張金超

摘要：變速箱標(biāo)定比較復(fù)雜，涉及的工況很多，要求測(cè)試員具備良好的駕駛技術(shù)。該環(huán)節(jié)主要考驗(yàn)變速箱在不同工況下的反應(yīng)以及換檔策略和模式，從主觀的駕評(píng)感覺(jué)到客觀的數(shù)據(jù)分析，得出變速箱的是否存在問(wèn)題。本文通過(guò)標(biāo)定結(jié)果為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)裝有雙離合器自動(dòng)變速系統(tǒng)汽車(chē)換檔過(guò)程的分析，建立了雙離合器自動(dòng)變速器的換檔過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程。在分析雙離合器自動(dòng)變速汽車(chē)換檔品質(zhì)影響因素的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出兩離合器分離、接合速度模糊控制器，并利用檔位傳動(dòng)比的變化對(duì)兩離合器分離、接合速度模糊系統(tǒng)輸出量進(jìn)行量化修正。標(biāo)定結(jié)果表明，基于本文所設(shè)計(jì)的雙離合器自動(dòng)變速汽車(chē)換檔過(guò)程兩離合器分離、接合速度模糊控制器較好的滿足汽車(chē)換檔平順性和快速性的要求。

關(guān)鍵詞：雙離合器自動(dòng)變速器；換檔過(guò)程；標(biāo)定

1 引言

變速箱標(biāo)定測(cè)試主要有啟動(dòng)后馬上掛檔行駛、定油門(mén)升檔、松油門(mén)升檔、動(dòng)力升檔、滑行降檔、動(dòng)力降檔、離合器結(jié)合質(zhì)量、坡道換檔質(zhì)量、靜態(tài)換檔和誤操作等項(xiàng)目。這些無(wú)一不是考驗(yàn)自動(dòng)變速箱換檔的快速、平順性及控制軟件的完備性，從而體驗(yàn)出變速箱在高寒地區(qū)的換檔策略以及模式。變速箱標(biāo)定更多是主觀駕控感受。每一位工程師都需要通過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)的考核。主觀對(duì)變速器工作時(shí)的感受，進(jìn)行對(duì)變速箱表現(xiàn)的初步判斷。主觀評(píng)價(jià)占比重較大的原因是因?yàn)槿?，很多感受，換檔頓挫、換檔的順暢、換檔時(shí)機(jī)是否恰當(dāng)?shù)惹闆r并不能用數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。同時(shí)客觀數(shù)據(jù)也是同樣重要的考量的因素?？陀^數(shù)據(jù)主要觀察輸出軸加速度、換檔持續(xù)時(shí)間、摩擦材料的發(fā)熱量、轉(zhuǎn)矩比、延遲換檔的時(shí)間、沖擊量（加速度的微分再積分）等等，這些都是細(xì)化變速箱的工作狀態(tài)。然而還是那句老話，人的感受較為重要。

2 換檔品質(zhì)影響因素分析

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制的影響

離合器輸入、輸出端的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系直接影響換檔品質(zhì)的好壞。通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩使離合器兩端的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩盡量接近，可以提高換檔品質(zhì)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制主要是通過(guò)控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、發(fā)動(dòng)機(jī)供油和點(diǎn)火提前角來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩小于離合器從動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速急劇下降而引發(fā)爆震，造成車(chē)身振動(dòng)甚至發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，需要先計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速，判斷在某一固定油門(mén)開(kāi)度下發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速是否小于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，如果發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速小于目標(biāo)轉(zhuǎn)速，則離合器分離，反之離合器接合。

2.2 換檔規(guī)律的影響

換檔規(guī)律是換檔控制系統(tǒng)的核心，它取決于選擇的換檔控制參數(shù)和何時(shí)進(jìn)行換檔等關(guān)鍵問(wèn)題，換檔規(guī)律的好壞直接影響汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，研究換檔規(guī)律是掌握汽車(chē)換檔理論的基礎(chǔ)。換檔規(guī)律沒(méi)做好，發(fā)動(dòng)機(jī)工況和變速器工況就不能得到最佳匹配，可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火而嚴(yán)重影響換檔品質(zhì)。

2.3 離合器接合規(guī)律的影響

離合器的自動(dòng)控制是自動(dòng)變速器正常工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接影響換檔品質(zhì)和離合器的使用壽命。離合器的自動(dòng)操縱主要就是對(duì)離合器分離、接合的控制，即通過(guò)控制離合器操縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)離合器的最佳分離、接合。

離合器接合控制主要指接合速度的控制，直接影響換檔品質(zhì)。如果接合過(guò)快將造成換檔沖擊，甚至熄火；若過(guò)慢將使離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)從而有損其壽命?？刂频膮?shù)主要是離合器主、從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)速差及其變化率、離合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩等。實(shí)驗(yàn)表明在轉(zhuǎn)矩大致相同及轉(zhuǎn)速差小于一定值時(shí)，快速接合離合器既能保證換檔時(shí)間短又不會(huì)產(chǎn)生較大的換檔沖擊，離合器的磨損也不會(huì)太嚴(yán)重。

2.4 傳動(dòng)比與車(chē)速的影響

自動(dòng)變速器的換檔品質(zhì)受傳動(dòng)比和車(chē)速的影響較大。由于變速器輸出軸上的轉(zhuǎn)矩與傳動(dòng)比成正比，所以傳動(dòng)比越大則后備牽引力越大，從而使車(chē)身產(chǎn)生的縱向加速度也越大，傳動(dòng)系統(tǒng)可能產(chǎn)生的動(dòng)載荷也越大，此時(shí)如果要提高換檔品質(zhì)就應(yīng)當(dāng)放慢接合速度。此外，車(chē)速也間接反映了外界的負(fù)載狀態(tài)，例如汽車(chē)在同一油門(mén)開(kāi)度下行駛時(shí)，車(chē)速越高則說(shuō)明外部阻力越小，此時(shí)離合器接合可以加快。

3 換檔過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型

雙離合器自動(dòng)變速系統(tǒng)的換檔過(guò)程是兩離合器之間的動(dòng)力切換，兩離合器切換之前目標(biāo)檔位已經(jīng)進(jìn)入預(yù)選狀態(tài)，所以雙離合器自動(dòng)變速器系統(tǒng)的換檔過(guò)程包括預(yù)選下一檔位和兩離合器之間動(dòng)力的切換這兩部分。圖1為雙離合器自動(dòng)變速器換檔4 換檔過(guò)程離合器控制仿真分析

本文在發(fā)動(dòng)機(jī)定油門(mén)定轉(zhuǎn)速的情況下對(duì)雙離合器自動(dòng)變速系統(tǒng)換檔過(guò)程中兩離合器分離、接合進(jìn)行控制，利用檔位切換控制的輸出值直接輸入到換檔檔位傳動(dòng)比變化判斷器中，使雙離合器自動(dòng)變速系統(tǒng)在換檔過(guò)程中能夠很好的對(duì)來(lái)自離合器分離、接合模糊控制器輸出的離合器分離、接合速度進(jìn)行修正。雙離合器自動(dòng)變速汽車(chē)離合器換檔控制仿真模型如圖2所示。

5 結(jié)論

（1）根據(jù)變速器的標(biāo)定內(nèi)容以及結(jié)果，明確整車(chē)需要改進(jìn)的目標(biāo)。

（2）提出了雙離合器自動(dòng)變速器換檔品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析了影響雙離合器自動(dòng)變速器

換檔品質(zhì)的影響因素。

（3）建立了雙離合器自動(dòng)變速器的動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上分別建立了升檔和降檔過(guò)程

的動(dòng)力學(xué)方程，為仿真分析打下基礎(chǔ)。

（4）設(shè)計(jì)了裝有雙離合器自動(dòng)變速汽車(chē)換檔過(guò)程離合器分離、接合速度模糊控制器，并

利用各檔傳動(dòng)比對(duì)離合器分離、接合速度模糊控制器的輸出進(jìn)行修正。通過(guò)標(biāo)定結(jié)果分析，

表明該控制方法能夠很好的滿足雙離合器自動(dòng)變速汽車(chē)換檔平順性和快速性的要求。

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