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试论机械式自动变速器控制系统的设计及控制方法

2012-7-8 19:55 浏览次数:497 我来说两句(0)
论文导读:受到科技水平的限制,国内当前销售的汽车绝大多数仍为手动变速,手动变速汽车在行驶期间要不断换挡,给驾驶人员的操作带来不便。自动变速器的运用能显著降低驾驶难度,让车辆在相对安定的状态下运行。对机械式自动变速器控制系统深入分析,有助于汽车性能的...  受到科技水平的限制,国内当前销售的汽车绝大多数仍为手动变速,手动变速汽车在行驶期间要不断换挡,给驾驶人员的操作带来不便。自动变速器的运用能显著降低驾驶难度,让车辆在相对安定的状态下运行。对机械式自动变速器控制系统深入分析,有助于汽车性能的改善调节,满足了新时期汽车制造行业的发展要求。
  机械式自动变速器控制系统硬件组成从国外研究的成果看,当前的机械式自动变速器依旧采用了原发动机、离合器、变速器的主要构成,只是略微调整了变速器的操纵系统。电子控制单元是自动化控制的核心,该部分以菲利浦的LPC2294ARM微处理器为核心,能够用于不同传感器信号的处理,结合则按照处理结果发出控制信号以协调执行机构的运行,从而发挥了自动换挡的需要。在系统上电之后因监控电路出现复位脉冲以保持微处理器的正常工作,在汽车行驶期间出现异常问题后则会及时监测报警。
  传感器。自动变速器控制系统采用的传感器种类较多,汽车制造商根据汽车的型号及使用需求,可合理选择不同的传感器组装生产。利用传感器能对车辆的行驶状态及时掌握,并把监测到的参数传递给微控制器,进而对发动机供油、离合器的分离与接合以及变速器换档严格控制,最终发挥了理想的换挡效果。
  执行机构。执行机构的主要功能是操作各种控制指令,对控制器发出的指令及时执行到位。该机构的构成包括:离合器执行机构、变速器控制执行机构。被控制系统。一是控制器LPC2294通过前向通道采集数据,二是按照存储在ROM中的换档规律以确定标准的档位及油门位置,三是利用驱动电路驱动选换档执行机构和离合器执行机构,完成换档过程。结合LED显示收集到的信息准确操作。
  AMT系统的重点技术 AMT换档过程控制从换挡过程看,AMT换档、手动换档之间的操作较为接近,可看成是用电控单元ECU代替人脑,电机执行机构代替人的手和脚来实现换档过程的自动操纵。根据换档时序对该过程划分,可包括:动力中断、选档、挂档、动力恢复等几个时期。图2 AMT换档过程图换挡的主要流程包括:分离离合器-收油-摘档-(选档)-换档-接合离合器-恢复供油6或7个动作组成。
  尽管换挡步骤较多,但每个程序的动作都是相互联系的,都是存在相应的时序匹配关系,如:离合器分离阶段与断油阶段的时序匹配关系、离合器接合阶段与恢复供油阶段的时序匹配关系最为重要,这些都关系着汽车的换挡效果。在自动变速器换档过程中,驾驶员使用选档控制器和油门踏板向ECU表达意图,传感器在监测汽车状态的同时,按照制定好的程序操作。然后传感器根据规划好的最佳换档规律、离合器控制规律、发动机油门自适应调节规律,对油门开度、离合器接合、档位变换等协调控制,从而加快了动力传动系统的运行。
  发动机控制由于车辆行驶的惯性较大,在换档时车速变动很小,则可看成车速不变。但受到速比的影响,发动机的转速在短时间会出现迅速变化,让发动机到变速器之间的全部旋转零件性能充分发挥出来。这种惯性能量能转换成巨大的转矩扰动传递给车辆,从而导致很大的换档冲击。这就要求驾驶人员在换档期间应对发动机油门严格把握,控制好发动机的转速,维持发动机的惯性能量在离合器接合前得到释放。在档换高档过程中要适当减小发动机转速,以防止各种冲击的产生。
  离合器控制离合器的分离、接合是实现机械传动自动化的重点问题,能够为汽车制造企业提供最佳的离合器控制效果。通过每个环节之间的合理调控才能实现最佳换挡效果,使得汽车的使用寿命和乘坐舒适性得到改善。在控制过程中需掌握离合器控制应完成的内容,辅助软硬件设计方案的优化。离合器的工作过程包括分离和接合两种不同过程,因分离操作简单便捷,驾驶员在使用离合器时操作速度越快越好。发动机、离合器以及变速箱的协调关系离合器的分离和发动机的切断供油要保持同时运行,这样可以发挥多个方面的作用,如:缩短动力中断时间,维持动力中断时发动机转速在有效范围内,防止出现发动机轰响。
  摘档动作应在没有转矩传递的状态下操作,以此防止拉伤相互啮合的齿面,维持摘档动作在没有转矩传递的状况下完成。考虑到防止换挡时出现阻碍,应对摘档、选档、挂档操作严格控制,保持连贯性的动作后才能进行下一步操作。挂档时离合器严禁传递动力,以防对离合器装置造成破坏。发动机在离合器接合时需维持正常的供油。
  离合器接合动作和发动机转速的上升有一定的滞后性,控制时一般先发出滞后时间长的指令。
  降档过程中考虑到发动机转速迅速上升以缩小离合器主从动片之间的转速差,制造时要在接合离合器之前适当供油。
  结语AMT技术运用于汽车制造业能实现自动换挡的高效率操作,对汽车的驾驶发挥了重要作用,这将成为今后汽车制造业研究的重点课题。


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