葉珂羽 劉振宇 唐立中 顧強(qiáng) 劉奇芳

（1.中國第一汽車股份有限公司新能源開發(fā)院，長春 130013；2.汽車振動(dòng)噪聲與安全控制綜合技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長春 130013；3.吉林大學(xué)，控制科學(xué)與工程系，長春 130025）

主題詞：兩擋起步控制 雙離合器自動(dòng)變速器 軌跡跟蹤 非線性控制

1 前言

雙離合器自動(dòng)變速器（Dual Clutch Transmission，DCT）是一種結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高且可實(shí)現(xiàn)無動(dòng)力中斷換擋的自動(dòng)變速器，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。目前，裝備DCT的車輛起步過程多借鑒機(jī)械式自動(dòng)變速器，即采用1 個(gè)離合器承擔(dān)起步力矩的單擋起步方法。針對(duì)單擋起步的控制方法研究較多，模型預(yù)測(cè)控制[1]、模糊控制[2]以及線性二次型優(yōu)化控制[3]等方法均被應(yīng)用于此問題。然而，長期基于單擋起步會(huì)造成2 個(gè)離合器磨損不均勻，不利于延長離合器總成的使用壽命。

車輛動(dòng)力總成系統(tǒng)是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合系統(tǒng)，對(duì)于DCT 汽車起步過程，控制稍有不當(dāng)就可能出現(xiàn)系統(tǒng)振蕩、功率循環(huán)[4]或者發(fā)動(dòng)機(jī)反拖甚至熄火等問題?；贒CT特有的雙離合器結(jié)構(gòu)，控制2個(gè)離合器同時(shí)參與起步過程是一種合理有效的解決方法，若控制得當(dāng)，可達(dá)到快速、平順的起步效果，同時(shí)可有效平衡2 個(gè)離合器的磨損，但這加大了起步控制難度。針對(duì)雙離合器聯(lián)合起步控制，基于最優(yōu)控制理論[5-6]的方法被應(yīng)用于此問題并取得了一定的效果，但是仍存在一定的局限性，即算法復(fù)雜程度高、工程實(shí)現(xiàn)較困難。

本文針對(duì)2個(gè)離合器聯(lián)合起步控制問題，提出一種基于非線性系統(tǒng)三步控制方法[7-8]的起步控制策略，通過跟蹤車速期望曲線轉(zhuǎn)換得到的車輪轉(zhuǎn)速曲線，對(duì)2個(gè)離合器傳遞力矩進(jìn)行控制，達(dá)到換擋控制指標(biāo)要求，并可根據(jù)需求靈活選擇起步期望車輪轉(zhuǎn)速曲線，實(shí)現(xiàn)快速、平順且滿足駕駛員加速期望的起步過程，同時(shí)延長雙離合器總成的壽命。

2 DCT起步動(dòng)力學(xué)模型及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1 起步過程動(dòng)力學(xué)模型

圖1 所示為DCT 起步動(dòng)力學(xué)模型示意，其中Je、Jc1、Jc2、Jw分別為發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器C1 從動(dòng)部分、離合器C2 從動(dòng)部分、車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，be、bc1、bc2、bw分別為發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器C1、離合器C2、車輪的粘性摩擦系數(shù)，ωe、ωc1、ωc2、ωf、ωd、ωw分別為發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器C1、離合器C2、主減速器、驅(qū)動(dòng)軸、車輪的轉(zhuǎn)速，Te、Tc1、Tc2、To、Td、Tw、TL分別為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、離合器C1、離合器C2傳遞轉(zhuǎn)矩、主減速器輸出轉(zhuǎn)矩、差速器輸出轉(zhuǎn)矩、車輪處轉(zhuǎn)矩、車輛阻力矩，i1、i2、if分別為1擋、2擋和主減速器傳動(dòng)比。

圖1 DCT起步動(dòng)力學(xué)模型示意

DCT 傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)多質(zhì)量、多自由度、耦合程度較高的非線性系統(tǒng)。為了簡化模型，考慮其主要的動(dòng)力學(xué)特性，忽略軸的橫向振動(dòng)、齒輪間隙、溫度對(duì)變速器系統(tǒng)的影響等進(jìn)行傳動(dòng)系建模。根據(jù)牛頓第二定律，發(fā)動(dòng)機(jī)力矩平衡方程為：

式中，Tc=Tc1+Tc2為離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩。

離合器從動(dòng)部分與傳動(dòng)軸剛性連接，離合器力矩平衡方程為：

式中，To1、To2分別為1 擋、2 擋齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩；對(duì)于DCT，1擋和2擋共用輸出軸，對(duì)應(yīng)的主減速比均為if。

主減速器處動(dòng)力平衡方程為：

式中，Jf為主減速器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；bf為主減速器粘性摩擦系數(shù)。

記To=(To1+To2)if為主減速器輸出轉(zhuǎn)矩，To經(jīng)驅(qū)動(dòng)軸傳遞到輪胎，克服車輛阻力驅(qū)動(dòng)整車運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸處動(dòng)力平衡方程為：

式中，Jd為驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；bd為驅(qū)動(dòng)軸粘性摩擦系數(shù)。

假設(shè)驅(qū)動(dòng)軸與主減速器是剛性連接的，即滿足ωw=ωd=ωf，車輪處的動(dòng)力學(xué)模型可表示為：

式中，Jw_equ=Jw+Jd+Jf為車輪等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；bw_equ=bw+bd+bf為車輪等效粘性摩擦因數(shù)。

根據(jù)汽車行駛方程，車輛阻力矩TL由滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡道阻力、加速阻力4個(gè)部分構(gòu)成：

式中，m為汽車質(zhì)量；g為重力加速度；f為滾動(dòng)阻力系數(shù)；α為道路坡度；CD為空氣阻力系數(shù)；A為迎風(fēng)面積；v為車速；δ為旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；rw為車輪半徑。

2.2 起步過程性能評(píng)價(jià)指標(biāo)及起步控制目標(biāo)

汽車起步過程的評(píng)價(jià)指標(biāo)通常包括沖擊度、滑摩功和起步過程時(shí)間[9]。

2.2.1 起步?jīng)_擊度

考慮平路無風(fēng)情況起步車速低，忽略風(fēng)阻的影響，對(duì)式（7）求一階導(dǎo)數(shù)得到?jīng)_擊度的近似表達(dá)式為：

可以看出，起步過程中，與沖擊度直接相關(guān)的為2個(gè)離合器的轉(zhuǎn)矩變化dTc1/dt和dTc2/dt，所以控制好起步?jīng)_擊的直觀表現(xiàn)為控制汽車加速度，而達(dá)到良好控制效果的關(guān)鍵即是控制好2個(gè)離合器的轉(zhuǎn)矩變化。

2.2.2 起步滑摩功

離合器C1和C2的滑摩功Wc1、Wc2可表示為：

式中，t0和t2分別為起步開始時(shí)刻和起步結(jié)束時(shí)刻。

起步時(shí)間越長，則滑摩功越大，而換擋沖擊越小。一般情況下，減小沖擊度需要通過增加離合器的滑摩來實(shí)現(xiàn)，在存在轉(zhuǎn)速差的情況下，若離合器滑摩時(shí)間過長，就會(huì)產(chǎn)生大量滑摩功，對(duì)起步和離合器壽命造成不利影響。因此，在起步控制過程中，如何平衡沖擊度和滑摩功是達(dá)到良好的起步控制的關(guān)鍵。

2.2.3 雙離合器起步控制目標(biāo)

基于本文提出的控制方法，提出雙離合器起步控制目標(biāo)為：

a.盡可能平衡2 個(gè)離合器在起步過程中的滑摩功，延長使用壽命。

b.起步?jīng)_擊度盡可能小，滿足|j|≤10 m/s3[8]。

c.為防止離合器燒蝕，離合器每次接合單位面積滑摩功小于0.4 J/mm2[8]。

d.車輪轉(zhuǎn)速跟蹤控制誤差小于1 rad/s。

3 DCT起步控制策略

3.1 起步控制策略總述

根據(jù)DCT 的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)及期望的控制目標(biāo)，本文將起步控制過程分為以下4個(gè)階段：

a.0～t0階段，為消除空行程階段。從整車上電、離合器充油開始，始終控制離合器壓力達(dá)到將要開始傳遞力矩的點(diǎn)（Kisspoint點(diǎn)），當(dāng)制動(dòng)踏板完全松開且離合器壓力達(dá)到Kisspoint點(diǎn)壓力，該階段結(jié)束。該階段離合器主、從動(dòng)部分未開始傳遞扭矩，系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦和沖擊，只需控制奇數(shù)擋和偶數(shù)擋離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)使2個(gè)離合器盡快到達(dá)Kisspoint點(diǎn)壓力即可，此階段發(fā)動(dòng)機(jī)為怠速狀態(tài)。

b.t0～t1階段，為雙離合器聯(lián)合起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段。此階段非線性三步控制方法輸出的期望力矩為奇數(shù)擋和偶數(shù)擋離合器期望輸出力矩之和。為了平衡2個(gè)離合器的滑摩功，根據(jù)設(shè)定的規(guī)則將期望總傳遞力矩分配到2 個(gè)離合器上，直至(Tc1+Tc2)達(dá)到某一期望區(qū)域內(nèi)，變速器可較穩(wěn)定地輸出一定力矩，起步過程進(jìn)入下一階段。該階段發(fā)動(dòng)機(jī)為轉(zhuǎn)速控制模式，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩隨整車負(fù)載變化而變化。

c.t1～t2階段，為單離合器大滑摩起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段。該階段的工作離合器可以是1 擋離合器或2 擋離合器，如圖2a、圖2b 所示。工作離合器的選擇以及期望的車速變化曲線可考慮駕駛員意圖[10]，與進(jìn)入該階段時(shí)的油門踏板開度β0相關(guān)。設(shè)βsp為油門踏板開度閾值，可通過整車性能定義標(biāo)定得到，當(dāng)β0>βsp時(shí)，期望加速性能更優(yōu)，選擇1 擋大滑摩速度跟蹤模式，當(dāng)β0≤βsp時(shí)，采用2擋大滑摩速度跟蹤模式。此階段應(yīng)控制工作離合器輸出力矩盡可能達(dá)到非線性三步控制方法輸出的期望力矩，非工作離合器在此階段開始快速分離至Kisspoint 點(diǎn)以下，使其轉(zhuǎn)矩盡快降低，不干涉工作離合器的接合過程。該階段中，發(fā)動(dòng)機(jī)同樣處于轉(zhuǎn)速控制模式，即給定發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速曲線，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，令發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)增加至與期望車速對(duì)應(yīng)的工作離合器從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速相近的速度，以保證平穩(wěn)過渡至微滑摩行駛階段（t2以后）。

需要說明的是，期望車速曲線的選擇需要符合實(shí)際，若期望車速上升過快，負(fù)載轉(zhuǎn)矩將快速增大，造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速被突然“拖”低，甚至降至怠速轉(zhuǎn)速以下的情況，這會(huì)引起較大的起步?jīng)_擊或者發(fā)動(dòng)機(jī)熄火現(xiàn)象。

圖2 DCT起步過程

d.微滑摩行駛階段，一般采用轉(zhuǎn)速PI反饋控制即可達(dá)到較好控制效果，即設(shè)置離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)期望轉(zhuǎn)速差為Δωsp，離合器壓力通過PI 閉環(huán)跟蹤Δωsp得到，發(fā)動(dòng)機(jī)通過駕駛員油門踏板開度控制。

3.2 非線性三步法車速跟蹤控制器設(shè)計(jì)

基于對(duì)DCT 起步過程的動(dòng)力學(xué)分析，本文采用一種非線性三步控制方法獲得離合器期望轉(zhuǎn)矩。

起步過程可通過車速的變化來直觀表示，而車速和車輪轉(zhuǎn)速近似關(guān)系為：

已知期望車速可推算出期望車輪轉(zhuǎn)速，故依據(jù)車輪處的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行控制器模型搭建。平直路面上，輪胎動(dòng)力學(xué)方程可表示為：

為了便于控制器設(shè)計(jì)，可求得：

定義系統(tǒng)控制輸入為u=To，系統(tǒng)狀態(tài)和輸出均為車輪轉(zhuǎn)速，即x=y=ωw。通過設(shè)計(jì)非線性轉(zhuǎn)速跟蹤控制器使得起步系統(tǒng)輸出y也就是車輪轉(zhuǎn)速，跟蹤期望車輪轉(zhuǎn)速曲線y*，實(shí)現(xiàn)起步過程控制目標(biāo)。

為了快速獲得控制響應(yīng)，基于MAP 的前饋控制方法經(jīng)常在實(shí)際工程問題中采用，基于這一思想，假設(shè)系統(tǒng)只采用穩(wěn)態(tài)控制us，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，狀態(tài)不再變化，即，定義系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)控制u=us(ωw)下達(dá)到穩(wěn)態(tài)，此時(shí)，代入式（14），可得穩(wěn)態(tài)控制為：

由于汽車起步過程系統(tǒng)為強(qiáng)非線性系統(tǒng)，受干擾參數(shù)變化等因素的影響，跟蹤目標(biāo)也在實(shí)時(shí)變化，因此僅通過穩(wěn)態(tài)控制并不能達(dá)到期望控制效果，引入?yún)⒖紕?dòng)態(tài)前饋控制uf，此時(shí)u=us(ωw)+uf，將u=To代入式（14）得到：

可以看出，控制律uf與參考值的變化率相關(guān)，反映系統(tǒng)參考值動(dòng)態(tài)變化時(shí)，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。由于在系統(tǒng)建模中無法避免建模誤差，且實(shí)際系統(tǒng)中必然會(huì)出現(xiàn)擾動(dòng)，通過類穩(wěn)態(tài)控制和參考前饋控制，仍不能保證系統(tǒng)輸出較好的跟蹤期望值。為實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，在設(shè)計(jì)中引入反饋控制ue，充分利用反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性，處理系統(tǒng)建模誤差和擾動(dòng)等因素帶來的影響，以達(dá)到更好的跟蹤控制效果。此時(shí)，u=us(ωw)+uf+ue，定義系統(tǒng)跟蹤誤差為：

可得誤差系統(tǒng)為：

該系統(tǒng)的反饋控制器可基于李雅普諾夫方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于滯后系統(tǒng)，采用PI 誤差反饋控制有較好的控制效果，選取李雅普諾夫函數(shù)V=e2/2+k0φ2/2，其中φ=∫edt，k0為比例控制增益系數(shù)，求導(dǎo)可得：

在本文的傳動(dòng)系統(tǒng)中，顯然有g(shù)1≠0，可選擇：

其中k1>0，得到：

式中，k1為積分控制增益系數(shù)。

此時(shí)誤差系統(tǒng)為漸近穩(wěn)定的，可以看出反饋控制ue為典型的PI控制，比例和積分控制增益是狀態(tài)依賴的，可以自調(diào)節(jié)。得到系統(tǒng)最終的控制律形式為：

圖3所示為控制律結(jié)構(gòu)示意，其控制器設(shè)計(jì)過程分3 個(gè)步驟完成，同樣地，控制律也由3 個(gè)部分組成，其每一部分都包含有系統(tǒng)的參數(shù)、狀態(tài)和工況信息。綜合幾個(gè)部分，控制器最終達(dá)到包含系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性、系統(tǒng)特征參數(shù)的2個(gè)前饋控制以及包含跟蹤誤差的反饋控制，其結(jié)構(gòu)形式簡單，符合工程應(yīng)用要求。

通過非線性三步法控制，可得到起步過程t0～t1階段和t1～t2階段的期望變速器輸出力矩。

圖3 控制律結(jié)構(gòu)示意

3.2.1 雙離合器聯(lián)合起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段

由三步法實(shí)時(shí)得到期望的變速器輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩To，記作To_step2*(t)。

To確定后，需確定離合器C1、C2 承擔(dān)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tc1_step2*(t)、Tc2_step2*(t)。根據(jù)2 個(gè)離合器磨損平衡的目標(biāo)，使得期望離合器滑摩功盡可能相等，由于DCT系統(tǒng)中1擋和2 擋齒輪轉(zhuǎn)速關(guān)系為ωc1/ωc2=i1/i2，同時(shí)此階段軸齒摩擦和慣性的影響占比較小，通過傳動(dòng)效率η統(tǒng)一考慮，即假設(shè)力矩傳遞關(guān)系為效率一定的傳動(dòng)比關(guān)系，則離合器C1、C2的期望轉(zhuǎn)矩可表示為：

3.2.2 單離合器大滑摩起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段

在該階段，可能為奇數(shù)擋或偶數(shù)擋離合器進(jìn)行轉(zhuǎn)速跟蹤。需要說明的是，工作離合器通過輸出期望轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)車速跟蹤，但由于在雙離合器聯(lián)合起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段，2 個(gè)離合器均傳遞力矩，即使分離離合器馬上降低壓力至Kisspoint 點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓力，由于離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的遲滯特性，分離離合器力矩不會(huì)立刻減小至零，因此，工作離合器的轉(zhuǎn)矩期望需要考慮此遲滯效應(yīng)帶來的影響。

由三步法實(shí)時(shí)得到期望的變速器輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩To，記作To_step3*(t)。以單離合器大滑摩起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段選擇奇數(shù)擋離合器大滑摩速度跟蹤控制為例，偶數(shù)擋離合器期望力矩Tc2_step3*(t)=0，奇數(shù)擋離合器期望力矩Tc1_step3*(t)=(To_step3*(t)-Tc2i2if)/ηifi1。

同理，可得到2擋大滑摩速度跟蹤控制的離合器期望轉(zhuǎn)矩。

4 DCT起步控制策略驗(yàn)證

在AMESim 中搭建6擋DCT 整車仿真模型，主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、6 擋DCT、車體、懸架、輪胎、路面等，還包含離合器及其液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中軸齒部分建模考慮了摩擦和彈性等特性，能較真實(shí)地反映傳動(dòng)系的耦合和非線性特性。在MATLAB/Simulink中搭建起步控制器模型，包括起步邏輯模塊、各階段力矩控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、力矩-電磁閥電流轉(zhuǎn)換模塊。

圖4 兩擋聯(lián)合起步，1擋完成起步接合仿真結(jié)果

圖4 所示為名義工況下兩擋聯(lián)合起步，1 擋完成最終接合的仿真（仿真1）結(jié)果。可以看出，初始制動(dòng)踏板命令未達(dá)到零，汽車處于消除空行程階段，2 個(gè)離合器期望壓力為Kisspoint 點(diǎn)壓力，第1 s 時(shí)制動(dòng)踏板完全松開，起步進(jìn)入雙離合器聯(lián)合起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段，經(jīng)過控制，2 個(gè)離合器轉(zhuǎn)速平穩(wěn)上升，在第3.3 s 左右完成起步過程。期望壓力通過三步控制法得到的期望力矩查表得到。在給定期望壓力下，奇數(shù)擋和偶數(shù)擋離合器轉(zhuǎn)矩先同時(shí)上升，且奇數(shù)擋離合器傳遞轉(zhuǎn)矩較大，到第1.8 s左右，偶數(shù)擋離合器期望壓力降為Kisspoint 點(diǎn)壓力，期望力矩均由奇數(shù)擋離合器承擔(dān)。實(shí)際偶數(shù)擋離合器電磁閥電流響應(yīng)及液壓執(zhí)行系統(tǒng)均存在遲滯，因此偶數(shù)擋離合器力矩并未立刻降低至0，該策略可控制奇數(shù)擋離合器傳遞剩余期望力矩。該控制方法可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的起步過程，這里定義的起步結(jié)束狀態(tài)為車速大于8 km/h，從雙離合器聯(lián)合起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段開始計(jì)算，本文仿真中經(jīng)過2.23 s完成起步過程，且起步?jīng)_擊較小，在±7 m/s3范圍內(nèi)。

如圖5所示，選取的車輪期望轉(zhuǎn)速為一條三次平滑曲線，經(jīng)過非線性三步控制方法，得到實(shí)際車輪轉(zhuǎn)速能很好地跟蹤期望轉(zhuǎn)速，跟蹤誤差在±0.3 rad/s 范圍內(nèi)。總控制輸入中穩(wěn)態(tài)控制律us、參考前饋uf的前饋控制占比較大，反饋控制ue占比較小，說明該方法可充分利用系統(tǒng)原有的動(dòng)力學(xué)特性、整車參數(shù)以及可觀測(cè)狀態(tài)量等信息，實(shí)時(shí)給出較為合理的前饋、反饋，承擔(dān)小偏差調(diào)節(jié)作用，主要處理建模誤差、系統(tǒng)擾動(dòng)等因素的影響，與工程實(shí)際應(yīng)用中常見的“前饋+誤差反饋”系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)形式類似，但可以充分利用系統(tǒng)本身的信息，從而大幅減少控制器參數(shù)標(biāo)定的工作量。

圖5 仿真1控制輸入及轉(zhuǎn)速跟蹤效果

不改變工況，僅改變期望車輪轉(zhuǎn)速曲線為二次光滑拋物線，進(jìn)行仿真2，控制輸入及轉(zhuǎn)速跟蹤效果如圖6所示，可以看到，跟蹤曲線改變后，該控制器仍可實(shí)現(xiàn)良好跟蹤控制效果，跟蹤誤差在±0.2 rad/s范圍內(nèi)，且在該轉(zhuǎn)速期望曲線下，雙離合器聯(lián)合起步轉(zhuǎn)速跟蹤階段占用時(shí)間較長，雙離合器滑摩功平衡效果更顯著。

圖6 仿真2控制輸入及轉(zhuǎn)速跟蹤效果

類似地，當(dāng)駕駛員加速需求較小或者地面濕滑時(shí)，選擇兩擋聯(lián)合起步2 擋完成結(jié)合。圖7 所示為名義工況下兩擋聯(lián)合起步，2 擋完成最終接合的仿真（仿真3）結(jié)果。由圖7可知，采用的期望輪速曲線為三次平滑曲線，同樣地，可以實(shí)現(xiàn)兩擋起步，2 擋完成接合。由于2擋傳動(dòng)比較小，且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需要保證高于怠速狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速以避免發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，因此在2 擋起步控制過程中，起步期望的車輪轉(zhuǎn)速也較1 擋起步更大，需要更長的起步時(shí)間。本次仿真定義的起步完成標(biāo)志為車速大于12 km/h。在給定期望壓力下，奇數(shù)擋和偶數(shù)擋離合器轉(zhuǎn)矩先同時(shí)上升，且奇數(shù)擋離合器傳遞轉(zhuǎn)矩較大，到第1.8 s 左右，奇數(shù)擋離合器期望壓力降為Kisspoint 點(diǎn)壓力，期望力矩均由偶數(shù)擋離合器承擔(dān)；在1.8～4.3 s 左右，偶數(shù)擋離合器傳遞剩余期望力矩，完成起步過程。在整個(gè)起步過程中，沖擊度均在±8 m/s3范圍內(nèi)，起步平順性好，滿足控制需求。

圖7 兩擋聯(lián)合起步，2擋完成接合仿真結(jié)果

表1 所示為3 組仿真離合器單位面積滑摩功，仿真1 和仿真2 滑摩時(shí)間短，故滑摩功較小，且奇數(shù)擋、偶數(shù)擋離合器都承擔(dān)了起步過程中的滑摩。仿真3 由于2擋起步需要的時(shí)間較長，因此滑摩功較1 擋最終完成起步更大，均滿足每次接合過程單位面積滑摩功小于0.4 J/mm2的控制需求。

表1 仿真離合器單位面積滑摩功J/mm2

5 結(jié)束語

基于雙離合器自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文提出了雙離合器自動(dòng)變速器兩擋聯(lián)合起步的控制策略，控制器結(jié)構(gòu)與常用工程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一致，且具有增益狀態(tài)依賴的自調(diào)節(jié)能力，搭建裝備雙離合器自動(dòng)變速器的車輛仿真模型對(duì)起步控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，提出的兩擋起步控制策略可很好地實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)速跟蹤，在達(dá)到較好起步效果的同時(shí)可有效平衡離合器磨損。