使用自定义动态编程方法的汽车变速器离合器辅助控制.doc

大连理工大学本科文献翻译 使用自定义动态编程方法的汽车变速器离合器辅助控制 Automotive Transmission Clutch Fill Control Using a Customized Dynamic Programming Method 学部（学院）：机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 李俊卿 学 号： 201161171 指 导 教 师： 刘欣 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 大连理工大学 Dalian University of Technology 摘 要 离合器变速控制技术对于紧凑、低成本的变速器设计是关键的因素，它对于自动变速器和手自混合变速器都十分重要。为了确保离合器换挡的流畅性，在换挡前和档位切换时离合器的精确同步非常重要。这进一步要求在档位切换前离合器在预定时间达到接合效果。由于紧凑的设计，目前还没有放置于离合器腔室内部的压力传感器，并且因此离合器填充只能在开环方式进行控制。依靠手动校准方式进行离合器填充压力指令所依靠的传统的离合器填充方式存在几个局限。首先，在离合器填充期间，压力分布不够优化，不能够降低流量要求的峰值。 此外，在系统中造成不确定的因素并没与得到系统的设计，如不同电磁阀的延迟与离合器的组件参数。在本文中，我们提出了一个系统的方法来评估离合器填充和合成的最理想的压力分布。首先，被构造与分析的离合器填充动态模型抓住了离合器填充过程中的关键动态。第二点，对于离合器填充控制问题，常规数字动态编程方法经探索被证明是无效的，是因为它本身是一种刚性动态模型。因此，我们提出了一种定制动态编程(以下均是以DP替代）方法来获得在指定约束下的最理想和最健全的压力分布状。定制的DP方法不仅能显著的降低了计算负担，还通过消除该插值误差提高了结果的准确性。为了验证该方法，变速离合器夹具已经在实验室中设计和制造出来了。仿真与实验结果表明，之前提出的定制ＤＰ方法是十分有效的，高效有力地解决了离合器填充优化控制问题。 关键词：汽车变速器；离合器填充；定制动态编程；液压传动 目 录 摘 要 I 1 引 言 1 2 问题描述 4 2.1 系统建模 4 2.2 制动离合器的控制问题 6 3 优化控制设计 9 3.1 系统模型的离散化 9 3.2 常规的数值动态编程方法对优化离合器填充控制的适应性 10 4 结论 16 1 引 言 汽车变速器，作为汽车推进系统的重要组成部分被设计成按照一定的传动比，将引擎扭矩顺利有效地传递到车辆传动系中的一种装置。一个典型的自动变速器的主要部件包括变矩器、行星齿轮系统和离合器系统。动力的传输与换档事实上都是由接合与分离离合器系统实现的。图一是一种有着五套离合器压盘的简易的六级自动变速器示意图。离合器被连接到行星齿轮组的特定齿轮，通过对应离合器的接合实现相应的传动比。在变速过程中，一组离合器被接合，而另一组离合器被分离，我们将其称为离合器换挡。为了能够流畅的进行变档，保证换挡前和切换时离合器的精确同步是至关重要的，否则将造成不良的扭矩中断和震荡。为了确保同步的精确性，在离合器接合之前，使即将接合的离合器达到离合器压盘刚好接触的位置是非常必要的。这个过程被称为离合器填充过程，它在离合器换挡技术中起到了非常重要的作用。 图１ 六级自动变速器的示意图 在传输中通常使用的离合器驱动装置是电动液压离合器驱动装置，这主要归功于电动液压系统的高功率密度，图2是一个典型的传动离合器驱动系统示意图。一旦离合器被接合，受压流体冲入离合器室并且推动离合器活塞朝向离合器压盘运动，直至与其接触（离合器填充）。在离合器填充过程结束时，挤压离合器活塞使其与离合器压盘接触以及将发动机扭矩传送到车辆传动系的输入压力进一步增加。控制离合器活塞在特定的离合器填充时间到达离合器压盘是非常必要的，因为不当的离合器填充过程会导致欠填充或是过填充这两者都会导致离合器换挡同步的失败并因此会对离合器换挡质量带来不良影响。因此，对于实现精确的离合器填充和流畅的离合器接合过程来说，设计离合器填充过程压力指令是非常重要的。此外，在离合器填充过程中，通过综合离合器填充压力降低峰值流量要求是非常必要的。该功能使减小输送泵成为可能，以提高车俩的燃油经济性。然而，现在存在两个与离合器填充控制设计相关联的主要挑战，首先，在计算离合器填充压力与填充时间时，及时是细小的误差都将导致过填充或欠填充，这将对换挡质量产生不力影响；第2，目前，还不存在处于离合器室