双离合器式自动变速器的控制及其动力学分析[外文翻译].doc

双离合器式自动变速器的控制及其动力学分析

摘要：双离合器式自动变速器（DCT）是两个离合器交替传递动力，通过控制离合器的接合和分离来实现动力换挡。为了使换挡过程平顺且不引起发动机的冲击，离合器分离和接合的时间控制就显得十分关键。本文对DCT车辆建立了仿真模型并对其换挡动力学性能进行分析，且在Matlab/Simulink模拟平台上建立其动力学模型和控制逻辑结构以进行整车综合分析。该模型用于研究在换挡时因作用于离合器的压力分布变化导致的输出扭矩的变化，基于该模型使离合器的作用压力分布达到最优化，从而获得最佳的换挡品质。举个例子：该模型可用于模拟DCT车辆全开式的油门表现，同样可以用来评价车辆起步和换挡过程中的质量好坏，以及验证换挡控制的有效性。
关键词：双离合器式自动变速器（DCT）、自动变速器（AT）

1.前言
近年来，提高乘坐舒适性和燃油经济性是汽车行业的明显发展趋势。作为动力传递单元，变速器对车辆的性能和燃油经济性起着十分重要的作用。下面是目前主要的几种变速器及相关技术，它们影响着车辆的整体性能[1]。手动变速器有最高的传动效率，其整体效率高达96.2%，目前生产的变速器经过改进，所能提供的效率不超过86.3%。带式无级变速器的整体效率可达84.6%，但它的主要优势在于它能使发动机始终在经济工况区运行从而大幅度省油 [2]。电控机械式自动变速器（AMT）具有手动变速器的高传动效率，并使操纵更加简便。固定轴式自动变速器目前在技术上可行的方案有两种，一种是只有一个离合器，在手动变速器的基础上增加一个控制单元实现离合器和换挡操作的自动化，该方案在换挡时通过离合器切断发动机的动力输出，会产生动力传递中断。这种非动力换挡会使车辆产生不连续的加速度，影响乘坐的舒适性。另一种方案是使用双离合器系统，通过两个离合器有顺序的接合和分离来改变输出转速和转矩，克服了单离合器系统换挡动力中断的缺点[3]。这种离合器的换挡特征是典型的常见自动变速器的离合器到离合器换挡。
在汽车行业中，常用分析模型来预测和评估新型动力传动系统，大量的研究工作集中在模型的建立和变速器的控制上，如常规自动变速箱[4–6]，无级变速器[7,8]以及混合系统[9–12]。各种数学方法和编程技术在建立车辆传动系统的动力学模型和模拟变速器控制性能时得以应用。通常情况下，首先推导各独立组件的运动方程，然后集成到整个汽车系统。集成的系统使用属性开发码，或是面向对象的编程环境。相对于技术成熟的常规自动变速器，双离合器式自动变速器