电动客车AMT系统的研究与实现

研究适用于电动客车的电控机械式自动变速系统(AMT),实现无离合器换挡控制.按照AMT系统设计准则研制了电动客车AMT.引入CAN总线技术,实现了AMT与交流电机的协调控制.提出了电动客车AMT换挡控制策略,改善换挡品质.对ECU进行了电磁兼容性设计,使之能正常工作.在交通部公路试验场进行的试验表明,所研制的电动客车AMT系统达到了预定的技术指标.     

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。     

电机与离合器复合控制的电动装载机换挡策略

为了发挥纯电驱动方式的优势,针对电动装载机的传动系统,取消传统机型上效率较低的液力变矩器及倒挡方向离合器.通过分析纯电驱动系统换挡规律,采用电液换挡控制系统控制湿式离合器工作,并基于压力和转速等反馈结合驱动电机主动工作在转速及转矩模式,实现离合器充、泄油过程中转矩及转速的匹配.针对某50型纯电驱动装载机,提出一种基于驱...     

纯电动车辆坡道自动换挡综合策略与试验研究

为了使配置AMT变速器的纯电动汽车能够更好地发挥电机驱动系统的动力优势,提出了根据换挡后离合器接合时的发动机转速识别坡道行驶工况。根据当时的车速选择合适挡位的坡道换挡策略,并在装有AMT的纯电动汽车上进行了坡道换挡试验。试验结果表明,车辆在坡道行驶过程中,虽然初次选择的挡位不一定能适应该坡道,但通过连续式换挡或跳跃式换挡,最终能选择适合于该坡道的挡位。利用车辆现有的传感器,坡道换挡控制策略实现了坡道换挡控制,不仅满足车辆实际行驶工况的需要,而且使控制系统硬件得以简化。     

牙嵌离合器同步过程建模及影响因素分析

以某纯电动大客车装载的牙嵌离合器式AMT为研究对象,以缩短换挡同步时间和减小同步过程牙嵌离合器啮合冲击为目标,采用动力学仿真分析方法研究了牙嵌离合器牙型参数对换挡同步时间和啮合套角加速度的影响规律。基于虚拟样机技术,运用ADAMS建立了4自由度牙嵌离合器同步过程动力学模型,将模型仿真结果与理论计算值进行对比,其误差为3.7%。依据对照试验单一变量原则,针对不同的牙型参数分别设计了试验方案,并分析了试验结果。     

牙嵌离合器同步过程建模及影响因素

以某纯电动大客车装载的牙嵌离合器式AMT为研究对象,以缩短换挡同步时间和减小同步过程牙嵌离合器啮合冲击为目标,采用动力学仿真分析方法研究了牙嵌离合器牙型参数对换挡同步时间和啮合套角加速度的影响规律。基于虚拟样机技术,运用Adams建立了4自由度牙嵌离合器同步过程动力学模型。将模型仿真结果与理论计算值进行对比,其误差为3.7%。依据对照试验单一变量原则,针对不同的牙型参数分别设计了试验方案,并分析了试验结果。     

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。     

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.     

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.     

基于信号分析的纯电动客车失效调查方法

针对传统纯电动客车失效调查方法无法准确阐明客车失效与"三电"系统主要故障间关联特性的问题,提出了基于信号分析的纯电动客车失效调查方法.在掌握纯电动客车运行过程中主要失效类型及"三电"系统主要故障的基础上,初步建立了不同失效类型与电动机、电池以及电控系统主要故障间存在的因果关系.为进一步明确系统故障点,构建了包含"三电"系统的纯电动客车整车模型,通过设置"三电"系统主要故障,模拟纯电动客车的人为失效,在此基础上针对系统易测信号进行分析,揭示系统不同故障的典型信号特征,从而明确纯电动客车不同失效类型与电动机、电池以及电控系统故障间存在的内在关联特性,最终形成纯电动客车失效调查方法.结果表明:所提出的纯电动客车失效调查方法能够有效揭示动力丢失、起火以及失控等客车失效类型与"三电"系统主要故障间存在的对应关系.     

伴随发动机起动的混合动力模式切换策略

针对伴随发动机起动的单轴并联混合动力模式切换问题,分析传统发动机起动原理并结合不分离离合器AMT换挡过程控制策略,提出单轴并联混合动力模式切换的5阶段控制策略,同时建立Bang-Bang-PID及前馈PID控制算法对电机调速进行控制. 采用快速原型设计方法,完成整车控制器控制策略开发,最终在气电混合动力客车实验平台上对所提出的模式切换控制策略进行验证. 实验结果表明:所提出的控制策略能顺利起动发动机,提高模式切换性能,并满足整车驾驶需求.      

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.     

电控机械式自动变速系统开发及试验

分析了影响电控机械式自动变速车辆起步、换档品质的主要因素.以长安之星微型汽车为载体,开发了电控液压式机械自动变速系统,制定了综合换档控制策略和离合器接合控制策略,并对影响离合器接合规律的相关因素进行补偿.提出了车辆起步、换档过程中发动机转速控制目标,采用电子节气门进行发动机转速控制,实现了起步、换档时对发动机转速的自动控制.进行了不同工况条件下样车起步、换档试验,试验结果表明所开发的自动变速系统具备了较为满意的控制效果.     

AMT离合器不分离换挡过程中发动机控制

进行了不分离换挡动力学分析,建立了换挡过程中的控制算法.提出了前馈、PID和Bang-Bang的发动机转速联合控制算法,通过实车上发动机转速控制试验,试验结果表明联合控制算法可以有效快速精确地控制发动机转速,满足不分离换挡的要求.     

发动机断油控制对AMT换挡品质的影响

开发电机驱动式自动变速操纵系统,以离合器的输出轴转速和离合器输入轴与输出轴转速差为控制参数,采用PD控制算法控制升挡时离合器的接合过程 ;同时控制发动机断油电磁阀的断油与供油规律,实现对发动机(即离合器输入轴)输出转矩和输出转速的有效控制.研究表明,该种换挡控制方法缩短了换挡时间,减小了滑磨角.     

机械自动变速传动试验台及测控软件开发

AMT台架试验是AMT研究开发中的重要环节.通过台架试验,进行AMT性能测试、与发动机匹配以及控制策略优化,为AMT的装车奠定基础.针对开发的AMT样机,在车辆传动系统试验平台上,搭建了AMT台架试验台;利用下位单片机发出控制信号,实现了对电子节气门、离合器执行机构以及换档执行机构的控制;通过调用尚未公开的库函数,解决了WINDOWS2000下用户方式不能读写硬件端口的问题,实现了利用现有设备采集转速扭矩信号;通过RS232串口通信,实现上位微机采集数据并向下位单片机发出控制指令;开发了WINDOWS2000环境下AMT起步及换档台架试验控制软件,使试验具备了先进的数据采集及控制手段.     

电动大客车传动系统控制技术研究

对电动大客车传动系统进行了研究,提出了3种驱动模式和再生制动的控制策略,以及电池组的保护策略,并利用力控组态软件PCAuto实现了控制策略.为解决电动大客车的驱动和再生制动问题提供了可行方案.利用ADVISOR软件进行了电动大客车建模仿真,对AMT的档位控制在再生制动中的影响进行了初步研究,为电动大客车传动系统优化提供了依据,该控制策略已经在奥运电动概念车上得到了应用.     

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.