考虑DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的双质量飞轮参数优化.pdf

振动与冲击第42 卷第14期JOURNAL OFVIBRATION AND SHOCKVol.42 No.14 2023考虑DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的双质量飞轮参数优化郭政，秦大同，李盛炜，刘永刚（1.重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆40 0 0 44;2.北京华航海鹰新技术开发有限责任公司，北京10 0 0 13）摘要：在车辆起步过程中，发动机输出转矩波动会导致离合器接合不稳定，从而影响整车动力传动系统的平顺性。双质量飞轮（dualmassflywheel，D M F）可减小发动机转矩波动对离合器及整车动力传动系统的影响。针对起步过程离合器接合不稳定影响整车平顺性的问题，以双离合器自动变速器（dualclutch automatictransmission，D C T）车辆为研究对象,研究了DMF的刚度、阻尼和初级与次级飞轮惯量比对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响,并建立了以离合器黏滑比和整车冲击度为目标函数的多目标优化模型，利用遗传算法对模型进行优化，得到了使离合器接合稳定性提高且整车冲击度明显降低的DMF最优参数组合。关键词：双质量飞轮（DMF）；遗传算法；离合器接合稳定性；黏滑比；双离合器自动变速器（DCT）；起步过程中图分类号：TH212;TH213.3文献标志码：AD0I:10.13465/ki.jvs.2023.14.019Parameter optimization of a dual mass flywheel considering clutch engagementstability during the starting of a DCT vehicleGUO Zheng,QIN Datong,LI Shengwei?,LIU Yonggang(1.The State Key Laboratory of Mechanical Transmission,Chongqing University,Chongqing 400044,China;2.Beijing Huahang Haiying New Technology Development Co.,Ltd.,Beijing 100013,China)Abstract:In the starting process,the fluctuation of engine output torque leads to unstable clutch engagement andaffects the transmission smoothness of the vehicle powertrain and the ride comfort of the vehicle.The dual mass flywheel(DMF)can reduce the influence of engine torque fluctuation on the clutch and vehicle powertrain.Aiming at the problemthat clutch engagement instability affects vehicle ride comfort during the starting process,the influences of DMF stiffness,damping and the inertia ratio of primary and secondary parts of the DMF on the clutch engagement stability of a dual clutchautomatic transmission(DCT)vehicle during the starting process was studied.A multi-objective optimization model withthe clutch stick slip ratio and vehicle jerk as the objective functions was established.The model was optimized by using agenetic algorithm.The optimal parameter combination of the DMF which improves the clutch engagement stability andsignificantly mitigates the vehicle impact was obtained.Key words:dual mass flywheel(DMF);genetic algorithm;clutch engagement stability;stick-slip ratio;dual clutchautomatic transmission(DCT);starting process近年来双离合器自动变速器（dual clutchautomatictransmission，D C T)在汽车上得到广泛应用并得到大量关注。双质量飞轮（dual mass flywheel，D M F）作为安装在发动机与离合器输人端之间重要的扭转减振元件，用于减小发动机转矩波动对离合器及整车动力传动系统的影响。离合器输入端转矩波动（即发动机通基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（U1764259）收稿日期：2 0 2 2-0 5-2 5修改稿收到日期：2 0 2 2-0 9-0 7第一作者郭政男，博士生，1990 年生通信作者秦大同男，教授，博士生导师，1956 年生过DMF输出的转矩波动)对离合器的接合稳定性有不可忽略的影响,DMF刚度、阻尼和惯量参数会影响起步过程离合器接合稳定性，但难以获取最优的一组参数。车辆起步过程中，离合器接合不稳定会影响整车动力传动系统的平顺性2】，甚至导致车辆发生抖动和耸车现象,严重影响驾乘舒适性3。因此有必要研究DMF及其主要参数对DCT车辆离合器接合稳定性的影响。汽车离合器主要由主动盘、从动盘、压紧机构和分离机构组成。其中离合器主动盘与发动机转矩输出端的DMF相连，离合器从动盘与变速器的输入轴相连，离合器主动盘与从动盘通过摩擦片之间的摩擦来传递第14期接合过程的转矩。目前关于离合器接合稳定性影响的研究主要是从离合器摩擦因数，离合器接合速率和离合器接合过程压紧力的变化，以及离合器输入输出轴安装不对中等方面进行研究4-6。胡宏伟等7 建立了4自由度传动因统动力学模型,分析了离合器接合面摩擦因数变化对离合器接合过程稳定性的影响以及离合器自激振动产生机理，表明离合器接合面摩擦因数变化率为负和作用在离合器摩擦面上的正压力波动会引起和加剧离合器接合过程抖动。张飞铁等8 通过建立湿式离合器的数学模型，得到离合器动态摩擦因数为正斜率时，离合器传递的转矩是收敛的，而离合器动态摩擦因数为负斜率时，其传递的转矩是发散的。Sivanesan等9建立了包括发动机飞轮、离合器、齿轮箱和车辆传动系的4自由度扭转动力学模型，分析表明离合器外部扭矩和离合器压力波动的增加会导致离合器主、从动盘黏动和滑动动态切换的增加。Yuan等10 建立了13自由度动力总成分支模型，揭示了启动抖动机理。并且发现离合器摩擦盘负梯度特性是促使离合器从动盘转速波动加剧的决定因素。Gregori通过离合器摩擦因数试验得到随着离合器主、从动盘转速差增大，离合器摩擦因数减小会使离合器在接合过程产生较大的抖动。上官文斌等12 通过考虑离合器接合过程中存在的黏滑现象，分析了离合器从动盘的扭转刚度和轴向刚度对车辆起步抖动的影响。Crowther等13对离合器接合抖动和黏滑进行了分析和数值研究，得到离合器压紧力波动、离合器接合过程的抖动以及离合器外部扭矩波动会引起离合器接合时在黏动和滑动状态之间的动态变化。王阳阳等14基于离合器半联动操作过程中的滑摩功，得到了离合器摩擦片轴向压力、相对滑摩转速和滑摩时间是影响离合器热稳定性的关键因素。Yuan 等15通过建立分离轴承行程与离合器夹紧力之间的非线性关系，获得离合器压紧力的波动会加剧车辆起步过程抖动。陈俐等16 研究了离合器接合过程中抖动，提出了抑制抖动的压力控制方法。王晓燕等17 通过建立热变形微观法向单元接触数学模型,分析了离合器摩擦副摩滑过程轴向振动特性。李晓祥等18 分析了离合器接合过程动摩擦因数的不确定性对离合器接合过程稳定性的影响，并通过控制离合器接合过程实现离合器平稳接合。王登峰等19分析了DMF主要参数对动力传动系固有特性及强迫振动响应特性的影响，给出了DMF主要参数的选取原则。陈龙等2 0-2 1通过急速工况传动系4自由度扭振模型，分析不同扭转减振器在怠速、匀速、加速和减速等不同工况下对整车振动以及车辆的噪声、振动与声振粗糙度综合性能的影响。Walker等2 2 通过比较了4自由度和15自由度模型整车动力学模型，得到换挡过程由郭政等：考虑DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的双质量飞轮参数优化动机谐波转矩模型，如式（1）所示。T。=T e m+T e mEA,s i n(n o。+,)+T(1)式中：T。为发动机输出转矩;Tem为发动机平均转矩;An为谐波幅值;n为谐波阶数;n为相位角;0。为发动机曲轴旋转角速度；ZA,sin(n。+n）发动机转矩的谐波分量之和;T为发动机曲柄往复惯性矩。1.2DMF动力学模型DMF主要由初级飞轮、次级飞轮和弹性阻尼装置163于发动机转矩波动，离合器频繁在黏动与滑动状态间切换,从而导致离合器接合稳定性变差的问题。曾礼平等2 3考虑了DMF非线性因素的影响,分析了DMF参数对汽车动力传动系统非线性频率特性的影响。目前已有文献缺乏DMF参数对车辆起步过程离合器接合稳定性影响的研究，而离合器接合稳定性对车辆起步性能有重要影响。因此本文以某厂家提供的7速湿式DCT车辆为研究对象,研究了在发动机动态转矩条件下,DMF及其主要参数对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响。首先建立了DCT整车动力学模型，包括发动机谐波转矩模型、离合器黏动和滑动状态下的摩擦转矩模型以及DMF扭转动力学模型。同时提出了以离合器在接合过程中的黏滑比作为离合器接合稳定性的评价指标，分析了DMF的刚度、阻尼和初、次级惯量比对车辆起步过程离合器接合稳定性的影响规律。最后,建立了多目标优化模型，利用遗传算法对目标函数进行优化,获得了一组Pareto解集,并采用理想解排序法得到了使离合器接合稳定性最佳，整车冲击度最小的DMF最优参数组合。以上研究结果为提高车辆起步过程离合器接合稳定性以及DMF参数优化设计提供了参考。1动力传动系统建模根据DCT车辆系统结构特点和动力学特性,考虑发动机谐波转矩和曲柄往复惯性矩的转矩波动、离合器主、从动盘黏滑状态下的摩擦转矩及DMF扭转特性,采用集中参数法建立DCT车辆系统动力学模型。1.1发动机转矩模型发动机工作过程是一个复杂的物理过程，现有整车传动系统建模中，发动机转矩模型主要采用发动机平均值模型。利用查表的方式，通过发动机节气门开度和转速。来确定发动机输出转矩，但忽略了发动机在工作过程中谐波转矩的影响2 41。发动机实际输出转矩对DMF输出转矩波动有很大的影响,因此为了研究DMF对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响，需要建立更精确的发动机转矩模型。根据Crowther等2 5的研究，在发动机转矩生成机理的基础上，建立发(6)164三部分结构组成，运用集中参数法建立DMF动力学模型如图1所示。T图1DMF动力学模型Fig.1 Dynamic model of DMF图1中：In为DMF初级飞轮转动惯量；Iz为DMF次级飞轮转动惯量；T，为施加在初级飞轮上的驱动转矩;T,为离合器作用在次级飞轮上的转矩；K,为DMF初、次级飞轮之间弹簧刚度；C为DMF初、次级飞轮之间弹簧阻尼。DMF的动力学方程如式(2)所示In0m=T,-K,(0n-02)-C2(n-2)ln O=K2(0m-2)+C2(0m-0m)-T2式中，n，0 2，m，m，m,2 分别为初级、次级飞轮对应的角加速度、角速度和角位移。本文以某国产DCT车辆为研究对象，企业提供的DMF主要参数如表1所示。表1DMF主要参数Tab.1 Model simulation parameters of DMF12/参数(kg:m)(kgm)Nm/()(Nms rad-)数值0.0751.3离合器动力学模型离合器作为摩擦元件，具有黏滑特性2 6-2 7。当离合器主、从动盘转速同步时称离合器处在黏动状态；当离合器主、从动盘相互接触但具有一定转速差时称离合器处在滑动状态。为了分析离合器不同状态下的转矩传递特性，建立如图2 所示的离合器动力学模型。T，图2 离合器动力学模型Fig.2 Dynamic model of clutch图2 中：1。为离合器主动端转动惯量；Il为离合器从动端转动惯量；T，为作用在离合器主动端的输人转矩;T。为离合器摩擦片传递转矩；T4为离合器从动端输出转矩。振动与冲击由于发动机输出转矩波动，引起离合器主、从动盘接合过程不稳定，会导致离合器主、从动盘在黏动状态和滑动状态之间反复切换。根据Karnopp摩擦模K2型2 8，可认为当离合器主动盘转速和从动盘转速的转T2速差小于某一很小的阈值时，认为主、从动盘达到同步，处在黏动状态。当离合器主、从动盘转速差大于该C2阈值时,认为主从动端处在滑动状态。基于离合器黏滑理论，离合器摩擦片传递转矩T。的计算公式为T,sgn(e-2),10-0e/0uT。=T u,(T,sgn(T.)，l e-/u 且 TmIT.l式中：T为离合器摩擦转矩;T.为离合器完全接合后所传递的转矩；Tm为离合器传递的最大静摩擦转矩；Qcl为离合器主动盘转速；0 为离合器从动盘转速；0 a为转(2)速差很小的某一阈值，阈值的取值相关研究没有具体的某一值，而是需要根据具体情况，不同条件进行设置。某整车企业给我们的建议是在50 r/min以内合理。同时参照Crowther等的研究经验，本文设置转速差阅值6 为2 r/min。s g n 为符号函数。当离合器主从动端转速差大于0 时，离合器处在滑动状态，离合器传递转矩T。为T。=T=N,Fu k RmK2/C2/0.075102023年第42 卷1-0/0m且 T.m|T.(3)(4)式中：N。为摩擦副的数目;F为作用在离合器摩擦面上的压紧力;k为滑动摩擦因数;R为摩擦副等效摩擦5半径。离合器摩擦副最大静摩擦转矩Tsm为Tam=N,FusmRm式中,sm为摩擦副最大静摩擦因数。当离合器主从动端转速差小于且离合器传递的转矩T。小于离合器最大静摩擦转矩Tm时，离合器处在黏动状态。即l=Q2=0。,此时离合器传递的转矩由传动系统决定T4T.=T,=当离合器传递转矩T。超出离合器最大静摩擦转矩T时，离合器又进人滑动状态，传递的转矩大小变为Tk,转矩的方向与T.相同。T。=T,s g n(T.u)1.4DCT整车动力学模型基于上述所建立的动力学模型基础上，采用集中参数法建立DCT整车传动系统动力学模型，如图3所示。(5)I2T,-(l2-Ie)0elel+Ie2(7)第14期Fig.3Dynamic model of DCT vehicle powertrain图3中：1。为发动机曲轴转动惯量;In为DMF初级飞轮转动惯量；I为DMF次级飞轮转动惯量;l。为离合器主动盘转动惯量；l为离合器1从动盘转动惯量；l2为离合器2 从动盘转动惯量；l3为中间轴1及其关联齿轮和主减速器1的等效转动惯量；I4为中间轴2 及其关联齿轮和主减速器2 的等效转动惯量；I，为差速器、半轴的等效转动惯量;I、为整车转动惯量；K为发动机输出轴扭转刚度；K，为DMF初、次级飞轮之间弹簧刚度；C为DMF初、次级飞轮之间弹簧阻尼;K，为DMF次级飞轮与离合器连接刚度;K4为车辆半轴与车轮间的扭转刚度；C4为车辆半轴与车轮间的阻尼；T。为发动机转矩；T.和T。分别为离合器1和离合器2 传递转矩；T为车辆所受的阻力矩。以一挡起步为例，在离合器滑动阶段的整车动力学方程如下I.0。=T。-K(0。-O n)In On=K(0。-O n)-K(0 m -)-C,(0 m -2)In 0=K;(m-0n)+C2(0-0z)-K,(02-0。)I.0。=K,(0 2 -0.)-T e lleg s=iaiTel-K4(s-0.)-C4(0,-0)I,e、=K 4(0 -0.)+C4(0,-0)-T,式中：leq为1,2,l3,14和I，等效到输出轴的转动惯量；i为1挡传动比；ia为主减速器1传动比；。，0。和9。分别为离合器主动盘角加速度、角速度和角位移；9，和s分别为半轴角加速度、角速度和角位移；,0和、分别为车轮角加速度、角速度和角位移。式(8)中lei的计算如下le=(1+1)+(1+1)+1，(9)式中：iz为2 挡传动比；ia2为主减速器2 传动比。式（8)中T为车辆阻力矩包括滚动阻力矩T，空气阻力矩T以及爬坡阻力矩T，即TL=T,+Tw+T,滚动阻力矩T.,空气阻力矩T和爬坡阻力矩T分郭政等：考虑DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的双质量飞轮参数优化T.=SKK图3DCT车辆传动系统动力学模型165别如下T,=(mv+ml)gfrwCA.T,=(mv+ml)gsin 州式中：m为整车整备质量；m为当前载重质量；g为重T2力加速度;f为滚动阻力系数；rw为车轮滚动半径；Cp为空气阻力系数；A、为迎风面积；u、为车速；为坡度角。当一挡稳定运行时，离合器主、从动盘转速相等，即。=1。此时整车动力学方程如下I.0。=T。-K,(0。-0 n)In Om=K(0。-0 m)-K 2(0 m-2)-C2(0 m -0 2)In 02=K2(0m-02)+C2(0m-02)-Kg(02-)e。=K,(0 2 -0.)-I,e=K4(0s-,)+C4(0s-0,)-T,2离合器接合稳定性评价指标为了评价车辆起步过程DMF对离合器接合稳定性的影响，提出了离合器黏滑比作为离合器接合过程稳定性的评价指标。即离合器从开始接合（主、从动盘转速初次同步)至接合完成的时间内离合器主、从动盘处在黏动状态所占的时间与总时间的比值。若黏滑比越大，表示离合器在接合过程中主、从动盘处在黏动状(8)态的时间越长,离合器接合稳定性越好。相反,若黏滑比越小，表示离合器在接合过程中主、从动盘处在滑动状态的时间越长，离合器接合稳定性越差。黏滑比计算式为R.tat式中：Rt为离合器黏滑比；tat为离合器从开始接合（即主、从动盘转速初次同步）至接合完成的时间；t。为tat时间内离合器处于黏动状态（即逻辑值为1)的时间。3DMF及其参数对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响利用MATLAB/Simulink软件,采用Runge-Kutta求解器,对车辆在一挡起步过程进行仿真，研究DMF及其参数对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影(10)响。本文以某国产DCT车辆为研究对象,车辆主要相关参数如表2 所示。(11)(12)(13)(14)K4(0s-0,)+C4(0s-0.)ii(15)166整车整备质量m/kg风阻系数 Cp车轮半径r/m迎风面积A./m发动机曲轴转动惯量I。/（k g m）初级飞轮转动惯量In/（k g m）次级飞轮转动惯量lz/（k g m）离合器主动盘转动惯量l（k g m）离合器1从动盘转动惯量I/（k g m）离合器2 从动盘转动惯量I/（k g m）中间轴1及其关联齿轮、主减速器1等效转动惯量l/(kg m)中间轴2 及其关联齿轮、主减速2 等效转动惯量I/(kg m)差速器、半轴以及车轮的等效转动惯量Is（k g m）整车等效到输出轴的转动惯量I、/（k g m）在仿真过程中为了更直观反映离合器黏动和滑动状态变化,用逻辑值1和0 定义离合器黏滑过程的黏滑状态，如表3所示。表3离合器黏滑状态逻辑值Tab.3Logic value of clutch stick slip state离合器状态逻辑值如图4所示为起步过程离合器主、从动盘转速变化，在0.8 s时离合器主、从动盘开始接合。180(L-s-pel)/0联转器号13080离合器从动盘30-200图4离合器转速变化曲线Fig.4Torque variation curve of clutchDMF可在相当程度上减小发动机转速波动对DCT动力传动系统的影响，但DMF及其参数对DCT整车起步过程离合器接合稳定性以及对整车起步性能的影响规律尚不清楚。因此本文研究了DMF及其主要参数初级与次级飞轮之间弹簧刚度K,、初级与次级飞轮之间弹簧阻尼C,和初级与次级飞轮惯量比对DCT车振动与冲击表2 仿真参数辆起步过程离合器接合稳定性的影响规律，在此基础Tab.2Simulation parameters参数黏动1一离合器主动盘0.4t/s2023年第42 卷上对通过多目标优化，获得给定车辆参数条件下DMF数值参数对起步过程离合器接合稳定性影响的最优组合。1 620为了得到DMF刚度、阻尼和惯量比的优化参数，0.36需先单独分析各个参数对离合器接合稳定性的影响。0.353.1DMF刚度对DCT车辆起步过程离合器接合稳定2.6性的影响0.03设定DMF初级与次级飞轮惯量比为1,即I，l 20.075均为0.0 7 5kgm,阻尼C分别为5Nms/rad,0.07510Nms/rad和15Nms/rad时，离合器黏滑比Rst随0.1DMF扭转刚度K,（2 30 Nm/（）的变化情况如图0.003 85所示。0.950.001 90.900.009 10.850.007 70.800.054 4198.45滑动00.81.2-C,=5-C,-10 C,=-150.7525-05DMF刚度K,/Nm()-图5DMF刚度对离合器黏滑比R,的影响Fig.5 The effect of DMF stiffness on clutch stick-slip ratio由图5可知,在给定的参数范围内,随着刚度的增大，黏滑比快速减小，离合器接合稳定性变差；当刚度大于某一值后，黏滑比较小且基本稳定在较小值范围内。说明在给定的参数范围内,DMF刚度较小时,离合器接合稳定性较好，当DMF刚度大于某一值后，刚度变化对离合器接合稳定性的变化影响不大但此时离合器接合稳定性较差。3.2DMF阻尼对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响设定DMF初级与次级飞轮惯量比为1,扭转刚度K,为2 Nm/(),5 Nm/(),15 Nm/(),25Nm/（）和35Nm/（）时,离合器黏滑比Rs随阻尼Cz（2 30 Nms/rad)的变化情况如图6 所示。0.95-,-,-,-1-,-2-K,-350.900.850.800.750图6 DMF阻尼对离合器黏滑比R.的影响Fig.6The effect of DMF damping on clutch stick-slip ratio10510DMF阻尼C,/Nms-rad-15152020302530第14期由图6 可知，当扭转刚度较小时，随着DMF阻尼值的增大离合器黏滑比较大且较为稳定，离合器接合稳定性较好，而当阻尼大于某一值时，随着阻尼的增大，黏滑比快速减小后稳定在较小值，离合器接合稳定性较差。当DMF扭转刚度较大且阻尼较小时,随着阻尼的增大，黏滑比快速增大，离合器接合稳定性快速变好；当阻尼大于某一值时,阻尼的变化对黏滑比的影响较小且基本稳定在较大范围内；而当阻尼较大时,随着阻尼的增大，黏滑比快速减小之后趋于稳定，离合器接合稳定性较差。综合来看，对于给定的整车参数，当DMF阻尼值在中间值(42 0 Nms/rad)内时,离合器黏滑比较大,阻尼的变化对黏滑比的变化影响较小,离合器接合稳定性较好。3.3DMF惯量比对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响设定DMF阻尼C为5Nms/rad,扭转刚度K,为2 Nm/(),6 Nm/()和10 Nm/()时,离合器黏滑比R随初级与次级飞轮惯量比(0.2 2.0)的变化情况如图7 所示。0.95-.,-K,-6-.1.0.900.850.800.750.20.40.60.81.01.21.41.6DMF惯量比图7 DMF惯量比对离合器黏滑比Rs的影响Fig.7 The effect of inertia ratio of DMF on clutchstick-slip ratio由图7 可知,随着DMF初级与次级飞轮惯量比的增大,离合器黏滑比先快速增大后趋于稳定平缓。说明当DMF初级与次级飞轮惯量比较小时，离合器接合稳定性较差，当DMF初级与次级飞轮惯量比较大时，黏滑比较大，此时离合器接合稳定性较好。4DMF参数多目标优化为获得DMF对起步过程离合器接合稳定性影响的最优参数组合，提高离合器接合稳定性及整车平顺性，需要对DMF的参数进行优化。4.1起步过程离合器接合稳定性多目标优化模型考虑DMF参数对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性影响（见图5图7），结合实际减振要求惯量比郭政等：考虑DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的双质量飞轮参数优化Opt(Rst ji)max(Rst)f(X)=Lmin(i)约束条件为X=(,K2,C2)0.8 1.42 Nm/()K,4 Nm/()L4 N ms/rad C,20 N ms/rad4.2起步过程离合器接合稳定性多目标优化结果与分析采用遗传算法对离合器黏滑比R，和整车冲击度j进行优化。设置初始种群数目为30,概率为0.7,收敛条件为10 0 代，后代变异比例为0.0 0 7，当种群进化完毕，得到如图8 所示的离合器黏滑比R和整车冲击度j的 Pareto 前沿。51.82.09.08.58.07.57.00.88图8 起步过程离合器接合稳定性Pareto前沿Fig.8 Pareto front of clutch engagement stability duringstarting为了从Pareto前沿的非劣解中得到最优解，选取Pareto解集中的10 组非劣解如表4所示,采用逼近理想解排序的方法对10 组非劣解进行优选，计算相对接近度。可得第4组参数刚度为2.32 Nm/（）、阻尼为13.2 Nms/rad和惯量比为1.2 5为最优参数组合方案。167选取范围2 9,确定DMF惯量比在0.8 1.4,刚度值在24 Nm/（)以及阻尼在4 2 0 Nms/rad内选取，此时,离合器黏滑比较大，离合器接合稳定性较好。为了优化离合器接合稳定性且兼顾整车平顺性，需同时考虑离合器接合稳定性和整车冲击度。整车冲击度是指车辆加速度的变化率，是反映车辆平顺性的重要指标30。车辆起步过程离合器黏滑比R.越大离合器接合稳定性越高，同时整车冲击度i越小整车舒适性越好。因此，选取起步过程离合器接合过程的离合器黏滑比R和整车冲击度j作为目标函数，建立如下优化模型(16)(17)(18)0.900.92黏滑比Rs0.940.960.98168Tab.4Multi-objective optimization scheme rankingresults of DMFparameters参数值目标值样品号K210.982.309.30.9057.6720.972.4112.10.8828.7031.082.1311.80.8938.2041.252.32 13.20.9327.3251.302.2014.10.9527.3961.282.0012.00.9107.8071.242.3012.80.9257.6881.192.4512.50.9657.5891.312.8012.70.9767.56101.27 2.1113.40.9437.42将多目标优化获得的DMF最优参数组合与DMF未优化参数组合（K，C和分别为10 Nm/（）,5Nms/rad和1,表1中企业给定的未考虑离合器接合稳定性的DMF参数组合）分别代人DCT车辆模型，仿真结果如图9 所示。得到DMF未优化参数组合条件下离合器黏滑比为0.7 8 9,整车冲击度的最大波动幅值为16.5m/s3，而DMF优化参数组合条件下离合器黏滑比为0.9 6 5，整车冲击度的最大波动幅值为13.4m/s3。相较于DMF未优化参数组合，最优参数组合离合器接合稳定性提高了2 2%，冲击度降低了18.8%。10010最优参数组合一未优化参数组合V0-100图9 IDMF最优参数组合与未优化参数组合仿真对比Fig.9Simulation comparison between optimal parameter andnon optimal parameter combination of DMF振动与冲击表4DMF参数多目标优化方案排序结果5 结 论为了优化双质量飞轮对起步过程离合器接合稳定相对结果C2R.t最优参数组合一未优化参数组合0.4t/s（a）起步过程离合器状态仿真对比0.4t/s（b）起步过程整车冲击度仿真对比2023年第42 卷性的影响，建立了考虑发动机动态转矩、离合器主、从接近度动盘黏滑状态的摩擦转矩以及DMF扭转特性的DCT0.89260.727100.80790.96510.93430.88080.91340.89450.88470.93920.81.20.81.2车辆动力学模型,研究了DMF的刚度、阻尼和初、次级飞轮惯量比对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响，并基于遗传算法获得了给定车辆参数条件下DMF参数的最优组合，得到如下结论：(1)对于给定的DCT车辆和DMF参数范围内,当DMF扭转刚度较小时,离合器黏滑比较大，离合器接合稳定性较好，但随刚度增大离合器黏滑比呈减小趋势，离合器接合稳定性变差；当DMF阻尼值取中间范围值时,离合器黏滑比较大，离合器接合稳定性较好；随着DMF初、次级飞轮惯量比增大,离合器黏滑比增大,离合器接合稳定性变好。(2)基于遗传算法，以起步过程离合器黏滑比和整车冲击度为目标函数,对DMF刚度、阻尼和初、次级飞轮惯量比进行优化，得到DMF最优参数组合。与未优化的参数组合相比，最优参数组合下的车辆起步过程离合器接合稳定性得到提高且整车冲击度明显降低。参考文献1刘永刚,张静晨,万有刚,等.基于数据驱动的双离合器自动变速器换挡过程自适应控制J.汽车工程，2 0 2 1,43(6):891-898.LIU Yonggang,ZHANG Jingchen,WAN Yougang,et al.Adaptive shifting control for data driven dual clutchtransmissionJ.Automotive Engineering,2021,43(6):891-898.【2 杨立昆，马彪,李和言.湿式离合器接合过程摩擦振颤的影响因素J.北京理工大学学报，2 0 16，36（7）：673 678.YANG Likun,MA Biao,LI Heyan.Influence factors offriction-induced oscillation during wet clutch engagement J.Transactions of Beijing Institute of Technology,2016,36(7):673 678.3陈达亮，王东，顾灿松，等汽车起步抖动评价方法研究J机械工程与自动化，2 0 18，2 0 8（3）：144-146.CHEN Daliang,WANG Dong,GU Cansong,et al.Researchon assessment method of vehicle starting jundder J.Mechanical Engineering Automation，2 0 18，2 0 8（3）:144-146.4LI M,K H O NSA RI M,M C C A RT H Y D,e t a l.Pa r a m e t r icanalysis of wear factors of a wet clutch friction material withdifferent groove patternsJ.Proceedings of the Institution ofMechanical Engineers,Part J.Journal of EngineeringTribology,2017,231(8):1056-1067.5杨立昆，李和言,马彪.湿式离合器接合过程摩擦振颤机理研究J.振动与冲击,2 0 16,35(9)：117-12 2.YANG Likun，LI H e y a n，M A Bi a o.Fr i c t i o n-i n d u c e dvibration of wet clutches J.Journal of Vibration and第14期Shock,2016,35(9):117-122.6 WAN G Q,LI K Q,PEI L,et al.Optimal tracking controlfor automatic transmission shift process J.Journal of BeijingInstitute of Technology,2015,24(4):458-465.7 胡宏伟,周晓军，杨先勇，等.离合器接合过程中抖动及其影响因素的分析J.浙江大学学报（工学版），2 0 0 9,43(3):535-539.HU Hongwei,ZHOU Xiaojun,YANG 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