双离合器式自动变速器控制系统的关键技术

2009-07-21 19:13:23来源: 机械工程学报   关键字:DCT  智能  控制  系统  离合器  换挡规律

  DCT由机械系统控制系统组成,控制系统是的DCT关键部件,而起步控制策略的制定、综合智能换挡规律的制定和换挡品质的改善方法是控制系统的核心技术,对整车的起步性能、换挡品质、动力性和经济性等有着重要的影响。

1 DCT的起步控制技术

1.1 DCT的起步控制技术的研究现状

  综合当前的研究成果,通过优化离合器的动力学模型、完善离合器接合的控制策略及提高离合器执行机构的跟踪品质,是提高车辆起步性能的主要途径。

  离合器起步过程中的动力学模型是进行离合器控制策略研究的基础,包括离合器执行机构动力学模型、接合过程中转矩传递的模型及离合器接合过程的动力学模型。杨树军等对电控液动湿式离合器执行机构动力学模型进行了研究,并建立了接合过程的动力学模型。李焕松、张俊智、申水文和葛安林等对电控液动干式离合器执行机构的工作过程进行了详细分析,建立了相应的模型。

  离合器接合速度的控制策略是优化起步性能的关键,总体可分为基于现代控制技术和基于智能控制技术的控制策略。

  基于现代控制技术的控制策略 车辆起步性能的评价指标中,冲击度与滑摩功是相互矛盾的,不可能使二者同时达到最优。在满足各种约束条件的前提下,为了找出比较满意的综合最优解,基于约束条件的最优算法及最优控制方法,在离合器起步控制中得到了应用。葛安林等基于离合器的动力学模型,以平均冲击能量和滑摩功为目标函数,进行多目标函数的综合优化,从而获得在不同操纵规律下,任一坡度、载荷和挡位下起步时的最佳接合规律。孙承顺、张建武和秦大同等基于最小值和线性二次型的最优控制原理,综合考虑冲击度和滑摩功两项评价指标,以解析形式推导出离合器的最优接合轨线。席军强、陈慧岩和丁华荣等根据离合器输出轴转速和发动机转速与离合器输出轴转速差,得到理想离合器输出轴加速度,并通过控制离合器驱动机构的行程增量,使得实际离合器输出轴加速度和理想相一致,实现了起步过程中的自适应控制。

  基于智能控制技术的控制策略 模糊控制等智能控制技术的最大优点,就是对非线性、大滞后及难以建立精确数学模型的控制对象,具有更好的适应性。LUCAS等分析了40位驾驶员的起步操作数据,总结了相应的起步控制规则,为起步过程中模糊规则的制定奠定了基础。TANAKA等基于驾驶员经验建立了模糊规则库,根据驾驶员踏板的操作过程,模糊推理出驾驶员的意图,实现了离合器的模糊起步控制。与此同时,葛舜、王云成、申水文和汤霞清等国内学者也开展了离合器模糊起步控制技术的研究,并进行了实车测试,取得厂预期的效果。

  提高离合器执行机构的跟踪品质,应研究鲁棒性强、跟踪品质好的执行机构控制器。建立控制决策系统和硬件机构之间的良好接口,是精确实现离合器的控制策略、优化离合器起步性能的关键。张俊智等采用预测控制的方法,有效地克服了液压控制系统对电磁阀开、关指令的滞后,实现了离合器接合的高精度控制,并提出了离合器的容错控制方法。高炳钊、葛安林等将反馈信号由液压缸柱塞的速度转变为位移量,避开了液压系统的高度非线性和时变性的影响,实现了接合速度精确控制。孙承顺、张建武等根据非线性控制理论和滑模控制原理,构造了等价线性系统滑模控制器,使之具有高精度的跟踪品质和较强的抗干扰能力。何忠波等利用控制电动机正反向运转时间的办法,解决了执行电动机在低转速下匀速运动精度不高的问题,实现了离合器的精确控制,叶明等设计了基于模糊控制的速度环和基于PI控制的电流环双闭环控制系统,使伺服电动机具有良好的动态性能。

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关键字:DCT  智能  控制  系统  离合器  换挡规律

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2009/0721/article_1122.html
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