双离合器变速箱(DSG)

2024年4月5日发(作者：08年三菱蓝瑟)

双离合器变速箱（DSG）

离合器位于发动机与变速器之间，是发动机与变速器动力传递的“开关”，它是一种既能传递

动力，又能切断动力的传动机构。它的作用主要是保证汽车能平稳起步，变速换挡时减轻变速齿轮

的冲击载荷并防止传动系过载。在一般汽车上，汽车换档时通过离合器分离与接合实现，在分离与

接合之间就有动力传递暂时中断的现象。这在普通汽车上没有什么影响，但在争分夺秒的赛车上，

如果离合器掌握不好动力跟不上，车速就会变慢，影响成绩。

为了解决这个问题，早在上世纪80年代，汽车工程界就弄出了一个双离合系统变速器，简称DSG（英

文全称：Direct Shift Gearbox），装配在赛车上，能消除换档离合时的动力传递停滞现象。例如 布

加迪EBl6.4 Veyron的新型7速变速器是装臵了双离合器，从一个档位换到另一个档位，时间不会

超过0.2秒。现在，这种双离合器已经从赛车应用到一般跑车上。奥迪汽车公司的新型奥迪TT跑车

和新奥迪A3都已经装臵了这种DSG。这些汽车装配DSG的目的是可以比自动变速器更加平顺地换档，

不会有迟滞现象。

奥迪这种双离合系统变速器是一个整体，有6个档位，离合器与变速器装配在同一机构内，两个

离合器互相配合工作。这好比喻一辆车有两套离合器，正司机控制一套，副司机控制另一套。正司

机挂上1档松开离合踏板起步时，这时副司机也预先挂上2档但踩住离合踏板；当车速上来准备换

档，正司机踩住离合踏板的同时副司机即松开离合踏板，2档开始工作。这样就省略了档位空臵的

一刹那，动力传递连续，有点象接力赛。双离合系统两套离合器传动系统，通过电脑控制协调工作。

当汽车正常行驶的时候，一个离合器与变速器中某一档位相连，将发动机动力传递到驱动轮；

电脑根据汽车速度和转速对驾驶者的换档意图做出判断，预见性地控制另一个离合器与另一个档位

的齿轮组相连，但仅处于准备状态，尚未与发动机动力相连。换档时第1个离合器断开，同时第2

个离合器将所相连的齿轮组与发动机接合。除了空档之外，一个离合器处于关闭状态，另一个离合

器则处于打开状态。

两根传动轴分别由第一、第二离合器控制与发动机动力的连接与断开，分别负责1、3、5档和2、4、

6档的档位变换。考虑到零件使用寿命，设计人员选择了油槽膜片式离合器，离合器动作由液压系

统来控制。

自动双离合器变速箱的换档控制方法

一种用于对一个自动化的双离合器变速箱进行换档控制的方法，该双离合器变速箱包含一个第

一分变速装臵，其配有一个第一变速箱输入轴、一个第一发动机离合器和一个第一档组；该变速箱

还包含一个第二分变速装臵，其配有一个第二变速箱输入轴、一个第二发动机离合器和一个第二档

组，利用此方法，在一个负载档和一个分配给同一分变速装臵的目标档之间实现一个换档过程，为

此利用一个分配给另一个分变速装臵的中间档来作为多重换档，换档步骤是，Ｓ１：接入中间档；

Ｓ２：从负载档的发动机离合器转换到中间档的发动机离合器的离合器变换；Ｓ３：解脱负载档；

Ｓ４：接入目标档；Ｓ５：从中间档的发动机离合器到目标档的发动机离合器的离合器变换；利用

此方法，将所配臵的驱动发动机的发动机转速ｎ↓［Ｍ］在换档过程结束时引导到目标档的同步转

速ｎ↓［ＭＳ］，根据本发明如此设臵：在换档过程开始时（ｔ＝ｔ↓［０］）预定出一个初始额

定转速梯度（ｄｎ↓［Ｍ］／ｄｔ）↓［０］，利用此额定转速梯度，发动机转速ｎ↓［Ｍ］在一

个估计的总换档时间Δｔ↓［ｓ∑］’时在换档过程结束时便达到同步转速ｎ↓［ＭＳ］；驱动发

动机的发动机转速ｎ↓［Ｍ］在换档过程开始时首先按照预定的初始－额定转速梯度（ｄｎ↓［Ｍ］

／ｄｔ）↓［０］加以改变；在换档过程中求得实际的换档进程，并将之与所估计的换档进程进行

对比；使额定转速梯度ｄｎ↓［Ｍ］／ｄｔ在确定的换档进程偏差的情况下匹配于实际的换档进程。

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双离合器式自动变速器控制系统的关键技术

DCT由机械系统和控制系统组成，控制系统是的DCT关键部件，而起步控制策略的制定、综合

智能换挡规律的制定和换挡品质的改善方法是控制系统的核心技术，对整车的起步性能、换挡品质、

动力性和经济性等有着重要的影响。

1 DCT的起步控制技术

1.1 DCT的起步控制技术的研究现状

综合当前的研究成果，通过优化离合器的动力学模型、完善离合器接合的控制策略及提高离合

器执行机构的跟踪品质，是提高车辆起步性能的主要途径。

离合器起步过程中的动力学模型是进行离合器控制策略研究的基础，包括离合器执行机构动力

学模型、接合过程中转矩传递的模型及离合器接合过程的动力学模型。杨树军等对电控液动湿式离

合器执行机构动力学模型进行了研究，并建立了接合过程的动力学模型。李焕松、张俊智、申水文

和葛安林等对电控液动干式离合器执行机构的工作过程进行了详细分析，建立了相应的模型。

离合器接合速度的控制策略是优化起步性能的关键，总体可分为基于现代控制技术和基于智能

控制技术的控制策略。

基于现代控制技术的控制策略 车辆起步性能的评价指标中，冲击度与滑摩功是相互矛盾的，不

可能使二者同时达到最优。在满足各种约束条件的前提下，为了找出比较满意的综合最优解，基于

约束条件的最优算法及最优控制方法，在离合器起步控制中得到了应用。葛安林等基于离合器的动

力学模型，以平均冲击能量和滑摩功为目标函数，进行多目标函数的综合优化，从而获得在不同操

纵规律下，任一坡度、载荷和挡位下起步时的最佳接合规律。孙承顺、张建武和秦大同等基于最小

值和线性二次型的最优控制原理，综合考虑冲击度和滑摩功两项评价指标，以解析形式推导出离合

器的最优接合轨线。席军强、陈慧岩和丁华荣等根据离合器输出轴转速和发动机转速与离合器输出

轴转速差，得到理想离合器输出轴加速度，并通过控制离合器驱动机构的行程增量，使得实际离合

器输出轴加速度和理想相一致，实现了起步过程中的自适应控制。

基于智能控制技术的控制策略 模糊控制等智能控制技术的最大优点，就是对非线性、大滞后及

难以建立精确数学模型的控制对象，具有更好的适应性。LUCAS等分析了40位驾驶员的起步操作数

据，总结了相应的起步控制规则，为起步过程中模糊规则的制定奠定了基础。TANAKA等基于驾驶员

经验建立了模糊规则库，根据驾驶员踏板的操作过程，模糊推理出驾驶员的意图，实现了离合器的

模糊起步控制。与此同时，葛舜、王云成、申水文和汤霞清等国内学者也开展了离合器模糊起步控

制技术的研究，并进行了实车测试，取得厂预期的效果。

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