DCT起步和换挡控制策略.ppt

DCTDCT双离合自动变速器起步和换挡控制策略双离合自动变速器起步和换挡控制策略1.单离合器接合过程和品质评价2.双离合器自动变速器起步控制策略3.双离合器自动变速器换挡控制策略1.1 单离合器接合过程1.2 单离合器接合起步过程的评价指标冲击度和滑摩功1.3 单离合器接合起步控制策略以及参数（1）离合器接合速度直接影响到冲击度和滑摩功的大小；（2）发动机输出转矩变化；2.1 爬行起步仅离合器C1参与2.2 正常起步离合器C1和C2都参与，最终离合器C2结合2.3 急速起步离合器C1和C2都参与，最终离合器C1结合3.1 升档控制策略预结合离合器的转速低于发动机当前转速，发动机需要适当降速，以快速与目标离合器结合同步3.2 降档控制策略预结合离合器的转速高于发动机当前转速，发动机需要适当升速，以快速与目标离合器结合同步1.单离合器接合过程和品质评价第一阶段，膜片弹簧在执行机构对接合轴承的调控作用下驱使离合器压盘与摩擦片间的空行程，直至两者开始贴合为止，该阶段尽可能快的完成，无滑摩功出现。第二阶段，从摩擦片开始与压盘接触到摩擦转矩刚好克服路面静摩擦阻力矩为止，当摩擦转矩刚好克服路面静摩擦阻力矩时执行机构的行程为离合器的半接合点，有滑摩功，但问题不大，该阶段也要求尽可能快的完成。第三阶段，离合器半结合点之后，摩擦转矩保持递增趋势并具备驱使汽车前进的能力，该阶段离合器从动盘转速逐渐增加至与发动机转速匹配相等，由于该阶段离合器主动片转速差明显且摩擦转矩增势明显，所以该阶段所产生的摩擦片滑摩功和整车冲击度会同时影响乘坐舒适性和离合器寿命，由于离合器的主从动片转速差实时受到发动机输出转矩与离合器摩擦转矩的支配影响，所以此阶段离合器摩擦转矩同发动机输出转矩之间的协调匹配是离合器起步控制的难点，该阶段亦被定义为离合器半联动阶段；该阶段是滑摩功和冲击度出现的主要阶段。第四阶段，离合器主从动轴完全同步且需继续接合离合器使其对摩擦片压紧力达到峰值，从而平顺的利用发动机转矩驱使车轮旋转工作，无滑摩功出现。1.1单离合器接合过程1.2单离合器接合起步过程的评价指标冲击度和滑摩功冲击度，国际通用纵向冲击度这一指标来权衡起步过程的舒适度，定义为汽车行驶方向的加速度关于时间的一阶导数，解析方式为式中j为车辆冲击度（），a为车辆加速度，v为车速，t为时间，车辆起步时，在离合器接合第一和第二阶段，由于摩擦转矩尚未克服路面转矩Mr，所以汽车保持静止不动，冲击度=0，在离合器第三阶段，摩擦转矩超过路面阻力矩，并开始骤增，从动盘转速亦从零骤增至与发动机飞轮转速同步，从而使汽车快速行驶，在离合器与发动机接合的第四阶段，该阶段离合器主从动盘转速已经相等，压盘施加在摩擦片上的轴向压紧力上升至峰值以稳定传输静摩擦转矩使车辆平稳行驶；冲击度越大则起步过程中车辆的舒适性越差，冲击度越小则起步过程中舒适性越好，但同时起步时间过长同离合器的磨损消耗等严重问题，虽然冲击度限制值随国而异，但惯常取德国标准的j10 。滑摩功，车辆起步时，离合器主从动片生成偶联运动的摩擦转矩自零递增，当摩擦转矩增至等于路面阻转矩时就进入离合器半联动阶段，在摩擦离合器半联动历程内主从动滑摩件相互间的转速差从一较大值逐渐趋向于零，但由于较大动摩擦转矩的存在会导致摩擦片发生比较明显的磨耗同时生成很多热量，故摩擦片磨损升温主要发生在离合器半联动阶段，尤其是在汽车反复启停的城市驾驶工况，因此为探析离合器与发动机接合过程主从动片间相互滑转磨损对摩擦片使用性能的影响，定义滑摩功来权衡离合器与发动机接合过程中主从动盘间滑摩转矩做功的大小。1.3单离合器起步控制策略以及参数离合器接合速度接合时间过长，滑摩功大，磨耗大，不利于离合器使用寿命；接合时间长，离合器主从动盘摩擦接合过程中冲击度小，有利于起步和换挡品质接合速度过小接合速度过大发动机转矩输出平稳接合时间短，滑摩功小，磨耗小，有利于离合器使用寿命；接合时间过短，离合器主从动盘摩擦接合过程中冲击度增大，不利于起步和换挡品质与转速变动直接相关发动机设定转速控制发动机恒定转速控制发动机局部恒定转速控制见下页1.3发动机局部恒定转速控制和发动机恒定转速控制发动机局部恒转速控制方法是指，在离合器动作的前一阶段与发动机恒转速控制方法一致，将发动机转速判定阀值设定在怠速附近，目标转速为各油门开度下发动机的最大扭矩时的转速，并通过综合控制离合器的接合量、接合速度和发动机节气门开度来保证发动机实际转速与目标转速偏差，后一阶段是当离合器从动盘的转速大于某一设定阀值时，按照油门开度及主从动盘转速差的大小计算出来的接合速度快速接合离合器，直到离合器主从动盘的转速差为零，整个控制过程结束。如上图所示，为发动机恒转速和发动机局部恒转速对比示意图，起步过程中，发动机目标转速对应油门开度大小，在t1时刻稳定在n1转速处，而离合器从动部分转速随着接合压力增加而增加，图中实线部分表示发动机恒转速控制，t4时刻发动机和离合器从动盘转速才达到同步；点划线代表局部恒转速控制，在t2时刻当离合器从动盘转速达到快速接合阀值n2后，控制机构会综合控制发动机和离合器使它们快速达到同步，在t3时刻达到同步，就可以看出局部恒定转速控制可以缩短离合器接合时间，减少滑摩功。起步阶段发动机目标转速的选择，根据驾驶员不同油门开度，选择对应发动机最大转矩对应转速点作为起步过程中发动机的目标转速。2.双离合器自动变速器起步控制策略当油门开度a15%，爬行起步模式，在该模式下，节气门开度较小，发动机转速、转矩较低，为防止离合器接合过程中发动机的熄火和抖动，要求控制离合器转矩的变化率要小，由于2档传动比比较小，使得离合器控制过程较难，易造成发动机熄火和抖动现象，为控制过程简单方便，采用离合器1单独起步。2.1爬行起步t1发动机转速离合器C1转速t2t1节气门开度t2n2n12.双离合器自动变速器起步控制策略当15%a60%时，正常起步模式，这是DCT最常用的起步模式，该模式下，离合器C1、C2同时进行接合，然后根据油门开度大小不同，设定不同的离合器C1分离速度和阀值，确保离合器C1分离过程中仍能传递部分发动机扭矩，避免发动机转速升高过快和传动系输出转矩变化过大，引起大的冲击影响平顺性，该模式下，离合器C1主要起辅助离合器C2迅速接合作用，让DCT顺利实现2档起步。2.2正常起步图（a）可看出，油门开度和节气门变化关系，驾驶员以逐渐增大油门，最终稳定在30%左右进行起步，属于正常起步模式，在2.5s时刻由于发动机转速达到30%油门开度下发动机目标转速（1500rpm），此时进行了发动机节气门控制，可以看出为使发动机转速下降而降低节气门开度；图（b）可看出，三者之间的关系，在3.5s左右，离合器C1转速达到了30%油门开度下的分离阀值，即进行了离合器C1分离动作，另外，由（b）可知，在4.5s左右接合了离合器C2转速达到了快速接合阀值，而进行了发动机局部转速控制，同时控制发动机和离合器C2转速使它们快速达到同步，可以看到大约在5.7s时刻，发动机和离合器C2转速达到同步。图（c）可以看出，离合器C1转速的变化情况，由（c）（d）可以看到起步过程中两个离合器的传递扭矩变化情况，30%的起步油门开度决定了正常起步模式选用C2作为最终起步离合器，C1为辅助离合器，在离合器C2和发动机转速达到同步后，要快速控制离合器C2使其达到最大目标转矩。2.双离合器自动变速器起步控制策略2.2正常起步（参考起步过程中，各部件转速和参数的变化趋势）2.双离合器自动变速器起步控制策略2.2正常起步2.双离合器自动变速器起步控制策略2.2正常起步2.双离合器自动变速器起步控制策略2.2正常起步2.双离合器自动变速器起步控制策略2.2正常起步2.双离合器自动变速器起步控制策略2.3急速起步2.双离合器自动变速器起步控制策略2.3急速起步2.双离合器自动变速器起步控制策略2.3急速起步