基于动态跟踪自适应的湿式双离合器微滑控制理论研究

At present, foreign manufacturers have devote to the research and application of clutch micro slip control to improve the shift quality and efficiency of wet dual clutch transmission, but this core technology is in strict confidentiality..This study sets up the mathematical model of entire clutch and hydraulic control systems based on the analysis of the gear shifting process, layout, and implementation of dual clutch transmission, and the essence mechanism of micro-slip is investigated as well. The micro-slip control strategies are designed based on the advanced control theory, vehicle driveline system dynamics and its coupling characteristics. Due to the time-varying, interference and nonlinear characteristics of the entire system, the advanced nonlinear robust control strategy is planned to adopt to realize stable and adaptive micro slip on clutch, thus improve the shifting comfort and efficiency of dual clutch transmission. In order to improve the ability of research and development of in domestic, the practical application of micro-slip control on the dual clutch transmission is also within the scope of the study..This project not only has important theoretical significance for the control strategy research of wet dual clutch transmission, but also has high practical value for related products with independent intellectual property rights.

国外湿式双离合器专业生产商已开始研究并应用微滑控制新技术提高湿式双离合器的换挡品质及整个自动变速器的传动效率，而国外对此项核心技术进行了严格的保密。本项目在分析湿式双离合器结构原理、换挡过程与实现机制的基础上，建立双离合器及其液压控制系统的精细化模型，探究微滑传动技术机理；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，研究湿式双离合器微滑控制理论及其控制策略；针对双离合器及液压控制系统存在的时变性、外界干扰以及非线性特性等因素，拟通过先进的非线性鲁棒控制策略来实现稳定的微滑控制效果，达到动态自适应的目的，从而提高湿式双离合器的换挡平顺性和传动效率；并进行微滑控制应用技术研究，掌握核心技术，提高国产湿式双离合自动变速器的自主研发能力。.本项目对湿式双离合器的控制策略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。

项目以湿式双离合器作为研究对象，从湿式双离合器接合过程的系统动力学理论分析角度出发，对微滑控制机理进行了研究。通过对车辆传动系统动力学所具有的固有耦合特性、离合器固有摩擦系数-温度、转速差特性、液压系统的非线性迟滞特性等理论分析以及建模，设计微滑控制器，并基于非线性扩展卡尔曼估计理论、非线性鲁棒控制理论，建立对系统非线性特性、参数时变性和建模误差具有强鲁棒性的控制策略，从而实现稳定的微滑控制效果。研究工作和成果如下：.（1）根据DCT车辆传动系统动力学特性、离合器液压执行机构的非线性特性、离合器扭矩传递特性等，构建整车传动系统以及离合器液压执行机构的动力学模型，为微滑控制研究提供仿真平台。.（2）对DCT传动系统的重要状态变量进行在线估计。利用扩展卡尔曼滤波方法对离合器温度及输出轴力矩等状态变量进行在线辨识，并融入到微滑控制算法的设计中，力求同时满足对控制品质以及车载TCU和ECU运算能力的要求。.（3）针对起步、换挡等不同工况，提出了相应的微滑控制方法，并在控制策略的设计中充分考虑到由参数时变、外界干扰、建模误差等引起的鲁棒性问题以及动力学模型本身存在的非线性特性，完成微滑鲁棒控制策略理论框架的构建工作，从而实现平稳起步、平顺且快速换挡等目标。. 结合研究项目，发表SCI/EI论文5篇，国际会议论文3篇，发明专利4项（其中授权3项），培养研究生7人，毕业5人。. 通过项目研究，建立了湿式双离合变速器微滑控制方法，以实现离合器在不同工况下的微滑状态，从而避免离合器闭锁时产生的冲击，并由于离合器微滑状态起到的粘性阻尼的作用，衰减发动机的扭转振动，改善变速器的舒适性；同时，微滑控制不需要油泵额外做功，可以改善变速器的燃油经济性，对提高湿式双离合器的性能具有重要意义。