关键词：液力机械式自动变速器;;换挡过程;;仿真;;最优控制
摘 要：随着自动变速器技术的发展和普及,人们对于自动变速器换挡过程控制的要求已不再局限于满足挡位切换功能,对换挡品质的要求越来越高。换挡过程控制算法作为AT控制关键技术之一,其品质的优劣直接影响着整车的动力性、经济性、乘坐舒适性及零部件的使用寿命,因此开展换挡过程控制的研究具有实际意义。本文依托某预研项目“X X X X电控液力机械自动变速器集成应用技术”,在详细的分析AT动力升挡过程动力学特性与clutch-to-clutch换挡原理的基础上,搭建电液换挡控制系统仿真平台,引入发动机协调控制,基于最优控制原理研究换挡过程的分阶段控制策略,及最优跟踪控制律的求解方法,实现降低换挡冲击度、减少离合器滑摩功和优化换挡时间的目的。系统分析研究对象的液压控制系统组成及工作原理,在此基础上建立基于Lagrange方程的传动系统动力学模型,给出动力升挡过程不同阶段的动力学微分方程,针对Flare和Tie-up这两种典型的工况,对换挡过程控制参数进行分析。对离合器组件进行受力分析,并通过试验建立离合器摩擦特性模型,给出摩擦片在换挡过程中的动摩擦系数和静摩擦系数,得到摩擦系数随离合器主、从动盘转速差之间的关系曲线。采用MATLAB/simulink和LMS.AMEsim两款软件搭建电液换挡控制系统仿真平台;对发动机和液力变矩器进行匹配;对离合器组件搭建基于离心压力补偿的动态响应模型,使模型更接近实际的工作效果;建立换挡过程的状态空间方程;研究换挡过程采用扭矩相、惯性相分阶段控制策略;创建扭矩相离合器摩擦转矩定斜率控制;惯性相最优跟踪控制,综合考虑换挡冲击度和离合器滑摩功确定性能指标泛函,利用极小值原理求解最优控制律;优化换挡时间,并给出换挡时间的计算流程;在换挡过程中引入发动机协调控制,以实现降低换挡过程中的换挡冲击度和减少离合器滑摩功的目的。在动力传动系统仿真平台上对所研究的控制算法进行仿真实验,对比传统的离合器油压闭环控制方法,结果表明所制定的最优控制策略可降低换挡冲击度、减少离合器滑摩功,并进行了实车验证。
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