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某液力自动变速器电液比例换挡控制系统建模与特性分析

胡琪  
【摘要】:电液换挡控制系统作为液力自动变速器的核心系统之一,其对换挡离合器或制动器工作油压的精确控制有着直接的作用,因此,对其特性的系统分析与研究是液力自动变速器换挡品质控制的重要内容,对该系统输出的离合器工作压力进行精确控制是实现既定换挡控制策略的关键。本文以应用于某矿用车液力自动变速器电液比例换挡控制系统为研究对象,以电液比例电磁阀替代原液压系统中的高速开关电磁阀,通过需求分析和对比研究,设计了电液比例换挡控制系统,并进行了系统建模和仿真研究,实现了系统在以一挡升二挡的工况下对换挡离合器或制动器工作压力的精确控制,以换挡冲击度作为评价指标,验证了电液比例电磁阀相比于高速开关电磁阀的优越性,提升了电液换挡控制系统的换挡品质。首先,对某液力自动变速器液压控制装置,进行了系统分析,明确了各个子系统的组成和功能;分别分析了电液控制系统ECU/TCU中电子控制信号的传递逻辑和控制原理、电磁阀结构组成和控制原理、双边节流阀结构组成和调压原理、换挡离合器/制动器执行机构组成及油压响应特性。其次,对高速开关电磁阀和电液比例电磁阀进行了理论分析与系统建模,同时基于AMESim平台对电液比例电磁阀进行了参数识别建模研究;对换挡离合器工作压力控制系统进行需求分析,分别建立了基于高速开关电磁阀和电液比例电磁阀的电液换挡控制系统仿真模型,以液力自动变速器一挡升二挡的换挡过程为例,对比分析了基于两种电磁阀换挡过程中的换挡离合器工作压力响应特性,从仿真和试验的角度验证了基于比例电磁阀的电液换挡系统在离合器油压控制上的优势,同时在基于比例电磁阀的电液换挡系统中加入PID算法,对油压响应进行整定控制,以提升系统对离合器油压控制的精确性。最后,基于AMESim-MATLAB/Simulink联合仿真平台,将AMESim液压系统仿真模型导入MATLAB/Simulink整车动力学系统模型进行了联合仿真,以换挡冲击度作为评价指标,研究整车换挡品质,验证了基于比例电磁阀的电液换挡装置换挡冲击要优于基于高速开关电磁阀的电液换挡装置,从而验证了电液比例电磁阀对换挡品质的提升。


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