基于换挡品质与使用寿命动态综合最优的干式双离合器控制理论研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51175326
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
鲁统利
依托单位：
上海交通大学
学科分类：
E0502.传动与驱动
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
张建武；管西强；吴明翔；戴丰；李鸿魁；王明非；姜彦；黄芳；
关键词：
干式双离合器动态优化最优控制反馈线性化滑模控制

项目摘要

干式双离合器在换挡过程中存在两个离合器接合-分离交互重叠过程，重叠过程的控制效果直接影响到双离合器的换挡平顺性及摩擦片的使用寿命。本项目在分析双离合器接合-分离时序与实现机制的基础上，建立双离合器各零部件及其控制系统的精细化模型，分析传力过程与产生滑磨的机理，为保证良好的平顺性和使用寿命，膜片杠杆弹簧的设计与运动控制又是确保执行机构安全可靠地实现对双离合器传递扭矩精确控制的关键。项目研究将基于车辆传动系统动力学及先进控制理论，从车辆传动系统动力学固有的各类耦合特性出发，研究双离合器最优接合控制策略。针对系统存在时变性、外界干扰以及非线性特等因素，拟研究先进的动态优化自适应跟踪控制策略来实现强鲁棒性的非线性跟踪控制，保证换挡平顺性与使用寿命的综合最优。.本项目对干式双离合器的控制系统与结构设计研发具有重要的理论意义，对形成具有自主知识产权的相关产品及其产业化具有较高的实用价值。

结项摘要

双离合器在换挡过程中存在两个离合器接合-分离交互重叠过程，重叠过程的控制效果直接影响到双离合器的换挡平顺性及摩擦片的使用寿命。本项目在分析双离合器接合-分离时序与实现机制的基础上，建立了双离合器各零部件及其控制系统的精细化模型，包括：离合器接触压力-转矩传递模型、从动盘波形片模型、膜片杠杆弹簧模型，执行机构模型、控制系统模型等等。根据系统的使用要求，设计了关键零件-开孔膜片杠杆弹簧，详细研究了杠杆弹簧特征参数对回弹力的影响。建立了杠杆弹簧小和大挠度变形的数学模型，推导了其受载变形特性的解析计算方法，研究了膜片弹簧和干式双离合器执行机构的动力学特性。. 为了协调换挡过程的平顺性与滑摩功两个互相制约的指标，提出了不同工况下双离合器实际接合状况性能综合评价体系，建立了双离合器接合过程优化控制的评价指标泛函。研究了起步过程与换档过程的滑摩功、冲击度和发动机转矩在滑摩阶段内的综合非线性泛函求解方法。基于车辆传动系统动力学及先进控制理论，考虑到发动机动态输出的非线性、执行机构的动力学特性和膜片杠杆弹簧载荷变形的非线性特性，研究了双离合器动态最优接合控制策略。. 针对离合器力矩传输系统存在的时变性、外界干扰以及等因素，基于设计的力矩估计器研究了双离合器力矩传输特性曲线自适应方法，并提出了自适应跟踪控制策略来实现强鲁棒性的非线性跟踪控制，提高了控制精度，达到了换挡品质与使用寿命综合最优的目的。通过硬件在环仿真和实车试验验证了所提出控制算法的有效性。. 本项目对干式双离合器的控制系统与结构设计研发具有重要的理论意义，对形成具有自主知识产权的相关产品及其产业化具有较高的实用价值。