轿车双离合器换档特性研究

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【摘要】根据装有双离合器式自动变速器（DCT）轿车的特点，对其换档过程进行了分析，建立了换档过程的数学模型。在换档过程中通过电控单元实现对双离合器、变速器和发动机的协调控制；对离合器切换时序进行了合理控制，并制定综合换档规律，从而保证了DCT系统实现动力换档。

【关键词】双离合器；换档特性；控制策略

1.前言

双离合器式自动变速器(DCT)的动力传递是通过两个离合器分别联结两根输入轴，两个离合器交替工作，换档过程中通过离合器的滑摩控制使得动力持续传递，能够实现在不切断动力的情况下转换传动比，从而缩短换档时间，有效提高换档品质[1]。

2. DCT换档过程分析

DCT升档过程要经历五个阶段：低档低档转矩相惯性相高档转矩相高档[2]。

设低档的传动比为，高档的传动比为。升档时，离合器C1分离，离合器C2接合。升档前离合器C1被离合器执行机构压紧而没有相对滑转，换档时，离合器C1电机反转分离，与此同时，离合器C2电机向结合方向正转，其摩擦片间隙被消除，主、从动片受压滑转，直至压紧，停止打滑成为整体传递转矩。显然离合器C1与C2中的摩擦元件完全分离和接合都需要经过一段滑摩过程，不可避免的伴有转矩扰动，产生相应的换档冲击。故不仅有转矩变化，同时伴有转速或传动比的急剧变化，它是产生冲击度最大的阶段。

2.1低档运行

2.2低档转矩相

2.3惯性相

对车辆输出扭矩为

通常假定车辆在换档过程中车速维持不变，因此换档前后发动机转速必然发生变化。可见，如果能够合理控制与的值，并调节发动机输出转矩，做到离合器的传递转矩与发动机的输出转矩相适应，则可以避免对车辆的输出转矩发生剧烈波动，使整个传动系的运转平稳无冲击。

2.4高档转矩相

在这个阶段，随着离合器C2正转结合，离合器C2逐渐开始同步，而离合器C1也逐渐开始停止滑摩并分离，进入高档转矩相，一直到为止。

2.5高档运行

3.换档过程控制

DCT换档过程实际上就是两离合器工作状态交叉转换的过程，这一过程的控制也是DCT技术的核心和难点。在换档过程中，发动机的动力始终不断地被传递到车轮上，这样的换档过程为动力换档。但是在两个离合器切换过程中，必然存在工作重叠的部分。如何控制好C1、C2 的配合时序，是双离合器控制策略中最重要的问题之一。如果两个离合器重叠量过大，则会出现双锁死的情况，会产生破坏作用；如果两个离合器重叠量过小，则仍会出现少量的动力中断，对换档品质产生很大影响[3]。所以，需要对两个离合器的工作位置进行精确控制。

DCT控制系统根据两参数（节气门开度、车速）设计最佳换档规律，如图1所示。图中实线为升档线，虚线为降档线。在换档过程中通过CAN通信协议实现对发动机的控制。

4.结束语

换档是DCT开发过程最关键的技术。本文系统分析了DCT轿车换档过程，通过对双离合器、变速器和发动机三者的协调控制实现了轿车换档平顺。在换挡过程中对离合器切换时序进行的合理控制，并制定综合换档规律，这是实现DCT系统动力换档的有效保证。

参考文献:

[1]. 轿车DCT双离合器电动执行机构的研究[D].上海:上海交通大学机械与动力工程学院，2008.

[2]倪春生，鲁统利，吴明翔，张建武.DCT 双离合器磨损量的定量辨识[J].上海交通大学学报，2008 年8月第42卷第8 期，1319-1323 .

[3]牛铭奎，程秀生，高炳钊，葛安林，徐彩琪. 双离合器式自动变速器换挡特性研究[J]. 汽车工程，2004 年(第26 卷) 第4 期，453-457.