【導(dǎo)讀】機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)(本科)2021級機(jī)制二班。畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))起止時(shí)間：。2021年03月05日～05月25日。學(xué)生姓名：學(xué)號：2021111204

　　

【正文】 析和總結(jié)，并對現(xiàn)有 AT換檔品質(zhì)的控制方式進(jìn)行了較 為全面的介紹和分析。 提出了一種自動(dòng)變速器換檔過程分析的等效力學(xué)模型和發(fā)動(dòng)機(jī)一變矩器動(dòng)力學(xué)簡化模型，以適應(yīng)車輛起步、換檔實(shí)時(shí)控制研究的需要。應(yīng)用所建立的數(shù)學(xué)模型，對自動(dòng)變速器的換檔過程進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 制定了適當(dāng)?shù)膿Q檔過渡過程結(jié)合元件的油壓變化規(guī)律，可改變自動(dòng)變速器的換檔品質(zhì)。對 AG4自動(dòng)變速箱的油壓控制給出了具體的計(jì)算方法。可改善自動(dòng)變速器的換檔品以 AG4自動(dòng)變速箱 2H檔到 3H檔為例進(jìn)行了模擬仿真，仿真的結(jié)果對所建立的簡化模型和提出的期望油壓規(guī)律進(jìn)行了驗(yàn)證。 詳細(xì)分析了 AG4液壓操縱系統(tǒng)的供油調(diào)壓和換檔 品質(zhì)控制工作原理。并對換檔品質(zhì)控制的框圖設(shè)計(jì)做了初步的探討。利用自動(dòng)變速器電液控制試驗(yàn)臺對 AG4自動(dòng)變速箱的控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進(jìn)行了測試。通過試驗(yàn)驗(yàn)證了本文所建立的數(shù)學(xué)模型及其分析結(jié)論。 電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 (Automated Mechanical Transmission, AMT)是一種新型的自動(dòng)變速系統(tǒng)，其通過對手動(dòng)固定軸式變速器和干式摩擦離合器的自動(dòng)化改造從而實(shí)現(xiàn)了選檔、換檔以及離合器和油門的自動(dòng)操縱。 AMT技術(shù)適合我國國情，有著廣泛的市場和發(fā)展前途。換檔規(guī)律是電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的靈魂，它是判斷 換檔時(shí)機(jī)的依據(jù)。在應(yīng)用中，通過將采集的車輛行駛狀態(tài)與換檔規(guī)律相對比，從而判斷是否達(dá)到最佳的換檔點(diǎn)并自動(dòng)執(zhí)行換檔操作，這樣大大減輕了駕駛員的疲勞，提高行駛安全，同時(shí)使整車具有較好的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性。本論文選擇電控機(jī)械式自動(dòng)變速器換檔規(guī)律這一關(guān)鍵性問題作為研究對象，研究目的是為 AMT制定最佳的換檔規(guī)律以提高車輛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。通過對影響車輛動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的因素進(jìn)行分析，本論文推導(dǎo)了最佳動(dòng)力性和最佳燃油經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律的制定方法。為解決質(zhì)量影響問題，提出了一種變結(jié)構(gòu)的最佳換檔系統(tǒng)，豐富了換檔規(guī)律理論。鑒 于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與實(shí)車測試相比可以節(jié)省大量的人力物力，本論文在進(jìn)行換檔規(guī)律的設(shè)計(jì)中，采用 MATLAB/Simulate仿真工具箱建立了最佳換檔規(guī)律的仿真模型，利用此仿真模型對制定的最佳動(dòng)力性和最佳燃油經(jīng)濟(jì)性換檔規(guī)律進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明本論文所建立的換檔規(guī)律是合理的。 換檔品質(zhì)是指在保證動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)壽命的前提下，能夠迅速、平穩(wěn)換檔的程度，其評價(jià)的指標(biāo)主要是舒適性，量化指標(biāo)包括換檔時(shí)間和沖擊度。換檔品質(zhì)的影響因素包括軟、硬件兩方面九大因素，并且可用兩種實(shí)驗(yàn)方法對換檔品質(zhì)進(jìn)行研究，一種是整車道路實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析；第二種方法就是通過做模擬整車工況的臺架實(shí)驗(yàn)。 AMT的控制策略是 AMT控制的全部控制思想，控制策略里換檔規(guī)律、離合器結(jié)合規(guī)律、換檔時(shí)序、控制方法的選擇、以及近來比較熱門的通過 CAN總線實(shí)現(xiàn)的 TCU和 ECU通訊策略都對檔品質(zhì)有影響，控制策略制訂得是否合理，將直接決定 AMT 的換檔品質(zhì)。 換檔規(guī)律是指兩排檔間自動(dòng)換檔時(shí)刻隨控制參數(shù)變化的規(guī)律，包括經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性換檔規(guī)律。目前汽車上多用兩控制參數(shù)（車速和油門開度）的換檔規(guī)律。換檔規(guī)律沒做好，就會(huì)使汽車在不該換檔的時(shí)候換檔，該換檔的時(shí)候不換檔，使發(fā)動(dòng)機(jī)工況嚴(yán)重不好，造成整個(gè)換檔過程中發(fā)動(dòng)機(jī)聲音的異常和平順性的不良，有時(shí)還可能使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。離合器結(jié)合規(guī)律受離合器釋放行程、油門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位和車速、載荷等素影響，主要控制目標(biāo)是結(jié)合量和結(jié)合速度。而離合器接合控制主要指接合速度的控制，大體上分快、慢、快三個(gè)階段。其中直接影響換檔品質(zhì)的是第二階段， 如果接合過快將造成換檔沖擊，甚至熄火；若過慢將使離合器滑磨時(shí)間過長，有損其壽命。控制的參數(shù)主要是離合器主從動(dòng)片轉(zhuǎn)速差及兩邊扭矩值 ,實(shí)驗(yàn)表明在扭矩值大致相同，轉(zhuǎn)速差小于一定值時(shí)接合離合器既能保證換檔時(shí)間又不會(huì)產(chǎn)生沖擊，離合器磨損也不太嚴(yán)重。 換檔時(shí)序是發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器三者協(xié)調(diào)動(dòng)作的時(shí)序 ,它們的配合情況對換檔時(shí)間有很大的影響。減小換擋時(shí)間最重要的是盡可能地縮小離合器滑摩時(shí)間。如果延長空載階段時(shí)間，將減小離合器主從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速差。有利于縮短滑摩時(shí)間。如果盡可能縮短空載時(shí)間，掛上新?lián)鹾罅⒓唇雍想x合器，如果離合器 接合速度控制的新方法可行，也可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成離合器的接合。其次是減小齒輪同步時(shí)間，這可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)： 速差； 。 運(yùn)用 TCU和 ECU通訊策略，通過 CAN總線實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間的聯(lián)合控制， AMT能夠達(dá)到最優(yōu)控制，獲得最理想的換檔品質(zhì)。 硬件系統(tǒng)元器件性能對換檔品質(zhì)的影響： 硬件系統(tǒng)元器件實(shí)現(xiàn) AMT功能的基礎(chǔ)，硬件系統(tǒng)里執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、電子元器件、液壓系統(tǒng)等都對換檔品質(zhì)有影響，硬件參數(shù)的選擇對 AMT換檔品質(zhì)的提高是至關(guān)重要的。 伴隨汽車?yán)碚摷夹g(shù)的發(fā)展，微處理器的技術(shù)的 日益成熟和電子技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，人們已經(jīng)不再只局限于滿足汽車的代步功能，對汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的要求逐步向易操縱性、機(jī)動(dòng)性、安全性轉(zhuǎn)移，智能型汽車日益成為人們目光中的焦點(diǎn)。商家的“人、車、生活 ”, “ 以人為本”等宣傳口號也側(cè)面體現(xiàn)了人們對汽車的個(gè)性化、人性化的期望。 在汽車智能化的發(fā)展方向上，自動(dòng)變速器的智能化占有重要一席。而自動(dòng)變速器的智能化又集中體現(xiàn)在換擋規(guī)律的制定上。為順應(yīng)潮流，為滿足人們對汽車的新要求，加強(qiáng)各自車型的競爭優(yōu)勢，目前，世界各大廠商在新車型的換擋規(guī)律上大做文章，最引人注意的是標(biāo)致— 雪鐵 龍集團(tuán)和雷諾公司開發(fā)的 AL4 自動(dòng)變速器竟內(nèi)置了 10 種換擋規(guī)律之多。在人 — 車 —路的大系統(tǒng)中，汽車控制的優(yōu)劣，主要反映在車輛與環(huán)境（路）的協(xié)調(diào)、車輛與人的協(xié)調(diào)，故電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可存儲多種規(guī)律供駕駛員 選用，不 僅有經(jīng)濟(jì)性規(guī)律、動(dòng)力性（又稱運(yùn)動(dòng)型）規(guī)律，而且還有一般（日常）規(guī)律、環(huán)境溫度以及隨外界條件變化的規(guī)律等。 即換擋點(diǎn)可以自由設(shè)定為各種規(guī)律。在換擋規(guī)律智能化的方向上，各方面至今已作了不少的工作，其中部分成果已開始在汽車上應(yīng)用。但是開發(fā)此項(xiàng)智能換擋規(guī)律的工作依然艱巨，這主要因?yàn)椋? 程度有待提高，它表現(xiàn)在對環(huán)境的識別判斷的準(zhǔn)確度不高，對駕駛員的意圖識別不能令人滿意。 。智能自動(dòng)變速系統(tǒng)是開放的系統(tǒng)，它應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷完善、豐富，只有這樣才能適應(yīng)不同駕駛員的駕駛要求，減少駕駛員的 勞動(dòng)強(qiáng)度，提高汽車的整體性能。適應(yīng)駕駛員個(gè)性的換擋規(guī)律是研究項(xiàng)目中的重要一項(xiàng)，為了使汽車能夠在選換擋時(shí)體現(xiàn)不同駕駛員的風(fēng)格特點(diǎn)，適應(yīng)不同駕駛員的對加速的不同要求，前人工作的基礎(chǔ)上對適應(yīng)駕駛員風(fēng)格的換擋規(guī)律作了較為深入的研究，對駕駛員的駕駛意圖、風(fēng)格特點(diǎn)提出了新的識別策略，并系統(tǒng)地提出了換 擋智能調(diào)整控制的解決方案。 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)汽車變速器與同步器結(jié)構(gòu)參數(shù)是一項(xiàng)非常費(fèi)時(shí)和艱苦的工作，而且難以求得較理想的設(shè)計(jì)參數(shù)，不利于產(chǎn)品性能的提高。變速器與同步器的優(yōu)化設(shè)計(jì)則可利用計(jì)算機(jī)在約束域內(nèi)按預(yù)定目標(biāo)高速有效地優(yōu)選出最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是一種理想的高質(zhì)量的設(shè)計(jì)方法。研究的主要目標(biāo)是建立一個(gè)載貨汽車變速器與同步器結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，采用基于 KT(KuhnTucker)方程解的方法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，以期提高汽車變速器與同步器的設(shè)計(jì)水平。汽車傳動(dòng)系是汽車的主要組成部分，變速器又是傳動(dòng)系的重要部件，因此 汽車變速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)十分重要。以輕型載貨汽車為例，根據(jù)汽車變速器的設(shè)計(jì)要求與特點(diǎn)，在保證零件的強(qiáng)度、剛度、使用壽命等條件下，以減少重量和體積作為追求目標(biāo)，分析建立了載貨汽車變速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，并通過實(shí)例對其進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，獲得了滿意的設(shè)計(jì)效果。 同步器是汽車變速器的重要部件，它使變速器主、從動(dòng)部分同步后再接合，從而減少接合沖擊和噪聲，減輕換檔力，使換檔平順，從而延長了變速器的壽命。通過對同步器同步過程的分析，在保證同步時(shí)間最短的前提下，對影響同步性能的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算，獲得了滿意的設(shè)計(jì)效果。 MATLAB 的優(yōu)化工具箱，是現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)中的一個(gè)很方便的軟件，運(yùn)算速度快，功能強(qiáng)大。它將不同數(shù)學(xué)分支的算法以函數(shù)的形式分類成庫，使用時(shí)直接調(diào)用這些函數(shù)并賦予實(shí)際參數(shù)就可以解決問題，快速而且準(zhǔn)確?？梢酝ㄟ^實(shí)例運(yùn)用 MATLAB 優(yōu)化工具箱對某汽車變速器與同步器結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，取得了滿意的設(shè)計(jì)效果。