[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

说明书

本发明公开了一种基于换挡滑块磨损预测的AMT换挡过程控制方法，包括：可以准确预测换挡滑块磨损深度，并结合换挡滑块设计寿命确定换挡控制条件，通过换挡电压控制换挡滑块的运动实现换挡作业。采用有限元仿真试验与响应面分析方法得到了换挡滑块的磨损深度预测模型，提高了磨损深度预测的准确性；通过滑块失效磨损深度和设计换挡次数计算单次磨损深度允许值，将其代入预测模型推导出许用换挡力，以对应的许用换挡电压作为限制条件；将磨损深度偏差与同步时间输入模糊控制策略得到换挡电压，保证每次换挡磨损深度小于单次磨损深度允许值，提升了换挡滑块的可靠性；同时，模型对于不同换挡滑块材料和变速箱工况条件均可进行设定，具有较高的适用性。

技术领域

本发明涉及AMT换挡过程控制技术领域，特别涉及一种基于换挡滑块磨损预测的AMT换挡过程控制方法。

背景技术

目前针对AMT换挡过程控制策略主要是通过转速与换挡时间来控制的换挡滑块的运动。通过测量接合套与接合齿圈的转速，计算出接合套与接合齿圈的转速差。通过换挡时间与测量转速或转速差，判断换挡过程所处阶段，以此控制换挡电机的输出电压，实现对换挡滑块的位移或速度控制。但在控制过程中没有对换挡滑块的磨损进行考虑。换挡滑块在换挡过程中与接合套发生摩擦，产生的磨损会使滑块完成换挡所需的行程增加。磨损深度累计到一定程度后，换挡滑块无法推动接合套达到预定换挡位置，导致变速箱无法完成换挡作业而失效。

目前对于换挡滑块的磨损预测主要采用台架或实车试验进行大量重复试验获得累计磨损试验数据，分析换挡滑块磨损深度的影响因素及其影响规律。两种试验方式均存在试验成本高、耗时长、误差大的缺点。

综上所述，需要一种通过预测换挡滑块磨损深度控制AMT换挡过程的方法，该方法具备准确预测换挡滑块的磨损深度的能力，并根据换挡过程不同阶段的要求控制作用在换挡滑块上的换挡力或换挡滑块的位移，以实现对于AMT换挡过程的控制。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提出一种基于换挡滑块磨损预测的AMT换挡过程控制方法，能够准确预测换挡滑块的磨损深度，并在换挡过程的不同阶段根据磨损深度控制换挡力或换挡滑块位移，解决了现有技术中存在的缺陷，同时为换挡滑块磨损的仿真预测与影响规律研究提供理论与技术支持。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于换挡滑块磨损预测的AMT换挡过程控制方法，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、换热系数等热-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；