汽车干式离合器的平滑接合[外文翻译].doc

指导教师评定成绩(五级制):指导教师签字:附件C:译文汽车干式离合器的平滑接合摘要由于干式离合器的出现及其突出表现,本文描述了汽车驱动系统的俩个分段式线性稳态模式以及他们的混合结构。基于第二种体制模式,一种干式离合器接合的滑磨控制技术被提了出来。以曲轴转速和离合器盘的转速为控制参数的反馈控制器也被设计了出来。这种控制器保证了锁定的舒适性并且避免了由于发动机转速和滑移转速控制的不同步而引起的发动机熄火。这种对于锁止状态下的滑移加速的管制是用于减小非设计性的驱动系统的振动。本文考虑了关键的起步操作状况,并且模拟结果表明此种控制器的表现良好。1引言在汽车系统中,为保证干式离合器的较小磨损以及动力系统的良好表现,其结合是十分重要的过程[1]。结合过程必须被控制以满足不同的甚至有时是相反的目标:小的摩擦损失,最小的结合需求时间,驾驶舒适性的保证。这些目标必须通过对离合器压盘施加一个适当的力来实现[2,3]。为达到这个目的,一些控制策略在文献[4-6]中被设计了出来。在文献[4]中考虑了柴油机汽车离合器结合过程中避免喉管使用的问题。一种运用了动力总成六阶状态空间模型的模糊控制器在文献[5]中被提出,不同摩擦系数和汽车操作状况的影响也被考虑其中。文献[6]讨论了重型卡车离合器的结合控制。同时,二次线性和模型预测控制技术的应用最近也作为一种可行的解决干式离合器接合问题的方法而被提出,参见文献[7]和[8]。在这篇论文中第一次提出了俩种传动系统的动态模型,呈现了为什么离合器的存在使这些模式存在分段线性稳态。通过运用一种离合器接合的二阶动态空间模型,展现了影响乘坐舒适性的传动系统的振动是取决于离合器锁止时的滑磨加速度。基于这个结果,一种适应性的滑磨控制策略被提了出来,旨在控制在离合器结合的整个过程中主动盘和曲轴的转速差。此外,对于由分离控制器获取了发动机转速的控制,实现了发动机熄火的避免。一个基于Simulink/Stateflow的仿真方案被用于检查预测控制器的功效。通过合适的Simulingk方案,就能实现Stateflow模块区分离合器的锁止及滑磨状态。数字仿真展现了预测控制器所带来的良好表现。:驱动系方案内燃机产生的力矩经离合器被传送到动力系。通过传动装置的啮合和分离,力被施加到离合器转盘上以分离发动机飞***并且切断力矩到动力系统的传递。图1中的弹性和摩擦元素是用于模拟动力系的机械特性。整个动态模型可以通过对图1中的不同节点施加平衡力矩获得,并且在一个子系统中作为负载的力矩在下一个系统中就成为驱动力矩。曲轴转速的动态方程(也称作发动机转速)ωe可以写作其中的角标‘e’和‘c’分别代表发动机和离合器,Je是发动机的转动惯量,Te是发动机扭矩,βe是曲轴摩擦系数,Tec是通过离合器传递的力矩(表现为发动机动态子系统中的负载力矩),并且为了注释的简化,显而易见的时间附属被忽略了。类似的,离合器从动盘的速度ωc可以写成其中角标‘m’指是主传动轴,变量θ指传动轴的角度位置。对主传动轴列平衡方程式则有其中,角标‘s’和‘t’表示同步器和传动轴,Js1和Js2是俩个连接在同步器的盘的转动惯量,τg是变速箱传动比,τd是主减速器传动比,同时我们运用了熟知的特性,就是齿轮转换器的重要一侧的转动惯量决定于变速箱传动比的平方,而力矩和变速箱传动比线性相关[9]。最后是车轮的力矩平衡方程式其中角标‘m’带只车轮,Jw是考虑了车轮和其余部分的转动惯量,Tload是负载力矩。动力系模型也可以转换为突出了转动惯量、摩擦力和阻尼项的典型机械形式。特别的,通过定义传动轴角度位置的向量θ和控制向量,简化后可将公式(1)-(4)写为其中显然,把角度位置和不同驱动系转轴的转子速度都看成是矩阵参数时,整个动力系的动态模型都可以写成经典的矩阵形式。,所以当离合器结合时,发动机的转速ωe和离合器从动盘转速ωc是相等的。为了模拟这种情况,可以把(1)和(2)加起来得由于ωe=ωc,滑移模式(1)-(4)到接合模式(11),(3),(4)的转化由条件ωe=ωc和离合器力矩小于静态摩擦力矩的约束所决定,所以避免了进一步的滑移。换句话说,动力系可以模拟成一个布局分别与滑移阶段和接合阶段相一致的分段线性稳态系统。为了用一种简洁的形式展现整个系统,可以定义一个可转换的变数,与经典的程序相似,用于模拟电子能量转换器[10]。通过引入变量d,在滑磨阶段等于1,在其他阶段等于0,则动力系模型(1)-(4),(11)可以写成其中,角标‘sl’和‘eng’指代滑磨和接合的系统矩阵,并且矩阵元素可以从(1)-(4),(11)中得来。等式(12)是一个驱动系的简洁模式,可以解释为混合模式。从滑移模式