拖拉機(jī)雙離合器自動變速器換擋控制策略研究

陳聰聰，魏 晗，李 彬

（江蘇大學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

在汽車行駛中需要對離合器進(jìn)行控制，從而將汽車的變速器與動力器相分離，實(shí)現(xiàn)汽車換擋。但是在操作的過程中往往會出現(xiàn)動力中斷現(xiàn)象，影響汽車的正常行駛，因此可以采用汽車雙離合變速器解決這一問題?，F(xiàn)階段，汽車雙離合變速器已經(jīng)有效應(yīng)用于汽車制造中，因此必須制訂科學(xué)、合理的分離結(jié)合控制策略，才能提高雙離合變速器的應(yīng)用水平。現(xiàn)代電子、智能控制等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在拖拉機(jī)上的廣泛應(yīng)用，再加上聯(lián)合作業(yè)農(nóng)機(jī)具的大量使用，對拖拉機(jī)動力輸出提出了更高的要求。變速器是拖拉機(jī)動力傳動系統(tǒng)的核心部件，其性能好壞直接影響經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也決定著農(nóng)業(yè)工作的效率。

1 汽車雙離合變速器概述

1.1 雙離合變速器工作原理

雙離合變速器是一種特殊的變速器類型，既不同于手動變速器，又與自動變速器有顯著的差別，是一種操作和應(yīng)用起來更加靈活的變速器，充分結(jié)合手動變速器和自動變速器兩者的優(yōu)勢，在幫助汽車節(jié)能減排的情況下，進(jìn)一步增強(qiáng)汽車的動力性能，從而使汽車的行車舒適度得到保障。雙離合變速器主要是由兩個變速器共同工作，將兩個變速箱的功能結(jié)合在同一個變速箱中，使控制動作能夠同步進(jìn)行，從而保障兩組齒輪能夠相互交替工作，避免汽車動能中斷。

1.2 雙離合變速器的優(yōu)勢

雙離合變速器的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在3個方面：①雙離合變速器換擋動作更快，所需要的時(shí)間更短，因此操作起來更加靈活便利；②雙離合變速器有助于汽車節(jié)能減排，通過兩個變速器協(xié)調(diào)工作能夠使汽車的動能保持持續(xù)供應(yīng)，因此扭矩中斷的情況會消失，使汽車始終保持在發(fā)動狀態(tài)，避免油耗量增大；③雙離合變速器的舒適度更高，由于換擋的過程中不會發(fā)生動力中斷現(xiàn)象，因此行車的過程更加平穩(wěn)，不會產(chǎn)生強(qiáng)烈的動挫感。

1.3 雙離合變速器的劣勢

雙離合變速器的劣勢主要體現(xiàn)在4個方面：①雙離合變速器的結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)變速器而言更加復(fù)雜，對制造工藝的要求也相應(yīng)提升，需要投入更多的成本，因此雙離合變速器一般都配置于中檔或高檔汽車中；②雙離合變速器對扭矩的調(diào)和仍然不夠，利用干式離合器無法應(yīng)對激烈使用，利用濕式離合器無法保證扭矩的摩擦力；③雙離合變速器對擋位的要求相對較高，需要換擋時(shí)處于預(yù)備狀態(tài)，否則就會延長換擋的時(shí)間；④雙離合變速器由智能元器件控制，因此在應(yīng)用的過程中產(chǎn)生故障的概率也大大提高[1]。

2 拖拉機(jī)雙離合變速器分離結(jié)合的控制策略

2.1 單參數(shù)分離結(jié)合控制策略

單參數(shù)分離結(jié)合控制策略是拖拉機(jī)雙離合變速器的傳統(tǒng)換擋策略之一，主要以拖拉機(jī)行駛的速度作為換擋控制的參數(shù)，對換擋的行車速度進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)車速達(dá)到上限后，車輛就可以實(shí)現(xiàn)自動換擋。為了使車輛的動力性能得到最大程度的發(fā)揮，一般會采用單參數(shù)分離結(jié)合控制策略進(jìn)行換擋，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速達(dá)到最高值。然而，單參數(shù)分離結(jié)合控制策略有明顯的不足，那就是換擋與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)聯(lián)，無法用油門進(jìn)行控制，因此在車型的應(yīng)用中具有局限性，但適用于特定的車型，例如軍用越野車、公交車等。

2.2 兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略

兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略彌補(bǔ)了單參數(shù)換擋策略的缺陷，將油門與換擋緊密關(guān)聯(lián)。一般以拖拉機(jī)的行駛速度作為換擋的參數(shù)，當(dāng)行駛的速度達(dá)到換擋策略中預(yù)先設(shè)定的值時(shí)，拖拉機(jī)就會自動換擋，而拖拉機(jī)的速度與油門的開合程度緊密相關(guān)，因此當(dāng)拖拉機(jī)駕駛員踩油門的力度較大時(shí)，車輛速度就會相應(yīng)加快，拖拉機(jī)自動換擋的速度就會提高；當(dāng)拖拉機(jī)駕駛員踩油門的力度較小時(shí)，車輛速度就會相應(yīng)較慢，拖拉機(jī)自動換擋的速度也相應(yīng)減慢。在制訂兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略時(shí)，需要以經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性為原則，利用優(yōu)化計(jì)算的方法計(jì)算最后的目標(biāo)函數(shù)，從而制訂出最經(jīng)濟(jì)的換擋策略。

2.3 三參數(shù)分離結(jié)合控制策略

三參數(shù)分離結(jié)合控制策略是一種具有動態(tài)特征的換擋策略，是在單參數(shù)分離結(jié)合控制策略和兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略基礎(chǔ)上制訂而成的。車輛在實(shí)際行駛的過程中并非處于一個穩(wěn)定的勻速行駛狀態(tài)，而是隨時(shí)發(fā)生變化，而兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略具有理想性特征，主要針對的是具有穩(wěn)定性的勻速行駛的車輛，無法對車輛的動態(tài)行駛過程進(jìn)行合理控制，因此具有一定的局限性。

三參數(shù)分離結(jié)合控制策略是將車輛的行駛狀態(tài)分為穩(wěn)定和非穩(wěn)定兩種情況，依次制訂相對應(yīng)的控制策略，例如對不同加速度的拖拉機(jī)制訂不同的換擋點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)的分離結(jié)合控制[2]。

2.4 四參數(shù)分離結(jié)合控制策略

影響分離結(jié)合控制策略的因素主要有兩個，一個是車輛的質(zhì)量，另一個是車輛的油門開度，因此制訂分離結(jié)合控制策略時(shí)需要從這兩個角度出發(fā)。單參數(shù)分離結(jié)合控制策略雖然將靜態(tài)換擋研究轉(zhuǎn)化為動態(tài)換擋研究，但是對車輛自動換擋的實(shí)際需求并沒有真正解決，而此參數(shù)分離結(jié)合控制策略著重針對三參數(shù)控制存在的不足，對不同車況的車輛制訂合理的自動換擋策略。例如在車輛行駛的過程中，將車況、路況、駕駛員習(xí)慣等參數(shù)作為自動換擋策略制訂的依據(jù)，從而使分離結(jié)合策略符合車輛行駛狀態(tài)的需求。

2.5 智能化分離結(jié)合控制策略

智能化分離結(jié)合控制策略的制訂參數(shù)主要由車輛行駛速度、車輛的制動性強(qiáng)度、方向盤的轉(zhuǎn)角、車輛行駛中的加速度構(gòu)成，同時(shí)結(jié)合駕駛員的意圖和習(xí)慣、車輛行駛時(shí)的具體路況，制訂能進(jìn)行自動換擋修正的分離結(jié)合控制策略。例如車輛在實(shí)際的行駛過程中，受到車輛狀態(tài)和具體路況的影響會發(fā)生意外換擋情況，在這種情況下，智能化分離結(jié)合控制策略會對車輛的動力性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使車輛的動力作用得到有效的發(fā)揮，減少車輛的耗油量，保證行車的舒適度。

3 結(jié)論

綜上所述，針對拖拉機(jī)雙離合變速器分離結(jié)合控制策略的研究是非常必要的。本文主要對雙離合變速器進(jìn)行簡要概述，然后詳細(xì)闡述分離結(jié)合的控制策略。研究可得，智能化分離結(jié)合控制策略結(jié)合單參數(shù)分離結(jié)合控制策略、兩參數(shù)分離結(jié)合控制策略、三參數(shù)分離結(jié)合控制策略和四參數(shù)分離結(jié)合控制策略的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)雙離合變速器的有效控制。希望本文可以為研究這一課題的相關(guān)人員提供參考。

［1］ 涂波濤.新型七速對置雙離合變速器自動變速控制研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2017.

［2］ 卞錦.七速對置雙離合自動變速器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析及優(yōu)化研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2017.