自动变速器整体式电液模块环境适应性分析及补偿控制

整体式电液模块是提高自动变速器功率密度和速比范围的关键部件，但其工作特性易受温度、压力、油液污染度等环境因素的影响，在某些特定条件下会导致变速器控制品质下降甚至影响工作可靠性。针对上述问题，开展电液模块设计与控制共性关键技术研究：（1）选取国内某自主品牌自动变速器，建立了比例电磁阀、换挡阀和离合器等的数学模型，并进行了参数化分析，根据分析结果进行系统参数优化。（2）研究了自动变速器电液控制模块的系统动力学特性以及关键参数对其性能的影响规律，建立了液压系统动力学仿真模型，对电液控制系统的关键性能进行了仿真实验分析，并对试制的电液控制模块样件进行了性能参数的台架测试，其性能与国外对标件基本一致。（3）利用正交试验分析了各因子对阀芯阀孔配合间隙变化的影响程度，改进了电液控制模块的敏感结构参数，搭建了自动变速器电液控制模块的环境适应性测试台，完成了改进前后电液控制模块的性能对比试验，研发出的两款液压阀体总成已委托检测机构对功能及参数进行了测试，测试结果均合格，同时依托协作企业实现了匹配自动变速器实现量产。相关研究能提高整体式电液模块多变工况的适应能力，对我国自动变速器的发展具有重要意义。 2100433B

整体式电液模块是提高自动变速器功率密度和速比范围的关键部件，但其工作特性易受温度、压力、油液污染度等环境因素的影响，在某些特定条件下会导致变速器控制品质下降甚至影响工作可靠性。针对上述问题，开展电液模块设计与控制共性关键技术研究：（1）采用理论推导和实验相结合的方法，建立电液模块的数学仿真模型，完成相关的实验验证。（2）研究环境因素变化时，电磁线圈阻值、阀芯阀孔间隙、节流口阻尼等参数的变化情况，探明电液模块动静态特性的变化规律；优化相关结构参数，实现动静态特性的结构抑制。（3）结合整车动力学模型，研究控制品质及可靠性评价方法和准则。（4）基于电液模块数学仿真模型、可靠性评价方法和整车模型，发展考虑可靠度的自适应控制技术，完成数值仿真和实车实验。相关研究有望大幅提高整体式电液模块多变工况的适应能力，对我国自动变速器的发展具有重要意义。

电控液力自动变速器由变矩器、机械式变速器（一般多采用行星齿轮）和电子-液压控制系统三部分组成。

电控液力自动变速器变矩器

变矩器是构成液力自动变速器的重要组成部分，装置在发动机的飞轮上，其作用是将发动机的动力传递给自动变速器中的齿轮机构。变矩器保证发动机平顺地驱动变速器，吸收换档冲击，起到减振的作用。液力自动变速器的传动效率主要取决于变矩器的结构和性能。由于液力变矩器变矩系数小，不能完全满足汽车使用的要求，所以还需与机械式变速器组合使用，扩大传动比的变化范围。

电控液力自动变速器机械式变速器

液力自动变速器中的机械式变速器多采用行星齿轮。行星齿轮变速器由行星齿轮机构和换档执行机构（用于换档的多片摩擦式离合器、制动器等操纵元件）等组成，通过改变动力传递路线得到不同的传动比。

电控液力自动变速器控制方式

电控液力自动变速器的控制方式是电液控制，其控制系统由电子控制系统和液压控制系统两部分组成。液压控制系统中有调节主油路液压的液压调节装置和控制换档执行元件及变矩器锁止离合器工作的液压控制装置。液压调节装置和液压控制装置由不同的液压阀和电磁阀及油路构成，各种控制阀都安装在阀体内，组成阀体总成。

1.自动变速器换挡元件的类型有按钮式和拉杆式

2．换挡操纵手柄通常有4~7个位置，并举例说明。

P位：停车位;R位：倒挡位;N位：空挡位;D（D4）位：前进位;3（D3）位：高速发动机制动挡；2（S或称为闭锁挡位）位：中速发动机制动挡；L位（1位或称为闭锁挡位）低速发动机制动挡

一般来说，自动变速器的挡位分为P、R、N、D、2、1或L等。P(Parking)：用作停车之用，它是利用机械装置去锁紧汽车的转动部分，使汽车不能移动。当汽车需要在一固定位置上停留一段较长时间，或在停靠之后离开车辆前，应该拉好手制动及将拨杆推进

1）“P”的位置上。要注意的是：车辆一定要在完全停止时才可使用P挡，要不然自动变速器的机械部分会受到损坏。另外，自动变速轿车上装置空挡启动开关，使得汽车只能在“P”或“N”挡才能启动发动机，以避免在其他挡位上误启动时使汽车突然前窜。

2）R(Reverse)：倒挡，车辆倒后之用。通常要按下拨杆上的保险按钮，才可将拨杆移至“R”挡。要注意的是：当车辆尚未完全停定时，绝对不可以强行转至“R”挡，否则变速器会受到严重损坏。

3）N(Neutral)：空挡。将拨杆置于“N”挡上，发动机与变速器之间的动力已经切断分离。如短暂停留可将拨杆置于此挡并拉出手制动杆，右脚可移离刹车踏板稍作休息。

4）D(Drive)：前进挡，用在一般道路行驶。由于各国车型有不同的设计；所以“D”挡一般包括从1挡至高挡或者2挡至高挡，并会因车速及负荷的变化而自动换挡。将拨杆放置在“D”挡上，驾车者控制车速快慢只要控制好油门踏板就可以了。

5）2(SecondGear)：2挡为前进挡，但变速器只能在1挡、2挡之间变换，不会跳到3挡和4挡。将拨杆放置在2挡位，汽车会由1挡起步，当速度增加时会自动转2挡。2挡可以用作上、下斜坡之用，此挡段的好处是当上斜或落斜时，车辆会稳定地保持在1挡或2，挡位置，不会因上斜的负荷或车速的不平衡、令变速器不停地转挡。在落斜坡时，利用发动机低转速的阻力作制动，也不会令车子越行越快。

6）1(FirstCear)：1挡也是前进挡，但变速器只能在1挡内工作，不能变换到其他挡位。它用在严重交通堵塞的情况和斜度较大的斜坡上最能发挥功用。上斜坡或下斜坡时，可充分利用汽车发动机的扭力。

基于不变性原理组成的自动控制称为补偿控制，它实现了系统对全部干扰或部分干扰的补偿。 按其结构的不同， 补偿控制系统一般有前馈控制系统和大迟延过程系统两种。补偿控制系统广泛应用于工业生产过程、医学、心理学、军事、电机、计算机等领域。

前馈控制是以不变性原理为理论基础的一种控制方法， 属开环控制系统。 常用的前馈控制系统有单纯前馈控制系统、前馈 -反馈控制系统和前馈 -串级控制系统等三种结构形式。大迟延系统的解决方法很多， 最简单的是利用常规控制器。主要采用常规 PID 的变形方案，如微分先行控制方案和中间微分控制方案等。