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雙離合自動(dòng)變速器換檔動(dòng)力學(xué)及其控制

摘要：在一輛安裝雙離合自動(dòng)變速器的汽車基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)換檔控制策略。根據(jù)升檔、降檔和連續(xù)換檔的仿真結(jié)果來(lái)驗(yàn)證控制策略的工作。該控制策略采用單向離合器的閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn)傳遞，再通過(guò)綜合控制發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器壓力實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度的閉環(huán)控制。此外，它驗(yàn)證了變速器換檔時(shí)控制其輸出轉(zhuǎn)矩可增加控制的可靠性，并提供了直接換檔的方法。最后討論了液力傳動(dòng)錐形同步器對(duì)換檔力的影響。
關(guān)鍵詞：雙離合變速器 換檔控制 自動(dòng)變速器控制 離合器控制
1 前言
雙離合變速器最早出現(xiàn)在1933年Kegresses的專利中，這種變速器是設(shè)想把手動(dòng)變速器分為兩半，變速器的一半控制奇數(shù)檔，另一半控制偶數(shù)檔。如圖1所示，雙離合變速器的每一半（由輸入軸、齒輪、同步器和中間軸組成）分別通過(guò)各自的摩擦離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)相連，變速器的轉(zhuǎn)矩由與中間軸輸出齒輪嚙合的齒輪集中在變速器的輸出端，從一個(gè)離合器切換到另一個(gè)離合器便可實(shí)現(xiàn)換檔。這種設(shè)計(jì)可以像行星齒輪變速器一樣實(shí)現(xiàn)動(dòng)力換擋，從而消除了手動(dòng)變速器動(dòng)力中斷的缺點(diǎn)。雙離合變速器就像是由兩個(gè)手動(dòng)變速器組成一樣，其機(jī)械效率要優(yōu)于帶液力變矩器的行星齒輪自動(dòng)變速器，從經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性考慮雙離合變速器也是很有吸引力的。
但是對(duì)雙離合自動(dòng)變速器的換檔控制應(yīng)給予重視，尤其是沒(méi)有單向離合器（單向回轉(zhuǎn)時(shí)接合，逆向回轉(zhuǎn)時(shí)脫離接合）時(shí)，這有助于使換擋過(guò)程扭矩傳遞均勻，但是對(duì)比行星齒輪變速器通過(guò)離合器控制反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，同時(shí)它不能跳過(guò)一個(gè)檔位換檔。在20世紀(jì)80年代以后雙離合自動(dòng)變速器又引起了人們的注意，此時(shí)它已用于賽車，并在20世紀(jì)90年代末得到了更快的發(fā)展，大量先進(jìn)電子元件的采用引起了大批變速器制造商極大地關(guān)注。在2003年雙離合自動(dòng)變速器首次實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化。