制系统中要直接控制的对象如油门、离合器以及选换档装置的动作采取电动机带动的方式。但它反应速度比较慢，调试也比较复杂，大批量生产有一定的难度[5]。另外例如Autoshift自动变速器换档操作过程无需分离离合器，通过控制发动机及变速器内的制动装置对发动机转速进行调节，使换档主从件实现同步，完成换档操作。还有I-Shift非同步啮合的12速全自动变速箱，可以通过换档控制杆很方便地切换到手动换档方式[1]。综合考虑本次操纵系统设计选择EQ1090机械式变速器来进行AMT操纵系统设计，前进档为五档，取消变速杆总成，干式离合器使用气动控制，选挂档由垂直布置的两个减速电机和齿条齿扇机构操纵拨叉来控制，控制油量调节齿杆使用步进电机控制[3]，控制策略选择动态三参数控制（车速u、发动机油门开度α和加速度du/dt），控制规律选择最佳动力性换挡规律和最佳燃油经济性换挡规律[4]。参考文献：[1]刘振军，秦大同，胡建军．重型车辆自动变速技术及发展趋势［J］．重庆大学学报，2003，26(10):10～14．[2]李君，张建武，冯金芝，雷雨龙，葛安林．电控机械式自动变速器的发展、现状和展望［J］．1994~2010中国学术期刊电子出版社，2000，(3)．[3]司洪来．浅析汽车电控机械式自动变速器(AMT)［J］．1994~2010中国学术期刊电子出版社，2000，(2)．[4]葛安林．车辆自动变速理论与设计［M］．北京：机械工业出版社，1993．[5]曾兴．汽车AMT变速器控制技术的研究［D］．湖南：湖南大学，2010．2、课题任务、重点研究内容、实现途径本课题的任务：设计电控机械式自动变速器操纵系统（硬件结构、控制系统）来实现自动变速即自动换挡和对其进行控制使换挡操作能够满足人们行驶要求。重庆大学本科学生毕业设计（论文）附件附件B：开题报告B3重点研究内容：换档操纵系统设计（在原手动变速器上改进的硬件结构，防止强行挂档的保护装置）、控制系统设计（最优换挡控制规律算法）、控制模型建立、控制规律筛选、计算机模拟分析计算实现途径：原始的机械变速器结构不变，只改变操纵系统，操纵系统ECU综合考虑当前汽车运行状态、路面状况以及选择开关、加速踏板、制动踏板的状态来了解驾驶员的意图。在行驶中，各种传感器采集车辆发动机转速、输人轴转速、车速、档位、油门开度等实时状态数据，ECU将这些数据经过运算并与最佳换挡规律进行比较再与行驶阻力换挡相结合，按一定的驾驶规律(最佳换挡规律、离合器最佳结合规律、发动机油门的自适应调节规律等)确定最优档位，如需换挡时，便给执行机构发送指令，使离合器按最佳结合规律控制分离与接合速度，发动机通过步进电机自适应地变化油量调节齿杆位置，变速器的执行机构使其平稳而快速地换挡，以实现发动机、离合器和变速器最佳匹配，从而获得优良的行驶性能、平稳起步性能和迅速换挡的能力。3、进度计划序号起止周次工作内容13周至4周文献检索、文献综述、开题报告24周至5周外文资料翻译36周至8周换档操纵机构设计，CAD绘图49周至11周控制系统设计硬件512周至13周控制规律探讨614周至15周控制系统软件开发（软件框图及源程序）716周至17周毕业设计说明书编撰、答辩学生签名：王建超2013年3月21日4、指导教师意见该同学明确了毕业设计任务，所作技术方案可行，计划进度合理，同意开题。指导教师签名：张伟2013年03月22日