nT
较高，
可以充分利用变矩器变矩性能，提高动力性；高挡闭锁
nT较低，以便尽早闭锁，利用机械传动，提高传动效率。
nT
3. 单参数闭锁控制
2）按车速进行闭锁控制
只要当车速达到某一定值时， 就能实现变矩器闭锁。 闭锁工况的 工作区
这可以避免低挡范围内 频繁闭锁，减少由此引起的 冲击和磨损。
3. 单参数闭锁控制
J5
e56
J6
J e12 2 J1 J2
J e12 1 J1 J2
J4
e45 e34 e45
J4
e34 e34 e45
J6
e60 e56 e60
J6
e56 e56 e60
J1 J 2
e23
e34 e45
e56 e60
J3
J5
J1 J 2
J2 J1 J 2
e23 e12
de Te Tc1 Tc 2 dt dc1 T J c1 Tc1 o dt i1 Je J c2 J dc 2 T Tc 2 o dt i2
do To T f dt Tc1 Z1 F1re1 Tc 2 Z 2 F2 re 2
de Te Tc1 Tc 2 dt d J Tc1 Tc 2 T f dt Tc1 Z1 F1re1 Je Tc 2 Z 2 F2 re 2
闭锁工况的 工作区
nT
4. 双参数闭锁控制
2）按车速和油门开度进行闭锁控制 油门开度一定时，只有当车速到 达一定值才闭锁；并可以根据挡 位实现高挡闭锁而低挡不闭锁， 是目前轿车常用的控制。
闭锁工况的 工作区
4. 双参数闭锁控制
3）按变矩器的速比进行闭锁控制 每当传动比达到一定值时，实现 闭锁。 这种控制原理比较合理，在各种油 门开度下都可得到合理的效率及动 力性能。
二、动态模型示例 行星变速箱
L T B Z
Je
r
de Me - MB dt
( JT J s )
c
d r Jr MZ ML Mr dt dc Jc Mc Mo dt
d s MT - M L - M s dt
某 两 挡 行 星 变 速 箱
（a）发动机－泵轮构件
一、换挡规律
每一个自动换挡系统都有一个换挡规律，它的曲线形状取决 于车辆传动的要求 ， 由自动换挡系统的结构和参数来实现。

B
A
1

B
A
1
2
a Ⅰ
b Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
1
B
1
A
2
2

B
A
1
2
2

降挡线
升挡线
降挡线
升挡线
一、换挡规律
自动换挡特性 F
在牵引 特性图上表 示出由换挡 规律决定的 换挡点，这 种图线称换 挡特性图。 降挡曲线
闭锁工况的 工作区
nT
三、换挡过渡过程
1.换挡过渡过程的两种状态：
转矩相：在这种状态下，各构件之间只有转矩的 分配和变动，没有急剧的转速变化，因而忽略惯 性的影响。
惯性相：在这种状态下，不仅有转矩的变动，同 时伴有急剧的转速变化，因而惯性的影响不能忽 略。
三、换挡过渡过程
n
L Z T B
ns nc nr
A
B
C
a
r
升挡过程
低挡：A点以前
c
0 Tc
t/s
b
'' J k J k J k 1
' ek' 1
' ek'
J k 1 e ek J k J k 1
'' k-1
J k''
e'' k
Jk ek J k J k 1
一、传动系统动态模型 3.缩减自由度的基本方法
3)例
J1 e12 J2 e23 J3 e34 J4 e45
换挡特性曲线
一、换挡规律
2.单参数换挡规律

B A
换挡重叠或换挡延迟
1
1)换入新挡后不会因车速稍有变化而 重新换回原来的排挡，保证了换挡过程 的稳定性；
Ⅰ Ⅱ
2)有利于减少换挡循环，防止控制元 件加速磨损与降低乘坐舒适性；
B
1
A
2

3)变化换挡延迟可改变换挡规律。
不能实现驾驶员的干预换挡。经济性差， 实际中只有少数军用车辆上有所应用， 目的是减少换挡次数，发挥车辆动力性 能。
一、换挡规律
1. 换挡规律概念
相邻排挡之间自动换挡点的控制参数(车速υ、油门开 度α)的变化规律，称为换挡规律。 是自动换挡系统的基本特性。 是按照车辆动力性和经济性要求设计的。 ECU的作用就是按照换挡规律的要求，来进行换挡控 制的，按车速、油门中的一个或两个参数，根据设计要 求的换挡时刻自动换挡，才能保证车辆获得良好的动力 性能和经济性能。
G 式中： ——材料的剪切弹性模量； 4 ； I —— 轴的横截面极惯性矩，I D / 32
D —— 轴的直径； L —— 轴的长度。
对于传动系的复杂轴段，常简化为阶梯轴或 者套轴，按照刚度串联或者并联的方法求解。
有限元分析软件
一、传动系统动态模型
3.缩减自由度的基本方法
1)双质量系统代替单质量系统
JB
JT
J1
J2
J3
J4 JL
Me e
T D B
1
CL CH
2
C1 C2
ML L
LC
T
D B
CR
C3
J0
J1
J2
J3
传统变速装置
二、动态模型示例
定轴变速箱
ML Me
e
B
K eB
LC
T D B
T
K T1
1
CL CH
2
K 23
3
C1 C2
4
L
K 4L
C4L J4 JL
CeB Je JB JT
优点： 1）大油门时换挡延迟大，可减少换挡次数。 2）大油门时，升挡车速高，接近最大功率点， 动力性好 。 缺点： 大油门降挡时的车速低，功率利用差，较适用 于后备功率大的轻型车辆。
1
2
2
3
v
一、换挡规律
2.双参数换挡规律

1 2 2 3
收敛型换挡规律：换挡延迟随油门开度增 大而减小，呈收敛状分布，也称减延迟型 换挡规律 。 1）在升降挡时都有较好的功率利用，动 力性好。 2）低速时，可以松油门提前换高挡，改 善燃油经济性。 发动机可以在较低转速下工作，燃油经济 性好、噪声低、行驶平稳舒适。该规律适 合于比功率较低的货车。
M T /M B K
（b）涡轮一太阳齿轮构件
（c）制动器一齿圈构件
M B gB nB D5
2
（d）行星架一输出轴构件
行星排转速关系式： 行星排转矩关系式：
s kr (1 k )c 0
M s : M r : M c 1 : k : (1 k )
第二节
传动系统的换挡控制和闭锁控制
1
2
2
3
v
一、换挡规律
3.其它换挡规律
（a)组合型换挡规律 由两段或多段不同变化规律所组成的换挡规律，便于在不同油 门开度范围内得到不同的车辆性能。 常见的组合型换挡规律：小油门开度以舒适、稳定及少污染为 主；大油门开度则以动力性能为主；在中等油门开度下，首先要求 很好的燃料经济性，其次要有满意的动力性能。 （b）多规律换挡控制
（c）设计了强制降挡，当油门 开 度 达 85-90% 时 ， 可 以 提 前 降 入低挡，提高了降挡后的发动 机转速，改善了降挡后的功率 利用和动力性。
一、换挡规律
阿里逊CLBT-6061重型车辆的换挡规律
采用收敛型换挡规律。当油门全开时， 降挡速差最小，有利于得到优良的动力 性能。在小油门开度时，降挡速差最大， 得到广泛的多挡重叠工作区，可以大大 减少换挡次数，也有利于提高经济性。
第三章
传动系统动态过程建模
第一节 传动系统动态过程模型及建模方法 第一节 动力传动系统扭转自由振动 第二节 传动系统的换挡控制和闭锁控制 第二节 动力传动系统扭转强迫振动
第一节
传动系统动态过程模型及建模方法
一、传动系统动态模型建模方法
1.建模原则
1)模型满足仿真任务需求。
2)模型应正确反映系统性质。 3)简化为集中质量离散系统。
一、传动系统动态模型
2.建模方法
1）多自由度系统，每个自由度对应一个集中质量
2）发动机用一个惯量表示
3）齿轮、较大质量部件为集中质量，惯性质量不做功的分 支和惯量可以包括在作功元件内。
一、传动系统动态模型
2.建模方法
4)模型参数确定
• 转动惯量 三维建模软件
• 轴的扭转刚度 材料力学公式
GI GD4 K L 32L
J3 J4
e45 e34 e45
J4
e34 e34 e45
J5 J6
e60 e56 e60
e12
J1 J1 J 2
e34 e45
e56 e60
二、动态模型示例
定轴变速箱
ML
Me
e
B
T D B
T
1
CL CH CR
2
3
C1 C2 C3
4
L
LC
Je
二、闭锁规律
1.变矩器的闭锁控制
（1）改善传动性能的闭、解锁。
（2）换挡时变矩器的缓冲解锁。