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摘要：液力机械式自动变速器(AT自动变速器)具有优异的扭矩传递能力、良好的换挡品质、平稳的起步能力和优秀的加速性能等优点,这使得大功率AT自动变速器成为了越野车、工程车、高端商用车等重型车辆的首选。换挡控制技术是AT自动变速器的核心,本文结合吉林大学与中国第一汽车股份有限公司技术中心合作的项目,开展大功率AT换挡控制策略的开发研究。以1.简洁有效的整车动态模型、2.摩擦片工作特性、3.分离离合器准确分离、4.惯性相输出扭矩最优这4个关键技术为研究重点,开展本文工作,最终获得具有良好换挡品质的AT换挡控制策略。以某液力机械式自动变速器为控制对象,分析高速开关电磁阀、功率放大阀(换挡阀)、离合器以及行星齿轮机构的结构以及工作原理,分别对它们进行动态建模,研究其工作特性并建立整车动力学模型。搭建试验台架,研究换挡执行机构的输入输出特性,试验验证上述模型的正确性。最后对摩擦片进行试验,研究其在不同转速、温度、面压下的摩擦系数特征。以整车动力学模型为平台,2挡至3挡动力升挡为例,研究AT自动变速器换挡过程分离与结合两个离合器的工作特性,基于此,把AT换挡分为4个过程,并用杠杆法研究其中的扭矩相和惯性相离合器分离与结合过程的扭矩传递特性。基于换挡过程离合器的扭矩传递特性,提出AT换挡控制策略,其由分离控制策略与结合控制策略两部分组成,分别把两个控制策略划分为若干阶段,研究了每个阶段的控制目标,每个阶段依次进行并按条件触发结束或开始。在扭矩相提出分离离合器滑摩,并基于滑摩研究分离离合器控制策略,实现分离离合器的准确分离。在惯性相输出扭矩影响换挡品质,研究了基于最优输出扭矩的结合离合器的控制策略。运用层次分析法分析3个换挡品质评价指标的权重,对评价指标量化并归一化,便于换挡品质的对比分析;运用正交试验设计研究不同输出扭矩下的换挡品质,得到最优换挡品质下的输出扭矩,转换该最优的输出扭矩得到最优的涡轮转速梯度,以实际涡轮转速梯度与最优涡轮转速梯度的误差为输入量对结合离合器压力进行PI控制,实现对结合离合器压力的精确控制,获得最优输出扭矩以及最佳的换挡品质。以整车动力学模型为平台,验证了换挡控制策略的正确性;基于快速原型d SPACE进行大功率越野车道路试验,研究了换挡过程中各参数的工作特性与换挡品质并把原车控制策略的换挡品质作为实验指标,试验表明自主开发的大功率AT换挡控制策略实现了换挡功能并达到了实验指标,成功验证了控制策略的可行性。 还原

关键词：大功率AT; 动态建模; 摩擦片特性; 换挡控制策略; 正交试验设计;

导师：雷雨龙;