雙離合變速器換擋動力學及控制系統(tǒng)分析機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設計外文翻譯(編輯修改稿)
2025-02-12 12:05 本頁面
【文章內容簡介】 系數。θo和θw分別表示輸出軸和車輪的角位移，Ii/p表示輸入軸的轉動慣量，TCL1和TCL2表示雙離合器受到的扭矩，Tim表示傳遞一、二、三、四檔速度的中間軸1以及傳遞五、六、倒檔速度的中間軸2上受到的扭矩，具體可以參照圖1中所示。ωim表示中間軸的角速度，ωo,ωw分別表示輸出軸和車輪的角速度。To表示輪軸的輸出轉矩。Ieq表示在中間軸上所有轉動質量的等效轉動慣量。it表示相應的檔位傳動比。比如處于三檔和六檔時的Ieq可以通過分別通過以下內容進行計算：（19）（18）六檔時三檔時其中，i3和i6分別表示處于在三檔和六檔時的齒輪齒數比。I1和I2表示兩根中間軸裝配體的轉動慣量。Ih和Is分別表示空心和實心軸的轉動慣量。 換擋過程中的運動公式在換擋過程中，離合器就不會再處于結合狀態(tài)。在一個升檔的過程中，離合器1就會被放開，同時離合器2就會被接合，也就是在換擋過程中兩個離合器都處于滑摩狀態(tài)。所以，發(fā)動機的扭矩并不是由一個接合的離合器直接傳遞給中間軸的?，F在實際上傳遞的是離合器中的摩擦力扭矩。然而，在發(fā)動機和車輪之間平沒有機械連接，整個動力傳動系統(tǒng)的動力學特性是由一組方程來決定的，具體見以下內容。（20）（21）（22）（23）其中，在換擋初期發(fā)動機角速度。在換擋過程中，因為油門開度控制其保持不變，所以發(fā)動機的扭矩只是一個單獨與其角速度有關的函數。 變速器（25）（26）（27）（28）（29）（31）（32）（24）（30） 其中，ωh和ωs分別表示空心軸和實心軸的角速度。iodd和ieven分別表示在換擋過程中，當前檔位和下一檔位的齒輪齒數比。ishift表示換擋過程中的齒輪齒數比，同時也是一個關于換擋時間的函數。Papp1和Papp2分別表示兩個離合器作為換擋控制信號而形成的離合器受到的壓力值。在式（30）中的等效慣性矩Ieq取決于在變速過程中與之相連的軸和齒輪齒數比。比如，在一檔換成二檔時，Ieq可以通過以下式子進行計算：（33）5 換擋控制邏輯以上得到的動力學公式都是Simulink平臺中仿真建模的組成部分。每一個式子都可以看做是一個矩陣的元素，同時都含有在已知條件中的一個變量。當有人給其一個輸入而形成了一個輸出時，有時額外的輸入可以用于計算未知量或是其所形成的一個代數環(huán)問題。齒輪的換擋策略可以被定義為：一系列相互依存事物的邏輯性連接，通過換擋策略的控制可以實現升檔和降檔的準確性，以及換擋過程的最優(yōu)化時間。圖3描繪了用于構建DCT模型控制邏輯的決策塊部分。換擋控制器從不同的傳感器上接收輸入信號，傳感器包括油門開度大小，行駛車速，齒輪所處位置，離合器接合規(guī)律，發(fā)動機轉速等等。而控制器基于這些輸入信號做出是升檔，降檔還是維持擋位行駛的決定。本文提到的換擋規(guī)律圖解見圖4。在每個假設的 圖3 決策邏輯塊圖圖4 換擋規(guī)律圖時間里，六種檔位變換的閾移速度根據當時的油門開度進行了計算，這六種檔位變換為12，21，23，32一直到56和65。為了實現雙離合器的換擋邏輯功能，以下三點內容需要注意：1. 需要確定換檔的起始時間。2. 確定離合器接合和分離時間的準確比例。3. 確定換檔的結束時間。 換擋過程中的連續(xù)動力學在Stateflow/Simulink平臺上進行建模分析。在Stateflow子系統(tǒng)中安裝有脈沖發(fā)生器，這樣使得每當檔位變化時都會產生一個脈沖。為了得到換檔的結束時間，即將接合離合器的角速度變化值也將被檢測。自換擋之前離合器分離開始，離合器存在速度上的變化。如果將離合器控制不動，則離合器兩邊的結構都會以相同的角速度旋轉，此時得相對角速度為0。本文將每個離合器都通過圖表法建模，分別用一條上升的離合器壓力曲線和一條下降的離合器壓力曲線來代表即將接合和分離的離合器。當檔位改變的脈沖被檢測到時，設計的計數器就將根據離合器的壓力圖表產生一條輸入斜曲線。這個計數器可以比照即將接合離合器的角速度，并且在相對速度為0時產生鎖止信號。離合器的接合時間比例也是其如何角速度下降為0速度的一個函數。為了使換擋能快速進行，有關離合器接合的曲線將會比一個換擋時間較長的曲線陡峭。降檔操作以同樣的方式進行分析，除了壓力曲線，以及即將結合和分離離合器的曲線與升檔是相反顛倒的。在換擋過程中的比例變化可以以12升檔操作作為案例來解釋說明。在一檔的工作過程中，離合器1是完全接合的，離合器2是分離的，2檔齒輪已經通過同步器24嚙合。在一檔的工作過程中，變速箱的輸出扭矩是一個與發(fā)動機扭矩，發(fā)動機轉速，齒輪齒數比以及動力傳動系統(tǒng)的轉動慣量有關的函數值。如果簡化處理，輸入軸的阻尼作用不考慮的話，變速箱一檔的輸出扭矩值為：（34）輸出的角速度與發(fā)動機角速度有關：（35）對于一個確定的油門開度，發(fā)動機在某一檔位的扭矩可以通過發(fā)動機轉速以及包含有發(fā)動機參數的圖表來進行相關計算。離合器是閉合的以及發(fā)動機與車輪有直接的機械連接都是可能發(fā)生的。然而在換擋過程中，兩個離合器都在滑移同時都是部分接合的。發(fā)動機轉速是與離合器接合時間有關的函數，因此，發(fā)動機的扭矩隨著轉速變化而變化。發(fā)動機的轉速計算過程如下：（36）由這個等式可以得到兩個重要的推論：（1） 發(fā)動機的角速度并不是恒定不變的，同時，齒輪的齒數比符合一條基于
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