电动车辆组合式离合器换挡过程优化控制

针对装配组合式离合器的两挡行星变速器电动车辆的换挡问题,建立了换挡过程动力学模型,选取冲击度和滑摩功作为综合控制目标,考虑换挡过程驱动电机转矩和变速器输出端阻力矩的变化,建立组合式离合器摩擦转矩线性二次型最优控制模型,得到油压最优控制轨迹.选取电机不同油门开度和路面坡道工况,仿真分析了两挡行星变速箱降挡的控制过程.结果表明,所得到的最优轨迹可以有效提高车辆的换挡品质,且换挡品质对电机转矩的变化较变速器输出端阻力矩的变化更为敏感.     

纯电动汽车动力系统匹配与性能仿真

兼顾纯电动汽车动力性与经济性指标,完成驱动电机、动力电池组和变速器的优化选型.然后,围绕电池组容量与质量之间对整车性能影响的矛盾关系,利用电涡流测功机测试不同电池质量等速行驶200 km的能量消耗,对动力电池进行优化选型.最后,采用区间优化设计方法对传动系参数进行优化设计.针对两挡电控机械式自动变速器(AMT)换挡过程中存在换挡冲击的影响,提出一种基于电机转矩控制的换挡策略及搭载电动汽车联合仿真模型,并对换挡控制策略和整车性能指标进行仿真分析.结果表明:动力系统优化匹配方法能很好地满足动力性和经济性行驶要求,续驶里程测试过程中变速器换挡冲击度小,换挡品质较高,验证了匹配方案、仿真模型与控制策略的有效性和准确性.     

基于AMT的自动换挡协调控制策略研究

为了改善电控机械式自动变速箱(automated mechanical transmission,AMT)自动换挡品质,文章针对电机-变速器一体化电驱动系统的控制特点,在分析无离合动力传动系统自动换挡原理的基础上,制定了自动换挡协调控制系统框架和实现流程,提出了一种基于驱动电机转矩、转速双闭环控制的自动换挡协调控制策略。设定综合工况下的仿真试验表明,系统自动换挡协调控制策略正确、可靠,换挡品质较好。     

动力保持型三挡AMT动力学特性

该文研究了纯电动客车动力保持型三挡电控机械式自动变速器(AMT)的动力学特性,该AMT可消除换挡时的动力中断。利用Lagrange方程,建立动力保持型三挡AMT动力学模型;采用MATLAB/Simulink,对安装动力保持型三挡AMT和未安装变速器的目标车型,作了加速、减速全过程仿真和动力性对比;通过模型得到换挡过程中离合器、制动器的力矩曲线,分析了驱动电机输入转矩和主减速器输出转矩;结合动力学方程,验证了换挡过程动力保持的可行性。结果表明:安装动力保持型三挡AMT,有助于改善纯电动客车的动力性,实现换挡时的动力保持。     

混合动力汽车上AMT的换挡过程分析

基于电机控制器速度环的快速转速调节响应特点,提出了换挡过程借助电机速度调节、缩短换挡过程啮合齿轮同步时间的电机与自动机械变速器的综合协调控制方法.以研制的GZ6110HEV混联式混合动力电动大客车为例,建立系统的动力学模型,通过仿真和试验,证明该方法能大大缩短换挡时间,是有效和实用的.     

带状态变量约束的自动变速器正转矩降挡控制

以单摩擦元件搭接控制动力换挡式自动变速器为例,分析了自动变速器正转矩降挡动力学过程,制定了摩擦元件与动力源转矩间的协调控制策略.以滑摩功与惯性相结束了时刻点的冲击度构造目标泛函,基于极小值原理对动力源转矩受限条件下的降挡过程惯性相进行协调控制优化.以动力源、摩擦元件转矩变化率为双控制变量,引入状态变量、控制变量的不等式约束条件,通过对该带约束条件波尔扎问题的数值求解确定惯性相最优状态变量轨迹曲线.仿真与台架试验结果表明,该方法有效减小了变速器输出轴的转矩波动,提升了动力性,改善了换挡品质.     

双电机混合动力汽车起步与换挡过程协调控制

针对采用自动变速箱(AMT)的混合动力汽车存在换挡动力中断问题,提出一种新型双电机混合动力驱动系统,该系统主要包括1台发动机、2个电机和1个四挡变速箱。通过控制发动机、电机、离合器与同步器的工作状态,该混合动力系统可实现纯电动驱动、发动机和电机并联驱动、串联驱动、制动能量回收以及行车发电等多种工作模式。采用集中质量法和牛顿第二定律对该驱动系统进行动力学分析,将其等效为质量-弹簧-阻尼系统,并建立动力学方程。通过查表法建立了发动机和电机模型。结合混合动力驱动系统结构特点,设计模式切换和换挡过程的控制策略,在模式切换和换挡过程中,结合发动机和电机的扭矩响应特性,对发动机和电机输出扭矩进行协调控制。采用基于发动机输出扭矩的电机扭矩补偿策略维持汽车驱动扭矩,避免出现换挡动力中断现象。基于AMESim和MATLAB/Simulink软件平台搭建整车模型及控制策略模型,并对模式切换和换挡过程进行仿真分析。研究结果表明:双电机混合动力驱动系统可实现车辆换挡过程中输出扭矩平顺变化,无动力中断现象;通过限制发动机和电机的扭矩变化率,以及离合器和同步器等执行机构的分离接合速度,可将模式切换和换挡过程的冲击度控制在合理范围内。     

两挡 AMT无动力中断换挡协调控制研究

针对一种纯电动汽车用离合器后置式二挡机械式自动变速器(AMT),提出将同步器布置于变速器第二轴的方案,通过离合器和同步器的切换控制实现无动力中断换挡.为使换挡过程中变速器输出扭矩变化平顺,综合考虑冲击度与滑摩功等换挡性能指标,针对换挡过程的不同阶段,采用相应的换挡协调控制策略:扭矩相时驱动电机扭矩保持不变,同时协调控制离合器扭矩;惯性相时分别采用PID、自适应模糊PID控制电机扭矩使离合器转速差跟踪目标轨迹.基于Matlab/Simulink建立整车纵向动力学模型并进行仿真试验.结果表明:所制定的换挡协调控制策略是有效的,相较于惯性相时采用PID控制离合器转速差,采用自适应模糊PID控制能有效改善换挡品质,换挡过程中最大冲击度和滑摩损失都有所减小,变速器输出扭矩变化平顺无动力中断,整车舒适性有较大提高.     

新型双电机输入变速器换挡策略

针对电控机械式自动变速器(AMT)在换挡过程中会出现动力中断的问题,提出一种双电机输入结构,在换挡时通过辅助电机进行驱动来弥补动力中断的不足.建立了传动系统模型,通过伯恩斯坦多项式来控制两个电机转矩的下降和上升,以协调两者之间的转矩控制.提出一种柔性换挡控制策略,通过车速和加速踏板开度识别复杂工况,根据驾驶员意图修正车速改变换挡时机,达到减少换挡次数的目的.Matlab/Simulink仿真结果表明:采用柔性换挡控制策略之后,在FTP72(美国城市驾驶循环工况)工况下可有效减少约50%的换挡次数;同时,经济性不会受到较大影响.     

混合动力汽车行进间起动发动机与DCT换挡协调控制

结合双离合器自动变速器(DCT)独特的结构型式和性能优势,提出了一种装备DCT的单电机重度混合动力系统,建立了该重度混合动力系统的动力学模型.采用基于规则的方法,以系统效率最优为目标进行了工作模式区域分析与经济性换挡规律分析,制定了混合动力汽车模式切换与DCT换挡的综合工作规律.针对综合工作规律中模式切换点与换挡点相交的情况,提出了模式切换与换挡协调控制策略以及控制方法,并利用Matlab/Simulink软件仿真平台进行了行进间起动发动机与升挡协调控制过程的仿真分析.结果表明:所建立的行进间起动发动机与升挡协调控制策略有效提升了装备DCT的混合动力系统的性能,不仅解决了装备DCT的混合动力汽车模式切换与换挡冲突的问题,同时较大程度地节省了模式切换与换挡时间,充分发挥了装备双离合器自动变速器的混合动力系统的结构优势.     

并联混合动力汽车混合驱动模式的换挡规律

为了提高某装备有机械电控自动变速器(AMT)的单轴并联式混合动力电动客车的经济性,选择车速、电动机转矩和发动机转矩为换挡参数,建立了混合动力传动部件效率模型,将包含电池效率、电动机效率以及发动机效率在内的混合动力系统综合效率最优作为换挡目标,并基于遗传算法对效率换挡点进行优化,获得该客车在混合驱动模式下的混合动力系统综合效率换挡规律.同时,基于AVL Cruise平台,搭建该客车仿真模型,选取UDC工况,分别采用车速、油门开度的2参数换挡规律和混合动力系统综合效率换挡规律进行仿真分析.结果表明:提出的混合动力系统综合效率换挡规律在保证车辆动力性的同时提高了车辆经济性,并降低了车辆的排放量.     

电动汽车无同步器变速器换挡过程主动对齿控制

无同步器电机-变速器直连系统在电动汽车应用中具有传动效率高、结构紧凑、制造成本低的优点,但是在变速器换挡过程中,接合套和接合齿圈的同步过程缓慢,甚至存在打齿或无法换挡的情况。该文通过对驱动电机转矩的主动控制,实现接合套与接合齿圈之间相对转速和相对转角的"零转速差"和"零转角差"双目标跟踪控制。为了避免驱动电机主动同步控制过程中由于频繁在驱动与制动象限内切换造成的齿间敲击,提出了以驱动电机工作象限切换次数最少为目标的最优转矩主动对齿控制算法。实车测试表明:主动对齿控制算法能够实现快速、平稳换挡,并将换挡过程的动力中断时间缩短到300 ms内。     

双离合自动变速器顺序换挡控制过程研究

文章简要介绍了双离合自动变速器的工作原理,建立了双离合自动变速器换挡过程的动力学模型,在对换挡过程动力学模型分析的基础上,推导出一种兼顾车辆换挡动力性和舒适性的双离合自动变速器顺序换挡控制过程.     

两挡AMT纯电动汽车换挡协调控制及试验研究

为提高两档AMT纯电动汽车的换挡平顺性及减少换挡时间,建立了详细的纯电动汽车动力传动系统的数学模型,制定驱动电机参与换挡过程的综合协调控制方法,从允许的最大换挡冲击度出发得出转矩相阶段电机扭矩控制律,惯性相阶段采用PID和有限状态切换的控制策略进行电机调速.最后搭建纯电动汽车传动系统试验台架,对升挡和降挡过程中换挡协调控制策略进行仿真分析与试验验证.仿真结果显示:0～100 km/h全加速的升挡时间为0.5 s,纵向冲击度在8.0 m/s~3以内,NEDC市区工况升降挡时间均在0.6 s以内,最大冲击度未超过7.8 m/s~3;试验结果显示:驱动电机在固定转速下的升降挡时间分别为0.6 s和0.8 s,输出轴转速变化平滑.传统AMT车辆的换挡时间为0.8～1.0 s,上述结果表明该换挡综合协调控制策略能够实现快速、平稳换挡.     

无动力中断机械式变速器的换挡特性

分析了无动力中断机械式变速器的换挡原理,建立了换挡过程的动力学模型,设计了针对该变速器的基于离合器扭矩容量预先控制的换挡策略.基于Matlab/Simulink软件,建立了该变速器的仿真模型,并以包括冲击度和滑磨功两个参量在内的最优换挡品质为目标,应用单纯形法和遗传算法等对换挡过程中节气门开度的控制参数进行了优化.仿真...     

串并联混合动力系统自适应模式切换优化控制

为改善某新型串并联插电式混合动力系统双电机纯电动至并联驱动模式切换品质,同时确保不同车辆行驶状态及驾驶员输入下模式切换策略的适应性能,提出了平顺性起机和动力性起机概念,设计了自适应模式切换优化控制策略。首先,建立该串并联混合动力系统动力学模型,并对其双电机纯电动至并联驱动模式切换过程进行分析,确定模式切换不同阶段控制目标及控制策略;其次,以车辆驾驶平顺性和发动机起动时间为优化指标,通过动态规划求解发动机最优拖转转速曲线,提出一种发动机起动模型预测优化控制策略,在线计算离合器滑摩转矩以拖转发动机跟踪目标最优转速曲线,并通过电机补偿输出端转矩波动。离线仿真及硬件在环台架试验结果表明,所开发的自适应模式切换控制策略能够满足不同的驾驶需求,并具有较好的驾驶平顺性。     

新型动力换挡式变速系统换挡过程建模及优化

为了能够继承双离合变速器动力换挡的优点,并利用有限齿轮对数实现更多的速比,提出了一种新型动力换挡式自动变速系统.在对其结构和换挡过程进行深入分析的基础上,建立了基于整车应用的传动系统动态仿真模型,包括换挡动力学模型和控制模型;并对影响换挡品质的换挡控制参数进行了分析和优化;最后,以连续升档为例,利用仿真模型对新型变速系统的换挡性能进行了仿真验证.研究结果表明:该新型动力换挡式自动变速系统不仅可通过n+m对定轴齿轮副实现2(n+m)种不同的速比,而且能较好地实现动力换挡.     

液力自动变速器换挡过程动力学分析

提出了液力自动变速器换挡过程动力学模型 ,建立了液力自动变速器各换挡阶段的微分方程 ,探讨了升挡和降挡过程变速器各元件的运动和输出力矩的变化情况 ,明确了液力自动变速器换挡接合元件的搭接控制原则 .     

液力机械式自动变速器换挡过程综合控制策略研究

详细分析了AT动力升档过程的动力学原理,利用Matlab和LMS.Amesim软件搭建动力传动系统联合仿真平台,提出换挡过程分阶段控制策略,在扭矩相采用离合器摩擦转矩定斜率控制;惯性相进行最优跟踪控制,综合考虑换挡冲击度和离合器滑摩功确定性能指标泛函,利用极小值原理求解最优控制律;优化换挡时间,并给出换挡时间的计算流程.仿真和实车试验验证了控制策略的有效性,车辆换挡综合性能得到提升.     

超越离合器辅助换挡变速器的换挡控制研究

提出一种仅用一个摩擦离合器实现无动力中断换挡的新型自动变速器——超越离合器辅助换挡自动变速器.该变速器采用摩擦离合器与超越离合器交替传递动力的方式实现连续换挡.为研究该自动变速器的换挡平顺性问题,搭建了两个挡位的6自由度变速器动力学模型,提出了换挡过程中离合器和动力源的协调控制策略,开展了仿真和台架试验研究.结果表明:所提升挡和降挡控制策略能有效降低换挡冲击,使得换挡时的冲击度保持在10m·s~(-3)以内.