拖拉機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，江蘇 鎮江 212000）

在汽車行駛中需要對離合器進行控制，從而將汽車的變速器與動力器相分離，實現汽車換擋。但是在操作的過程中往往會出現動力中斷現象，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階段，汽車雙離合變速器已經有效應用于汽車制造中，因此必須制訂科學、合理的分離結合控制策略，才能提高雙離合變速器的應用水平。現代電子、智能控制等先進科學技術在拖拉機上的廣泛應用，再加上聯合作業農機具的大量使用，對拖拉機動力輸出提出了更高的要求。變速器是拖拉機動力傳動系統的核心部件，其性能好壞直接影響經濟性，同時也決定著農業工作的效率。

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，是一種操作和應用起來更加靈活的變速器，充分結合手動變速器和自動變速器兩者的優勢，在幫助汽車節能減排的情況下，進一步增強汽車的動力性能，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合在同一個變速箱中，使控制動作能夠同步進行，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 雙離合變速器的優勢

雙離合變速器的優勢主要體現在3個方面：①雙離合變速器換擋動作更快，所需要的時間更短，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能減排，通過兩個變速器協調工作能夠使汽車的動能保持持續供應，因此扭矩中斷的情況會消失，使汽車始終保持在發動狀態，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生動力中斷現象，因此行車的過程更加平穩，不會產生強烈的動挫感。

1.3 雙離合變速器的劣勢

雙離合變速器的劣勢主要體現在4個方面：①雙離合變速器的結構相比于傳統變速器而言更加復雜，對制造工藝的要求也相應提升，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和仍然不夠，利用干式離合器無法應對激烈使用，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，需要換擋時處于預備狀態，否則就會延長換擋的時間；④雙離合變速器由智能元器件控制，因此在應用的過程中產生故障的概率也大大提高[1]。

2 拖拉機雙離合變速器分離結合的控制策略

2.1 單參數分離結合控制策略

單參數分離結合控制策略是拖拉機雙離合變速器的傳統換擋策略之一，主要以拖拉機行駛的速度作為換擋控制的參數，對換擋的行車速度進行設置，當車速達到上限后，車輛就可以實現自動換擋。為了使車輛的動力性能得到最大程度的發揮，一般會采用單參數分離結合控制策略進行換擋，使發動機運行轉速達到最高值。然而，單參數分離結合控制策略有明顯的不足，那就是換擋與發動機轉速相關聯，無法用油門進行控制，因此在車型的應用中具有局限性，但適用于特定的車型，例如軍用越野車、公交車等。

2.2 兩參數分離結合控制策略

兩參數分離結合控制策略彌補了單參數換擋策略的缺陷，將油門與換擋緊密關聯。一般以拖拉機的行駛速度作為換擋的參數，當行駛的速度達到換擋策略中預先設定的值時，拖拉機就會自動換擋，而拖拉機的速度與油門的開合程度緊密相關，因此當拖拉機駕駛員踩油門的力度較大時，車輛速度就會相應加快，拖拉機自動換擋的速度就會提高；當拖拉機駕駛員踩油門的力度較小時，車輛速度就會相應較慢，拖拉機自動換擋的速度也相應減慢。在制訂兩參數分離結合控制策略時，需要以經濟性和實用性為原則，利用優化計算的方法計算最后的目標函數，從而制訂出最經濟的換擋策略。

2.3 三參數分離結合控制策略

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

三參數分離結合控制策略是將車輛的行駛狀態分為穩定和非穩定兩種情況，依次制訂相對應的控制策略，例如對不同加速度的拖拉機制訂不同的換擋點，從而實現動態的分離結合控制[2]。

2.4 四參數分離結合控制策略

影響分離結合控制策略的因素主要有兩個，一個是車輛的質量，另一個是車輛的油門開度，因此制訂分離結合控制策略時需要從這兩個角度出發。單參數分離結合控制策略雖然將靜態換擋研究轉化為動態換擋研究，但是對車輛自動換擋的實際需求并沒有真正解決，而此參數分離結合控制策略著重針對三參數控制存在的不足，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、駕駛員習慣等參數作為自動換擋策略制訂的依據，從而使分離結合策略符合車輛行駛狀態的需求。

2.5 智能化分離結合控制策略

智能化分離結合控制策略的制訂參數主要由車輛行駛速度、車輛的制動性強度、方向盤的轉角、車輛行駛中的加速度構成，同時結合駕駛員的意圖和習慣、車輛行駛時的具體路況，制訂能進行自動換擋修正的分離結合控制策略。例如車輛在實際的行駛過程中，受到車輛狀態和具體路況的影響會發生意外換擋情況，在這種情況下，智能化分離結合控制策略會對車輛的動力性能進行調節，從而使車輛的動力作用得到有效的發揮，減少車輛的耗油量，保證行車的舒適度。

3 結論

綜上所述，針對拖拉機雙離合變速器分離結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行簡要概述，然后詳細闡述分離結合的控制策略。研究可得，智能化分離結合控制策略結合單參數分離結合控制策略、兩參數分離結合控制策略、三參數分離結合控制策略和四參數分離結合控制策略的優勢，實現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：合肥工業大學，2017.

［2］ 卞錦.七速對置雙離合自動變速器的結構強度分析及優化研究［D］.合肥：合肥工業大學，2017.