DCT起步和換擋控制策略

1、DCTDCT雙離合自動變速器起步和換擋控制策略雙離合自動變速器起步和換擋控制策略1.單離合器接合過程和品質(zhì)評價(jià)2.雙離合器自動變速器起步控制策略3.雙離合器自動變速器換擋控制策略1.1 單離合器接合過程1.2 單離合器接合起步過程的評價(jià)指標(biāo)沖擊度和滑摩功1.3 單離合器接合起步控制策略以及參數(shù)（1）離合器接合速度直接影響到?jīng)_擊度和滑摩功的大小；（2）發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩變化；2.1 爬行起步僅離合器C1參與2.2 正常起步離合器C1和C2都參與，最終離合器C2結(jié)合2.3 急速起步離合器C1和C2都參與，最終離合器C1結(jié)合3.1 升檔控制策略預(yù)結(jié)合離合器的轉(zhuǎn)速低于發(fā)動機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速，發(fā)動機(jī)需要適當(dāng)降速，以

2、快速與目標(biāo)離合器結(jié)合同步3.2 降檔控制策略預(yù)結(jié)合離合器的轉(zhuǎn)速高于發(fā)動機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速，發(fā)動機(jī)需要適當(dāng)升速，以快速與目標(biāo)離合器結(jié)合同步1.單離合器接合過程和品質(zhì)評價(jià)第一階段，膜片彈簧在執(zhí)行機(jī)構(gòu)對接合軸承的調(diào)控作用下驅(qū)使離合器壓盤與摩擦片間的空行程，直至兩者開始貼合為止，該階段盡可能快的完成，無滑摩功出現(xiàn)。第二階段，從摩擦片開始與壓盤接觸到摩擦轉(zhuǎn)矩剛好克服路面靜摩擦阻力矩為止，當(dāng)摩擦轉(zhuǎn)矩剛好克服路面靜摩擦阻力矩時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程為離合器的半接合點(diǎn) ，有滑摩功，但問題不大，該階段也要求盡可能快的完成。第三階段，離合器半結(jié)合點(diǎn)之后，摩擦轉(zhuǎn)矩保持遞增趨勢并具備驅(qū)使汽車前進(jìn)的能力，該階段離合器從動盤轉(zhuǎn)速逐漸增加

3、至與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速匹配相等，由于該階段離合器主動片轉(zhuǎn)速差明顯且摩擦轉(zhuǎn)矩增勢明顯，所以該階段所產(chǎn)生的摩擦片滑摩功和整車沖擊度會同時(shí)影響乘坐舒適性和離合器壽命，由于離合器的主從動片轉(zhuǎn)速差實(shí)時(shí)受到發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與離合器摩擦轉(zhuǎn)矩的支配影響，所以此階段離合器摩擦轉(zhuǎn)矩同發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩之間的協(xié)調(diào)匹配是離合器起步控制的難點(diǎn)，該階段亦被定義為離合器半聯(lián)動階段； 該階段是滑摩功和沖擊度出現(xiàn)的主要階段。第四階段，離合器主從動軸完全同步且需繼續(xù)接合離合器使其對摩擦片壓緊力達(dá)到峰值，從而平順的利用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩驅(qū)使車輪旋轉(zhuǎn)工作，無滑摩功出現(xiàn)。1.1單離合器接合過程1.2單離合器接合起步過程的評價(jià)指標(biāo)沖擊度和滑摩功沖擊度，國際通

4、用縱向沖擊度這一指標(biāo)來權(quán)衡起步過程的舒適度，定義為汽車行駛方向的加速度關(guān)于時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)，解析方式為式中j為車輛沖擊度（ ），a為車輛加速度，v為車速，t為時(shí)間，車輛起步時(shí)，在離合器接合第一和第二階段，由于摩擦轉(zhuǎn)矩尚未克服路面轉(zhuǎn)矩Mr，所以汽車保持靜止不動，沖擊度=0，在離合器第三階段，摩擦轉(zhuǎn)矩超過路面阻力矩，并開始驟增，從動盤轉(zhuǎn)速亦從零驟增至與發(fā)動機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速同步，從而使汽車快速行駛，在離合器與發(fā)動機(jī)接合的第四階段，該階段離合器主從動盤轉(zhuǎn)速已經(jīng)相等，壓盤施加在摩擦片上的軸向壓緊力上升至峰值以穩(wěn)定傳輸靜摩擦轉(zhuǎn)矩使車輛平穩(wěn)行駛；沖擊度越大則起步過程中車輛的舒適性越差，沖擊度越小則起步過程中舒適性越

5、好，但同時(shí)起步時(shí)間過長同離合器的磨損消耗等嚴(yán)重問題，雖然沖擊度限制值隨國而異，但慣常取德國標(biāo)準(zhǔn)的j10 。 22dtvddtdaa3sm3sm滑摩功，車輛起步時(shí)，離合器主從動片生成偶聯(lián)運(yùn)動的摩擦轉(zhuǎn)矩自零遞增，當(dāng)摩擦轉(zhuǎn)矩增至等于路面阻轉(zhuǎn)矩時(shí)就進(jìn)入離合器半聯(lián)動階段，在摩擦離合器半聯(lián)動歷程內(nèi)主從動滑摩件相互間的轉(zhuǎn)速差從一較大值逐漸趨向于零，但由于較大動摩擦轉(zhuǎn)矩的存在會導(dǎo)致摩擦片發(fā)生比較明顯的磨耗同時(shí)生成很多熱量，故摩擦片磨損升溫主要發(fā)生在離合器半聯(lián)動階段，尤其是在汽車反復(fù)啟停的城市駕駛工況，因此為探析離合器與發(fā)動機(jī)接合過程主從動片間相互滑轉(zhuǎn)磨損對摩擦片使用性能的影響，定義滑摩功來權(quán)衡離合器與發(fā)動機(jī)接

6、合過程中主從動盤間滑摩轉(zhuǎn)矩做功的大小。1.3單離合器起步控制策略以及參數(shù)離合器接合速度接合時(shí)間過長，滑摩功大，磨耗大，不利于離合器使用壽命；接合時(shí)間長，離合器主從動盤摩擦接合過程中沖擊度小，有利于起步和換擋品質(zhì)接合速度過小接合速度過大發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出平穩(wěn)接合時(shí)間短，滑摩功小，磨耗小，有利于離合器使用壽命；接合時(shí)間過短，離合器主從動盤摩擦接合過程中沖擊度增大，不利于起步和換擋品質(zhì)與轉(zhuǎn)速變動直接相關(guān)發(fā)動機(jī)設(shè)定轉(zhuǎn)速控制發(fā)動機(jī)恒定轉(zhuǎn)速控制發(fā)動機(jī)局部恒定轉(zhuǎn)速控制1.3發(fā)動機(jī)局部恒定轉(zhuǎn)速控制和發(fā)動機(jī)恒定轉(zhuǎn)速控制發(fā)動機(jī)局部恒轉(zhuǎn)速控制方法是指，在離合器動作的前一階段與發(fā)動機(jī)恒轉(zhuǎn)速控制方法一致，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速判定閥

7、值設(shè)定在怠速附近，目標(biāo)轉(zhuǎn)速為各油門開度下發(fā)動機(jī)的最大扭矩時(shí)的轉(zhuǎn)速，并通過綜合控制離合器的接合量、接合速度和發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度來保證發(fā)動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速偏差，后一階段是當(dāng)離合器從動盤的轉(zhuǎn)速大于某一設(shè)定閥值時(shí)，按照油門開度及主從動盤轉(zhuǎn)速差的大小計(jì)算出來的接合速度快速接合離合器，直到離合器主從動盤的轉(zhuǎn)速差為零，整個控制過程結(jié)束。 如上圖所示，為發(fā)動機(jī)恒轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)局部恒轉(zhuǎn)速對比示意圖，起步過程中，發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速對應(yīng)油門開度大小，在t1時(shí)刻穩(wěn)定在n1轉(zhuǎn)速處，而離合器從動部分轉(zhuǎn)速隨著接合壓力增加而增加，圖中實(shí)線部分表示發(fā)動機(jī)恒轉(zhuǎn)速控制，t4時(shí)刻發(fā)動機(jī)和離合器從動盤轉(zhuǎn)速才達(dá)到同步；點(diǎn)劃線代表局部恒轉(zhuǎn)速控

8、制，在t2時(shí)刻當(dāng)離合器從動盤轉(zhuǎn)速達(dá)到快速接合閥值n2后，控制機(jī)構(gòu)會綜合控制發(fā)動機(jī)和離合器使它們快速達(dá)到同步，在t3時(shí)刻達(dá)到同步，就可以看出局部恒定轉(zhuǎn)速控制可以縮短離合器接合時(shí)間，減少滑摩功。 起步階段發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速的選擇，根據(jù)駕駛員不同油門開度，選擇對應(yīng)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)轉(zhuǎn)速點(diǎn)作為起步過程中發(fā)動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。 2.雙離合器自動變速器起步控制策略當(dāng)油門開度a15%，爬行起步模式，在該模式下，節(jié)氣門開度較小，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩較低，為防止離合器接合過程中發(fā)動機(jī)的熄火和抖動，要求控制離合器轉(zhuǎn)矩的變化率要小，由于2檔傳動比比較小，使得離合器控制過程較難，易造成發(fā)動機(jī)熄火和抖動現(xiàn)象，為控制過程簡單方便，采

9、用離合器1單獨(dú)起步。2.1爬行起步t1發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速離合器C1轉(zhuǎn)速t2t1節(jié)氣門開度t2n2n12.雙離合器自動變速器起步控制策略當(dāng)15%a60%時(shí)，正常起步模式，這是DCT最常用的起步模式，該模式下，離合器C1、C2同時(shí)進(jìn)行接合，然后根據(jù)油門開度大小不同，設(shè)定不同的離合器C1分離速度和閥值，確保離合器C1分離過程中仍能傳遞部分發(fā)動機(jī)扭矩，避免發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高過快和傳動系輸出轉(zhuǎn)矩變化過大，引起大的沖擊影響平順性，該模式下，離合器C1主要起輔助離合器C2迅速接合作用，讓DCT順利實(shí)現(xiàn)2檔起步。2.2正常起步圖（a）可看出，油門開度和節(jié)氣門變化關(guān)系，駕駛員以逐漸增大油門，最終穩(wěn)定在30%左右進(jìn)行起步，屬

10、于正常起步模式，在2.5s時(shí)刻由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到30%油門開度下發(fā)動機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速（1500rpm），此時(shí)進(jìn)行了發(fā)動機(jī)節(jié)氣門控制，可以看出為使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降而降低節(jié)氣門開度；圖（b）可看出，三者之間的關(guān)系，在3.5s左右，離合器C1轉(zhuǎn)速達(dá)到了30%油門開度下的分離閥值，即進(jìn)行了離合器C1分離動作，另外，由（b）可知，在4.5s左右接合了離合器C2轉(zhuǎn)速達(dá)到了快速接合閥值，而進(jìn)行了發(fā)動機(jī)局部轉(zhuǎn)速控制，同時(shí)控制發(fā)動機(jī)和離合器C2轉(zhuǎn)速使它們快速達(dá)到同步，可以看到大約在5.7s時(shí)刻，發(fā)動機(jī)和離合器C2轉(zhuǎn)速達(dá)到同步。圖（c）可以看出，離合器C1轉(zhuǎn)速的變化情況，由（c）（d）可以看到起步過程中兩個離合器的傳遞扭矩變化情況，30%的起步油門開度決定了正常起步模式選用C2作為最終起步離合器，C1為輔助離合器，在離合器C2和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到同步后，要快速控制離合器C2使其達(dá)到最大目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。 2.雙離合器自動變速器起步控制策略2.2正常起步（參考起步過程中，各部件轉(zhuǎn)速和參數(shù)的變化趨勢）2.雙