湿式双离合自动变速器控制系统关键技术研究

作     者：董彦文 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张炳力

授予年度：2012年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：双离合自动变速器 换挡控制 执行机构控制 V型开发模式 TCU 

摘      要：双离合器自动变速器（DCT, Dual Clutch Transmission）继承了MT传动效率高、结构简单、体积小的优点，克服了AMT换挡过程中动力中断舒适性差及AT燃油经济性差的缺点，是集良好的动力性、燃油经济性和乘坐舒适性为一体的新一代自动变速传动装置，现已成为各大汽车厂商和零部件供应商争相研究的新宠，有着很好的发展前景。 DCT控制系统的开发是整个DCT开发过程中的核心部分，合理的控制系统是确保动力性、经济性和舒适性的前提，因此，研究DCT控制系统关键技术有着重要意义，本文对湿式DCT控制系统进行了如下研究： 1、综合分析比较了各类自动变速器的优缺点;以某型湿式双离合自动变速器为例，阐述了其机械结构部分和动力传递路线部分原理，并对控制系统的基本组成和功能进行分析;分析了国内外DCT控制系统关键技术及DCT生产应用研究现状;2、制定了DCT起步控制策略和换挡控制规律。确定了起步挡位、起步模式和起步离合器控制规律，建立了DCT起步控制模型，进行了仿真分析;基于油门、车速两参数制定了动力性、经济性和综合性换挡规律，为实现智能修正换挡点功能，设计了基于综合性换挡规律和Sugeno型模糊逻辑系统的智能修正型换挡规律，建立了换挡规律控制模型，进行了基于UDDS工况的仿真分析;最后给出了DCT起步和换挡过程的评价指标;。 3、对某型湿式DCT换挡执行机构电液控制系统进行了研究。介绍了各个子系统组成、功能和基本控制原理;研究了离合器压力控制阀特性，确定了压力控制阀特性曲线，建立了压力控制阀模型;对离合器传递扭矩特性进行了分析，确定了动、静摩擦力矩和动摩擦因数计算公式;研究了模糊-PID控制在离合器压力闭环控制中的应用，建立了压力闭环控制系统模型，进行了实验仿真和分析。 4、制定了DCT换挡执行机构控制策略。基于智能修正型换挡规律建立了同步器控制策略模型，进行了仿真和分析;研究了换挡过程中离合器控制规律，介绍了升、降挡过程不同阶段的双离合器、发动机和节气门综合控制和变化关系，建立了DCT换挡过程离合器控制策略模型，进行了仿真和分析;分析了离合器安全阀、主压力控制阀和冷却阀控制规律，建立了相应的控制策略模型。 5、进行基于V型开发模式的TCU控制系统设计。对电控系统开发过程中传统开发模式与现代V型开发模式进行比较;设计了基于dSPACE的快速控制原型试验方案，建立了DCT快速控制原型输入、输出接口模型和主系统模型，进行了DCT快速控制原型试验;设计了TCU硬件电路部分，包括电源模块、信号调理模块、主控芯片模块、驱动模块和通信模块;介绍了TCU软件部分生成方法，包括由TargetLink生成的应用层代码和手工编写的底层驱动代码，将整个TCU控制程序的整合、调试、编译后下载到TCU硬件中，组成为完整的TCU;为验证所设计的TCU性能，进行了基于全仿真环境下的TCU硬件在环测试试验。