电子控制自动变速器液压系统设计

湖南大学硕士学位论文电子控制自动变速器液压系统设计姓名：宋勇申请学位级别：硕士专业：机械与电子工程指导教师：周云山20070130电子控制自动变速器液压系统设计作者：宋勇学位授予单位：湖南大学相似文献(10条)1.学位论文卢德琼汽车自动变速器建模和换档规律的研究2006我国汽车工业正处于发展和提高时期，近年来，随着人民生活水平的提高，汽车开始进入家庭，由于受成本制约，目前我国自主生产的汽车基本都为手动变速，手动变速一方面会增加驾驶员的劳动强度，另一方面不利于行车安全。装载自动变速器的车辆不仅操作方便、换档平顺、安全舒适，而且能按最佳的换档时机进行自动换档，有助于提高汽车动力性和经济性，因而特别适合非职业驾驶。为满足非职业驾驶员对方便舒适的要求，国内各汽车厂商已把开发装备自动变速器的汽车确定为自己的发展方向。在自动变速器的研究开发中，需对液力变矩器与自动变速器的性能，以及以发动机和自动变速器为主的动力传动系统的整体性能进行分析，以达到整个动力传动系统的优化设计和综合匹配控制。本文在分析自动变速器结构和工作原理的基础上，论述了发动机和液力变矩器共同工作的输入特性和输出特性，探讨了发动机和液力变矩器共同工作点的几种求取方法，分析了液力变矩器与发动机之间的匹配问题，从液力变矩器工作元件的工作特性分析出发，得出其静态及动态数学模型，自动换档规律是车辆自动变速的核心，自动变速是按照控制参数的变化实现换档的，本文根据加速度特性及整车油耗特性，结合赛欧某自动变速器，设计了两参数动力性和经济性换档规律以及综合换档规律，最后在汽车的行驶动力学方程基础上，建立了自动变速系统的MATLAB/Simulink仿真模型，通过对汽车换档逻辑的研究，利用仿真软件MATLAB/Stateflow建立了最佳换档规律的换档过程仿真模型并对其进行了仿真模拟分析，验证了方案的有效性。仿真结果表明本文建立的仿真模型和设计的换档规律是合理的。2.学位论文叶丹工程车辆三参数自动变速理论研究2004本文结合国家自然科学基金项目(59705005)“工程车辆液力机械传动系统的电子节能控制研究”及教育部骨干教师基金项目“提高工程车辆液力机械传动系统动力性与经济性的电控方法研究”，主要针对现有工程车辆液力机械传动系统中普遍存在的承受高强度负载时动力性不足的突出问题，以提高工程车辆动力性为目的，围绕车辆自动变速技术进行了三参数的理论与试验研究。主要包括以下内容：一.综述了车辆自动变速的产生说明了研究车辆自动变速器的意义，按照其发展的阶段分类，综述了自动变速前期、液力自动变速阶段、电控自动变速阶段和智能自动变速阶段发展历程及特点，及在国内、外的发展现状和发展趋势，并指出控制系统智能化、车辆电子一体化是自动变速技术发展趋势的两大特征。阐述了工程车辆中实现自动变速的必要性以及目前科研情况和应用情况，并列出了本文研究内容。二.分析了工程车辆传动系统特性以轮式装载机为实例，对传动系统中的发动机、液力变矩器、变速器、驱动桥和车轮部分工作特征进行了分析。重点研究了发动机和液力变矩器的特性，并指出了发动机在全负荷下，其输出功率、油耗与转速存在的关系及发动机工况对传动系动力性和经济性的影响，液力变矩器工作在高效区能够提高传动的动力性和经济性，得出了它们的工作状况是影响工程车辆经济性和动力性的主要原因这一结论。另外，减少换挡次数能够有助于传动系节能。三.自动换挡规律的研究换挡规律是自动变速器开发的核心技术，总结了汽车目前存在的单参数换挡规律、两参数换挡规律、三参数换挡规律和智能化换挡规律，并分析了最佳动力性和最佳燃料经济性换挡特征。分析了工程车辆两种不同的二参数自动换挡方法，以泵轮转速和涡轮转速的换挡策略更有实际意义。将发动机和液力变矩器作为一个整体考虑车辆的动力性，通过分析它们的共同工作特性，提出了以油门大小、泵轮转速和涡轮转速的三参数自动变速策略，并得到了三参数换挡表，制定了自动控制方案。另外，智能控制在工程车辆上也有较大发展和前景。四.自动变速控制系统的计算机仿真阐述了将计算机仿真应用于自动变速系统开发中的目的和意义。建立了发动机、液力变矩器、变速器、驱动桥和车轮部分的数学模型以及车辆负载模型。在此基础上以泵轮转速和涡轮转速为变量，建立了车辆传动系统的动力学方程。又根据三参数自动换挡规律确立了自动换挡控制模型，最后在Matlab/Simulink图形建模技术的支持下，开发了车辆传动系统动力学仿真软件，并用该软件进行了仿真实验。仿真实验的结果表明三参数自动换挡规律可以通过变速器换挡来提高涡轮输出功率的目的。车辆传动系统动力学仿真软件的开发为换挡规律的研究提供了方便而有效的研究工具。五.自动换挡规律的台架试验阐明了试验目的及试验数据采集和控制方案，介绍了自动变速试验台的构成及主要试验用仪器，阐述了本文的采用的软件，介绍了测量油门位置、转矩、转速所使用的仪器和制定了它们测量方法，详述了发动机特性试验和自动换挡控制试验及试验结果。六.自动变速器的电控方法通过MCS-51单片机开发变速器的电控单元有较高的实用价值。设计了一种三参数控制器的单片机系统，包括硬件部分和软件部分。3.学位论文杨剑电控机械式自动变速器（AMT）离合器最佳接合规律的研究2005本文绪论中详细介绍了本项目(电控机械式自动变速器)的具体控制策略.通过对电动型AMT机械结构部分、电机和传感器部分的描述,形成了一套完整的AMT控制方案.本文首先对几种车辆动力学模型和轮胎模型进行了分析,结合现有条件和研究需要,得到关于汽车车身的速度、俯仰角和垂向位移的3个动力学微分方程,结合利用Simulink得到的前后轮垂向运动方程和将在后续研究中给出的后轮转速方程,建立了客车两轮6自由度纵向动力学模型.然后简单介绍了汽车离合器的工作原理,建立了离合器接合模型.接着引入驾驶员的起步意图来控制离合器的接合时间,并结合已建立的车辆动力学模型,通过多目标优化,求解出离合器最佳接合规律及基于此规律下的客车动力特性.最后利用Matlab语言和Simulink模块,建立了离合器接合过程中的发动机模型和模糊控制系统,并将最佳接合规律用于离合器接合的模糊控制中,进行了汽车起步工况的计算机仿真.4.学位论文龚捷以提高传动效率为目的的工程车辆自动变速换档规律研究2002该文结合国家自然科学基金项目(59705005)工程车辆液力机械传动系统的电子节能控制研究及教育部骨干教师基金项目提高工程车辆液力机械传动系统动力性与经济性的电控方法研究,主要针对现有工程车辆液力机械传动系统中普遍存在的承受高强度负载时传动效率下降的问题,从节能角度出发,首次为液力自动变速器提出了一种全新的换档规律(简称效率换档规律)及其自动控制方案.为了验证该换档规律的正确性,首先在Matlab/Simulink环境支持下进行了计算机仿真实验,其后又在国家211工程所建大型设备工程车辆电控系统试验台上进行了自动变速系统的台架试验.仿真实验和台架试验的结果表明,除工作载荷远大于或远小于正常载荷两种极端工况以外,文中提出的效率换档规律可以将变矩器效率限定在某一理想的范围内.该换档规律的提出丰富了车辆自动操纵理论,对提高中国工程车辆的自动化程度、提高动力性与经济性、节约能源,具有十分重要的理论意义和应用价值.5.学位论文庄建兵超轻度混合动力传动系统匹配控制及仿真研究2007超轻度混合动力汽车是一种利用回流式无级自动变速系统超大速比变化范围，采用小功率电机作为辅助动力源的新型混合动力汽车。除具备轻度混合动力汽车怠速起停和制动能量回收的特性外，还具有低速爬行、倒车工况下纯电动驱动等特点。超轻度混合动力汽车可以明显改善汽车的燃油经济性和排放性能，电机功率小，所需电池组少，使其生产成本将低于市场上已有的混合动力汽车。本文以装载了回流式无级自动变速系统的超轻度混合动力汽车为研究对象，对其动力传动系统进行匹配设计，建立整车仿真模型，确定各工作模式下的具体控制策略，通过计算机仿真得到各个工况的控制结果。首先，分析了超轻度混合动力汽车主要工作模式，确定了传动系的布局形式。在分析了回流式无级自动变速系统调速特性的基础上，根据原车性能指标确定变速器的结构设计参数。基于原车SC7101装载的儿47201发动机台架试验数据，建立了发动机的数值模型，确定了最佳经济性工作线来作为速比控制的目标。按照工作模式需求确定了电机和蓄电池的类型和性能参数，并建立了电机和电池的效率数值模型，确定了电机的最高效率工作线。接着，根据混合动力汽车的控制要点确定了整车控制策略，作为各部件协调控制的基础。应用Matlab/Simulink建立整车仿真模型，详细分析了各模块的组成及控制思想，为具体控制策略的制定和仿真分析奠定基础。随后，建立起步工况模式的识别规则。在回流式无级自动变速系统起步动力学分析的基础上，采用发动机局部恒转速的控制思想，根据驾驶员起步意图，通过综合控制起步阶段节气门开度和离合器接合油压实现汽车的快速平稳起步。分别制定了正常起步、怠速起停起步和爬行起步的控制策略，并通过仿真加以验证。确定了驱动工况各工作模式的识别规则，分别对超低速行驶、正常行驶、减速制动下坡、倒车和低SOC充电工况进行了具体控制和仿真验证。制定了制动力的分配策略，确定了大功率倒车时制动器的控制方法。在分析回流式无级自动变速系统工作模式转换的动力学特性的基础上，确定了状态转换时的控制方法。最后，对超轻度混合动力汽车进行了整车性能仿真分析，得到了具体的动力性和燃油经济性参数。进行了三种典型循环工况的仿真，验证了整车控制策略的正确性。通过整车性能对比分析，定量的分析了超轻度混合动力汽车的优越性。6.期刊论文葛安林.高炳钊.牛铭奎.宫赫AMT车辆液压系统的仿真与应用-汽车工程2002,24(5)AMT(AutomtedMechanicalTransmission,即电控机械式自动变速器)的执行机构广泛采用液压系统,包括蓄能器、电磁阀、管路、选换挡液压缸和离合器操纵液压缸.为了缩短换挡时间,提高换挡品质,对液压系统的流量有一定的要求,尤其是载质量大的车辆,对流量有更高的要求.为了提高液压系统的流量,同时照顾系统的小型轻量化,运用功率键合图方法,首次对AMT液压系统建立了完善的高阶时变非线性状态方程.通过仿真实验,得到了许多有意义的结论,实车应用后,明显提高了换挡速度,从而大大缩短了液压系统的开发周期.7.学位论文高炳钊AMT液压系统仿真及其应用2002该文首先运用功率键合图方法,对AMT液压系统建立了较为完善的高阶时变非线性状态方程.通过仿真实验,可在实际装配出完整的液压执行机构前对机构的动态特性和应用效果有较为准确的预测,从而大大缩短了液压系统的开发周期,降低开发成本.IVECO车辆AMT采用原液压系统,实车试验时,执行机构动作较慢,换档时间长,该文利用建立的液压系统的数学模型提出解决方案.该方案实际应用于IVECO的AMT系统后收到了明显效果,缩短了开发周期,并使车辆换档时间缩短50﹪以上.此外该文还利用所建立的数学模型,对离合器的控制进行了研究.由于液压系统的高度非线形和时变性,往往不能将控制决策很好的在液压执行机构上实行.该文将离合器的控制分为结合速度的控制和位移量的调整(包括结合、分离两个方向的调整),利用仿真实验,制定出离合器速度控制和位移控制的新的方法,与实车实验结合,很快得到令人满意的效果,为控制决策系统和硬件机构之间提供了很好的接口.8.期刊论文郭晓林.GUOXiao-lin双离合器自动变速系统动力学建模及仿真研究-装甲兵工程学院学报2006,20(1)在分析双离合器自动变速器的典型结构及工作原理的基础上,利用面向对象的图形化系统仿真分析软件EASY5,建立了典型湿式双离合器动力换挡的自动变速器及其控制系统的动力学模型,并与采用传统的手动变速系统的车辆对比,进行了加速性能的仿真分析,研究了车辆换挡过渡过程中影响换挡品质的主要因素及其改进措施.为这种新型的自动变速器在我国的推广和应用研究提供了一些基本的理论依据.9.期刊论文一种带智能电子控制系统的新型自动变