机械式自动变速器的换挡控制

　　2=SimSun关键词自动变速器；换挡品质换挡控制传统的固定轴式齿轮变速箱是机械有级传动的手动变速器，它具有效率高成本低结构简单和容易维护的优点，获得了广泛应用。然而，这种手动变速器存在着换挡时动力中断，驾驶员水平对汽车行驶性能有较大影响，驾驶员劳动强度大，非熟练驾驶员换挡困难等缺点。汽车运行中。为了适应各种复杂多变的路况。

　　换挡操作是相当频繁的。换挡时，要求驾驶员能对变速器离合器转向盘加速踏板的技术操作进行协调配合与综合运用，因而是汽车驾驶操作技术中难度较大的项，作。

　　近来。以先进的电子技术装1改造传统的机械传动系，使手动变速器和干式摩擦离合器实现操纵自动化己成为应用研究的热点。由于机械式自动变速器换挡，换挡前要先断开离合器切断动力，换挡完成后再接合离合器恢复动力，因而在保证动力传动系寿命的前提下，能迅速而平稳地换挡变速的性能就成为施丁换挡控制的关键。

　　1换挡品质评价指标对于安装自动变速器的汽车，最重要的性能特性之就是换挡质量。在换挡期间，传动系扭矩中断和恢复的控制不良将引起冲击噪声和振动，并影响车辆努力寻求如何进行换挡品质的定量评价，以便改善车辆的驾驶性能。所谓换挡品质是指在保证汽车动力性与动力传动系寿命的前提下，能够迅速而平稳地换挡实用效等方面考虑。衡量换，品质好坏主要仃换挡，1冲击度和离斤器寿命项指标1换挡时间换挡时间指从控制器发出换挡指令开始到换入新扩旧离合器七从动盘转速完令同步且动力得到恢复所经历的时间。在换挡期间，车辆由于动力中断而引起车速下降。如果换挡时间过长将严重影响车辆的动力性！上坡或超车时还会影响安全性。好的换挡品质要求在平顺换挡的基础上换挡时间要尽量短。

　　12冲击度；评价换挡，离合器接合过秤，稳程嗖的指标是冲击度，它是车辆纵向加速度的变化率，即速度，为车辆行驶速度，为驱动轮滚动半径为基金项目教育部博士点基金资助项目970604；重庆大学基础研宄基金资助主减速比为变速箱传动比，7.为离合器摩擦力矩。

　　换挡平顺性用冲击度来衡量。冲击度大小影响乘员乘座舒适性传动系动载荷和传动系寿命。由式1可知，要满足冲击度指标，关键是控制离合器在滑磨阶段所传递的扭矩平稳变化。

　　13滑磨功评价换挡过程中影响离合器使用寿命的指标是滑磨功。它足离合器在接合过程中主从动降掠盘间滑动摩擦作功的大小，定义为少机械能转换成温升和磨损，4为发动机角速度为离合器从动盘角违度，为离合器接合过程中始传递扭矩的时刻，6为离合器主从动摩擦盘从滑磨进入同步的时刻，7；为离合器主从动摩擦盘间传递的摩擦力矩。

　　2换挡过程，1换挡过程控制复杂，要通过协调控制发动机离合器及变速筘等系列操作来吹观稳换坊。同时还要考虑离合器的滑磨和发动机转速的波动情况。

　　而且还具有较为严格的时序关系。下面逐步进行的4阶段换挡过程实现了上换挡或下换挡。

　　21中断动力仙的换挡操纵必须分离离合器以中断发动机和传动系之间的动力传递，同时必须控制发动机的供油采用节气门控制的方式来避免由于负载的突然降低而导致发动机转速的急剧上升〃换挡时，先将发动机的节气门调至怠速，再断开离合器。这样，将离介器传递的扭矩降低个零，就不会因为扭矩的突然断而造成传动系的振荡和车辆冲击〃4.如果节气门回怠速与断开尚合器，时进行，由于节气门回怠速后发动机动力降低的滞反应将造成离合器分离厂发动机转速的上升，不利于后期挂挡后离合器主从动部分的同步，使同步时间加长。

　　22选空挡在离合器的断开使发动机和传动系分离之通过控制选换挡执1机构使变速器从原，位摘除，并选到对应新挡位的空挡当所换两挡处于同选挡槽位，可以没有选挡操作。由于动力己经中断变速器从原挡位选换到空挡很容易完成。这阶段所用时间完企由选换挡执行机构的设计参数决记，速差，所以要控制转速差小到定程度才能挂入新挡。

　　但目前由于同步器的普遍使用，变速器输入轴转速与输出轴转速的转速差依靠同步器实现同步，大大简化了该控制过程的复杂程度。

　　24恢复动力挂新挡。耍通过离合器的接来恢复发动机动力的传递，同时要根据车辆运行工况恢复发动机供油以保证车辆有足够的动力克服外界阻力。该过程离合器与发动机的控制策略直接影响换挡品质的好坏。

　　离合器接合过快会造成换挡冲击，反之将引起离合器摩擦片的过度滑，影响离合器的使用寿命。

　　3换挡控制节将换，过程分为4个阶段。并对4个阶段进行了炸细分析。其中第2阶段选空挡和第3阶段挂新挡的控制容易完成。而在第1阶段中断动力过程和第4阶段恢复动力过程中，离合器和发动机的控制策略对冲击度换挡时间和滑磨功这3项换挡品质都有很大的影响。

　　中断动力过程控制迎常采，先将节气门调至怠速再断开离合器的方式。节气门回怠速后，离合器传递开离合器的操作应尽快完成这过程的完成时间完全由所设计的离合器伺服机构决定。中断动力过程控制的关键是节气门回怠速的调节快慢。只要发动机产生的主动力矩不会降得太快，就不会产生冲击和振荡。

　　因此在中断动力阶段只需按定速度调节节气门至怠速。速度调节可根据加速踏板的踏入量进行。

　　恢复动力过程与中断动力过程相反，需要将节气1调节3加速踏板给定的位置要将离合器由断开位置调节个传递，大动力的完令接介位置。在没，接合离合器的情况下，恢复发动机动力将由于没有负载而使发动机转速飞升，这是需要避免的情况。发动机动力的恢复1！节们的恢筻应该在尚合器接合后成与离合器接合同时协调进行。

　　在恢复动力阶段，如果采取在离合器接合之后恢复节气门的控制策略，离合器接合速度快或节气门恢复速度快会引起换挡后期的冲击。为了缩短换挡，间，在离合器接合完成后快速恢复节气门，发动机扭矩快速增加，由式1可知，扭矩快速变化会引起很大的冲击。离合器接合速度快，发动机转速下降速度快以上换挡为例，则离合器主从动盘转速差的变化率在由滑磨阶段离合器传递扭矩且主从动盘转速不相23挂新挡在桂入新挡时。由于变蝣主从动齿轮间存在转同的阶段服人同频段离合器传谢碗且主从动速即离合器主动盘转速与离合器从动盘转速同步厂，再接合离合器快速接合到接合完成和恢复节气门。节气门在50，内以正常速度从，恢复到47览。从离合器开始接合到节气恢反到加速踏板给在3中，离合器接合茧半接合，始位聊离合器开始传递扭矩的位置后，对离合器与节气门进行协调控制直到发动机转速与离合器从动盘转速致然后快速接合尚合器直到接合完成并恢复节气门到37.视。从离合器开始接合到节气门恢复至肋速踏板给定值的时间为55，1比较12和3的道路试验结果可知，发动机与离合器1办调控制时。动力恢复阶段的时间最短。2的控制策略，动力恢复阶段的时间太长。尽管在感到该次试验的冲击和振荡严重，中可以明显地看出在离合器主从动盘转速同步后中化和不重合这是由于私和叫的测量脉冲个数不同以及动力传动系不是刚性的成动机转速现大幅度振荡1在2和3的试验中，均未产生不舒适的冲击。

　　4结，语盘转速相同的阶段刻这同步时刻的，间设为的值增人。乍辆加速度在6时刻的不连续变化与离合器主从动盘转速差的变化率成正比可以为变化率，为离合器主从动盘转速差的变化率，上为离合器主动盘上的当量转动惯量，人，为离合器从动盘的当量转动惯量。由式3可知，越大，在6时亥合速度慢或节气门恢复速度慢，换挡冲击小，但产生较大的滑磨功，且换挡时间长而使车辆的动力中断时间长。因此必须对发动机和离合器进行协调控制。离合器接合违度慢。节气1恢复违度快。则会导致发动机转速飞升或离合器小从动盘转速长时间不能达到步，离合器滑磨功急剧增加。离合器接合速度快，节气门恢复速度慢则会导致发动机转速变化快而使，大，造成冲击和振荡。当采取离合器接合与节气门恢复1办调配合进1的拧制策略时。离合器以常违度接合。迪过节气门的协调抟制使离合器主从动盘转速差辆加速度变化量小，不会产生使乘员感到不舒适的冲击和振荡。

　　挡升到2挡过程中恢复动力阶段的几种控制方案道路试验结果。，为时间1.3为节气门开度，人离合器位置，为发动机转速知为车速在离合器从动盘上的等效转速加㈨。

　　中。离合器以1定的速度接合完成后节气门在75爪8内从0快速恢复到25.从离合器开始接合到节气门恢复到加违踏板给定值的，间即动力恢复阶段的时间1为75减少换挡后期冲击的目的，本文做了尝试性研究。在恢复动力阶段节气门和离合器的控制策略对换挡过程的性能指标影响很大。为了缩短换挡时间，恢复动力过枵要快。势必造成车辆冲击和振荡。恢，动力过程变慢。平顺性好，则换挡时间加长。节气门恢复过快，将导致车辆冲击和振荡。离合器接合速度慢则滑磨时间长滑磨功，加。离合器接合速度快，换挡时间短，滑磨功减少，但离合器在由滑磨阶段进入同步阶段感到不舒适的冲击和振荡。对1车辆的道路试验研宄结果明1不能等待离合器主从动盘同步或接合完成后才进行节气门控制；2发动机与离合器必须进行协调控制使离合器主从动盘转速差的变化率在6时刻小于设定的范围。利用电子控制装置协调控制发动机和离合器，大大改善换挡品质指标，取得了很好的应效果。这对于丁车辆的产品化研究具，要葛安林，沈波。灿1丁换挡品质的研宄。汽车技术，200324345.

　　葛安林，武文治，张天，等。自动换挡过程中的动态闭环控制刀。汽车工程，1994，165276夏迎春。动力传动系统在换挡过程中的整体控制北京北京理工大学，2002雷雨龙。基于智能公交系统的公共汽车自动变速技术研宄长春吉林大学，2001编辑吕赛英