文獻(xiàn)綜述論文5000字

汽車起步過(guò)程的離合器控制摘要：機(jī)械式自動(dòng)變速器是對(duì)使用手動(dòng)齒輪變速箱和干式摩擦離合器的傳統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化而形成的一種機(jī)電一體化裝置。從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，深入分析了汽車起步過(guò)程中離合器接合控制的主要影響因素。以降低起步?jīng)_擊度和減少離合器滑磨功為原則，提出了一種離合器控制策略。關(guān)鍵詞：自動(dòng)變速器;離合器控制;控制策略Theclutchcontrolforautomotivestart-upprocessAbstract:Theconventionaldrivelinewithmanualgearboxanddryclutchcanberetro-fittedtomaniplateautomatically,sothattheelectric-mechanicalcomponentsortheAutomatedMechanicalTransmissionhasbeenobtained.Themostlyinfluentfactorsoftheclutchengagementduringstart-upprocesshavebeenanalysedthoroughlyfromthepracticalpointofview.Thestrategyofclutchcontrolhasbeenproposedontheprincipleoflesseningthestart-upjerkandthefrictionwork.Keywords:automatictransmission;clutchcontrol;controlstrategy引言：汽車的傳統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)使用手動(dòng)齒輪變速箱和干式摩擦離合器,其缺點(diǎn)是起步和換擋控制比較復(fù)雜,要求駕駛員具有較豐富的經(jīng)驗(yàn)。在汽車工業(yè)特別發(fā)達(dá)的今天,城市交通極其繁忙,不熟練的非職業(yè)駕駛員越來(lái)越多,汽車保有量不斷增加,燃油費(fèi)用時(shí)有上漲。人們自然地提出了車輛操縱簡(jiǎn)單、容易、節(jié)省燃料、提高傳動(dòng)系壽命等的要求。機(jī)械式自動(dòng)變速器(AutomatedMechanicalTransmission—AMT)是對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造,利用電子控制裝置和液壓、氣動(dòng)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)齒輪變速箱和干式摩擦離合器的操作自動(dòng)化。這樣的自動(dòng)變速器不僅具有液力自動(dòng)變速器自動(dòng)換擋的優(yōu)點(diǎn),而且保留了手動(dòng)齒輪變速箱的傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低以及容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)[1]。但是AMT因其在換擋時(shí)存在動(dòng)力中斷等缺點(diǎn),影響汽車行駛舒適性[2-3]。雙離合器自動(dòng)變速器(Dual-ClutchTransmission,DCT)是在電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,其動(dòng)力通過(guò)兩個(gè)離合器分別聯(lián)結(jié)的兩根空套同心輸入軸傳遞,相鄰各擋的被動(dòng)齒輪交錯(cuò)與兩輸入軸上的對(duì)應(yīng)齒輪嚙合,配合兩離合器的控制,能夠?qū)崿F(xiàn)在不切斷動(dòng)力的情況下?lián)Q擋,從而大大縮短了換擋時(shí)間,有效提高了換擋品質(zhì)[4-5]。在車輛起步過(guò)程中,離合器控制問(wèn)題具有非線性、時(shí)變、強(qiáng)耦合與難于建模的特征,給傳統(tǒng)的控制理論和控制方法的應(yīng)用帶來(lái)了一定的局限性。由于車輛起步時(shí)存在駕駛員的意圖、車況、路況的多變性以及對(duì)乘員舒適性、離合器磨損、發(fā)動(dòng)機(jī)不能熄火等要求,因此如何控制離合器的接合過(guò)程是自動(dòng)變速器的核心和難點(diǎn)。1課題研究的意義1.1自動(dòng)變速器的主要型式汽車自動(dòng)變速器常見(jiàn)的有四種型式：分別是液力自動(dòng)變速器（AT)、機(jī)械無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器（CVT)、電控機(jī)械自動(dòng)變速器（AMT)、雙離合器自動(dòng)變速器（DCT）。目前轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動(dòng)變速器的代名詞，但本課題研究的主要是AMT以及DCT這兩種新型變速器以及它們的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，引言已作簡(jiǎn)介，在此不再贅述。1.2自動(dòng)變速器的意義汽車起步性能的好壞是決定汽車動(dòng)力性能品質(zhì)的一個(gè)主要方面，主要有兩個(gè)方面的性能要求：起步過(guò)程中成員的舒適性和起步過(guò)程的快速性，這是兩個(gè)相互沖突的性能指標(biāo)。這就需要對(duì)起步過(guò)程中傳動(dòng)系的動(dòng)態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，尤其是離合器結(jié)合過(guò)程的控制，使起步?jīng)_擊和滑磨得到綜合控制，以提高乘員的舒適性和動(dòng)力傳動(dòng)系部件的使用壽命?，F(xiàn)在的汽車多裝備自動(dòng)變速器，它操作簡(jiǎn)單、駕駛舒適、安全性高，已成為車用變速器的發(fā)展主流，適合于越來(lái)越多的女性和老年用戶的需求，駕駛者可以全神貫注地注視路面交通而不會(huì)被換擋搞得手忙腳亂。為此人們發(fā)展了多種形式的自動(dòng)變速系統(tǒng)，但是到目前為止還沒(méi)有一種盡善盡美的自動(dòng)變速系統(tǒng)產(chǎn)生。正是由于汽車變速系統(tǒng)本身的復(fù)雜性和使用環(huán)境的變化多端，造成了自動(dòng)變速系統(tǒng)研究的困難。需解決兩個(gè)方面的難題，汽車起步性能和換擋性能。因此也引發(fā)了對(duì)自動(dòng)變速器車輛起步控制問(wèn)題研究的熱潮。2起步性能評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)車輛起步過(guò)程進(jìn)行定量評(píng)價(jià)時(shí),所提出的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有離合器起步接合時(shí)間、沖擊度和滑磨功[1,6]。2.1離合器起步接合時(shí)間從控制器發(fā)出起步指令到離合器完全接合為止所耗費(fèi)的時(shí)長(zhǎng)即為離合器起步接合時(shí)間。整個(gè)起步過(guò)程耗費(fèi)的時(shí)間由5部分構(gòu)成(式(1)),良好的起步品質(zhì)要求在起步平順的基礎(chǔ)上起步時(shí)間盡量的短。Start=t1+t2+t3+t4+t5(1)式中,t1為機(jī)械響應(yīng)時(shí)間；t2為消除離合器間隙時(shí)間；t3為克服道路阻力時(shí)間；t4為離合器滑磨時(shí)間；t5為離合器完全接合時(shí)間。2.2沖擊度沖擊度j是車輛縱向加速度對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù),其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:(2)式中,Tout為變速器輸出轉(zhuǎn)矩；Tw為車輪上的牽引轉(zhuǎn)矩；Iw為輸出軸以及汽車平移質(zhì)量換算到輸出軸上的慣量；r為驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑；i0為主減速器傳動(dòng)比。的自動(dòng)變速，通常是將離合器控制和換檔控制分別考慮，單獨(dú)實(shí)現(xiàn)各自的自動(dòng)控制功能，如瑞典Scania的CAG系統(tǒng)和德國(guó)DamlerBenz的EPS系統(tǒng)均采用半自動(dòng)操縱方式。美國(guó)Eaton的SAMT系統(tǒng)、德國(guó)ZF的Semishift都是代表性的半自動(dòng)變速系統(tǒng)。直到八十年代初AMT技術(shù)才獲得突破性的進(jìn)展并逐步產(chǎn)品化。1983年，日本五十鈴公司在世界上最先研制成功電子控制機(jī)械自動(dòng)變速器NAVI-5，裝備于ASKA轎車投放市場(chǎng)，標(biāo)志著AMT進(jìn)入了全自動(dòng)發(fā)展階段。同期日野的藍(lán)帶大客車也裝備了這種類型的EE(EasyandEconomyDrive)傳動(dòng)系統(tǒng)，美國(guó)Eaton公司在1983年宣布成功地將重型貨車的手動(dòng)變速器實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，德國(guó)ZF公司對(duì)“Ecosplit”變速器也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換擋，稱為“Autoshift”裝置，1988年裝于Geneva貨車上。經(jīng)過(guò)多年的研究與開發(fā)，AMT技術(shù)有了很大的提高?，F(xiàn)代AMT不僅起步、換檔操作更加符合駕駛員的意愿，而且還利用現(xiàn)代控制方法，解決特殊環(huán)境下的控制問(wèn)題，使控制性能及可靠性大幅度提高。國(guó)內(nèi)在AMT研究方面已走過(guò)了近二十年的歷程，已開展或正在開展這方面研究的有吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)、哈爾濱埃姆特汽車電子有限公司、煙臺(tái)欣源晟有限公司、東風(fēng)汽車公司、上海變速器有限公司等。盡管國(guó)內(nèi)在AMT研究方取得了不少成果，但目前還沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，存在一些關(guān)鍵問(wèn)題需要解決。4.2AMT存在的問(wèn)題AMT的工作原理決定了它在換擋過(guò)程中首先要分離離合器，然后將變速器摘空擋，再選檔換擋，最后再接合離合器，完成車輛換擋變速過(guò)程。這樣，從離合器分離到再次接合之間的時(shí)間里，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力將不能被傳遞到驅(qū)動(dòng)車輪去驅(qū)動(dòng)汽車行駛，即AMT在車輛換擋過(guò)程中存在動(dòng)力中斷現(xiàn)象，這顯然不是我們想看到的。換擋過(guò)程動(dòng)力中斷對(duì)車輛的動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟(jì)性都帶來(lái)了一定的影響；此外，動(dòng)力中斷還會(huì)造成傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊，不僅影響車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命，而且對(duì)車輛的行駛平順性和乘坐舒適性也有一定的影響。4.3DCT應(yīng)運(yùn)而生隨著人們對(duì)汽車性能要求的不斷提高，AMT已很難適應(yīng)人們對(duì)車輛性能的要求，因此，尋求一種既結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用、易于制造、傳動(dòng)效率高，又能克服換擋過(guò)程中動(dòng)力中斷的缺陷以提高車輛的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛平順性的自動(dòng)變速器成為人們關(guān)注的問(wèn)題。在這種趨勢(shì)下，一種采用雙離合器結(jié)構(gòu)的自動(dòng)變速器—雙離合器式自動(dòng)變速器(DualClutchTransmission，DCT)應(yīng)運(yùn)而生。4.4DCT的優(yōu)勢(shì)DCT主要特點(diǎn)是采用兩個(gè)離合器，并將變速器各檔位主動(dòng)齒輪按奇、偶數(shù)檔位分別置于兩個(gè)輸入軸上，兩個(gè)輸入軸為一個(gè)空心軸套在另一個(gè)實(shí)心軸外，分別于兩個(gè)離合器相連接，兩個(gè)離合器交替切換實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞、變換檔位。DCT工作時(shí)，車輛先以某一檔位運(yùn)行，DCT電控單元根據(jù)相關(guān)傳感器的信號(hào)獲取車輛行駛狀態(tài)，并據(jù)此判斷車輛即將進(jìn)入工作的下一個(gè)檔位，若確定需換擋，則該檔位與另一個(gè)離合器相連且該離合器處于分離狀態(tài)，該檔位換擋前不傳遞動(dòng)力，故可以非常迅速的控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)預(yù)先換入該檔位，當(dāng)車輛運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到換擋點(diǎn)時(shí)，只需要將結(jié)合狀態(tài)的離合器分離，同時(shí)將另一個(gè)離合器接合，即可完成車輛的換擋動(dòng)作。整個(gè)換擋過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力始終不斷的被傳遞到傳動(dòng)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)車輪，故稱DCT的這種換擋過(guò)程為動(dòng)力換擋。DCT的這種動(dòng)力換擋不僅提高了車輛的動(dòng)力性(換擋時(shí)間縮短)、燃油經(jīng)濟(jì)性、改善了車輛的排放，而且極大的提高了車輛換擋時(shí)的行駛平順性和乘坐舒適性。如同AMT一樣，DCT也采用的是傳統(tǒng)固定軸式齒輪變速箱，具有傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。也正是基于以上諸多優(yōu)點(diǎn)，DCT技術(shù)成為許多汽車制造商關(guān)注和研發(fā)的熱點(diǎn)。4.5DCT研究開發(fā)的意義DCT是基于傳統(tǒng)的固定軸式手動(dòng)變速器發(fā)展而來(lái)的，它繼承了手動(dòng)變速器傳動(dòng)效率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了AMT換擋的動(dòng)力中斷問(wèn)題?？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，DCT的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在車輛性能的提高和生產(chǎn)成本的降低兩個(gè)方面。另外，同AMT一樣，DCT是在原有的手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)自動(dòng)化改進(jìn)而成的，因此，DCT的生產(chǎn)可以充分利用現(xiàn)有手動(dòng)變速器的生產(chǎn)設(shè)備，只需再加變速器換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的液壓系統(tǒng)即可，生產(chǎn)工藝的繼承性好。我國(guó)汽車工業(yè)起步較晚，現(xiàn)有的變速器生產(chǎn)線也多以手動(dòng)變速器為主，DCT則正好可以充分利用我國(guó)現(xiàn)有豐富的手動(dòng)變速器生產(chǎn)設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上增加投資以完成對(duì)變速器的自動(dòng)化控制即可形成批量化生產(chǎn)，非常適合我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展的國(guó)情。因此，對(duì)DCT進(jìn)行研究開發(fā)對(duì)我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展意義重大，其應(yīng)用前景也非常樂(lè)觀。結(jié)論：根據(jù)起步性能評(píng)價(jià)指標(biāo)要求,詳細(xì)分析了離合器接合過(guò)程的主要影響因素。通過(guò)各種指標(biāo)對(duì)AMT與DCT進(jìn)行對(duì)比，分析了世界科學(xué)前沿對(duì)這些自動(dòng)變速器的研究現(xiàn)狀，更加清楚知道這些研究成果對(duì)汽車控制帶來(lái)的巨變，并且從中選擇更加適合的離合器降低人們對(duì)汽車的操控難度?？偨Y(jié)：通過(guò)上機(jī)檢索課，我學(xué)到了不少電腦知識(shí)，也從中獲益良多，主要有以下幾點(diǎn)：1、課前的電腦小技巧讓我對(duì)電腦的操作有了更深的理解。2、通過(guò)手工檢索，我認(rèn)識(shí)到學(xué)校圖書館還有那么多有用的工具書。3、通過(guò)上機(jī)檢索，我學(xué)會(huì)了怎么搜索一些著名的文獻(xiàn)、論文等資料。4、通過(guò)這門課，我了解到一些網(wǎng)絡(luò)引擎的發(fā)展以及它們的各種用法。[參考文獻(xiàn)][1]葛安林.車輛自動(dòng)變速理論與設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993.[2]葉明,秦大同,劉振軍.輕度混合動(dòng)力AMT汽車自動(dòng)起步控制研究[J].中國(guó)機(jī)械工程,2005,16(5):442~445.[3]李永軍,陳樹星,催勇.機(jī)械式自動(dòng)變速器起步過(guò)程綜合控制[J].汽車工程,2003,25(2):178~181.[4]姚曉濤,秦大同,劉振軍.雙離合器自動(dòng)變速器起步控制仿真分析[J].重慶:重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,30(1):13~17.[5]BaiSh,MosesR,SchanzT.Developmentofanewclutchto-clutchshiftcontroltechnology[J].SAE,2002,23(8):873~885.[6]雷雨龍,葛安林,李永軍.離合器起步過(guò)程的控制策略[J].汽車工程,2000,22(4):266~269.[7]孫賢安,吳光強(qiáng).雙離合器式自動(dòng)變速器汽車換擋控制策略[J].仿真東南大學(xué)學(xué)報(bào),2011(04)[8]董翔宇,席軍強(qiáng),陳慧巖.并聯(lián)混合動(dòng)力汽車AMT無(wú)離合器換擋同步過(guò)程控制[J].汽車工程,2011(12)[9]陳清洪,秦大同,葉心.AMT重型汽車起步離合器最優(yōu)控制[J].