汽车双离合器自动变速器的换挡规律与控制逻辑研究

摘要

随着当今汽车工业的飞速发展，车辆自动变速技术已成为衡量国家汽车工业发展水平的重要标志。双离合器式自动变速器(DCT)具有传动效率高、生产继承性好等传统手动变速器的优点，同时也克服了AMT换挡过程的动力中断现象，实现了车辆的动力换挡，从而有效地提高了换挡品质，改善了车辆的动力性、燃油经济性和乘坐舒适性。针对我国丰富的变速器生产设备资源，只需在此基础上经过改进即可实现DCT的批量化生产，应用前景非常广泛。因此，研究开发双离合器式自动变速器技术，成为我国汽车自动变速器技术实现跨越式发展的重要途径之一，具有十分重要的现实意义。
　　 本文以两种典型的DCT结构方案为例，介绍了DCT的工作原理，对DCT不同的结构组成进行了分析比较，并在此基础上详细论述了湿式离合器传递扭矩特性，建立了湿式DCT动力学模型、发动机有载动态模型和整车阻力距模型等车辆传动系统模型；提出车辆起步、换挡品质的评价指标。对湿式DCT起步过程进行动力学分析，建立起步过程离合器动力学模型，讨论了起步品质的影响因素，并提出相应的离合器控制策略。针对起步过程复杂多变、多参数的特点，运用模糊控制理论，以熟练驾驶员经验为依据，制定了起步过程离合器接合油压的两层式模糊控制器和发动机转速调节模糊控制器，并以此为基础建立起步过程整车模型，对车辆缓慢起步、正常起步和急起步三种典型工况进行仿真分析，结果表明，采用所设计的模糊控制器能够满足DCT车辆的起步平顺性和离合器使用寿命的要求。对湿式DCT换挡过程进行详细的分析，设计合理的换挡过程双离合器分离和接合控制策略；介绍了由简单到复杂演变的三种换挡规律制定方法，取用车速和油门开度为输入参数，结合桑塔纳2000型轿车发动机试验数据和整车参数，制定出最佳动力性换挡规律和最佳经济性换挡规律；建立车辆换挡过程整车模型，并以Ⅰ档升Ⅱ档为例进行仿真，结果表明，所制定的DCT换挡控制策略能够实现动力换挡，满足车辆的动力性、燃油经济性要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 自动变速器简介

1.1.1 液力自动变速器

1.1.2 无级自动变速器

1.1.3 电控机械式自动变速器

1.2 电控机械式自动变速器的发展及存在的问题

1.2.1 AMT的基本原理

1.2.2 AMT存在的问题

1.3 双离合器式自动变速器简介

1.3.1 DCT的结构特点

1.3.2 DCT的关键技术

1.4 DCT研究开发的意义

1.5 本文的主要内容

第二章 DCT的工作原理与系统构成

2.1 两种典型的DCT工作原理

2.1.1 两轴式DCT的结构和工作原理

2.1.2 双中间轴式DCT的结构和工作原理

2.2 DCT干湿式离合器结构分析

2.2.1 干式离合器

2.2.2 湿式离合器

2.3 DCT的离合器执行机构

2.4 DCT的选换档执行机构

2.5 DCT液压控制系统

2.6 本章小结

第三章 湿式DCT系统动力学模型

3.1 车辆传动系统仿真技术介绍

3.2 发动机模型

3.2.1 有载稳态模型

3.2.2 有载动态模型

3.3 湿式DCT动力学模型

3.3.1 离合器模型

3.3.2 DCT换挡动力学模型

3.4 整车阻力距模型

3.5 DCT品质及评价指标

3.5.1 冲击度

3.5.2 滑摩功

3.6 本章小结

第四章 DCT起步过程仿真分析

4.1 起步过程分析

4.2 起步品质评价分析

4.2.1 起步过程冲击度

4.2.2 起步过程滑摩功

4.3 起步过程影响因素

4.4 起步过程离合器动力学模型

4.5 模糊控制器的设计

4.5.1 模糊控制理论简介

4.5.2 模糊控制器的制定

4.5.3 输入量和输出量的模糊化

4.5.4 模糊控制规则的制定

4.5.5 模糊输出量的清晰化

4.6 起步过程仿真分析

4.6.1 起步过程仿真模型

4.6.2 起步过程仿真结果分析

4.7 本章小结

第五章 DCT换挡过程动力学仿真分析

5.1 DCT换挡过程动力学分析

5.2 DCT换挡过程控制

5.2.1 离合器先分离再接合换档控制

5.2.2 离合器分离接合同步换档控制

5.3 换挡规律的制定

5.3.2 最佳动力性换挡规律的制定

5.3.3 最佳经济性换挡规律的制定

5.3.3 最佳经济性换挡规律的制定

5.4 DCT换挡品质及评价指标

5.5 换挡逻辑控制

5.6 DCT换挡过程仿真分析

5.6.1 换挡过程仿真模型

5.6.2 换挡过程仿真结果分析

5.7 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 进一步展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文