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《吉林大学》 2010年
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湿式双离合器自动变速器起步与换档控制技术研究

冯巍  
【摘要】: 双离合器自动变速器(Double Clutch Transmission,简称DCT)作为世界最前沿的变速器产品,对手动变速器结构上的继承性好,机械效率高,适用范围广,成为各公司争相开发的焦点。 起步与换档控制技术是DCT控制系统的关键技术。因此本文针对起步与换挡过程的离合器控制技术展开深入研究,对国内自主研究DCT,有着良好的参考价值。 本文以双离合器自动变速器的起步与换挡控制为核心,就如何建立离合器压力智能控制系统、制订起步与换挡过程两个离合器的控制策略,进行了深入研究。 DCT起步与换档控制的两个关键零部件是离合器压力控制阀和湿式离合器,离合器压力控制阀是控制离合器压力的最关键零件,DCT中的离合器压力控制阀采用的是高精度的VFS(Variable Force Solenoid)阀,通过推杆直接把电磁力反馈到阀芯上,具有精度高,响应速度快等优点;湿式离合器扭矩传递特性的研究对提高离合器扭矩控制品质具有至关重要的作用,通过充分考虑离合器油温、离合器摩擦片相对滑摩速度、液压油粘度等参数来进一步提高离合器扭矩模型的精度,为实现离合器传递扭矩的精确控制打下理论基础,对离合器压力控制阀、湿式离合器扭矩传递特性进行了深入的建模仿真研究,为离合器智能控制系统提供理论支持。 CMAC是一种基于局部逼近的简单快速的神经网络,与感知器(Perceptron)的相联记忆方法类似,能够逼近学习任意多维的非线性映射。与传统神经元网络等全局逼近方法不同,CMAC是局部逼近,每次修正的权值较少,学习速度快,适用于对收敛速度有极高要求的实时控制领域,具有一定的泛化能力,相近输入得到相应的相近输出,易于在单片机等浮点运算能力较差的控制系统中实现,响应速度快。因此本文以CMAC为核心,结合模糊控制理论,构建离合器压力智能控制系统。该系统具有自适应能力强、控制精度高、易于硬件实现等优点。并通过仿真与试验,验证了该系统的有效性,为DCT的起步与换挡控制提供强有力的控制工具。 DCT中没有液力变矩器,完全靠离合器滑摩实现平稳起步,起步过程的离合器滑摩控制变得异常重要,而湿式离合器扭矩传递特性非常复杂,影响因素众多,驾驶者的操作风格各异,这就要求DCT的起步控制系统能够适应各种起步工况,实现智能化,具有良好的鲁棒性与自适应性,能够快速响应各种变化的参数,以保证获得良好的起步特性。采用两个前进档同时参与起步过程的控制策略,运用防止低速载荷交变冲击的控制手段,实现了车辆的平稳快速起步。研究了起步过程各阶段目标扭矩的计算方法,并通过实车试验,验证了起步控制策略的有效性。 换档过程中的两个离合器切换控制是双离合器自动变速器控制系统的又一关键核心技术。DCT换档过程的工作原理与AT相同,但结构上又有很大区别,AT有液力变矩器与单向离合器配合,使其换档特性非常优异。DCT上没有这样的辅助元件改善换档品质,就要求换档过程中两个离合器切换的扭矩控制更加精确,换档控制策略更加精细,需要在软件系统上弥补硬件上的劣势。 本文研究了综合换档规律及预选档规律的计算方法,制订了各种不同状态的换档控制策略,研究了换档过程中两个离合器目标扭矩的计算方法,并通过实车试验,验证了换档控制策略的有效性。 通过对DCT的起步与换档过程的理论分析、仿真及实车试验,得到以下成果: ①建立了离合器压力控制阀与离合器扭矩传递特性的数学模型,对离合器压力控制阀、湿式离合器扭矩传递特性进行了建模仿真研究,为离合器智能控制系统提供理论支持; ②建立了基于模糊CMAC的离合器压力智能控制系统,并通过仿真与试验,验证了该系统的有效性,为DCT的起步与换档控制提供强有力的控制手段; ③制订了DCT起步控制策略,并通过实车试验进行了验证,试验结果表明,本文提出的起步控制策略实现了车辆平稳快速起步,能够满足起步过程离合器油温的控制要求,为解决双离合器自动变速器的起步控制提供了一种有效方法; ④研究了综合换档规律及预选档规律的制订方法,制订了各种不同工况的换档控制策略,并通过实车试验进行了验证,试验结果表明,本文提出的换档控制策略实现了车辆平顺换档,为解决双离合器自动变速器的换档控制提供了一种有效方法。 本文在以下几个方面具有创新: ①建立了基于模型的模糊CMAC离合器压力智能控制系统,该系统响应速度快,自适应性强,易于在当前车载控制器的硬件条件下实现; ②提出了基于扭矩控制的起步过程离合器目标扭矩计算方法,试验证明该方法可以实现车辆平稳快速起步; ③提出了DCT预选档车速的计算方法,使DCT预选档车速的确定,有了理论根据; ④提出了基于扭矩控制的换档过程离合器目标扭矩计算方法,试验证明该方法可以实现车辆平顺换档。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U463.212

【引证文献】
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1 郭伟;王书翰;徐向阳;董鹏;戴振坤;;液力自动变速器协同控制的研究[J];汽车工程;2013年02期
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1 刘玺;湿式双离合器自动变速器换档过程关键技术研究[D];吉林大学;2011年
2 顾强;两档双离合器自动变速器的纯电动汽车传动系统协调控制技术研究[D];吉林大学;2012年
3 王印束;基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究[D];吉林大学;2012年
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2 李康力;双离合器自动变速器故障诊断及故障处理研究[D];重庆大学;2011年
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4 王铁城;基于人—车—环境的双离合器自动变速器换挡策略研究[D];吉林大学;2013年
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【参考文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【共引文献】
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5 汪涌;龚光军;;模型(汽车)试验低速风洞设计[J];安徽职业技术学院学报;2011年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 魏道高;乔明侠;周福庚;吕召全;;汽车转向轮主销内倾角设计计算[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
4 任国清;;HFC6700轻型客车制动过程的仿真计算[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(工科卷)[C];2005年
5 王莉;杜家政;;基于状态反馈极点配置的4WS系统设计及仿真[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
6 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
7 严思炜;郝世强;;浅谈离合器分泵支架优化设计[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
8 黄睿;;主副一体整体式车架的改进[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
9 葛榕;秦东晨;徐一村;;面向空气悬架大客车操稳性的多体动力学建模与仿真研究[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
10 王华;黄筱调;何晋;;基于模糊CMAC的水下灵巧手手指轨迹控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 冯麟涵;舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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5 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
6 尹安东;基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究[D];合肥工业大学;2010年
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8 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何忠波,陈慧岩,陶刚,董玉梁;自动变速车辆档位决策方法综述[J];车辆与动力技术;2002年02期
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9 高晓敏,张协平,吴凡,王天驰,陶俊方;摩擦片表面沟槽对离合器动态特性影响的研究[J];传动技术;2001年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张建国;双离合器式自动变速器控制品质评价与优化[D];吉林大学;2011年
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1 董荷强;重型车AMT选换档执行机构系统特性研究[D];吉林大学;2011年
2 李伟;轻型电动汽车电机变速器集成驱动系统控制策略的研究[D];武汉理工大学;2011年
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6 陈剑;汽油机电子节气门控制系统设计与控制方法研究[D];长安大学;2011年
7 刘奇;汽油发动机电子节气门控制系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 周哲;基于RBF神经网络的自适应控制研究[D];武汉工程大学;2011年
9 余晨光;混合动力电动汽车驱动系统参数优化匹配[D];武汉理工大学;2002年
10 诸志龙;汽车动力—传动系统一体化智能控制技术研究[D];安徽农业大学;2004年
【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王印束;基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究[D];吉林大学;2012年
2 吴明翔;汽车干式双离合器接合过程动力学与控制的研究[D];上海交通大学;2013年
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 张华;兆瓦级风力发电行星齿轮增速器参数化设计系统研究[D];武汉理工大学;2012年
2 刘建利;双离合器式变速器的参数化优化与研究[D];西北农林科技大学;2012年
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5 张鸿飞;单片机控制同步器综合试验台研究[D];吉林大学;2013年
6 王铁城;基于人—车—环境的双离合器自动变速器换挡策略研究[D];吉林大学;2013年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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4 杨俭;电液比例位置系统复合控制及相关研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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中国重要报纸全文数据库 前9条
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5 通讯员 金建武萧山记者站 王丽芳 记者 王浩;中国汽车工业将“提挡”迈向高端[N];杭州日报;2007年
6 王巍;面对安全隐患 大众不能逃避[N];政府采购信息报;2012年
7 本报记者 赵三明;避免召回的最好方法是多做测试[N];中国工业报;2009年
8 证券时报记者 靳书阳;金马股份募资7.83亿投建变速器项目[N];证券时报;2012年
9 本报记者 解巍;上汽变速器公司创新转型之路越走越宽[N];中国工业报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡丰宾;湿式双离合器传动系统匹配控制与热平衡分析[D];重庆大学;2010年
2 张建国;双离合器式自动变速器控制品质评价与优化[D];吉林大学;2011年
3 刘永刚;轿车双离合器自动变速系统综合匹配控制研究[D];重庆大学;2010年
4 冯巍;湿式双离合器自动变速器起步与换档控制技术研究[D];吉林大学;2010年
5 吕济明;双离合器自动变速器坡道起步控制仿真研究[D];吉林大学;2008年
6 吴明翔;汽车干式双离合器接合过程动力学与控制的研究[D];上海交通大学;2013年
7 宋勇道;基于两档双离合器自动变速器的纯电动汽车驱动与换档控制技术研究[D];吉林大学;2013年
8 陆中华;基于纯电动轿车的两档双离合器式自动变速器控制技术研究[D];吉林大学;2010年
9 黄援军;前后双离合器式并联混合动力城市公交车控制策略研究[D];上海交通大学;2009年
10 刘玺;湿式双离合器自动变速器换档过程关键技术研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋德臣;干式双离合器模块优化设计方法[D];吉林大学;2009年
2 詹道勇;混合动力车用双离合器控制系统[D];江苏大学;2007年
3 邓云飞;干式双离合器热性能有限元分析[D];吉林大学;2008年
4 张玉龙;双离合器混合动力汽车动力系统及电控离合器设计研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 崔东伟;电动干式双离合器控制技术研究[D];吉林大学;2009年
6 邹慧;双离合器自动变速系统起步与换档性能的研究[D];湖南大学;2010年
7 战东红;干式双离合器的参数化设计与分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 冯益坤;某轿车干式双离合器设计及分析[D];燕山大学;2013年
9 赵玉省;双离合器自动变速系统的综合控制[D];重庆大学;2009年
10 董小洪;双离合器自动变速器干式双离合器设计与分析[D];重庆大学;2010年
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