采用啮合点估计法的干式双离合器变速器夹紧力控制安成贤洪成华成均馆大学摘要：在这篇文章中，提出了一种适用于双速干式双离合器变速器的啮合点估计。此法是利用马达致动器扭矩和旋转位移的梯度变化来进行啮合点估计的。干式双离合器变速器的夹紧力控制藉由这种啮合点估计法被提出了，其性能是受双速干式双离合器变速器的电动汽车模拟器影响的。从模拟结果可知，汽车换档质量可以通过使用啮合点估计法的夹紧力控制方式来保证。引用：安成贤.洪成华,“采用啮合点估计法的干式双离合器变速器夹紧力控制，”SAEInt.J.Passeng.Cars-Mech.Syst.6(3):2013,doi:10.427l/2013-01-2585.介绍：在电动汽车（EV）中，通常用一个单齿比减速齿轮来替代变速器，因为这样的话电动机可以在低速状态下产生更高的转矩，并且它的速度范围比普通发动机更广泛[1,7]。然而，最近，为提高燃油经济性（亦即提升单位电能可行驶距离并减小电动马达的尺寸），电动汽车专用变速器已成为热点议题。使用变速器，电动汽车能够运行的更加有效率，并且它的尺寸也可以缩小。然而由于成本，重量，和寄生功率损耗等因素，使用常规变速器诸如多速自动变速器，无级变速器和多速双离合器变速器是难以轻松地达到上述目的[1,6,7]。为了克服这些缺点，一种适用于电动汽车的双速干式双离合器变速器已经处于研发中[1,7]。由于离合器的磨损通常发生在干式离合器的啮合点（在此处，动力通过离合片的变化被传送至输出轴），因此，在考虑到这种变化的情况下，离合器的夹紧力需要被控制。在双离合器变速器中，夹紧力控制是包括换挡时间和换挡质量在内的换挡性能的重要影响因素。因为离合器的夹紧力取决于致动器的行程，所以必须要知道致动器行程与夹紧力之间的关系[1,4]。由于干式离合器特性的变化取决于离合器的磨损，为了给机构的行程变化维持合适的夹紧力，啮合点需要被估计出来[4]。本文展示了适用于双速干式双离合器变速器的啮合点估计法和夹紧力控制法。为了估计啮合点，我们从SCU（行程控制单元）中读取了电流和电压数据，并测量了旋转位移量。利用这些信息，啮合点就能被估计出来了，并且可以被用于修改致动器行程区间。基于这样的啮合点估计法，我们提出了一种夹紧力控制方法。电机传动器系统建模：图1展示了一种正在研究中的电动汽车双速干式双离合器变速器的1号离合器内部的马达致动器系统结构。SCU（行程控制单元）利用一个飞轮来命令马达致动器去接合或脱离离合片。随着马达致动器的旋转，螺杆线性移动来使得分离轴承推动膜片弹簧。提拉盖拉动离合片，然后使其朝着飞轮靠近。一旦离合片与飞轮相接合，电动汽车驱动马达的动力就通过1号离合器从飞轮传输到了变速器。图11号离合器内部的马达致动器系统结构A．电机驱动器无刷DC电动机（BLDC电动机）用作致动器。电机致动器模拟如下所示：didt=VL−RiL−KEMFωm/L(1)Tm=Kmotori(2)Jmωm+Tfriction+Tload=Kmotori(3)其中V是电枢电压，R是电枢电阻，i是电枢电流，KEMF是反电动势常数，ωm是电动机速度，而L是电枢电感。Tm是电机转矩，Kmotor是电动机转矩常数。Tfriction是摩擦转矩，Tload是负荷转矩，而Jm是电机的角惯量。B.螺丝，拨叉和分离轴承当马达致动器旋转时，螺杆通过导程角沿直线运动。螺杆的端点就可以推或拉拨叉，拨叉作为一个杠杆。C．膜片弹簧分离轴承推动膜片弹簧，当膜片弹簧被分离轴承推动时，它也推动了提拉盖。图2示出了膜片弹簧的特性曲线（膜片弹簧被安装时处于初始压缩状态。）图2膜片弹簧特性曲线D．缓冲弹簧缓冲弹簧被安装在离合片之间。随着离合片的移动，缓冲弹簧在两者间间隙消除后开始压缩。图3显示的是缓冲弹簧的特性曲线。在锁定点，缓冲弹簧力达到最大值。图3缓冲弹簧特性曲线E．电机驱动器系统模拟器电机驱动系统的仿真如图4所示，运用动态方程和马达致动器的特性映射，能够求得在飞轮处产生的负荷转矩，并反馈于致动器电机。当负荷转矩增大时，电机致动器转矩也需要相应增大来提供合适的输入扭矩。图4电机驱动系统仿真双速干式双离合器变速器电动汽车：双速干式双离合器变速器电动汽车的性能模拟器如图5所示，模拟器包含一个驾驶者模型，一个驱...