双离合器自动变速系统匹配控制研究

论文摘要

针对国内变速器生产厂的现有条件,开展双离合器自动变速系统的关键技术研究,开发具有自主知识产权的双离合器自动变速器,对打破国外的技术垄断,掌握核心技术,促进我国汽车工业的发展与技术进步具有十分重要的现实意义。本文主要进行了以下研究工作:1)通过发动机性能试验,利用插值方法建立了发动机稳态数值模型和动态数值模型;对双离合器自动变速系统径向弹簧型双质量飞轮扭振减振器进行了设计和分析,分别建立了装有径向弹簧型双质量飞轮扭振减振器和离合器从动盘式扭振减振器无阻尼固有特性计算分析模型,并对比分析了两者对动力传动系统的减振效果;在所设计的膜片弹簧离合器的基础上,建立了该膜片弹簧离合器载荷-变形特性模型;最后建立了双离合器自动变速传动系统的动力学模型;2)建立了汽车离合器滑磨功和压盘表面温升的计算分析模型;推导出离合器片摩擦系数与影响因素之间的关系式,确立了双离合器自动变速汽车离合器转矩精确传递的计算分析模型;在分析步进电机和离合器执行机构动态响应特性的基础上,建立了离合器执行机构和离合器转矩传递动力学模型;并对汽车离合器起步时主、从动盘的接合过程及离合器转矩传递特性进行了仿真分析;3)在双离合器自动变速汽车起步时离合器接合速度影响因素分析的基础上,以提高汽车起步品质为原则,建立了节气门开度及其变化率为输入的两离合器接合程度和汽车起步挡位的模糊控制器,设计出离合器转速差及其变化率为输入的离合器接合速度模糊控制器;并以长安CV11轿车为例进行了仿真分析;4)提出了基于模糊神经网络的最佳挡位判断方法,研究了基于Takagi-Sugeno模型的神经网络结构及其算法,建立了基于Takagi-Sugeno模型的神经网络的汽车自动变速器换挡规律模型;利用汽车实际车速与目标车速之差及其变化率建立了发动机模糊-最速控制模型;并对基于该模糊神经网络的汽车自动变速器换挡规律进行了仿真分析;5)在分析双离合器自动变速汽车换挡品质影响因素的基础上,设计出两离合器分离、接合速度模糊控制器,并利用挡位传动比的变化对两离合器分离、接合速度模糊系统输出量进行量化修正;并通过Matlab/simulink对装有双离合器自动变速汽车换挡品质进行了仿真分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 自动变速器的类型及发展方向
• 1.2.1 液力机械自动变速器
• 1.2.2 电控机械自动变速器
• 1.2.3 无级自动变速器
• 1.2.4 自动变速器的发展方向
• 1.3 双离合器自动变速器
• 1.3.1 双离合器自动变速器工作原理分析
• 1.3.2 双离合器自动变速传动系统的特点及关键技术
• 1.4 本论文的主要任务和内容
• 2 双离合器自动变速传动系统动力学模型
• 2.1 引言
• 2.2 发动机数值模型的建立
• 2.2.1 发动机速度特性
• 2.2.2 发动机稳态转矩特性
• 2.2.3 非稳态工况下发动机转矩特性的修正
• 2.3 双质量飞轮式扭振减振特性研究
• 2.3.1 双质量飞轮式扭振减振器结构分析
• 2.3.2 径向弹簧型双质量飞轮扭振减振器工作原理分析
• 2.3.3 径向弹簧型双质量飞轮扭振减振器两侧转动惯量的确定
• 2.3.4 径向弹簧型双质量飞轮扭振减振特性分析与设计计算
• 2.3.5 径向弹簧型双质量飞轮扭振减振器减振分析
• 2.4 膜片弹簧力学模型
• 2.4.1 拉式膜片弹簧离合器结构分析
• 2.4.2 拉式膜片弹簧的载荷-变形特性（A-L 法）
• 2.4.3 膜片弹簧载荷-变形特性分析
• 2.5 双离合器自动变速系统动力学模型
• 2.6 本章小结
• 3 离合器转矩精确传递计算分析
• 3.1 引言
• 3.2 离合器摩擦片摩擦系数变化关系的确定
• 3.2.1 离合器摩擦材料的摩擦系数影响因素
• 3.2.2 离合器表面温度随滑磨功的变化关系
• 3.2.3 离合器摩擦片摩擦系数的确定
• 3.3 离合器压力与执行机构动态响应关系
• 3.3.1 三相混合式步进电机的内部结构及工作原理
• 3.3.2 三相混合式步进电动机特性分析
• 3.3.3 离合器执行机构动态特性分析
• 3.4 离合器转矩传递分析
• 3.4.1 变速器低挡运行
• 3.4.2 低挡转矩相
• 3.4.3 惯性相
• 3.4.4 高挡转矩相
• 3.4.5 变速器高挡运行
• 3.5 离合器转矩精确传递仿真分析
• 3.6 本章小结
• 4 双离合器自动变速汽车起步过程离合器控制研究
• 4.1 引言
• 4.2 起步品质的评价指标
• 4.2.1 换挡时间
• 4.2.2 冲击度
• 4.2.3 离合器滑磨功
• 4.3 车辆起步离合器接合速度影响因素分析
• 4.3.1 离合器主、从动盘转速差的影响
• 4.3.2 离合器主、从动盘转速差的变化率的影响
• 4.3.3 节气门开度的影响
• 4.3.4 节气门开度变化率的影响
• 4.4 离合器起步接合速度的模糊控制
• 4.4.1 输入量的模糊化和模糊输出量
• 4.4.2 模糊控制规则库的确定
• 4.5 汽车起步仿真分析
• 4.5.1 汽车爬行起步仿真分析
• 4.5.2 汽车正常起步仿真分析
• 4.5.3 汽车急起步仿真分析
• 4.6 本章小结
• 5 双离合器自动变速汽车智能换挡规律研究
• 5.1 引言
• 5.2 基于模糊神经网络的汽车自动变速器换挡规律模型的建立
• 5.2.1 模糊系统的Takagi-Sugeno 模型.
• 5.2.2 Takagi-Sugeno 模型模糊神经网络系统结构.
• 5.2.3 Takagi-Sugeno 模型模糊神经网络学习算法研究.
• 5.2.4 换挡规律模糊神经网络的建立
• 5.2.5 换挡规律的神经网络模型
• 5.3 发动机模糊-最速双模态控制建模
• 5.3.1 模态决策系统
• 5.3.2 模糊（Fuzzy）控制器的设计
• 5.3.3 最速（BangBang）控制器设计
• 5.4 换挡规律的模糊神经网络仿真分析
• 5.4.1 换挡规律的模糊神经网络学习训练
• 5.4.2 换挡规律的工况仿真分析
• 5.5 本章小结
• 6 双离合器自动变速汽车换挡过程离合器控制研究
• 6.1 引言
• 6.2 双离合器自动变速系统换挡过程分析
• 6.2.1 升挡过程分析
• 6.2.2 降挡过程分析
• 6.3 换挡品质影响因素分析
• 6.4 双离合器自动变速汽车换挡过程离合器模糊控制研究
• 6.4.1 离合器模糊控制系统输入输出模糊化
• 6.4.2 离合器模糊控制系统规则库的建立
• 6.4.3 离合器模糊控制系统输出的量化修正
• 6.5 双离合器自动变速系统换挡过程仿真分析
• 6.5.1 Ⅰ挡升Ⅱ挡仿真结果分析
• 6.5.2 Ⅴ挡升Ⅵ挡仿真结果分析
• 6.5.3 Ⅳ挡降Ⅲ挡仿真结果分析
• 6.6 本章小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录