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纯电动汽车两挡双离合变速器换挡控制研究

摘要纯电动汽车两挡干式双离合器自动变速器通过控制两离合器的接合与分离完成换挡。由于离合器的摩擦因数随温度改变而变化，采用参数自适应方法对摩擦因数进行了实时在线参数估计。根据换挡动力学模型，设计了一种基于扩张状态观测器的反步控制器，通过给出电机与1挡离合器从动盘的目标转速，将换挡过程转化为转速跟踪问题。通过仿真和硬件在环验证了该控制器在外界干扰的情况下仍能有效保证自动变速器的换挡品质，且具有良好的鲁棒性。

关键词双离合器变速器扩张状态观测器鲁棒控制换挡品质

ResearchonShiftControlofTwo-gearDualClutchTransmissioninPureElectricVehicles

AbstractPureelectricvehicletwo-geardrydualclutchautomatictransmissioncompletestheshiftthroughthecontroloftwoclutchesengagementandseparation.Sincethefrictioncoefficientofclutchchangeswithtemperature，theparameteradaptivemethodisusedtoestimatethefrictioncoefficientonlineinrealtime.Accordingtotheshiftingdynamicsmodel，abacksteppingcontrollerbasedontheextendedstateobserverisde?signed，andtheshiftingprocessistransformedintospeedtrackingproblembygivingthetargetspeedofthemo?torandthefirstgearclutchdisk.Simulationandhardware-in-the-loopverifythatthecontrollercaneffectivelyensuretheshiftqualityofautomatictransmissionundertheconditionofexternalinterference，andhasgoodro?bustness.

KeywordsDualclutchtransmissionExtendedstateobserverRobustcontrolShiftquality

0引言

双离合自动变速器（DCT）与其他变速器相比，采用两个离合器，通过离合器执行机构和选挡执行机构实现无动力中断换挡[1]。它综合了机械式自动变速器（AMT）与电控机械式自动变速器（AT）的优点，传输效率高、换挡质量好，在传动系统中有着广阔的应用前景[2]。DCT换挡时，两个离合器同时参与工作，可以实现无动力中断换挡；若不能协调控制两离合器传递的转矩，则会造成转矩的重叠或动力中断[3]。因此，在换挡过程中，控制的关键在于协调离合器的压盘压力、电机转速以及电机转矩。

在双离合自动变速器换挡控制的研究中，OhJJ等[4-5]建立了转矩观测器，对离合器的传递转矩动态

特性进行估计，能有效延长离合器的使用寿命。陈亮等[6]通过Matlab/simulink建立双离合变速器模型与整车模型，采用d-SPACE实时系统对控制系统进行验证，以此减少换挡控制系统的开发周期。KimS等[7-11]用鲁棒控制策略对电机转矩及传动系统转矩进行估计，有效降低了换挡的冲击度，提高了换挡品质。TambaR等[12-13]将电机和离合器的转速、转矩联合控制，来减少换挡时间，提升摩擦片的寿命，但未考虑到换挡时的冲击度。SrinivasanK等[14-16]用批处理最小二乘法估计换挡时离合器的摩擦因数，但未对摩擦因数进行实时在线估计。ChengXS等[17]对干式DCT换挡时的不同阶段采用不同的压力控制策略，使换挡过程能快速平稳地完成。LiuJK等[18-19]对DCT

离合器C1与C