拖拉机双离合器自动变速器换挡控制策略研究

陈聪聪，魏 晗，李 彬

（江苏大学，江苏 镇江 212000）

在汽车行驶中需要对离合器进行控制，从而将汽车的变速器与动力器相分离，实现汽车换挡。但是在操作的过程中往往会出现动力中断现象，影响汽车的正常行驶，因此可以采用汽车双离合变速器解决这一问题。现阶段，汽车双离合变速器已经有效应用于汽车制造中，因此必须制订科学、合理的分离结合控制策略，才能提高双离合变速器的应用水平。现代电子、智能控制等先进科学技术在拖拉机上的广泛应用，再加上联合作业农机具的大量使用，对拖拉机动力输出提出了更高的要求。变速器是拖拉机动力传动系统的核心部件，其性能好坏直接影响经济性，同时也决定着农业工作的效率。

1 汽车双离合变速器概述

1.1 双离合变速器工作原理

双离合变速器是一种特殊的变速器类型，既不同于手动变速器，又与自动变速器有显著的差别，是一种操作和应用起来更加灵活的变速器，充分结合手动变速器和自动变速器两者的优势，在帮助汽车节能减排的情况下，进一步增强汽车的动力性能，从而使汽车的行车舒适度得到保障。双离合变速器主要是由两个变速器共同工作，将两个变速箱的功能结合在同一个变速箱中，使控制动作能够同步进行，从而保障两组齿轮能够相互交替工作，避免汽车动能中断。

1.2 双离合变速器的优势

双离合变速器的优势主要体现在3个方面：①双离合变速器换挡动作更快，所需要的时间更短，因此操作起来更加灵活便利；②双离合变速器有助于汽车节能减排，通过两个变速器协调工作能够使汽车的动能保持持续供应，因此扭矩中断的情况会消失，使汽车始终保持在发动状态，避免油耗量增大；③双离合变速器的舒适度更高，由于换挡的过程中不会发生动力中断现象，因此行车的过程更加平稳，不会产生强烈的动挫感。

1.3 双离合变速器的劣势

双离合变速器的劣势主要体现在4个方面：①双离合变速器的结构相比于传统变速器而言更加复杂，对制造工艺的要求也相应提升，需要投入更多的成本，因此双离合变速器一般都配置于中档或高档汽车中；②双离合变速器对扭矩的调和仍然不够，利用干式离合器无法应对激烈使用，利用湿式离合器无法保证扭矩的摩擦力；③双离合变速器对挡位的要求相对较高，需要换挡时处于预备状态，否则就会延长换挡的时间；④双离合变速器由智能元器件控制，因此在应用的过程中产生故障的概率也大大提高[1]。

2 拖拉机双离合变速器分离结合的控制策略

2.1 单参数分离结合控制策略

单参数分离结合控制策略是拖拉机双离合变速器的传统换挡策略之一，主要以拖拉机行驶的速度作为换挡控制的参数，对换挡的行车速度进行设置，当车速达到上限后，车辆就可以实现自动换挡。为了使车辆的动力性能得到最大程度的发挥，一般会采用单参数分离结合控制策略进行换挡，使发动机运行转速达到最高值。然而，单参数分离结合控制策略有明显的不足，那就是换挡与发动机转速相关联，无法用油门进行控制，因此在车型的应用中具有局限性，但适用于特定的车型，例如军用越野车、公交车等。

2.2 两参数分离结合控制策略

两参数分离结合控制策略弥补了单参数换挡策略的缺陷，将油门与换挡紧密关联。一般以拖拉机的行驶速度作为换挡的参数，当行驶的速度达到换挡策略中预先设定的值时，拖拉机就会自动换挡，而拖拉机的速度与油门的开合程度紧密相关，因此当拖拉机驾驶员踩油门的力度较大时，车辆速度就会相应加快，拖拉机自动换挡的速度就会提高；当拖拉机驾驶员踩油门的力度较小时，车辆速度就会相应较慢，拖拉机自动换挡的速度也相应减慢。在制订两参数分离结合控制策略时，需要以经济性和实用性为原则，利用优化计算的方法计算最后的目标函数，从而制订出最经济的换挡策略。

2.3 三参数分离结合控制策略

三参数分离结合控制策略是一种具有动态特征的换挡策略，是在单参数分离结合控制策略和两参数分离结合控制策略基础上制订而成的。车辆在实际行驶的过程中并非处于一个稳定的匀速行驶状态，而是随时发生变化，而两参数分离结合控制策略具有理想性特征，主要针对的是具有稳定性的匀速行驶的车辆，无法对车辆的动态行驶过程进行合理控制，因此具有一定的局限性。

三参数分离结合控制策略是将车辆的行驶状态分为稳定和非稳定两种情况，依次制订相对应的控制策略，例如对不同加速度的拖拉机制订不同的换挡点，从而实现动态的分离结合控制[2]。

2.4 四参数分离结合控制策略

影响分离结合控制策略的因素主要有两个，一个是车辆的质量，另一个是车辆的油门开度，因此制订分离结合控制策略时需要从这两个角度出发。单参数分离结合控制策略虽然将静态换挡研究转化为动态换挡研究，但是对车辆自动换挡的实际需求并没有真正解决，而此参数分离结合控制策略着重针对三参数控制存在的不足，对不同车况的车辆制订合理的自动换挡策略。例如在车辆行驶的过程中，将车况、路况、驾驶员习惯等参数作为自动换挡策略制订的依据，从而使分离结合策略符合车辆行驶状态的需求。

2.5 智能化分离结合控制策略

智能化分离结合控制策略的制订参数主要由车辆行驶速度、车辆的制动性强度、方向盘的转角、车辆行驶中的加速度构成，同时结合驾驶员的意图和习惯、车辆行驶时的具体路况，制订能进行自动换挡修正的分离结合控制策略。例如车辆在实际的行驶过程中，受到车辆状态和具体路况的影响会发生意外换挡情况，在这种情况下，智能化分离结合控制策略会对车辆的动力性能进行调节，从而使车辆的动力作用得到有效的发挥，减少车辆的耗油量，保证行车的舒适度。

3 结论

综上所述，针对拖拉机双离合变速器分离结合控制策略的研究是非常必要的。本文主要对双离合变速器进行简要概述，然后详细阐述分离结合的控制策略。研究可得，智能化分离结合控制策略结合单参数分离结合控制策略、两参数分离结合控制策略、三参数分离结合控制策略和四参数分离结合控制策略的优势，实现双离合变速器的有效控制。希望本文可以为研究这一课题的相关人员提供参考。

［1］ 涂波涛.新型七速对置双离合变速器自动变速控制研究［D］.合肥：合肥工业大学，2017.

［2］ 卞锦.七速对置双离合自动变速器的结构强度分析及优化研究［D］.合肥：合肥工业大学，2017.