基于同步器的自动机械变速器挂挡过程控制研究.pdf

第 3 1卷第 5期 2 0 1 0年 5月 兵 工 学 报 ACTA ARM AM ENTARI I V0 l _ 3l No 5 M a v 201 0 基于同步器的自动机械变速器挂挡过程控制研究 赵 熙俊，刘海鸥，陈慧岩(北京理工大学 机械与车辆学院，北京 1 0 0 0 8 1)摘要：建立了较为详细的同步器挂挡 的自动机械变速器(A MT)挂挡过程模 型，并分析 了换挡 力对挂挡过程中冲击度 以及同步器滑磨功率的影响。以冲击度和滑磨功率2个矛盾的物理量为控 制 目标，设计 了串联 的挂挡过程控制器。该控制器 由2部分组成：1)以冲击度为反馈 的模糊控制 算法；2)以滑磨功率作为限制条件的比较算法。其 中，冲击度为反馈的模糊控制算法采用 Ma m d a n i 型模糊控制器，以滑磨功率作为限制条件的比较算法采用简单 的比较运算来保证同步器 的使用寿 命。最后，通过台架试验验证 了提出的控制策略。试验结果表明，提 出的控制策略在减小同步器挂 挡冲击度、保证挂挡品质的前提下，能减小同步器滑磨功率、提高同步器的使用寿命。关键词：机械学；自动机械变速器；同步器挂挡；控制策略 中图分类号：U 4 6 3 2 2 1 文献标志码：A 文章编号：1 0 0 0 1 0 9 3(2 0 1 0)0 5-0 5 3 4-0 7 Re s e a r c h o n S y n c hr o me s h-Ba s e d AM T S h i f t i n g Pr o c e s s Z H A O X i j u n，L I U H a i o n，C H E N H u i y a n (S c h o o l o f Me c h a n i c a l a n d V e h i c u l a r E n g i n e e r i n g，B e i j i n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y，B e i j i n g 1 0 0 0 8 1，C h i n a)Ab s t r a c t：A c o mp l i c a t e d mo d e l f o r s h i fti n g p r o c e s s o f s y nc h r o me s h ba s e d a u t o ma t e d me c h a n i c a l t r a n s m i s s i o n(A MT)w a s e s t a b l i s h e d T h e n，t h e e f f e c t s o f s h i ft i n g f o r c e o n t h e j e r k a n d f r i c t i o n p o w e r w e r e a n a l y z e d A n e w c a s c a d e d s h i ft i n g c o n t r o l l e r w a s d e v e l o p e d t o r e s o l v e t h e c o n t r a d i c t i o n b e t w e e n t h e j e r k a n d f r i c t i o n p o w e r I n t h e c o n t r o l l e r，a f u z z y l o g i c c o n t r o l a l g o r i t h m b a s e d o n t h e j e r ke d b a c k i m p r o v e s t h e s h i fti n g qu a l i t y，a n d a c o mpa r i s o n a l g o r i t h m t a k e s t he f r i c t i o n p o we r i n t h e s y n c h r o n i z e r r i n g a s a c o n-s t r a i n t c o n d i t i o n t o i mp r o v e t h e l i f e t i me o f t he s y n c h r o n i z e r Th e b e n c h t e s t s we r e c a r r i e d o u t t o v e r i f y t h e c o n t r o l s t r a t e g y t h e e x p e r i me n t r e s u l t s i nd i c a t e t h a t t h e s t r a t e g y me n t i o n e d i n t h i s p a p e r i s f e a s i b l e Key wor d s：me c h a n i c s；a u t o ma t e d me c h a n i c a l t r a n s mi s s i o n；s y n c h r o me s h s h i fti n g；c o n t r o l s t r a t e g y 0 引言 目前，有关 自动机械变速器(A MT)的研究都 围 绕换挡过程进行分析，提出换 挡过程的控制策略。如，G i e l m o等 就 A M T换 挡 过 程 及 其 操 纵 机 构 进 行数学建模，在此基础上设计 P I D控制器，对 A M T 换挡过程进行仿真；V a s c a等 考虑离合器从动盘 磨损等特性的详 细建模过程；文献 3 讨论 了离合 器接合过程中基于最优化策略以及模糊算法的发动 机调速控制。而对于 A M T挂挡过程，其控制策略的 研究 甚少。如 文 献 4 对 A MT挂 挡 过 程 的研 究 只 是 给出 了挂挡过 程 中电磁 阀 占空 比 P WM 与 换挡 力 收稿 日期：2 0 0 90 71 5 基金项目：国家 8 6 3项 目(2 0 0 6 A A 1 1 0 1 1 5)作者简介：赵熙俊(1 9 8 4 一)，男，博士研究 生。E m a il：h e e j u n b i t e d u o n 陈慧岩(1 9 6 1 一)，男，教授，博士生导师 第 5期 基于 同步 器的 自动机械变速器挂挡过程控制研究 5 3 5 之问关系的实验结果，未提 出换挡力控制策略。然 而，挂挡 过程 作 为 A MT换 挡 过 程 中 一个 重 要 环 节，其控制策略对 同步器的使用寿命和换挡时间有较大 影 响，同时 也影 响 A MT换 挡舒 适 性。因此，A M T挂 挡过程 的控制策略对提高 A MT系统可靠性起着重 要的作用。在提出 AM T挂挡过程控制策略之前，首先对同 步器挂挡的 A M T挂挡过程进行了详细建模，并分析 了换 挡力 对挂 挡 过 程 的 影 响。然 后，提 出 串联 的 控 制器。最后，通过台架试验验证 了本文提 出控制算 法。试验数据表明运用该策略既能提高同步器挂挡 过程换挡品质、又能保证 同步器寿命。1 换挡过程建模 与理 论分析 对 离 合 器 已分 离 的挂 挡 过程 进 行 研 究，同 步器 从中间空挡位置做轴向移动，克服摩擦力矩，最终实 现 同步 的过程。而 根 据 同步 器 的工 作 原 理，又 可把 挂挡 过 程 分 为 锁 止 同 步 阶 段 和挂 人 目标 挡 阶 段。对挂挡过程进行建模，重点在于 同步器接合过 程 的建模。文 献 56 对 同步 器 给 出 的公 式 未 考 虑 同步器 的 同步 环 加 减 速 过 程，只 限 于 静 态 过 程。本文 对换 挡过程 进 行 动 力 学 建模，并 重 点 分析 换 挡 过程中换挡力对 冲击度和滑磨功率的影 响，为设计 控制器提供依据。1 1 锁 环 式惯 性 同步器 工作 原理 如图 1所示锁环式惯性同步器的工作过程示意 图。变 速 器 空 挡 时，同步 器 处 于 中 间 空 挡 位 置，此 时，同步环与 目标挡接合齿 圈间不接触不产生摩擦 力矩。在换挡力 F的作用 下接合套通过定位 销带 动滑块一起向左运动，使得摩擦锥面间接触产 生摩 擦力 矩，同 时 由于 摩 擦 力 矩 大 于 拨 环 力 矩 r，h，接合 套齿 轮 与 同 步 环上 齿 轮 在 锁 止 面 上 处 于锁 接合 套 图 1 锁环式惯性 同步器工作过程示 意图 F i g 1 S c h e ma t i c di a g r a m o f p r o c e s s f o r s yn c h r o ni z i n g 止状态。在摩擦力矩 的作用下 目标挡接合齿圈 部分的转速迅速与同步环的转速趋于一致。当摩擦 力矩 小于拨环力矩 时，在拨环力 F 的作用下 推动同步环转动一个角度，在换挡力 F的作用下接 合 套 的齿轮 进 入 接 合。之 后 在 换 挡力 F 的作 用 下 接合套齿轮继续左移完成挂挡全过程。1 2 挂 挡过 程建模 以从 空 挡挂 入 升 挡 为例 对 挂挡 过程 进 行建 模。如 图 2所 示 挂挡过 程 同步器 等效 模 型。图 2 挂挡过程 同步器等效模 型 Fi g 2 Eq ui v a l e nt mo de l for s y n c h r o me s h s h i f t i n g 1 2 1 锁 止 同步 阶段 在换 挡力 F的作 用 下，同步器 离开 中间位 置做 轴向移动并靠在摩擦 面上，摩擦面相互接触瞬间由 于挂入 目标挡时齿 圈转速 n 。和同步环转速 n 不 同：升挡时，n n。：；降挡时，-t n ，在摩擦力矩 作 用 下 同步 环 占据 了锁 止 位 置。此 时锁 止 面锁 止，阻止齿 套 向换 挡方 向移 动。同时，换挡力 F产生 的摩擦力矩。使得 同步 器主、从动部分，即 n 和 n 。的转速趋于一致，实现 同步过程。对 目标挡齿轮部分和接合套部分分别进 行 受力分 析，得：目标 挡齿 轮部 分 J l=一T ；(1)接合 套 部分 (J +，d s+J 。)=T m 一 三，(2)f m x=F F”，(3)式 中：，为 与 目标挡齿 轮 部分 一 起 旋 转部 件 的 等效 转动惯量；J J 为当前挡和 目标挡的同步环转 动 惯量；J，为与 同步 器接 合 套 相 联部 分 的等效 转 动惯 量(包括整车平移质 量)；m 为与接合套一起轴 向 移动部分 的质量；0 9 ，为 目标挡齿 圈角速度和接 5 3 6 兵 工 学 报 第3 1 卷 合套角速度；为接合套轴向移动的位移，以空挡位 置为 原 点，目标 挡 方 向 为正；T 。为 挂挡 时 同步 器 的 摩擦转矩，即同步环与齿套间的滑摩转矩；i 为副变 速器的传动 比；T 为等效到变速器输 出轴上的地面 阻力矩；F为作用在同步器接合套上的换挡力；F”为 摩擦锥面产生的轴向反作用力。同步器完 成锁 止 同步 阶段 的条件 为 t o 。1=2，(4)其中转速关系式：，(5)m to。2 to2 i f，(6)式中：to 为变速器输入轴角速度；i 为 目标挡 主箱 的传动 比；to：为变速器输出轴角速度。摩擦力矩可表示为 Tm s=，(7)式 中：为同步器摩擦锥面半锥角；为同步器工作 锥面间的摩擦系数；R为同步器摩擦锥面平均半径。在锁止 同步阶段，由于锁止面的作用接合套在 轴 向没有 位移，即=0，由(3)式 可知 F =F (8)将(5)(8)式带人(1)(2)式，得 ，厶。：一 ，si n(。，+，+J m s)：Ff Ri，一，sl nt (9)(9)式表示锁止 同步阶段 中同步器主、从动轴部分 数学 模型。冲击度 是评价换挡品质的指标，定义为=da=，(1 0)d fd 2 u 由(9)一(1 0)式，得 同步 器 锁止 同步 阶段 冲击 度=i d t s i n c t)，o (+d+，)式 中：r 为车轮 滚动半 径；i。为 变速 器输 入轴 到 车轮 的传动 比。1 2 2 挂 入 目标挡 阶段 同步器的主、从动部分达到 同步，即 to =to。：后，在换挡力 F的作用下，把锁环拨动一个角度，接 合套齿轮进入接合。但如果此时目标挡齿轮与接合 套齿轮 间 以锁 止 面接 触，则 在换 挡 力作 用 下 必须 把 目标挡 齿轮拨 动一 个 角 度才 能 进 入 接合，完 成 挂挡 过 程。同 1 2 1节分 析方法 可得挂 入 目标 挡 阶段 的 数 学模 型和 冲击度 表达式 分别 为：f J tol=Ft a n flr i ，(1 2)【(J 2+I，d +J )2=一F t a n fl r i f T L，=嚣 警去)(13t J 1 2 3 同步器 的滑磨 功率 滑磨功率是指 同步器摩擦锥面在单位时间、单 位面积上所做的功 ，即 =I I l to I T m。d t 垒 ，(1 4)m d A si n 式中：t 为 同步时问；A为同步环锥面接触面积；to 为换 挡点 对应 的变速 器输入 轴转速。另外，根据同步器滑磨功率的允许值 。，可得挂挡过程换挡力的限制条件为 F _ F (1 5)式中，F。为避免同步器过度磨损的最大换挡力。1 2 4挂挡过程影响因素分析 以上所述重点分析了同步器挂挡过程锁止同步 阶段和挂入 目标挡阶段的动力学模型和 2个过程 中 的冲击 度。动力学 模 型(9)、(1 2)表 明，换 挡力 直 接 影响换 挡过 程变 速器输 入轴、输 出轴转 速，进 而影 响 同步器工作过程；从(1 1)，(1 3)式看出，冲击度主要 受换挡力和路面载荷的变化；从(1 4)式看 出，滑磨 功率 主要受 换挡力 和换挡 点 的影响；在 同步阶段，如 果 在 升挡过 程 中换 挡 力较 大，(9)式 表 明 同 步 器从 动部 分减速度 越大，挂 挡时 间越 短，提 高动力性；(1 4)式表明，滑磨功率较大，它使 同步环锥 面摩擦 生热、磨损同步器、影响同步器寿命。同时，换挡力 的变化率直接影响到挂挡冲击度，进而影响乘坐舒 适性(虽然挂挡过程冲击度比离合器接合过程冲击 度小的很多，但控制不 当还是会影 响乘坐舒适性)。因此，兼顾换挡动力性、舒适性以及同步器寿命是挂 挡 过程需 要解 决 的难 题。2 挂挡过程控制策略 所设计的串联的控制器包括 2部分：1)保证舒 适性的，以冲击度为反馈的模糊控制器；2)保证 同 第 5期 基 于同步器的 自动机械变速器挂挡过程控制研究 5 3 7 步器寿命的比较控制器。基于模糊控制算法和比较 算法的换挡过程控制系统框图如图 3所示。候 捌 制 器 l 模 糊 控 制 规 则 集I 比 较 控 制 器 冲 度雌一网。r _ 罔网 _ 一 固 耋 丝 二 蒌 Hl 型 堡 兰 鳌 lL 阶 段 冲 击 度 广、L 望 记 I I莲 l l翟 l l l l 0 l 一 图 3 基 于模糊 算法和 比较算法的挂挡过程控制 系统框 图 F i g 3 S c he me o f g e a r s h i fti n g c o nt r o l s y s t e m b a s e d o n f uz z y l o g i c a l g o r i t hm a n d c o mpa r i s o n a l g o r i t h m 在换挡 过 程 中，模 糊 控 制 器 根 据 实 测 的 数据 对 实时的冲击度进行计算，并 与参考 同步阶段冲击度 进行 比较，以挂挡过程同步阶段 冲击度偏差 e与其 变化率 e c 作为模糊控制器 的 2个输入，经模糊控 制规则产生合适 的控制输 出 P WM 占空 比 u；部分 2)中，U经比较模块输 出，不超过允许滑磨功率的所 对应 Z m a x 控 制 电磁 阀去执 行 挂 挡过 程。对 于 采用 的 电控液动式 AM T系统，换挡力根据液压系统的高速 开关电磁阀的 P WM 占空 比 u来 控制，不 同的 占空 比对应的换挡力大小参见文献 4 (1 6)式表示，实 际换 挡力 应小 于避 免 同步 器过 度磨 损 的最大换 挡 力，即对应 于最 大允许 滑 磨功 率 的最 大换 挡力。取 ，J =2 5 7 J (S I 13 I 1 )，可 得 到 不 同挡 位 之 间换 挡 时的 ，如 表 1 所 示。表 1 升挡 时最 大换 挡力 与 占空比对 应关 系 Ta b 1 Ma x i mum PW M wi t h r e g a r d t o ma x i mu m s h i f t i n g f o r c e du r i ng s hi fti ng u p 2 1 输入输出变量的模糊化 1)冲击 度偏差 采用 无 量纲 的 当量 冲击 度概 念，对 手动 机 械 变速器同步器挂挡过程采集变速器输出轴转速。分 析其 当量 冲击 度可 知：同 步 阶段 当 量 冲 击度 的变 化 范围是 01 8 0，参考同步阶段当量 冲击度取 6 0 因此，同步阶段冲击度偏差 e的物理论域是 一6 0，1 2 0 ；模 糊 论 域 取 一0 6，一0 3，0，0 3，0 6，0 9，1 2 ，因此。量化因子 为 k =1 1 0 0 冲击度偏差 e 的模糊语言变量取 P ，P S，Z O，N S，N B 2)冲击 度偏 差 变化 率 冲击度偏差变化率 e c(n)：e(n)一e(n一1)，取 e c(n)的物理 论 域 为 一1，1 模糊 论 域 取 一0 5，一0 4，一0 3，一0 2，一 0 1，0，0 1，0 2，0 3，0 4，0 5 ，因此量化 因子为 k =0 5 冲击度偏差 变化 率 e c 的模糊语言变量取 P B，Z O，N B 3)P WM 占空 比 输 出控 制 量 P WM 占空 比“的 物 理 论 域 选 为 一1，1 ，模 糊 论域 取 一1，一0 8，一0 6，一0 4，一 0 3，0，0 3，0 4，0 6，0 8，1 ，因 此 输 出 量 化 因子 为 k =1 输出控制量 P WM 占空比“的模糊语言变量 取 P B，ZO，N B 根据 输 入变量 的模糊论 域 就可 以建 立隶 属度 函 数。利用 Ma t l a b环境下 的模 糊逻辑控制箱建立 隶 属 度 函数。2 2设计 模 糊控 制规 则 根据 上 述 的隶 属度 关 系，描 述 同步器 挂 挡 过 程 中的模糊控制规则表为 i f E1 a n d ECl t h e n Ul i f E2 a n d EC2 t h e n U2 i f E a n d EC t h e n U 从 而得 到模糊 关 系 R=(EE C)U 根 据 控 制 规 则 表，输 入 为 E ，E C 时，相 应 的 输 出 U =(E E C )一 同步器挂挡过程模糊控制规则如表 2所示。5 3 8 兵 工 学 报 第3 1 卷 表 2 模糊 控制规 则 Ta b 2 Fu z z y c o nt r o l r e g u l a t i o n P WM 占空比“冲击度偏差变化率 e c NB z 0 PB 2 3 模糊 控制 的清晰化 处理 采用面 积 中 心法 作 为 清 晰化 方 法。利用 Ma t l a b环境下的模糊逻辑控制箱设计模糊 推理系 统，得 到 同步器 挂 挡 过 程 模 糊 控 制输 入 一 输 出关 系 图，如 图4所示，并计算同步器挂挡过程模糊控制查 询表，如表 3所示，表 中正 的输 出量 ,表示 电磁 阀正 向打 开；负的输 出量表 示 电磁 阀反 向打开。把所生成的查询表存入 E C U的存储器中，通过 E C U判断冲击度 的偏差 e和冲击度偏差变化率 e c，经表 3得 出对应 的 P WM 占空 比 u 然 后，根 据 表 1 比较 u与不超过允许滑磨功率 的所对应“，得出 P WM 占空比 ra i n(，u)去控制挂挡油缸完成挂挡 过程。表 3 同步器挂挡过程模糊控制查询表 Ta b 3 L o o k up f o r f u z z y c o n t r o l 0 6 0-4 0 2 0 -0 2 0 4 一O 6 图 4 同步器挂挡过程模糊控制 表面 Fi g 4 Fu z z y c o n t r o l s u r f a c e d ur i ng s y c h r o me s h s h i fti n g 3 挂挡过程试验分析研 究 3 1 试 验方 法 为了分析 自动机械变速器 的挂挡过程，以具有 9个前 进挡：1 个 用于爬 坡或慢 行 的慢 行挡及 用 于正 常行驶的 1 挡至 8挡，和 1 个倒挡的 A MT系统作为 为研 究对 象搭 建 台架 系 统，如 图 5所示。该 变 速 器 除倒 挡 和慢 行挡 外 均采 用 惯性 式 短 程 同步 器，同时 A MT系 统 的选位、挂挡 执行 机构 和 离合 器 自动 控 制 执行 机构 均采用 电控 液 动 式，即采 用 液压 油 缸 来 控 制选位、挂挡及离合器接合与分离。台架系统中，以 A M T的电控系统控制整个换挡过程，同时采集传感 器的数据，并 通过 与 P c机 的串口通信把采集的数 据传 送给上 位 机。上 位 机 控制 整 个 台架 试 验 流程，同时通过 自行 编 写 的数 据 分 析 软 件 来 分 析 试 验数 据。分别进行 台架试验：1)未采用本文提出的控制 策略；2)采用本文提出的控制策略，并以5挡升 6挡 第 5期 基于 同步器 的 自动机 械变 速器 挂挡过程控制研究 5 3 9 变频电机 转矩传感器 传动轴 P C机A MT电控系统离合器自动换挡力 被试 从动盘总成系统传感器 变速器 图 5 台架试验系统布置示意 图 F i g 5 S c h e ma t i c di a g r a m o f b e nc h t e s t s y s t em 为典 型工 况分 析 试 验 数据。台架试 验 中，直 接测 量 变速器输 出轴转矩，挂挡油缸换挡力 F，变速器输 入轴 转速 n ，输 出轴转 速 n：，挂挡 行程 等。3 2挂挡 过程 数据 分析 如 图 6所 示，未 采 用 本 文 提 出 的控 制 策 略 时 5 挡升 6挡情况下，挂挡过程 冲击度 ，变速器输 出轴 弧 书：I：，；暴 蜒：盛I：-、；幕 0 祭 暴 邑：=县堇 翌 A B C 1 Z 厂 ，L 、广 1 一 V l ，、一 r I f L 一，厂 ，、v 一 I l l I l L，1 厂-厂 l l l s 图 6 未 采 用 本 文 提 出的 控 制 策 略 时 测 量 数 据 随时间的变化历程 Fi g 6 Me a s u r e d t e s t da t a wi t ho ut us i n g n e w s t r a t e g y 转速 t ，输入轴转速 t ，输 出轴转矩，挂挡油缸换 挡力 F，挂挡 行程 随 时 间的变 化历程。图 6中，A B阶段 是 同步 阶段，B C阶段 是挂 挡 阶 段。由于未采 用 本文 提 出的控 制策 略，所 以，从 输 出 轴转 矩 r，挂 挡 油缸换 挡力 F，变速 器输 入 轴转 速 n 随 时间 的变化 历 程易看 出，在 同步 阶 段 r，和 F都是 很大 的，换挡力的峰值约 1 3 8 0 N 因而造成 n 在同 步开始阶段下 降得很 快，此时对应 的 当量 冲击度 也较 大，这将影 响换挡 品 质。根 据(1 5)式 可 计算 滑 磨功率，J，如表 4所示。所计算 的滑磨功率大于最 大允 许 滑磨 功率 =2 5 7 J (S m m )，这 表 明未 采用 本文 提 出控 制策 略时，换挡 力较 大，影 响 同步器 的使用寿命。换挡力大是因为在未采用本文提出控 制策略时，P WM 占空 比较大，既没有考虑 冲击度，也 没有考虑 同步器寿命。如 图 7所 示，采 用本 文 提 出的 挂挡 控 制 策 略 时 各物理量随时间的变化历程。同图 6，A B阶段是 同 步 阶段，B C阶段是 挂挡 阶段。在 同步 阶段 从变 速器 郑 蜱 撂：芋 0 盂 辑 己 星重 委 羹 鲁 瓤 ，、，、一 1 一 l I P、一、，、，、一 一 一 一 r ，J l【，s 图 7 采用本文提 出的控 制策 略时测 量数据 随时 间 的 变化 历程 Fi g 7 Me a s ur e d t e s t da t a u s i ng n e w s t r a t e g y 兵 工 学 报 第3 1 卷 输入轴转速 n 曲线变化缓慢，变速器输出轴转矩 和挂挡油缸换挡力 F均 比未采用控制策略时小，换 挡力 F的峰值 为 1 1 0 0 N，这是 模糊 控制器 的输 出量 经比较控制器后的输出结果。这个数据与第 2节提 出的控制策略完全吻合。由于考虑到了换挡力对冲 击度以及同步器寿命 的影响，根据控制策 略减小换 挡力 的结果。另外，从挂挡行程 的变化历程易看 出同步阶段。从以上 的分析知，采用本文采用的挂 挡控制策略以后冲击度明显减小，提高挂挡品质，有 利于乘坐舒适性。而且，根据(1 5)式计算滑磨功率，如表 4所示。采用本文提出控制策略后，同步器 的滑磨功率 也 明显减 小，等 于最 大允许滑磨 功率 ：2 5 7 j (S m m )这有利于改善 同步器使用 寿命。表 4 5挡升 6挡 时未采用 和采 用本文 提 出控 制 策略时同步阶段滑磨功率计算值 Ta b 4 Ca l c ul a t e d s p e c i f i c f r i c t i o na l p o we r 项 目 同步 阶段滑磨功率(J S m m )未采用 采用 3 2 5 2 5 7 综上述，对台架试验采集 的试验数据进行分析 知，采用本文提出的控制策略后，不仅减小 冲击度、提高换挡品质，而且减小同步器滑磨功率、改善同步 器使用寿命。4 结论 1)详 细分析 了同步 器工作 原理及 动 力学 关 系，得出了同步器挂挡过程的较详细的动力学模型。2)根据 理论 分析，提 出了以 冲击 度为 反馈 的基 于模糊算法与滑磨功率作为限制条件的比较算法的 串联控 制器。3)通过 台架试 验，验证 了提 出的控 制 策 略的优 越性。试验数据表明，该控制策略在减小冲击度、提 高换挡品质的前提下，能减小同步器滑磨功率、改善 同步器使用寿命。参 考文献(R e f e r e n c e s)1 G l i e l m o L，I a n n e l l i L，V a c c a V，e t a 1 G e a r s h i f t c o n t r o l f o r a u t o m a t e d ma n u a l t r a n s mi s s i o n s J I EEE T r a n s a c t i o n s o n Me c h a t r o n i c s，2 0 0 6，1 1(1)：1 72 6 2 V a s c a V，I a n n e l l i L，S e n a t o r e A，e t a 1 Mo d e l i n g t o r q u e t r a n s mi s s i-b i l i t y f o r a u t o mo t i v e d r y c l u t c h e n g a g e m e n t C A me ri c a n C o n-t rol Co n f e r e n c e，S e a t t l e：I EEE，2 0 0 8：3 0 63 1 1 3 Y i n X F，X u e D L，C a i YA p p l i c a t i o n o f t i me-o p t i ma l s t r a t e g y a n d f u z z y l o g i c t o the e n g i n e s p e e d c o n t r o l d u r i n g t h e g e a r s h if t i n g p r o c e s s o f A MT J F u z z y S y s t e m s a n d K n o w l e d g e D i s c o v e ry，2 0 0 7，(4)：4 6 8 4 7 2 4 王洪亮，刘海鸥，关超华，等重 型车辆 A MT换挡过程控制方 法研究 J 汽车工程，2 0 0 9，3 1(6)：5 4 05 4 4 W ANG Ho n g l i a n g，L I U Ha i O U，GUAN Ch a o h u a，e t a 1 A s tud y o n g e a r s h i ft i n g c o n t r o l o f a mt i n h e a v y d u t y v e h i c l e s J A u t o mo-t i v e E n g i n e e r i n g，2 0 0 9，3 1(6)：5 4 05 4 4 (i n C h i n e s e)5 王 望予汽车设 计 M 第 4版 北 京：机械 工业 出版社，2 0 0 6：1 O 01 0 8 WA N G Wa n g y u V e h i c l e d e s i g n M 4 t h e d B e i j i n g：C h in a Ma c h in e P r e s s，2 0 0 6：1 0 01 0 8 (i n C h i n e s e)6 陈 家瑞汽 车构 造 M 第 2版 北 京：机械 工业 出版 社，2 0 0 6：5 25 0 C H E N J i a r u i V e h i c l e s t r u c t u r e M 2 n d e d B e i j i n g：C h i n a Ma c h i n e P r e s s，2 0 0 6：5 25 0 (i n C h i n e s e)7 巍湘君短程 同步器的结构与设计特点 J 汽 车技术，1 9 8 9，(1 1)：1 31 8 WE I X i a n g-j u n F e a t u r e f o r t h e s t r u c t u r e a n d d e s i g n o f s h o r t d i s-t a n c e s y n c h r o n i z e r J A u t o m o b i l e T e c h n o l o g y，1 9 8 9，(1 1)：1 3 一l 8 (i n C h i n e s e)8 G i s b e rt L，Ha r a l d NA u t o m o t i v e t r a n s m i s s i o n s f u n a m e n t a l s，s e l e c t i o n，d e s i g n a n d a p p l i c a t i o n M G e r ma n y：S p ri n g e r V e r l a g Be r l i n He i d e l b e r g，1 9 9 9 9 石辛 民，郝整清模糊控制及其 M a t l a b仿真 M 北京：清 华 大学 出版社,2 0 0 8 S HI Xi n-mi n，HAO Zh e n g q i n g F u z z y l o g i c c o n t r o l a n d s i mu l a t i o n i n Ma t l a b M B e i j i n g：T s i n g h u a U n i v e r s i t y P r e s s，2 0 0 8(i n C h i n e s e)1 0 胡宇辉基 于电控柴油机 与自动机械变速器 的自适应控制技 术研究 D 北京：北京理工大学，2 0 0 8 HU Yu-h u i T h e r e s e a r c h o f s e l f a d a p t i v e c o n t r o l t e c hn o l o g y b a s e d o n c o mmo n r a i l e l e c t r o n i c c o n t r o l l e d d i e s e l a n d a u t o ma t e d m e c h a n i c a l t r a n s m i s s i o n D B e i j i n g：B e i j i n g I n s t i t u t e o f T e c h-n o l o g y，2 0 0 8 (i n C h i n e s e)