液力机械式自动变速器换挡过程动态建模与综合控制

【摘要】随着社会经济的发展和人们生活质量的提高，消费者对汽车的燃油济性、动力性、操纵方便性以及乘坐舒适性和安全性的要求也不断提高，同时各国政府对汽车排放的限制也越来越严格。变速器作为影响车辆综合性能的关键总成，高度自动化成了其发展的必然趋势，是车辆向高级智能化发展的必经环节，是汽车工业发展水平的重要标志之一。对于装备液力机械式自动变速器的车辆而言，由于车辆行驶工况的不确定性、动力传动系统中大量未知和非线性因素以及传动系统中众多液力传动和控制环节的动态变化特性等都给自动变速器的系统控制带来了不同程度的困难，尤其是换挡过程发动机-自动变速器综合控制。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“越野车辆综合控制系统技术-AT控制技术研究”，以某装备Allison3500R型六挡液力机械式自动变速器的车辆为研究对象，系统分析了液力机械式自动变速器的结构特点和工作机理，运用动态建模方法建立了包括发动机输出扭矩动态模型、液力变矩器模型、行星齿轮传动机构模型、离合器/制动器模型、液压控制系统模型以及整车动力学模型在内的整车动力传动系统仿真平台，并通过台架试验对仿真平台进行验证和改进。在此基础上，将液力机械式自动变速器换挡过程分为扭矩相和惯性相，通过杠杆法对液力机械式自动变速器离合器-离合器式换挡控制原理进行分析。以动力升挡为例，将换挡前后和换挡过程中变速器输出扭矩波动最小为控制目标，提出了发动机与变速器换挡惯性相综合控制原理和发动机与变速器换挡过程恒扭矩输出综合控制原理。针对换挡过程不同阶段的影响因素以及不同的控制原理的特点，分别设计了以基于液力变矩器模型的变速器输出轴扭矩观测器的发动机与变速器换挡惯性相综合控制策略和基于ISS框架的离合器压力观测器的和发动机与变速器换挡过程恒扭矩输出综合控制策略。最后，将控制策略与整车动力传动系统仿真平台相结合，对基于液力变矩器模型的变速器输出轴扭矩观测器的发动机与变速器换挡惯性相综合控制策略进行仿真分析，并将仿真结果与发动机与变速器无综合控制情况下的动力升挡过程仿真结果进行对比。对比结果证明，采用惯性相综合控制策略与未采用换挡过程综合控制相比，在动力升挡过程惯性相阶段，变速器输出轴扭矩超调量的峰值明显下降，冲击度也明显降低，换挡品质明显提高。
【作者】杨成；
【导师】雷雨龙；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】液力机械式自动变速器；换挡过程；动态建模；综合控制；观测器；仿真分析；

【参考文献】
[1]杜长斌.基于JPEG算法的数字图像压缩技术应用研究[D].黑龙江大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[2]谢峰.论我国公司法人人格否认制度的刑法适用[D].华中科技大学,经济法学,2013,硕士.
[3]杜小洪.高性能DMA控制器及软件模型设计[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[4]尤浩.WTO金融服务附件中“审慎例外”原则研究[D].复旦大学,国际法,2012,硕士.
[5]孙伟娜.我国商业银行流动性风险影响因素分析[D].河北大学,金融学,2014,硕士.
[6]周群.二十世纪九十年女性文本的话语分析[D].浙江师范大学,中国现当代文学,2004,硕士.
[7]李启富.碳纳米管的改性及其接枝聚硅烷的研究[D].哈尔滨理工大学,化学工艺,2012,硕士.
[8]李景.基于电池组温度状态的纯电动汽车能量管理策略研究[D].重庆大学,车辆工程,2014,硕士.
[9]卞苏玲.马克思主义生态思想视角下的苏南地区生态文明建设研究[D].南京农业大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[10]周丹.《高跟鞋》翻译报告[D].吉林大学,翻译,2013,硕士.
[11]陈然.基于GIS的农村土地生态适宜性评价及应用研究[D].南京农业大学,生态学,2011,硕士.
[12]熊小芸,宋朝晖,季飞,马惠珠.基金项目智能受理相关问题——申请代码、研究方向与关键词[J].电子与信息学报,2012,01:236-254.
[13]梁志元.小微企业融资难问题分析[D].吉林大学,金融学,2013,硕士.
[14]刘凤奎.粘滞流体演化源的强度干涉学分析[D].大连理工大学,理论物理,2013,硕士.
[15]颜炜.雇佣人责任研究[D].广西大学,民商法学,2004,硕士.
[16]李芬.新会计准则下盈余管理与所得税纳税筹划的关系[D].青岛理工大学,企业管理,2012,硕士.
[17]周海强,黄训诚,吴磊,鞠平.基于标准传递函数的励磁系统聚合[J].电力系统自动化,2010,01:15-19.
[18]贾鹤鸣,张利军,程相勤,边信黔,严浙平,周佳加.基于非线性迭代滑模的欠驱动UUV三维航迹跟踪控制[J].自动化学报,2012,02:308-314.
[19]孙超.黏弹性阻尼复合材料结构动态分析的优化设计[D].南昌航空大学,工程力学,2014,硕士.
[20]马小乐.葛根素对胃癌细胞MGC-803和AGS增殖与凋亡的影响[D].山西医科大学,普通外科学,2013,硕士.
[21]耿识博,谢士强,董军.货币政策区域不对称效应[J].金融研究,2005,07:128-136.
[22]兰天葆.黑洞的热力学几何性质[D].渤海大学,理论物理,2014,硕士.
[23]杜仲.基于语义Web的参数化跨平台零件库系统研究[D].西安工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[24]菁菁.来华蒙古国小学留学生教育问题研究[D].内蒙古师范大学,教育学原理,2012,硕士.
[25]林旭.全国统一考试结果的分析与利用[D].浙江工业大学,2003.
[26]张红国.中国农业银行对YP公司贷款案例分析[D].西南财经大学,2003.
[27]乔彩燕.机电产品数字化工业设计多目标评价理论与方法研究[D].西北工业大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.
[28]沈丹萍.不同产地大豆中矿质元素及异黄酮含量分析[D].苏州大学,公共卫生（专业学位）,2014,硕士.
[29]徐燕.RGS5在卵巢癌血管生成中的作用及意义[D].第三军医大学,妇产科学（专业学位）,2014,博士.
[30]周炜杰.华煤集团煤炭营销策略研究[D].西安科技大学,工商管理,2014,硕士.
[31]常阳,申明俭.温控管管坯壁厚精度对刚度一致性的影响[J].仪表技术与传感器.1992(04)
[32]张茂生.论企业核心竞争力与财务能力的协调[D].西南财经大学,工商管理,2003,硕士.
[33]曾峦,顾大龙.一种基于扇形区域分割的SIFT特征描述符[J].自动化学报,2012,09:1513-1519.
[34]陈冲,王炎,王广雄.一类非线性多变量系统的解耦线性化[J].自动化学报,1992,01:87-91.
[35]王华.影视资源与小学语文课程整合研究[D].江西师范大学,教育技术学,2004,硕士.
[36]过建国.CT定位引导下腰交感神经调制治疗下肢动脉硬化闭塞症[D].浙江大学,麻醉学,2014,硕士.
[37]张然.人参皂苷Rb1对大鼠肝窦静脉阻塞综合症促凝及纤溶活性的影响及其机制[D].华中科技大学,内科学,2013,硕士.
[38]肖航.小型综合演播室空调系统节能与降噪设计[D].北京工业大学,动力工程（专业学位）,2013,硕士.
[39]童金.无意识教育理论在思想政治教育中的运用[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[40]潘博.腹腔镜与开胸Heller手术治疗贲门失弛症的比较[D].吉林大学,临床医学,2014,硕士.
[41]于涛.刹那间人性的狂欢[D].西南政法大学,国外马克思主义理论,2012,硕士.
[42]李美楠.干细胞转录因子C-Myc、Sox2、Oct4、Klf4在神经母细胞瘤的表达及其意义[D].河北医科大学,儿科学,2014,硕士.
[43]项龙飞.RH精炼炉钢水温度实时监测系统的优化设计[D].安徽大学,光学,2014,硕士.
[44]马得懿.船舶碰撞诉讼证据采证规则研究[D].大连海事大学,国际法学,2004,硕士.
[45]张永芬,葆鸿熙.可编程序控制器的软件(上)——LC应用技术(三)[J].冶金自动化,1987,05:55-57.
[46]特约记者姚耀富.江苏成立石墨烯产业创新联盟[N].中国化工报,2013-08-09002.
[47]单长飞.单浮子式波浪能发电装置的水动力性能研究[D].江苏科技大学,船舶与海洋结构物设计制造,2013,硕士.
[48]王晓冬.混杂系统理论在线路保护建模中的应用研究[D].华北电力大学（河北）,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[49]袁进军.超站仪检定技术研究[D].北京林业大学,2010.
[50]岑洁玲.ZS公司被感知的高绩效工作系统对员工绩效的影响[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.