电动汽车动力保持型机械式自动两挡变速器仿真与试验

该文以实现动力不中断的高效动力传动系统为基本目标,对一种适用于电动汽车的动力保持型机械式自动两挡变速器进行了仿真与试验研究。该变速器主要由单排行星齿轮系统、膜片弹簧式离合器以及鼓式制动器构成,旨在解决换挡过程中的动力中断问题。该文建立了一个采用新型变速器的纯电动汽车前置前驱传动系统动力学模型。在MATLAB/Simulink环境下,搭建了一个纯电动车整车仿真模型。该模型用来进行分析、选定变速器的基本参数,研制出一台变速器功能样机。该仿真模型适合于实时仿真与试验,在试验过程中可以灵活地改变调整各种参数。根据新型变速器试验的需求,该文建立了一个变速器硬件在环仿真平台,搭建了一个变速器样机的试验台,进行实时仿真和台架试验。仿真和试验结果表明:该变速器解决了在换挡过程中存在的动力中断问题,使驱动电机工作在高效区间,提高了纯电动汽车的动力性和经济性。     

双离合器自动变速器起步控制仿真分析

双离合器自动变速器(DCT)以其独特的结构特点,克服了传统AMT换档动力中断的缺点,使车辆具有良好的动力性、燃油经济性和驾驶舒适性,成为目前变速器领域内的新的发展方向.在分析双离合器自动变速器起步控制原理的基础上,提出了基于发动机恒转速和2个离合器同时参与起步过程的控制原则与方法,并对干式双离合器自动变速器的起步进行了仿真分析,为双离合器自动变速器的开发研究提供了理论依据.     

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...     

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.     

机械式自动变速器的离合器优化控制

为了解决机械式自动变速器中的离合器自动控制问题,对离合器接合过程中的冲击度和滑磨功进行分析,提出了冲击度与离合器分离轴承接合速度的关系模型,编制了仿真程序进行求解。采用人体主观感受和实际试验数据相结合的方式对不同挡位离合器接合的冲击度进行了研究,根据试验结果提出了不同挡位离合器接合过程的优化控制准则,该准则为离合器的优化控制提供了理论依据。     

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.     

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。     

基于遗传算法的电动汽车TBW综合换档优化方法研究

为解决电动汽车动力不足和行驶里程短的问题,提出了一种基于遗传算法的电动汽车三档线控自动变速器综合换档优化方法。在分析了加速性能最优的动力性换档方法和电机效率最优的经济性换档方法的基础上,把加速度变化率和能量消耗变化率分别作为动力性和经济性评价函数,利用遗传算法建立换档优化模型,通过反复迭代优化得到电动汽车三档线控自动变速器综合换档方法曲线,并从加速度变化率和电机功率偏移率两个方面分别对优化前后的动力性和经济性进行对比分析。结果表明:优化后换档过程(一档升二档、二档升三档)的动力性能分别平均提高了4.96%和14.23%;加速踏板开度在70%以下时经济性能分别平均提高了10.61%和2.54%,但当加速踏板开度大于70%时电机功率均达到峰值则无法体现优化效果。可见,经过遗传算法优化后的综合换档方法能有效地提升整车动力性并增加行驶里程。     

基于MC9S12C32单片机控制的AMT

文章介绍了一种基于MC9S12C32单片机控制的电控机械式自动变速器的设计,利用MOTOROLA16位单片机MC9S12C32强大的运算功能和丰富的接口功能,实现汽车电控机械式自动变速器的全部功能,包括离合器接合与分离、换档及节气门开度的自动控制.     

电驱动双速自动变速器换挡过程的最优控制

针对换挡过程不同阶段同步器动力学模型的复杂性和不确定性,提出一种最优控制策略对驱动电机转矩进行反馈补偿和采用非线性时间最优控制对换挡电机进行位置控制,以优化整个换挡过程.试验结果表明:该混合最优控制策略能够消除换挡过程中输出转矩的振荡,明显减少了换挡时间;建立的电驱动传动系与电动换挡执行机构耦合动力学模型能够精确反映电驱动无离合器自动变速器的换挡过程;驱动电机和换挡电机混合优化控制策略可以显著改善换挡品质,为电驱动自动变速器的开发提供参考.     

大众6挡双离合器变速器(DSG)结构原理分析

VW开发的DSG(Direct-Shift-Gearbox)具有创新性的双离合器式结构。得益于这种结构,该变速箱具有换挡迅速、无动力中断、换挡舒适性高的优点,并且动力性和经济性达到或超过手动变速箱。文章介绍了双离合器自动变速器的内部结构特点,在此基础上,详细阐述了双离合器自动变速器的换档工作过程和动力传递路线及双离合器的控制原理。     

基于最优轨迹的两挡无动力中断变速器控制方法

为了改善电动汽车的动力性和经济性,越来越多的研究者选择在电动汽车上加装无动力中断变速器。该文关注无动力中断变速器的换挡过程的控制方法,以减少换挡过程中的冲击和滑摩功;展示了一种无动力中断变速器的结构,并建立电动汽车传动系统的模型;然后对模型进行离散化,针对特定的评价函数进行最优化分析,得到最优控制序列和轨迹。在此基础上,应用一种结合前馈控制和反馈控制的控制方法对变速器进行控制。仿真结果表明:该控制方法能够减少换挡过程的滑摩损失,降低换挡过程中车辆冲击度。     

基于DCT轻型越野车的牵引力特性仿真

提出双离合器式自动变速器(DCT)轻型越野车依靠调节发动机、轴间差速器和制动器的联合牵引力控制策略,分析了DCT传动的工作原理,建立了换挡过程的动力学数学模型.在Matlab/Simulink仿真软件平台的基础上,建立了DCT和机械式自动变速器(AMT)轻型越野车驱动动力学仿真模型,并利用仿真模型对车辆在低坡度分离路面和对接路面上的起步加速过程进行仿真.仿真结果表明,所提出的牵引力控制策略能够提高车辆在低附着系数路面上的牵引力,DCT车辆的牵引性能明显优于AMT车辆的牵引性能.     

基于CAN总线的双离合器式自动变速器综合控制

开发用于轿车的双离合器式自动变速器电控单元(TCU)的总线系统,应用网络分析工具CANoe搭建系统CAN网络节点的仿真平台。对网络的拓扑结构、应用层数据定义及总线波特率进行了仿真与优化,并根据仿真结果分析总线运行情况。提出轿车电动干式双离合器的综合控制策略,整车试验结果表明通过CAN总线使TCU与ECU之间进行实时通信,对发动机、双离合器和变速箱三者进行综合控制,能够有效提高DCT轿车的换档品质,实现动力换档。     

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.     

分置式双离合器自动变速器设计建模与仿真

为解决双离合器自动变速器的双离合器总成模块难于生产制造的问题,提出了一种新型的分置式双离合器自动变速器技术方案,分析了该方案的结构特点和工作原理;建立了该变速器的动力学模型,并分析了变速器起步和换挡过程的运动学关系;然后根据整车参数的要求,对变速器主要参数进行了设计;利用AVL Cruise仿真软件,建立整车动力传动系统模型,并进行了整车性能仿真,仿真结果表明:该设计方案的变速器不仅满足了车辆设计要求,而且与普通的双离合器自动变速器相比,在最高车速、最大爬坡度、加速时间、循环工况油耗方面的性能差距在2.5%以内。因此,该分置式双离合器自动变速器设计方案的双离合器模块克服了双离合器自动变速器的双离合器总成难于生产制造的缺陷,具有较好的应用和参考价值。     

联合油压控制的DCT升挡控制策略研究

针对某履带车辆的双离合器自动变速器(DCT)的升挡过程,对其进行动力学分析,建立各阶段动力学方程,总结分析传统升挡过程控制方法。基于传统方法的缺点提出基于双离合器联合油压控制的升挡控制策略,并运用Matlab/Simulink建立动力传动系统仿真模型。在升挡过程中,均通过比例控制高挡离合器的充油油压,分别运用传统控制方法与联合油压控制方法控制低挡离合器放油油压,对仿真结果进行对比分析。结果表明,联合油压升挡过程控制换挡平稳,防止了系统负转矩的产生,且滑摩功较小,提高了换挡品质。     

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.     

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.     

电动车I-AMT挡位切换电机-离合器协同控制

纯电动汽车匹配两挡变速箱能够改善整车动力性和经济性,由于其具有结构精简和无动力中断的优越性,因此高挡位摩擦离合器与低挡位单向离合器组合的传动构型成为电动汽车两档变速器的主流方案。然而,车辆在倒挡行驶时,需要挂入牙嵌离合器才能克服单向离合器只能传递单方向扭矩的问题。本文以一款基于牙嵌式离合器的新型无动力中断两挡自动变速器（I-AMT）为研究对象,协同控制驱动电机和倒挡执行机构电机使牙嵌式离合器平稳快速结合。针对驱动电机系统响应延时问题,使用史密斯预估器算法对控制系统进行预估补偿,并通过实验对控制策略进行验证。结果表明,该控制策略可有效避免牙嵌式离合器挂入时的冲击,保证了变速器可在短时间内在各个挡位之间平顺切换。