[发明专利]一种基于换挡滑块磨损预测的AMT换挡过程控制方法

权利要求书

1.一种基于换挡滑块磨损预测的AMT换挡过程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据实际情况运用三维建模软件Solidworks建立换挡滑块与接合套的接触模型；

步骤2，将接触模型导入到有限元仿真软件Marc Mentat中，通过理论分析计算确定换挡力、转速、导热系数、换热系数的热-力耦合边界条件，在仿真软件中进行参数设定后，建立热-力耦合磨损仿真模型；

步骤3，通过仿真软件Marc Mentat计算出换挡滑块在单次换挡过程中的磨损深度与温度分布，将得到的温度参数代回热边界条件分析计算中进行修正；

步骤4，换挡滑块磨损影响因素包括接合套转速、摩擦系数和换挡力，依据BOX设计方法进行响应面分析试验方案的设计，利用修正后的热-力耦合磨损仿真模型取代传统的台架或实车试验，进行磨损深度仿真试验，得到各个影响因素多个水平组合下的换挡滑块的单次磨损深度；运用Design Expert数据处理软件对试验结果进行回归分析，在方差分析基础上采用Stepwise模型消除不显著项，得到换挡滑块单次磨损深度的预测模型；

步骤5，通过控制器控制换挡电机带动换挡滑块完成位移X_i；其中，对X_i根据每次换挡后的磨损深度进行修正；

步骤6，在仿真模型中，分别将接合套转速以时间-转速参考曲线函数和恒定值作为输入，得到对应的磨损深度预测模型分别为单次换挡过程整体的参考预测模型和分段的实时预测模型；

步骤7，通过换挡滑块的失效磨损深度和设计换挡次数，计算出换挡滑块单次磨损深度的允许值，将该值与接合套目标转速ω_end以及换挡滑块与接合套之间的摩擦系数代入磨损深度参考预测模型求解出对应的许用换挡力，得到换挡电机最大许用电压u_max；

步骤8，将同步过程按采样频率分为N段；通过参考预测模型的磨损深度变化规律得到第j个时间间隔内的许用磨损深度[ΔR_j]，j为[1，N]的整数；测量接合套初速转速ω₀；在第j个时间间隔的末端，测量接合套实时转速ω_j，并与目标转速ω_end进行比较，若两者相等，同步阶段结束；将实时转速均值(ω_j-1+ω_j)/2以及上一次控制器输出电压u_j-1所对应的换挡力F_j-1代入实时预测模型中得到实际磨损深度ΔR_j；分别将[ΔR_j]和ΔR_j进行累加，得到参考磨损深度[ΔLR_j]和累计磨损深度ΔLR_j；

步骤9，将磨损深度偏差e_j和对应的同步时间t_j作为模糊控制的输入量进行模糊化处理，分别将其按大小各分为5个等级，通过模糊推理得到对应的换挡电压u_j；换挡电压u_j应不大于换挡电机最大许用电压u_max，控制换挡电机带动换挡滑块实现同步阶段的位移；

步骤10，通过控制器控制换挡电机带动换挡滑块运动至最大位移Xmax_i；其中，对Xmax_i根据每次换挡后的磨损深度进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种基于换挡滑块磨损预测的AMT换挡过程控制方法，其特征在于：步骤5中的修正公式如下:

X_i＝X_i-1+SR_i-1 (式1)

其中，换挡次数i＝1，2...n，X₀为初始预位移，为避免较快的机构运动速度造成冲击，应小于同步点对应的位移，留出一定的裕量；SR_i为第i次换挡后累计的总磨损深度，其计算公式如下：

SR_i＝SR_i-1+R_i (式2)

其中，SR₀为0；R_i为第i次换挡产生的磨损深度。