同步器作为汽车变速器的核心部件,通过摩擦同步过程中产生的摩擦力矩消除同步器两端的转速差来实现同步换挡,同步性能的好坏直接决定变速器换挡性能高低。同步器摩擦同步过程中会产生大量摩擦热,导致摩擦副间温度上升,进而导致摩擦系数下降,从而影响换挡性能。本课题以锁环式同步器同步过程摩擦系数为研究对象,搭建同步器同步过程测控试验平台,获取摩擦系数MAP图。基于摩擦系数MAP图,制定同步器同步过程摩擦系数补偿控制策略,通过仿真和试验验证制定的摩擦系数补偿控制策略的有效性。本课题的主要研究内容如下:(1)研究了锁环式同步器的同步过程,将同步时间、冲击度、滑摩功作为评价同步器性能指标参数。建立了换挡执行机构和同步器同步过程数学模型,在Matlab/Simulink中完成同步器同步过程仿真模型搭建,仿真分析摩擦系数变化对同步性能的影响。(2)搭建了同步器同步过程测控试验平台,完成测控平台硬件系统和软件系统的设计。基于设计的测控平台,在不同工况下进行摩擦试验,试验过程中采集信号计算得到摩擦系数初始MAP图。利用双三次插值法,对初始MAP图进行插值优化计算,生成插值后摩擦系数MAP图。(3)基于摩擦系数MAP图,制定摩擦系数补偿控制策略。采用极小值原理,完成换挡同步过程最优控制,获取最优换挡力轨线,对通过摩擦系数补偿控制得到的换挡力大小进行限制。搭建同步器同步过程摩擦系数补偿控制仿真模型,进行同步器同步过程仿真分析。仿真结果表明:同步初始转速差为600r/min,被同步部分转动惯量为0.04kg?m~2时,补偿前所需同步时间为0.70s,补偿后所需同步时间为0.62s,补偿后比补偿前所需同步时间缩短0.08s。补偿前同步阶段终值滑摩功为77.89J,补偿后同步阶段终值滑摩功为73.25J,补偿后比补偿前终值滑摩功减小4.64J。通过补偿前后仿真结果对比,验证了摩擦系数补偿控制策略的有效性。(4)基于摩擦系数补偿控制策略,在同步器测控试验台架基础上增加补偿控制模块,制定摩擦系数补偿控制试验方案,完成补偿控制试验。试验结果表明:同步初始转速差为600r/min,被同步部分转动惯量为0.04kg?m~2时,补偿前所用同步时间为0.87s,补偿后所用同步时间为0.74s,补偿后比补偿前所需同步时间缩短0.13s。验证了所设计的摩擦系数补偿控制策略能明显缩短同步时间,从而降低换挡中断时间,对提升换挡品质具有重要意义。