电控机械式自动变速器操纵专业系统设计.doc

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1、重庆大学本科学生毕业设计（论文）电控机械式自动变速器操纵系统设计学 生：王建超学 号：3011指引教师：张伟 专 业：车辆工程重庆大学机械工程学院二O一三年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityControl system design of Automated Mechanical TransmissionUndergraduate：Wang JianchaoSupervisor：ZhangWei Major：Vehicle Engineering Mechanical EngineeringChongqing Universi

2、tyJune 摘 要自动变速器具备消除驾驶员换挡技术差别，减轻驾驶员疲劳，易操作和提高行车安全性等特点。电控机械式自动变速器（AMT）是一种经济型自动变速器，其是在原有机械变速器基本构造不变状况下，通过加装微机控制自动操纵系统，取代本来由驾驶员人工完毕离合器分离与接合、选换挡以及发动机转速同步调节和控制油量等操作，最后实现换挡过程操纵自动化。它既保持了手动机械式变速器长处，又具备自动变速器自动换挡功能。电控机械式自动变速器操纵系统依照控制规律自动操纵离合器分离与接合以及选换挡过程，同步对喷油量进行同步调节来满足行驶过程最佳动力性或最佳燃油经济性规定。其可以实现行驶过程中自动变速并满足人们乘坐舒

3、服性规定并延长车辆使用寿命。本文针对EQ1090车型5挡手动机械式变速器进行改进，完毕了电控机械式自动变速器操纵系统离合器、油量调节与选换挡操纵机构机械设计，并对其自动控制过程中核心技术离合器最佳接合规律、动态三参数换挡控制规律、油量调节自适应控制进行了分析。基于其发动机特性与整车参数，依照控制规律建立了控制模型并进行计算机模仿分析计算。核心词：离合器控制，动态三参数换挡控制规律，离合器操纵机构，选换挡操纵机构，Simulink仿真ABSTRACTAutomatic Transmission has the characteristics of eliminating the differen

4、ces of the drivers shift skill，reducing drivers fatigue，operating easily and improving traffic safety. Automated Mechanical Transmission (AMT) is an economically automatic transmission，which keeps the same basic structure of the originally mechanical transmission and replaces the separation and join

5、t process of the clutch，shifting，engine speed synchronization regulation and the amount of oil supply control operations by the driver manual operation and finally realize the automation control of shift process through adding the automatic control system under the control of microcomputer. It not o

6、nly keeps the advantages of manual mechanical transmission，but also has the function of automatic shifting of automatic transmission.Control system of Automated Mechanical Transmission controls the clutchs separation and joint and shifting process according to the control rule，while synchronously ad

7、justing the fuel injection quantity to meet the optimal power and the best fuel economy requirements of the running process. It can realize the automatic gear shifting in the running process and meet the people requirements of comfort and prolong the service life of vehicles.This thesis improves the

8、 5 manual mechanical transmission of EQ1090 and completes the mechanical design of clutch，oil quantity adjusting and shifting operation mechanism of the control system of automated mechanical transmission and analyzes the key technologies in the automatic control process - the optimal engagement rul

9、e of clutch，the dynamic three parameters shifting control rule，oil regulation of adaptive control. Based on the characteristics of the engine and vehicle parameters and according to the control rule， this thesis establishes the control model and implements the computer simulation analysis and calcul

10、ation.Keywords：clutch control，the dynamic three parameter shifting control rule，clutch control mechanism，shifting operation mechanism，Simulink simulation目 录摘 要IABSTRACTII1绪论11.1电控机械式自动变速器（AMT）概述11.1.1AMT技术国内外发展概况11.1.2AMT的系统结构与原理21.1.3AMT系统的基本功能与性能要求31.2AMT操纵系统的性能要求41.3开发AMT操纵系统的技术难点51.4论文的主要研究内容52A

11、MT操纵系统的组成与分析72.1AMT操纵系统方案与类型72.2AMT操纵系统选型73AMT控制规律83.1离合器的控制策略83.2最佳换挡控制规律103.2.1换挡规律类型103.2.2发动机特性与整车参数133.2.3最佳动力性换挡规律213.2.4最佳燃油经济性换挡规律253.3发动机油门自适应控制规律273.4本章小结274AMT操纵系统机构设计284.1离合器操纵机构设计284.1.1离合器操纵机构的设计方案284.1.2离合器操纵系统的设计304.1.3离合器操纵机构工作过程354.2AMT选换挡操纵机构设计364.2.1MT原机构设计方案364.2.2AMT选换挡操纵机构的设计3

12、84.2.3AMT选换挡操纵机构工作原理484.3发动机控制机构设计494.4本章小结505控制系统软硬件设计515.1电控系统硬件设计515.2控制软件程序框图535.3本章小结596计算机模拟分析计算606.1控制系统仿真606.2仿真结果与分析706.3本章小结717总结与展望72参考文献731 绪论电控机械式自动变速器非常适合中华人民共和国汽车工业现状，具备重要现实意义。其不但具备自动换挡便捷，同步尚有具备手动变速箱齿轮传动同样高动力传播效率、机构紧凑、工作可靠等长处，节约燃料和减少排放。1.1 电控机械式自动变速器（AMT）概述1.1.1 AMT技术国内外发展概况电控机械式自动变速器

13、其研究始于上世纪70年代，其发展大体经历了将离合器控制和换挡控制分别考虑，单独实现各自自动控制功能半自动化阶段；应用自动离合器、换挡控制与换挡方略全自动化阶段；引入模糊推理智能办法，采用模糊换挡方略和离合器结合速度模糊控制智能化阶段等三个阶段。为使车辆能在复杂多变工作条件下，自动采用对的办法，进一步提高了起步、变速性能和换挡品质，AMT挡位决策和控制中引入神经网络办法并通过GPS获取更多路面特性信息以提高AMT对路面适应性。当代AMT不但换挡程序更加符合驾驶员意愿，并且还运用当代控制办法，解决特殊环境下变速程序复杂问题，使控制能力及可靠性大幅度提高。吉林大学葛安林专家对汽车AIVIT技术进行了

14、系统化研究，提出了动态三参数匹配控制规律，在桑塔纳等轿车上装车运营。吉林大学还率先将智能控制理论应用到工程机械中，对工程机械模糊神经网络挡位控制进行了实验研究，研制出推土机模糊换挡系统并进行了室内实验；对轮式装载机模糊换挡方略也进行了研究。西北工业大学汽车工程中心与二汽汽车技术中心合伙进行东风E06111RC客车AMT研制，弥补了国内在大型客车领域应用AMT空白。上海交通大学、重庆交通学院、北京理工大学对AMT和自动离合器智能化控制进行了研究；烟台欣源晟公司开发了电控电动AMT 李君，张建武，冯金芝，雷雨龙，葛安林电控机械式自动变速器发展、现状和展望J 1994中华人民共和国学术期刊电子出版社

15、，( 3)。重庆大学机械传动国家重点实验室启动了AMT研发，重要研究内容：发动机神经网络模型建立、离合器局部恒转速控制、基于环境变化离合器起步补偿控制、基于不同驾驶意图和道路条件下换挡方略、离合器执行机构和选换挡执行机构研制、电子节气门及其控制研究、AMT实验系统研制、AMT样车研制与整车实验研究等 牛炳AMT 换挡规律及其自适应性研究D上海：上海交通大学，。1.1.2 AMT系统构造与原理AMT以发动机电子控制单元ECU(Electrical Control Unit)为核心，是运用控制理论、微机控制技术、传感技术和信息解决技术改造老式手动变速器典型机电一体化产品。1)AMT系统构造AMT系

16、统由下列四某些构成：a)被控对象：涉及发动机、离合器和变速器。b)操纵系统：由选、换挡执行机构、离合器执行机构和油门执行机构等构成；涉及电机（油量调节拉杆控制步进电机，选、换挡控制直流电机)、电磁阀(高速电磁阀)，气缸(离合器作动缸)。c)传感器：涉及速度传感器(发动机转速传感器、输入轴转速传感器、车速传感器)、油门开度传感器、挡位传感器等。d)电子控制单元(ECU)：涉及CPU、RAM、FO接口等。2)AMT控制基本原理AMT依照传感器实时采集驾驶员操纵参数信息(油门踏板、制动踏板、转向盘、选挡控制杆操纵等)和车辆运营状态参数信息(发动机转速、变速器输入轴转速、车速、挡位)，进行综合判断和解

17、决，按照控制器中存储控制规律(换挡规律、离合器接合规律等)，借助于相应操纵系统(发动机油量调节机构、选换挡执行机构、离合器分离和接合执行机构)，对车辆动力传动系统(发动机、离合器、变速器)进行联合自动操纵，完毕车辆平稳起步和换挡。AMT系统构造及控制原理图如下所示 陈永东电控机械式自动变速器换挡规律研究D武汉：武汉理工大学，：图1.1 AMT系统构成构造图1.1.3 AMT系统基本功能与性能规定自动变速技术核心问题是挡位决策，即依照驾驶员意图、车辆运营状态和道路状况等因素，按照车辆某些性能参数最优原则，来拟定车辆最佳挡位。依照实际车况、路况以及驾驶员意图来给出最佳挡位、完毕车辆起步和行驶时换挡

18、过程自动控制是自动变速器应实现基本功能。为了高质量地完毕这些功能，使其在使用中更加以便可靠。AMT应达到如下性能规定：(1)系统工作性能可靠采用AMT将手动换挡转变成自动换挡后，要真正做到提高行车安全性、减轻司机劳动强度。在电子控制单元ECU设计中，应当照顾各种安全操作上问题。为了加强系统可靠性，可在内部设立多重检测系统，通过声、光报警等方式随时监测工作状态，安装主控和应急备控两个电控单元，当主控单元所有或某些失控，应急系统自动启动，保证汽车行驶最基本功能。若电控系统失效，可以启用机械式应急系统，即恢复手动操纵.进一步保证安全性能。(2)应有良好动力性或燃油经济性，并延长车辆使用寿命良好动力性

19、或燃油经济性能是AMT设计一种重要目的。要将每一次挡位变更都控制在最佳工况状态，避免一切不正常燃油消耗及机件不合理磨损。(3)减少排放，保护环境在AMT系统中，离合器采用是干式离合器，不需要高压液压油参加工作，因而与国际上流行液力自动变速器AT相比较，优化汽车排放状况，减少行驶噪音。(4)构造要简朴，易于安装和维修保养在本系统中，电动机械式自动变速器由四个相对独立执行器共同配合完毕自动变速工作，分别是一种离合器执行机构、两个挡位动作器、一种油量调节机构。如果需要加装此AMT系统，则不必对原车传动系做任何构造上改动，因而安装、维修极其简朴以便。(5)制导致本要低，生产效率高，适合中华人民共和国国

20、情电动机械式自动变速器设计简朴，机械零件不多，生产成本也很低，批量生产全套装置成本预计可控制在人民币4000元左右。市场潜力很大，在中华人民共和国乃至世界均有极高推广应用价值。(6)系统功能可扩展性强规定可以在ECU控制系统中增长许多附加功能，例如加装IC片后形成操纵系统辨认与防盗，以及加入控制车速、减少驾驶风险等功能 李水勇AMT变速器操纵机构设计D重庆：西南大学，。1.2 AMT操纵系统性能规定AMT操纵机构功用是依照汽车使用条件需要完毕选挡、换挡或退到空挡。 其由变速杆、拨块、拨叉、变速叉轴及安全装置构成。操纵机构设计规定 ：(1) 换挡只能挂入一种挡位；(2) 换挡后保证接合齿全齿长啮

21、合；(3) 防止自动脱挡、自动挂挡、误挂倒挡；(4) 对的执行最佳控制规律；(5) 操作精准、响应迅速；(6) 各执行机构工作协调稳定、优于手动操作。1.3 开发AMT操纵系统技术难点当前开发AMT操纵系统技术难点重要有： 1、换挡规律：即AMT操纵系统采用何种参数在何时来控制变速器换挡。其直接影响整车动力性和燃油经济性，多采用动态三参数换挡规律。其原理是当油门开度及车速、行驶加速度变化到某一定数值时，就能自动换入新挡位(高挡或低挡)。 2、车辆挡位决策和控制：就是依照道路状况、车辆运营工况以及驾驶员意图，按照某些目的(如动力性、经济性)最优原则来鉴定当前车辆应处挡位，并通过选换挡执行机构控制

22、变速器进行换挡。 3、离合器控制：离合器工作工况复杂，在起步、换挡过程中重要受爬坡、负载及人为因素影响。离合器分离与接合执行机构由机-电-气组件构成，是一种典型非线性系统。为了有效地完毕离合器分离与接合，需要对执行机构进行优化设计与高精度控制。 4、换挡时间：AMT是齿轮传动。在换挡过程中要脱离当前挡位才干挂入下一挡位，因此换挡时间较长。为使AMT性能达到最佳应缩短其换挡时间。 5、变速中离合器与发动机协调控制：在AMT操纵系统运营中，换挡过程和离合器分离与接合过程都涉及到发动机油量调节问题。对AMT操纵系统换挡控制比对变速时进行定油门开度调节液力机械式自动变速器(AT)要困难得多。对AMT控

23、制办法、可实现性及可靠性等方面。都提出较高规定。 6、执行机构：执行机构是以高性能解决器、高速模数转换器和存储器为硬件电路核心，结合先进软件控制算法，电动或气动执行机构。其工作频繁，规定响应迅速并且行程精准，并且可以适应一定超载，电机还要满足一定堵转工况规定。各部件还规定体积尽量小、耐振动冲击、密封可靠、散热迅速有效。 7、可靠性技术：当前在国内汽车行业中还存在大批量产品质量一致性以及一定使用时间后可靠性问题。例如ZF公司就只订购国内宝钢某几种炉钢材。为保证AMT操纵系统硬件可靠性在AMT系统中应用了容错控制技术。还要保证执行机构和软件可靠性，才可以使汽车在多变恶劣环境中AMT系统可以可靠工作

24、。此外，AMT操纵系统还依赖传感器技术和适应超载状态下整车标定与匹配技术等难点司康当前国内商用车AMT自主研发及产业化过程中重要技术难点J交通世界，( 2) ：76 77。1.4 论文重要研究内容本论文在前人工作基本上，采用EQ1090车型技术数据，针对电控机械式自动变速器(AMT)操纵系统进行了设计，重要内容如下：1)探讨了AMT与操纵系统构造；2)分析了AMT控制规律，即离合器控制方略、最佳换挡控制规律、发动机油门自适应调节规律；3)依照发动机台架实验数据与整车参数，结合汽车行驶方程式，制定了动态三参数最佳动力性换挡规律，结合汽车燃油消耗方程式，制定了动态三参数最佳燃油经济性换挡规律；4)

25、设计了AMT操纵系统机械构造，即离合器操纵机构、选换挡操纵机构、发动机油量调节机构；5)简介了操纵系统控制某些软件框图与硬件选型；6)通过对汽车传动系统动力学及换挡控制过程分析，在MATLABSimulink仿真环境下构建了AMT最佳换挡规律仿真模型，对本文所设计换挡规律进行仿真分析。2 AMT操纵系统构成与分析2.1 AMT操纵系统方案与类型按照执行机构动力源不同，AMT操纵系统可分为电控气动、电控液动和电控电动三种类型。电控气动AMT 选换挡系统执行机构采用气压驱动。只有在装有气压系统大型客车或重型车辆中使用，与制动系统共用同一气源，改进较以便且成本较低但性能较差。 电控液动AMT 选换挡

26、系统用液压驱动其执行机构，操作简便、易于实现过载安全保护、具备一定吸振与吸取冲击能力并且便于空间布置。但温度变化影响离合器执行机构中液压油粘度，回油管路压力损失发生变化。温度减少，油粘度变大，离合器接合速度较慢，汽车刚开始起步时换挡品质差。温度低到一定限度后，液压油流动性能大大减少，严重时会发生换不上挡现象。液压元件特别是高速电磁阀对加工精度规定非常高，成本相应较高。电控电动AMT 将自动变速器控制系统中要直接控制对象如油门、离合器以及选换挡装置动作采用电动机带动方式。但它反映速度比较慢，调试也比较复杂，大批量生产有一定难度 曾兴汽车AMT变速器控制技术研究D湖南：湖南大学，。2.2 AMT操

27、纵系统选型综合考虑本设计选取东风EQ1090车型来进行AMT操纵系统设计。离合器操纵机构使用气动控制；选换挡过程由垂直布置两个减速电机和齿轮齿条与滚珠丝杠机构操纵选换挡杆来控制；使用步进电机控制供油量调节齿杆来变化油量；控制方略选取动态三参数控制（车速ua、发动机油门开度和加速度dua/dt）；控制规律选取最佳动力性换挡规律和最佳燃油经济性换挡规律。3 AMT控制规律本节是自动换挡理论基本，重要研究选取什么样控制换挡参数、在何时进行换挡、换挡时各机构操作问题，是控制系统核心，其直接影响车辆燃油经济性与动力性。为保证汽车起步、换挡过程品质，减少传动系统零部件冲击，提高其使用寿命与乘坐舒服性，研究

28、了在各工况下离合器与油门、换挡过程各自控制方略与互相协调配合。3.1 离合器控制方略离合器工作工况众多，且与发动机油门及换挡需要协调配合，因此对离合器操纵系统有很高而复杂规定。离合器分离过程比较简朴，普通不会对车辆性能产生影响，因此总是但愿越快越好，做到彻底分离，避免半接合滑磨，导致挂挡困难甚至打齿。当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速变化比较平稳，应当恰当放慢离合器接合速度。离合器最佳接合规律在执行过程中体当前离合器接合点和接合速度两个控制量上，就是拟定离合器接合点和接合速度。AMT操纵系统实现离合器自动操纵核心问题就是离合器最佳接合规律。影响离合器接合平稳因素重要是离合器释放

29、行程l，这里指是分离叉挺杆处行程，虽然离合器接合行程。普通从离合器分离到接合为止，其行程经历三个阶段（如图3.1）： 无转矩传递区 传递转矩区 转矩不再增长区图3.1 离合器释放行程与传递转矩关系图显然，因第一阶段无转矩传递，因此接合速度尽量快，以迅速起步和减少换挡时功率中断时间。第二阶段要放慢接合速度，以获得平稳起步或换挡，提高乘客乘坐舒服性和减少传动系冲击载荷。但为了防止滑摩时间过长，离合器发热而严重影响寿命，亦需控制在一定期间内尽快完毕。在起步过程中，传递转矩增长阶段还分为摩擦激烈传递转矩未克服阻力阶段和离合器主副摩擦盘之间转矩变化引起旋转冲击传递转矩超过阻力阶段。第三阶段是接合完毕，这

30、一是为了压紧力增长至最大压紧力尚有一种继续接合行程，二是保存分离轴承与分离叉之间间隙，因此应以尽量迅速度释放。离合器自动操纵机构对离合器结合速度控制还受如下因素影响：与油门开度、发动机角加速度d /dt成正比，与、坡度与载重力G成反比。在起步或换挡过程中，离合器操纵除了上述因素影响，在同样行驶工况下，也会因偶尔浮现状况或驾驶员人为因素而产生不同操纵。离合器自动操纵机构释放行程l是在选换挡工作结束后进行，分为三某些，在无转矩传递区行程（即消除离合器主从动盘摩擦衬片间隙所需行程）速度要快，其释放行程位移函数为指数函数形式；在转矩传递区行程（即由压缩从动盘轴向弹性行程通过度离叉操纵机构传动比所需相应

31、行程），其释放行程位移函数为二次函数形式；在转矩不再增长区行程（为在离合器片磨损后，有补偿分离轴承和分离杆之间缩小间隙量，以保证离合器正常工作，在分离轴承和分离杆之间还需留间隙通过度离叉操纵机构传动比所需相应行程），其释放行程位移函数也为二次函数形式。因此离合器分离过程规定为气缸最大速度。而离合器接合过程其行程规定是二快一慢（见图3.2）：图3.2 离合器接合过程为了补偿离合器摩擦片磨损，需查明离合器接合起点，这是离合器控制重点。离合器接合控制中，离合器从动片与压盘初始接触位置点和有效转矩传递点是接合控制两个重要参数。这两点辨认，直接影响着控制中离合器接合特性精确把握及离合器接合时间长短。3.

32、2 最佳换挡控制规律3.2.1 换挡规律类型 换挡规律是指相邻两排挡间自动换挡时刻随控制参数变化规律。换挡规律应当是单值，即对输人变量每一组合，仅存在唯一输出状态。其类型如下：（1） 单参数换挡规律有油门开度发动机转速及车速v等控制参数。若用油门作为控制参数，则大油门升高挡，小油门回低挡，这就无法在低挡发挥出大牵引力，以适应爬坡，超车需要；并且松油门制动时，系统依然在挡，也形成矛盾，并且行驶条件复杂，油门位置经常变化，导致换挡频繁，既影响乘坐舒服性也减少车辆寿命。发动机转速最容易被检测，但在换挡过程中，其值始终变动，因此选用相对稳定车速为控制参数。如图3.3所示，当车速达到时升入2挡，反之当车

33、速降至时换回1挡。与间是两挡都也许工作区，视车辆本来行驶状况而定。这种来回换挡之间交错现象，称之为换挡重叠或换挡延迟，其作用是：1)换人新挡后，不会因油门踏板振动或车速稍有减少而重新换回本来挡位，保证了换挡过程稳定性；2)有助于减少换挡循环(不断地来回换挡)，防止操纵系统各部件加速磨损与乘坐舒服性减少。单参数控制系统构造最简朴，但它无论油门开度如何变化，换挡点，换挡延迟大小都不变，不能实现驾驶员干预换挡；为了保证动力性，升挡点多设计在发动机最大转速，这导致小油门开度也要在，才换挡，故噪声大；这种规律也难于兼顾动力性与经济性规定。图3.3 单参数换挡规律（2） 两参数换挡规律控制参数多为：车速与

34、油门、车速与发动机转矩等。由于换挡规律决定了控制参数和换挡延迟，故它又分为：等延迟型、发散型、收敛型、组合型等。1)等延迟型 等延迟概念是换挡延迟v大小不随油门变化，故单参数控制是等延迟，而两参数等延迟与其相比，特点是：引入了驾驶员干预，在小油门时可提前换人高挡，使发动机在高效率区工作，既减小发动机噪声，又延迟换回低挡，改进了燃料经济性。2)发散型 其换挡延迟随油门开度增大而增大，呈发散分布，也称增延迟换挡规律。其特点是：驾驶员可以干预换挡，快松油门时可提前换人高挡，减少噪声并改进燃料经济性；大油门时升挡发动机转速高，接近最大功率点动力性好，换挡延迟增大，减少了换挡次数，提高了舒服性。但在大油

35、门降挡时发动机转速ne必要降得很低，n大功率运用差，合用于后备功率大轿车。3)带强制低挡发散型 这是发散型改进，能提早降挡，以便充分发挥发动机大功率潜力，满足超车、爬坡等工况需要。当驾驶员猛踩油门踏板产生超过行程a时，车辆便被逼迫换入低挡，使n小来获得良好功率和牵引力。它保存了发散型长处，又克服了缺陷，得到广泛应用。但需防止发动机超速。4)收敛型 其换挡延迟随油门开度增大而减小，呈收敛状分布，也称减延迟换挡规律。它大油门时降挡速差最小，n小因此升降挡均有好功率运用，动力性好。减小油门时，延迟增大，避免过多换挡，且发动机可以在较低转速工作，燃料经济性好，噪声低，行驶平稳舒服。适合于比功率较低货车

36、。5)组合型 组合型是由两段或更多段不同变化规律构成规律。它更便于在不同油门下获得不同车辆性能。普通小油门开度以舒服、稳定、少污染为主，中油门开度以保证最佳燃料经济性为主，兼顾动力性；大油门开度则以获得最佳动力性为佳。在实际车辆中用全是组合型。图3.4 两参数换挡规律（3） 三参数换挡规律上述换挡规律都是以稳定行驶为前提，事实上起步、换挡时均处在非稳定状态。不同载重力和行驶阻力状况下，车辆加速度不同，换档点也不同。实验表白，加速状态下换挡点速度与稳态时两参数控制换挡点速度误差高达13%以上。油门越大，加速度越大，则误差越大。因此反映真实动态过程车速、加速度和油门开度动态三参数控制，可以使车辆真

37、正发挥出最佳性能。对于三参数换挡规律，其换挡点分为普通换挡点和边界换挡点。普通换挡点是指换挡先后车辆加速度不发生变化，为同一点换挡点。边界换挡点是指换挡先后车辆加速度发生变化，为不同点换挡点。三参数换挡规律解决边界点换挡规律采用办法是；若升挡先后两挡dua/dt曲线不相交，则取低挡该油门开度下加速度曲线最高车速为换挡点。三参数换挡规律在边界点也许发生升挡后驱动力不大于外界阻力，使车速下降导致换挡循环或发动机熄火现象或降挡后车速提高受到发动机转速限制导致换挡循环以及发动机高速噪声。因此在边界点换挡，若升挡后汽车加速度为正，则升挡，若升挡后汽车加速度为负，即驱动力不大于阻力，则不应升挡；若降挡前汽

38、车加速度为负，则必须降挡，否则动力性局限性导致发动机熄火，若降挡前汽车加速度为正，此时若降挡，发动机工作于高转速状态，为改进发动机工作状态，不应降挡 葛安林车辆自动变速理论与设计M.北京：机械工业出版社，1993。考虑工程车辆作业特点，工程车辆三参数换挡方略与汽车不同。其参数为：油门开度、发动机泵轮转速、变矩器涡轮转速。（4） 四参数换挡规律针对以往工程车辆液力机械传动系统，自动变速换挡规律研究中把工作泵所消耗发动机功率当作固定值考虑，没有反映工作泵消耗功率变化状况，不能精确把握发动机功率流向这一问题，提出了四参数换挡规律。工程车辆二参数和三参数换挡规律没有考虑工作泵所消耗发动机功率变化，因而

39、不能精确地把握发动机动力流向，难以获得较好自动换挡效果。比较工程车辆作业工况与汽车行驶工况不同之处，从液力变矩器和变速器在工程车辆传动系统中作用出发，为了运用变速器换挡来控制液力变矩器在高效区工作，提出了基于油门开度、车速、行驶加速度、工作泵所消耗发动机功率四参数换挡规律。在三参数自动变速技术基本上,考虑了工作泵消耗功率及油泵工作引起动力流波动,通过计测油泵工作而带来发动机飞轮力矩下降Mp,并将Mp等价为油门开度下降量,再由折合后油门开度(-)值,按三参数自动换挡原理来进行自动变速控制 韩顺杰，赵丁选基于四参数工程车辆自动变速节能换挡方略J 江苏大学学报，27( 6) ：505508。3.2.

40、2 发动机特性与整车参数与AMT操纵系统直接有关是发动机速度特性，由于在起步和换挡自动控制过程中要通过控制油门开度来控制发动机转速以及输出转矩来协调离合器、发动机和变速器联合控制。本文中选用与AMT匹配发动机为柴油机，由于车用柴油机为了运转平稳，减少冒烟，避免驾驶员踩加速踏板过于疲劳，选用两级调速器。由于油门开度为控制规律中参数，对于采用位置控制式燃油喷射系统柴油机，其供油量调节齿杆位置变化与加速踏板位置变化不一定成正比。因此保持加速踏板位置不变得到速度特性曲线与保持供油量调节齿杆位置不变得到速度特性曲线有区别。加速踏板位置不变时，各转速相应供油量调节齿杆位置往往会通过校正或调速而有变动。但是

41、两级调速器能满足高速限速和低、怠速稳速两项基本规定，而在中间转速由驾驶员直接控制供油量，这与汽油机相似，具备操纵轻便，加速灵活等特点。在汽车正常行驶过程中，对于柴油机满足其供油量调节齿杆位置变化与加速踏板位置变化成正比规定，因此依然使用油门开度作为控制规律参数。发动机参数与特性曲线如下：表3.1发动机参数表：型号东风 EQD140-31工作容积4.334压缩比18.5:1额定功率/转速103/2800最大扭矩/转速403/1600最高空载转速3090怠速稳定转速750表3.2外特性数据:转速n(r/min)转矩Ttq(N.m)功率Pe(kW)耗油率be(g/kW.h)8003664226510

42、00390502361200397582191400400652131600403722091800400782063988521022003859021524003709522526003501002362800320103255图3.5 EQD140-31柴油机外特性曲线表3.3发动机稳态转矩Ttq特性实验数据 ：n25%50%75%100%800219200284366100016220829439012001172003003971400791812924001600471602814031800211232604007872323982200036200385240000158370

43、26000010935028000050320图3.6 EQD140-31柴油机转矩特性曲线由图3.6数据，经matlab拟合后得：拟合100%油门开度下转矩特性二次方程为Ttq=259.448951+0.182175ne-0.000057ne2；拟合75%油门开度下转矩特性二次方程为Ttq=170.286580+0.217123ne-0.000093ne2拟合50%油门开度下转矩特性二次方程为Ttq=107.696429+0.205208ne-0.000108ne2拟合25%油门开度下转矩特性二次方程为Ttq=512.642857-0.444762ne+0.000096ne2图3.7 EQD

44、140-31柴油机稳态输出转矩表3.4发动机燃油消耗率be特性实验数据 ：ne 25%50%75%100%800299265277265100024720623323612002531982132191400308209197213160039025119020918004542891912065233151982102200585336215215240065036824022526007083942652362800767422304255图3.8 EQD140-31柴油机燃油消耗率曲线依照等速行驶车速，拟定行驶阻力功率，再依照相应燃油消耗率b，从而计算出以该车速等速行驶时单位时间内燃油消

45、耗量（mL/s）为柴油可取为8.04N/L。依照不同油门开度下速度特性曲线可知：表3.5发动机功率Pe特性实验数据 ：ne 25%50%75%100%800222434421000222939501200213244581400193347651600173249721800133150787284985220002447902400019449526000154010028000834103发动机功率Pe特性实验数据 ：图3.9 EQD140-31柴油机功率特性曲线依照公式计算可得：表3.6发动机等速行驶工况燃油消耗量ne 25%50%75%100%8002.232.153.193.7710001.842.023.084.0012001.802.153.184.3014001.982.343.144.6916002.252.723.155.1018002.003.043.245