双离合器自动变速器的离合器接合规律研究

论文摘要

双离合器自动变速器(DualClutchTransmission，简称DCT)，是在平行轴式变速器的基础上发展起来的一种新型的自动变速器，它既有电控机械式自动变速器和手动变速器的结构简单、传动效率高等优点，又能够实现换挡过程车辆的动力不中断，同时具有燃油经济性好、换档时间短、换档品质高等优点。双离合器的接合过程很复杂，受影响的因素多、且其参数是动态变化的，同时双离合器的接合过程对车辆起步及换挡过程有很大影响，因此对双离合器自动变速器的离合器接合规律进行研究是非常有必要的，它在双离合器自动变速器的研发工作中占有举足轻重的地位。本文介绍了DCT的结构特点及工作原理，建立了DCT及双离合器接合过程的动力学模型，而后基于Matlab/Simulink软件建立双离合器接合过程的动力学模型，对起步及换挡过程中离合器的接合规律进行仿真分析，设计离合器接合过程的正压力控制系统，并采用模糊修正方法对双离合器的正压力进行修正，对比分析采用模糊修正系统前后车辆的换挡品质。本文做的主要工作有以下七个部分：(1)对6速湿式双离合器自动变速器的结构特点和工作原理进行分析，分析双离合器自动变速器的换挡过程及各挡位下DCT的动力流向；(2)根据发动机、双离合器自动变速器及整车的动力学方程，基于MATLAB/Simulink软件平台建立发动机、DCT及整车的动力学仿真模型；(3)根据动力性换挡规律原则，计算获取本文双离合器自动变速器的二参数收敛型动力性换挡规律，采用Stateflow建立双离合器自动变速器的换挡控制模型，用于控制车辆在换挡过程中双离合器进行接合；(4)详细分析了双离合器的9种接合状态，建立了离合器9种接合状态的动力学模型，基于Stateflow建立离合器9种接合状态的逻辑判断与切换模型；(5)分析起步及换挡过程中双离合器的接合规律，主要分析汽车负荷、节气门开度，离合器正压力上升速度、正压力曲线特性及正压力重叠特性对双离合器接合规律的影响，提出在何种情况下，车辆可以获得较好的换挡品质；(6)提出对双离合器正压力进行模糊修正控制的方法，用于修正双离合器接合过程的正压力，使车辆获得更好的换挡品质。设计双离合器正压力模糊修正控制器，模糊修正控制器采用双层模糊推理，分驾驶员意图模糊推理和离合器正压力模糊推理两个模块，驾驶员意图模糊推理作为离合器正压力模糊修正控制器的输入，利用MATLAB模糊控制工具箱，建立双离合器的正压力模糊修正控制系统；(7)对采用模糊修正控制系统的车辆进行仿真分析，与未采用模糊修正控制系统的车辆仿真分析结果对比，分析双离合器采用模糊修正控制系统后，车辆的换挡品质得到改善。通过本文对双离合器的接合规律进行研究，为双离合器的接合过程控制提供了方向，并提供了一种有效提高车辆换挡品质的双离合器接合过程控制方法，具有一定的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题选题背景
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 双离合器自动变速器的结构及工作原理
• 1.3.1 结构特点
• 1.3.2 工作原理
• 1.4 课题研究的意义及内容
• 第二章 双离合器自动变速器系统动力学模型
• 2.1 换挡品质及评价指标
• 2.1.1 冲击度
• 2.1.2 滑磨功
• 2.1.3 换挡时间
• 2.2 双离合器自动变速器系统
• 2.3 发动机模型
• 2.3.1 发动机稳态转矩特性
• 2.3.2 发动机稳态转矩特性修正
• 2.3.3 发动机输出转矩的控制
• 2.4 变速器模型
• 2.5 整车模型
• 2.6 双离合器自动变速器换挡模型
• 2.6.1 换挡规律概述
• 2.6.2 动力性升挡规律
• 2.6.3 动力性降挡规律
• 2.7 本章小结
• 第三章 双离合器动力学模型
• 3.1 离合器转矩传递特性
• 3.1.1 离合器静态转矩分析
• 3.1.2 动态摩擦系数
• 3.1.3 离合器动态转矩分析
• 3.2 双离合器油压特性
• 3.3 双离合器接合状态分析
• 3.4 双离合器换挡过程分析
• 3.4.1 前期转矩相
• 3.4.2 惯性相
• 3.4.3 后期转矩相
• 3.5 本章小结
• 第四章 双离合器自动变速器接合规律仿真分析
• 4.1 DCT起步过程分析
• 4.2 双离合器接合过程影响因素分析
• 4.3 起步过程双离合器接合规律分析
• 4.3.1 汽车负荷的影响分析
• 4.3.2 节气门开度的影响分析
• 4.3.3 离合器正压力的影响分析
• 4.4 换挡过程双离合器接合规律分析
• 4.4.1 汽车负荷的影响分析
• 4.4.2 节气门开度的影响分析
• 4.4.3 离合器正压力的影响分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 双离合器自动变速器控制仿真
• 5.1 模糊控制系统
• 5.2 模糊化输入和输出模糊
• 5.2.1. 驾驶员意图模糊推理模块
• 5.2.2. 离合器模糊推理模块
• 5.3 模糊控制规则库
• 5.3.1. 驾驶员意图模糊控制规则
• 5.3.2. 离合器模糊控制规则
• 5.4 DCT连续换挡仿真分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果
• 致谢