基于硬件在环的湿式DCT换挡过程动力学建模与仿真

摘要

双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission，DCT)因具有结构紧凑、质量轻及传动效率较高，能够实现动力性换挡，提高车辆的驾乘舒适性等优点，其产品的研发成为了国内外各大汽车厂商竞相研发的热点。在 DCT控制系统开发过程中，需要在开发的初期阶段对变速箱控制单元（Transmission Control Unit，TCU）进行功能性以及可靠性验证，本文针对 DCT换挡过程中对控制系统功能性验证的硬件在环仿真技术，开展了以下研究工作。
　　首先简单介绍了自动变速器的分类，并着重对 DCT的结构组成、工作原理以及发展现状进行归纳总结。介绍了HiLS（Hardware-in-the-Loop Simulation，HiLS）技术的相关概念，以MATLAB/xPC目标实时仿真系统为例简要说明了HiLS的结构组成。从HiLS实验台搭建这一研究热点出发，针对自动变速器控制系统产品的研发，总结了当下国内自动变速器HiLS平台的研究现状。
　　基于发动机转矩MAP图，通过查表及动态修正的方法建立了发动机转矩输出模型，在提出适当假设的前提条件下，建立了双离合器滑摩转矩模型、同步器接合过程动力学模型以及变速器运行模型，并对 DCT换挡过程进行了动力学分析。分析了汽车行驶纵向的受力情况，不考虑行进过程中的偏摆、俯仰、振动等运动形式，建立了汽车纵向动力学模型。
　　提出了DCT换挡品质的评价指标，以改善换挡品质为最根本的出发点制定了DCT换挡过程换挡控制策略，主要包括最佳动力性换挡规律、同步器控制策略以及双离合器接合油压控制策略。
　　搭建了 DCT换挡过程动力学模型硬件在环仿真模块，将换挡控制策略仿真模块生成了标准的嵌入式C代码，并完成了该部分代码与相关硬件驱动代码的集成。
　　利用LabVIEW搭建了仿真过程所需的HiLS监控界面，基于MATLAB/xPC Target对100％与50%两种节气门开度下的1挡升2挡、2挡降1挡过程进行了硬件在环仿真验证，结合评价指标对仿真所获得的结果对换挡过程进行了分析，验证了所设计的DCT换挡过程动力学模型及控制策略的合理性。

目录

声明

1 绪论

1.1 双离合器自动变速器简介

1.2 硬件在环仿真技术简介

1.3 自动变速器硬件在环仿真研究现状

1.4 本文研究内容及研究意义

2 双离合器自动变速系统动力学模型

2.1 发动机数值模型

2.2 整车纵向动力学模型

2.3 双离合器自动变速系统换挡过程动力学模型

2.4 换挡过程动力学分析

2.5 本章小结

3 换挡过程控制策略制定

3.1 换挡过程评价指标

3.2 最佳动力性换挡规律的制定

3.3 双离合器控制策略

3.4 本章小结

4 DCT硬件在环仿真系统的建立

4.1 DCT系统换挡过程硬件在环仿真模块

4.2 硬件在环仿真监控界面

4.3 模型代码生成

4.4 本章小结

5 DCT换挡过程动力学硬件在环仿真结果分析

5.1 仿真结果分析

5.2 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢