1、 共 12 页 第 1 页 装 订 线 中文 5200 字 文献出处： Kuo K L. Simulation and Analysis of the Shift Process for an Automatic TransmissionJ. World Academy of Science, Engineering and Technology, 2011, 52: 341-347. 自动变速器换挡过程的 仿真与 分析 Kei-Lin Kuo 摘要 ： 自动变速器 (AT)是大多数汽车的传输系统中重要组成部分。换挡质量对车辆的乘坐舒适度有显著影响。在 AT换挡的过程中，连接元件如离合器和帯的
2、接合或分离都会 对换挡 造成影响， 因此 可以用连接套齿轮来创建一个固定的传动比。由于这些比率中的固定齿轮之间存在不同的比变速器，车辆在换挡过程中 的 速度可能突然改变，如果连接元件被接合或脱离的不恰当，会影响整个传输系统并且增加连接元件的温度。本文的目的是通过 MATLAB/SIMULINK建立系统模型为 AT提供动力。还分析了不同液压、不同时期的元件温度和接头元件的脱离对换挡质量的影响，证明了换挡质量的改善可以用适当的液压控制来实现。 关键词 ： 自动变速器 ；仿真 和分析 ； 换挡质量 1.引言 1.1 发明原因和背景 为了改善换挡质量，为乘客提供更舒适的乘坐， AT的控制方法不断加以改
3、善。换挡质量主要取决于在换挡过程中的平滑度，换言之，要求平滑变速装置在变速期间没有瞬间过高的加速或减速。由于汽车动力包含多旋转的惯性系统，因此 换挡过程中总是需要一定的时间。具有固定传动比的 AT在震动和冲击的期间可能会发生移位，这会导致乘客产生不适感。因此，为了改善换挡质量，应该从理论上分析 AT的变速性能，选择合适的控制方法以及优化的液压应用是很重要的。 1.2 文献综述 由于 AT汽车行业的出现，换挡质量一直为研 究的主要焦点，有不同的传输评测。近年来，得益于电子控制技术的迅速发展，研究 AT的领域也得到了增强，许多世界各地的主要制造商进行了深入的研究。然而，传统的 4速 AT并 不能满
4、足现代客户的需求，促使汽车生产商为 AT开发了更多的齿轮组。 共 12 页 第 2 页 装 订 线 1. 2001年，山本 elal开发了新的爱信 5速 AT，产生了比以前的 4速 AT更小尺寸、更高性能的新型星齿轮箱。 2. 2003年，谢勒提出相对于早期的 5速 AT，所述新的 ZF6速的部件合计量减少了 29%，长度缩短了 6%，该控制方法改变了质量和相应时间。 3. 2004年， Greiner等人提出了新的梅赛德斯 -奔驰 7G-TRONIC 7速 AT，相对于以往的任何 AT，应用了更短的响应时间和更高的加速性能。 4. 2007年，近藤等人发现了新的丰田 AA80E 8速 AT，
5、比较上面的 6速 AT，它的燃油消耗减少了 6.5%。 采用先进的控制理论和改进的电子控制技术，现代 AT已经看到了换挡质量的显著改善以及燃料的消耗明显减少。 2.AT换挡过程分析 换挡过程分析的关键是研究 AT换挡质量的控制，自动变速过程是通过数字带和离合器的接合或分离来实现的。整个换挡过程可以分为两个阶段，扭矩阶段，其中的速度比较恒定 ，但输出转矩减小。以及惯性阶段，这个阶段速度比的变化和换挡过程是复杂的，并且可以受各种因素的影响。因此，有必要开发一种数学 仿真 用于 AT换挡过程的分析。此外，还必须简化运动方程，从而建立一个动态的系统模型，并使用该动态 仿真 来分析和调查移位过程。 2.1在换挡过程中的扭矩和惯性阶段 图 1所示，从第一档位改变到第二档位齿轮的离合压力、输出扭矩和发动机转速的曲线。在该图中，实线和虚线分别表示离合器压力控制良好和难以控制离合器压力。 图 1 换挡过程分析 （ 1） 扭矩阶段 共 12 页 第 3 页 装 订 线
