基于硬件在环控制的液力机械自动变速传动系统参数匹配与实验研究

论文题目: 基于硬件在环控制的液力机械自动变速传动系统参数匹配与实验研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 车辆工程

作者: 徐佳曙

导师: 秦大同

关键词: 自动变速器,液力变矩器,换档规律,仿真,实时控制

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 自动变速技术是人们长期以来一直追求的目标,是汽车向高级阶段发展的重要标志,是当今亟待开发与推广的重要技术。装有自动变速器(AT)的汽车,换档平顺、操作方便,而且能按最佳的换档时机进行自动换档,有助于汽车动力性和经济性的提高。在世界范围内,自动变速器的装车率已经得到了很大提高。我国汽车工业正处于发展和提高时期,近年来,随着技术进步和人民生活水平的提高,国内家用汽车的数量逐年增加,为满足非职业驾驶员对简化操作的要求,国内各汽车厂商已把开发装备自动变速器的汽车确定为发展方向。在自动变速器的研究、开发及整车匹配过程中,需对液力变矩器与自动变速器的性能,以及以发动机和自动变速器为主的动力传动系统的整体性能进行分析,以达到整个动力传动系统的优化设计和综合匹配控制。本文以装有3AT 的羚羊轿车为研究对象,进行的研究工作内容如下: (1)根据发动机性能试验数据,采用样条插值的方法构造了发动机转矩模型。根据液力变矩器性能试验数据,采用曲线拟合的方法获得了液力变矩器的原始特性曲线,并建立了液力变矩器的三维数学模型。　(2)根据加速度特性及整车油耗特性,设计了动力性、经济性换档规律,并结合车辆的使用要求,设计了综合性换档规律。为了提高传动系统的传动效率,制定了液力变矩器的闭锁规律。(3)根据汽车动力学方程,建立了AT 汽车动态工况仿真数学模型,进行了传动系统动力性和巡航工况仿真,结果验证了换档规律的合理性。(4)基于dSPACE对试验台关键部件进行了理论分析和试验控制,完成了传动系各部件控制器的开发,为液力自动变速传动系统试验奠定了基础。(5)在理论研究和关键部件试验的基础上,应用实时仿真控制器dSPACE进行了液力机械自动变速传动系统参数匹配及控制试验。以MATLAB/Simulink 为基础开发了液力机械自动变速传动试验系统控制模型,进行了原地起步换档动力性试验和巡航控制试验。本研究为液力机械自动变速传动系统的匹配控制奠定了理论和试验基础。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 课题来源及意义

1.2 自动变速器概述

1.3 自动变速器发展现状

1.4 自动变速器研究现状

1.5 液力机械式自动变速器的发展过程

1.5.1 液力变矩器的发展历史

1.5.2 液力机械式自动变速器的结构发展过程

1.5.3 液力机械自动变速器控制方式的发展过程

1.6 液力机械式自动变速器基本构造发展过程

1.6.1 偶合器加多档位行星变速机构

1.6.2 多元件多级多相变矩器加简单行星变速器

1.6.3 三元件两相变矩器加三档行星变速器

1.6.4 多档位化

1.6.5 结构小型化

1.6.6 闭锁离合器

1.7 液力机械式自动变速器控制技术的发展过程

1.7.1 液压控制

1.7.2 电子控制

1.7.3 智能型电子控制

1.8 论文的主要研究内容

2 车辆自动变速传动系统综合匹配控制策略

2.1 自动传动系统参数获取

2.1.1 发动机的数值模型

2.1.2 液力变矩器的基本性能

2.2 自动传动系统换档规律的研究

2.2.1 换档规律的类型

2.2.2 换档规律的研究

2.2.2.1 动力性换档

2.2.2.2 经济性换档规律

2.2.2.3 综合性换档规律

2.2.2.4 液力变矩器闭解锁控制

2.3 本章小结

3 自动变速传动系统仿真

3.1 基于硬件在环控制的电子油门仿真控制

3.1.1 电子节气门结构、原理及参数

3.1.2 电子节气门的主要功能

3.1.2.1 调节车辆对加速踏板响应灵敏度

3.1.2.2 对海拔高度的补偿

3.1.2.3 发动机最高转速及车速控制

3.1.2.4 基于转矩需求的节气门自动控制

3.1.3 电子节气门系统模型

3.2 液力自动变速传动系统仿真

3.2.1 自动变速器传动机理分析

3.2.2 自动传动系统动力性能仿真

3.2.3 十工况仿真

3.3 本章小结

4 基于dSPACE 的液力机械式自动变速器关键部件实验研究

4.1 dSPACE 简介

4.1.1 实时仿真控制系统dSPACE的特点

4.1.2 dSPACE实时仿真系统的构成

4.1.3 dSPACE快速原型控制开发流程

4.2 基于dSPACE 对试验部件的控制及试验信号的采集

4.2.1 电子节气门控制

4.2.1.1 基于dSPACE的电子节气门控制原理

4.2.1.2 换档电磁阀的控制

4.2.1.3 换档手柄位置信号的采集

4.2.1.4 转速、扭据信号的采集

4.3 基于dSPACE 的电子节气门控制试验

4.4 液力自动变速器自动升降档控制试验

4.5 电涡流测功机程控加载试验

4.6 本章小结

5 综合匹配控制实验及结果分析

5.1 实验台结构及控制原理

5.2 实验控制程序的开发

5.2.1 实验控制程序开发

5.2.2 控制程序的编译及下载

5.3 实验控制软件的开发

5.4 原地起步加速工况实验

5.5 发动机按指定油门开度变化控制响应实验

5.6 特定工况下车速巡航工况实验

5.7 本章小结

6 结论

致谢

参考文献

附录1. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

附录2. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2005-11-07

参考文献

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