收藏本站
收藏 | 论文排版

越野汽车液力变矩器和机械自动变速系统的控制理论与试验

张泰  
【摘要】:在充分考虑越野汽车的越野性、机动性等特点和电控机械式自动变速器(AMT)的传动效率高、成本低和易于制造的优点以及液力变矩器(TC)对外部负载具有适应性、有效地降低扭转振动和增大扭矩等特点,对NJ2046型越野汽车采用了TC+AMT自动变速系统。围绕提高越野汽车TC+AMT整体性能,结合 “越野汽车液力变矩器与电控自动换挡系统的研究” 这一国家项目的具体要求,为了满足动力性要求,在低挡位时(1,2挡)采用液力传动,为了提高燃油经济性、扩大作战半径,在良好路面、高挡位(3,4,5挡)时对液力变矩器采用传递效率高的闭锁控制。在自动变速系统研究的过程中,提出了一些新思想和实用技术方法,部分结果在NJ2045越野汽车上得到了应用。 首先综合论述了汽车自动变速器的发展历史研制过程,特别强调了TC+AMT自动变速器对于实现越野汽车行军作战所必须具备的越野性、通过性、机动灵活等特性的重要性,重点介绍了越野汽车所装有带闭锁与滑差控制的TC+AMT自动变速器的特点、结构、方式、实现综合控制TC+AMT自动变速器的液压控制系统和控制方法及其在不同时期所应用的控制理论和技术,阐明了本文研究的目的和意义,确定了充分考虑NJ2046型越野汽车特点的主要研究内容。 对越野汽车AMT起步、换挡过程进行了理论分析,特别是对影响汽车起步、换挡过程中的主要因素——发动机输出特性、油门开度变化率、离合器结合速度的控制进行了详细的描述,为了提高换挡品质,建立了以影响乘坐舒适性的主要性能指标——冲击度为约束条件的控制规律,同时为了验证本文提出的各控制参数对乘坐舒适性影响的合理性和有效性,编制了相应的数据采集、处理与系统控制软件,在装有AMT的NJ2046越野汽车样车上,在不同的路面上,对车辆空载和满载以不同的油门变化率起步和在换挡过程中以不同的离合器结合速度进行了实车试验,对所获得的试验结果进行了分析,然后建立了以动态三参数为控制理论满足乘坐舒适性要求的换挡过程控制规律。试验结果证明,所建立的起步与换挡控制规律正确可行。 WP=131 根据发动机输出特性和液力变矩器原始特性,按照合理匹配原则,确定了发动机与液力变矩器的共同工作点。根据TC+AMT动力传递模型,建立了传动系统的数学模型,并以此确定了TC+AMT共同工作输出特性。根据越野汽车的特点,按照低挡位(1,2挡)满足动力性和高挡位(3,4,5挡)满足经济性的原则,确定了最佳换挡点,制定了TC+AMT和液力变矩器闭锁的综合换挡规律,并与AMT换挡规律进行了比较。由于液力变矩器具有自动适应性,能自动适应外部阻力及转速的变化,因而可以吸收换挡引起的冲击,降低冲击度,增加了操作方便性;同时在正常行驶过程中还能吸收因发动机油门抖动和路面状况变化引起的振动和冲击,这样不但有利于提高车辆上各零部件的使用寿命,而且还能减轻驾驶员的疲劳,提高换挡品质,因而TC与AMT共同工作的平顺性比AMT汽车的平顺性好。 在分析液力变矩器闭锁与滑差控制的换挡过程及换挡规律机理的基础上,设计了以冲击度为约束条件的换挡规律控制系统和闭锁与滑差液压控制系统,并对液力传动、闭锁与滑差、换挡动态过程以及各工作过程之间的相互转换进行了详细分析,并根据闭锁离合器的控制原理,利用功率键合图的方法,建立了液压控制系统的数学模型,并对系统稳定性进行了分析,由于原始系统具有不稳定性,采用了基于状态反馈的经典设计方法—极点配置法,使得控制系统的闭环极点移动到所指定的位置,保证了系统的稳定性且具有鲁棒性。为了避免运算时间过长,易产生较大的截断误差,还采取了模型降阶技术,降低系统阶次。采用计算精度较高的四阶龙格-库塔法对液压控制系统进行动态仿真并对仿真结果进行了分析。同时,由于闭锁—滑差—闭锁快速转换过程中,压力的波动对系统的稳定性起主要作用,所以对快速转换(压力波动)过程进行了试验验证,试验结果证明所设计的液力变矩器闭锁与滑差液压控制系统和反馈控制系统正确可行。 对于液力变矩器的滑差控制过程,由于滑差离合器主、从动片之间的间隙很小,转速差也小,任何信号的干扰以及量测误差等因素,都会使得控制系统具有不稳定性。因此在概述了对于具有不确定性系统使用鲁棒控制技术的必要性后,对装备有滑差离合器的越野汽车TC+AMT的传动系控制系统,详细分析了滑差离合器控制过程,建立了以油门开度 、滑差离合器主从动片之间转速差 、车速 为状态变量和量测输出,滑差离合器主从、动片转速差变化率 、油门变化率 和纵向加速度变化率 为控制输出的状态空间模型。利用鲁棒控制理论的 最优控制器技术,进 WP=132 行了滑差离合器鲁棒控制系统的 控制器设计。为了克服基于小增益定理的对于未建模动态系统分析和设计的保守性,并能够同时兼顾系统的稳定性和动态性能,还利用了鲁棒控制系统分析与综合的有效手段—结构奇异值 方法,对滑差控制系统进行了鲁棒性分析。根据所设计的 鲁棒控制器,对滑差离合器控制过程进行了动态仿真,并对仿真结果进行了分析。同时,为了验证所设计的 控制器的正确性,还对滑差控制的液力变矩器进行了液力传动、滑差控制和闭锁三种工况进


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 段小军;5015410A型液力变矩器常见故障与处理方法[J];设备管理与维修;1998年11期
2 黄宗益,谢代鹏,王康,邵振麒;汽车液力机械式自动变速器发展概述[J];上海汽车;1998年09期
3 曾鑫,丁群燕,高海宇;现代车用自动变速器技术[J];黄冈职业技术学院学报;2004年03期
4 阎清东,项昌乐,冯永存,杨文正;液力变矩器计算机辅助设计与制造[J];汽车工程;1997年04期
5 范守林;福伊特DIWA第3代自动变速器系统(上)[J];商用汽车;2004年03期
6 ;军工民品科技信息[J];新技术新工艺;2005年05期
7 石祥钟,赵丁选,王芳荣;液力变矩器的准确三维造型方法研究[J];建筑机械;2004年12期
8 严鹏,吴光强;液力变矩器性能分析[J];同济大学学报(自然科学版);2004年11期
9 战凯;JZC-10井下自卸汽车柴油机和液力变矩器匹配计算[J];有色金属;1996年03期
10 王战斗;用镶嵌法修复液力变矩器导轮[J];工程机械与维修;2000年01期
11 葛安林;自动变速器(三)──液力变矩器的闭锁与滑差控制[J];汽车技术;2001年07期
12 周成硕;履带推土机液力传动系主要参数的确定[J];建材技术与应用;1994年04期
13 赵红,马文星,王大志;液力变矩器动态特性辨识方法的探讨[J];工程机械;2002年07期
14 李吉元 ,闫清东;新型牵引-制动型液力变矩器制动特性计算方法研究[J];工程机械;2004年12期
15 池华方,王建斌,费千;液力变矩器输出扭矩降低故障的原因分析与排除[J];航海技术;2005年03期
16 邵敏俐 ,李大彦;奇瑞Ⅱ代4HP14自动变速器的检修(一)[J];汽车维修技师;2003年06期
17 刘夏伦;汽车电控液力自动变速器的结构特点[J];汽车实用技术;2004年02期
18 胡朝峰,过学迅,熊欣;逆向工程在汽车液力变矩器设计中的应用[J];机械制造;2005年05期
19 赵国华;根据液力变矩器试验外特性反算内特性的计算方法[J];大连铁道学院学报;1995年01期
20 付建平;D155型推土机液力传动系统的故障及排除方法[J];工程机械;1996年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 花胜利;;高原型推土机动力系统的合理匹配[A];2003年内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集[C];2003年
2 杨乃乔;;液力传动油的现状与发展[A];液压(液力)用油品质及污染控制技术论文集[C];2004年
3 张世义;李光辉;;汽车自动变速器换挡规律建模与仿真分析[A];2009中国控制与决策会议论文集(3)[C];2009年
4 杨华;申宝武;;液力传动油及其应用[A];液压(液力)用油品质及污染控制技术论文集[C];2004年
5 曾洁;张丽艳;李桂林;;车用自动变速器检测实验装置的解决方案[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
6 ;Voith福伊特DIWA自动变速器在南美快速公交(BRT)中的应用[A];中国巴士快速交通行动大会会议资料[C];2005年
7 陈纪新;;装卸运输机械中液力变矩器的应用[A];上海物流工程学会2003’论文集[C];2003年
8 孙仁云;;汽车发动机液力挺柱试验台的设计[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
9 李树生;;新型柴油机偶合器机组在石油钻机上的应用[A];2004年石油装备年会暨庆祝江汉机械研究所建所40周年学术研讨会论文集[C];2004年
10 刘志君;张迎军;周志立;;自动变速器换挡品质研究现状与展望[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(上册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张泰;越野汽车液力变矩器和机械自动变速系统的控制理论与试验[D];吉林大学;2004年
2 朱振宇;工程车辆自动变速智能控制系统试验研究[D];吉林大学;2004年
3 洪涛;工程机械自动变速理论与控制系统研究[D];同济大学;2007年
4 孔慧芳;电控机械式自动变速器中传动与控制的关键技术研究[D];合肥工业大学;2008年
5 崔功杰;工程车辆三参数最佳换挡规律及控制方法研究[D];吉林大学;2009年
6 韩顺杰;基于支持向量机的工程车辆自动变速方法研究[D];吉林大学;2009年
7 张建国;双离合器式自动变速器控制品质评价与优化[D];吉林大学;2011年
8 陈清洪;AMT/DCT自动变速器通用开发平台关键技术研究[D];重庆大学;2010年
9 王印束;基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究[D];吉林大学;2012年
10 易军;履带车辆自动变速系统智能控制策略及实验研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李群;汽车双离合器自动变速器的换挡规律与控制逻辑研究[D];武汉理工大学;2011年
2 张友皇;4AT控制系统关键技术的研究[D];合肥工业大学;2010年
3 屠海峰;基于DCT结构的动力换挡过程研究[D];重庆理工大学;2010年
4 叶丹;工程车辆三参数自动变速理论研究[D];吉林大学;2004年
5 刘博;液力自动变速器换挡过程研究及仿真[D];武汉理工大学;2010年
6 郭福军;基于单片机的工程车辆3参数自动换档技术研究[D];吉林大学;2004年
7 高冬梅;液力变矩器性能试验计算机测控系统的研制[D];中国农业大学;2005年
8 武慧荣;牵引车液力自动变速传动系统设计与分析[D];东北林业大学;2004年
9 张秀秀;电控机械式自动变速器智能控制与仿真的研究[D];兰州理工大学;2012年
10 郝宏伟;基于dSPACE湿式双离合器自动变速器控制系统研究[D];重庆大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄慕颜;不止高人一“档”[N];当代汽车报;2008年
2 赵宏侠 本报记者 王辉;自动变速器突围:合资还是自主?[N];中国质量报;2009年
3 晓晓;国产自动变速器不再有空白[N];国际商报;2009年
4 本报记者 齐雪岭 通讯员 张玉山;天海:不能让自动变速器市场成为中国企业的又一伤心地[N];中国工业报;2009年
5 记者 王方遒;首批哈产自动变速器下线[N];哈尔滨日报;2010年
6 记者 赵凤华;我开发出首款前置前驱8挡自动变速器[N];科技日报;2010年
7 CUBN记者 严碧华;国产自动变速器离产业化还有多远[N];中国联合商报;2010年
8 记者 朱章安;自动变速器项目在衡阳动工[N];湖南日报;2008年
9 本报记者 赵三明;自动变速器要从外国人口中夺“食”[N];中国工业报;2009年
10 本报记者 管学军;国际自动变速器技术研讨会在京召开[N];中国工业报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978