自動(dòng)變速器整體式電液模塊環(huán)境適應(yīng)性分析及補(bǔ)償控制中文摘要

整體式電液模塊是提高自動(dòng)變速器功率密度和速比范圍的關(guān)鍵部件，但其工作特性易受溫度、壓力、油液污染度等環(huán)境因素的影響，在某些特定條件下會(huì)導(dǎo)致變速器控制品質(zhì)下降甚至影響工作可靠性。針對(duì)上述問題，開展電液模塊設(shè)計(jì)與控制共性關(guān)鍵技術(shù)研究：（1）采用理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，建立電液模塊的數(shù)學(xué)仿真模型，完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。（2）研究環(huán)境因素變化時(shí)，電磁線圈阻值、閥芯閥孔間隙、節(jié)流口阻尼等參數(shù)的變化情況，探明電液模塊動(dòng)靜態(tài)特性的變化規(guī)律；優(yōu)化相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜態(tài)特性的結(jié)構(gòu)抑制。（3）結(jié)合整車動(dòng)力學(xué)模型，研究控制品質(zhì)及可靠性評(píng)價(jià)方法和準(zhǔn)則。（4）基于電液模塊數(shù)學(xué)仿真模型、可靠性評(píng)價(jià)方法和整車模型，發(fā)展考慮可靠度的自適應(yīng)控制技術(shù)，完成數(shù)值仿真和實(shí)車實(shí)驗(yàn)。相關(guān)研究有望大幅提高整體式電液模塊多變工況的適應(yīng)能力，對(duì)我國(guó)自動(dòng)變速器的發(fā)展具有重要意義。

整體式電液模塊是提高自動(dòng)變速器功率密度和速比范圍的關(guān)鍵部件，但其工作特性易受溫度、壓力、油液污染度等環(huán)境因素的影響，在某些特定條件下會(huì)導(dǎo)致變速器控制品質(zhì)下降甚至影響工作可靠性。針對(duì)上述問題，開展電液模塊設(shè)計(jì)與控制共性關(guān)鍵技術(shù)研究：（1）選取國(guó)內(nèi)某自主品牌自動(dòng)變速器，建立了比例電磁閥、換擋閥和離合器等的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了參數(shù)化分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化。（2）研究了自動(dòng)變速器電液控制模塊的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性以及關(guān)鍵參數(shù)對(duì)其性能的影響規(guī)律，建立了液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型，對(duì)電液控制系統(tǒng)的關(guān)鍵性能進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)分析，并對(duì)試制的電液控制模塊樣件進(jìn)行了性能參數(shù)的臺(tái)架測(cè)試，其性能與國(guó)外對(duì)標(biāo)件基本一致。（3）利用正交試驗(yàn)分析了各因子對(duì)閥芯閥孔配合間隙變化的影響程度，改進(jìn)了電液控制模塊的敏感結(jié)構(gòu)參數(shù)，搭建了自動(dòng)變速器電液控制模塊的環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試臺(tái)，完成了改進(jìn)前后電液控制模塊的性能對(duì)比試驗(yàn)，研發(fā)出的兩款液壓閥體總成已委托檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)功能及參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果均合格，同時(shí)依托協(xié)作企業(yè)實(shí)現(xiàn)了匹配自動(dòng)變速器實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。相關(guān)研究能提高整體式電液模塊多變工況的適應(yīng)能力，對(duì)我國(guó)自動(dòng)變速器的發(fā)展具有重要意義。 2100433B

電控液力自動(dòng)變速器由變矩器、機(jī)械式變速器（一般多采用行星齒輪）和電子-液壓控制系統(tǒng)三部分組成。

電控液力自動(dòng)變速器變矩器

變矩器是構(gòu)成液力自動(dòng)變速器的重要組成部分，裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，其作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給自動(dòng)變速器中的齒輪機(jī)構(gòu)。變矩器保證發(fā)動(dòng)機(jī)平順地驅(qū)動(dòng)變速器，吸收換檔沖擊，起到減振的作用。液力自動(dòng)變速器的傳動(dòng)效率主要取決于變矩器的結(jié)構(gòu)和性能。由于液力變矩器變矩系數(shù)小，不能完全滿足汽車使用的要求，所以還需與機(jī)械式變速器組合使用，擴(kuò)大傳動(dòng)比的變化范圍。

電控液力自動(dòng)變速器機(jī)械式變速器

液力自動(dòng)變速器中的機(jī)械式變速器多采用行星齒輪。行星齒輪變速器由行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)（用于換檔的多片摩擦式離合器、制動(dòng)器等操縱元件）等組成，通過改變動(dòng)力傳遞路線得到不同的傳動(dòng)比。

電控液力自動(dòng)變速器控制方式

電控液力自動(dòng)變速器的控制方式是電液控制，其控制系統(tǒng)由電子控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)兩部分組成。液壓控制系統(tǒng)中有調(diào)節(jié)主油路液壓的液壓調(diào)節(jié)裝置和控制換檔執(zhí)行元件及變矩器鎖止離合器工作的液壓控制裝置。液壓調(diào)節(jié)裝置和液壓控制裝置由不同的液壓閥和電磁閥及油路構(gòu)成，各種控制閥都安裝在閥體內(nèi)，組成閥體總成。

1.自動(dòng)變速器換擋元件的類型有按鈕式和拉桿式

2．換擋操縱手柄通常有4~7個(gè)位置，并舉例說明。

P位：停車位;R位：倒擋位;N位：空擋位;D（D4）位：前進(jìn)位;3（D3）位：高速發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)擋；2（S或稱為閉鎖擋位）位：中速發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)擋；L位（1位或稱為閉鎖擋位）低速發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)擋

一般來說，自動(dòng)變速器的擋位分為P、R、N、D、2、1或L等。P(Parking)：用作停車之用，它是利用機(jī)械裝置去鎖緊汽車的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，使汽車不能移動(dòng)。當(dāng)汽車需要在一固定位置上停留一段較長(zhǎng)時(shí)間，或在?？恐箅x開車輛前，應(yīng)該拉好手制動(dòng)及將撥桿推進(jìn)

1）“P”的位置上。要注意的是：車輛一定要在完全停止時(shí)才可使用P擋，要不然自動(dòng)變速器的機(jī)械部分會(huì)受到損壞。另外，自動(dòng)變速轎車上裝置空擋啟動(dòng)開關(guān)，使得汽車只能在“P”或“N”擋才能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，以避免在其他擋位上誤啟動(dòng)時(shí)使汽車突然前竄。

2）R(Reverse)：倒擋，車輛倒后之用。通常要按下?lián)軛U上的保險(xiǎn)按鈕，才可將撥桿移至“R”擋。要注意的是：當(dāng)車輛尚未完全停定時(shí)，絕對(duì)不可以強(qiáng)行轉(zhuǎn)至“R”擋，否則變速器會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p壞。

3）N(Neutral)：空擋。將撥桿置于“N”擋上，發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力已經(jīng)切斷分離。如短暫停留可將撥桿置于此擋并拉出手制動(dòng)桿，右腳可移離剎車踏板稍作休息。

4）D(Drive)：前進(jìn)擋，用在一般道路行駛。由于各國(guó)車型有不同的設(shè)計(jì)；所以“D”擋一般包括從1擋至高擋或者2擋至高擋，并會(huì)因車速及負(fù)荷的變化而自動(dòng)換擋。將撥桿放置在“D”擋上，駕車者控制車速快慢只要控制好油門踏板就可以了。

5）2(SecondGear)：2擋為前進(jìn)擋，但變速器只能在1擋、2擋之間變換，不會(huì)跳到3擋和4擋。將撥桿放置在2擋位，汽車會(huì)由1擋起步，當(dāng)速度增加時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)2擋。2擋可以用作上、下斜坡之用，此擋段的好處是當(dāng)上斜或落斜時(shí)，車輛會(huì)穩(wěn)定地保持在1擋或2，擋位置，不會(huì)因上斜的負(fù)荷或車速的不平衡、令變速器不停地轉(zhuǎn)擋。在落斜坡時(shí)，利用發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速的阻力作制動(dòng)，也不會(huì)令車子越行越快。

6）1(FirstCear)：1擋也是前進(jìn)擋，但變速器只能在1擋內(nèi)工作，不能變換到其他擋位。它用在嚴(yán)重交通堵塞的情況和斜度較大的斜坡上最能發(fā)揮功用。上斜坡或下斜坡時(shí)，可充分利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的扭力。

基于不變性原理組成的自動(dòng)控制稱為補(bǔ)償控制，它實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)全部干擾或部分干擾的補(bǔ)償。 按其結(jié)構(gòu)的不同， 補(bǔ)償控制系統(tǒng)一般有前饋控制系統(tǒng)和大遲延過程系統(tǒng)兩種。補(bǔ)償控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、軍事、電機(jī)、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。

前饋控制是以不變性原理為理論基礎(chǔ)的一種控制方法， 屬開環(huán)控制系統(tǒng)。 常用的前饋控制系統(tǒng)有單純前饋控制系統(tǒng)、前饋 -反饋控制系統(tǒng)和前饋 -串級(jí)控制系統(tǒng)等三種結(jié)構(gòu)形式。大遲延系統(tǒng)的解決方法很多， 最簡(jiǎn)單的是利用常規(guī)控制器。主要采用常規(guī) PID 的變形方案，如微分先行控制方案和中間微分控制方案等。