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。     

双离合器自动变速换挡品质分析与控制

干式双离合器自动变速系统中离合器扭矩控制是换挡品质控制的关键,在分析双离合器自动变速器换挡过程的基础上,建立了换挡过程系统动力学模型,分析了双离合器传递扭矩和切换时序对换挡品质的影响;提出了通过执行机构对换挡过程中干式双离合器压紧力进行控制以实现换挡品质控制的方法。针对一款干式双离合器自动变速车辆,建立了换挡过程系统Simulink仿真模型,对换挡控制特性进行了仿真和实验分析。结果表明,所提出的换挡控制策略较好实现了对换挡品质的控制。     

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.     

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.     

机械变速器换档的接合过程建模及特性分析

接合套和接合齿圈的接合过程是影响机械变速器换档品质的关键阶段。针对在接合过程中,当接合套和接合齿圈在齿端倒角处接触时碰撞发生,其相对速度会发生突变,相应的耦合关系及动力学方程也会发生改变的现象,为了得到机械变速器整个接合过程的精确数学模型和特性,运用多体动力学理论和混杂系统方法建立了描述接合过程的混杂自动机模型。在该模型中,用3个微分方程组描述接合过程中接合套和接合齿圈在不同耦合关系下的动力学特性;引入泊松恢复系数,建立了4个差分方程组描述碰撞过程接合齿圈转速、接合套轴向运动速度和转速产生的突变。基于该混杂自动机模型,在MATLAB环境下进行了仿真分析,得到了接合过程中接合套和接合齿圈的轨迹、接合时间和最大冲击,分析了换档力、接合套相对接合齿圈的初始转速和位置对接合性能(时间和最大冲击)的影响。研究结果表明:接合套和接合齿圈的相对位置对接合时间和冲击有显著影响;当接合套和接合齿圈的转速差在一定范围内时,接合时间较短,过大的转速差则会使接合时间呈指数上升;接合套和接合齿圈的转速差越大,冲击越大;增大换档力可缩短接合时间,但会增大冲击。在设计机械式自动变速器的控制系统时,应根据机械变速器换档过程的特性,选取最佳的换档力、相对转速、相对位置作为控制参数,进而缩短动力中断时间,减小换档冲击。     

纯电动汽车CLAMT同步阶段的换挡品质研究

本文基于研制的某款电动汽车开发了两档无离合器机械式自动变速器(CLAMT),为了改善CLAMT的换挡品质,建立了CLAMT同步阶段的数学模型,分析了影响同步阶段换挡品质的因素,提出了改善换挡品质的方法。利用Solidworks和ADAMS软件建立了CLAMT的虚拟样机模型,并对不同影响因素下的换挡品质进行了仿真研究。研究结果表明：在保证冲击度要求的前提下,增加换挡力,加快换挡力变化率,提高电机调速精度等均能达到改善换挡品质的目的,所提出的改善CLAMT换挡品质的方法可行,可为开发无离合器机械式自动变速器提供参考。     

纯电动汽车无离合器机械式自动变速器(CLAMT)同步阶段的换挡品质研究

基于研制的某款电动汽车开发了两档无离合器机械式自动变速器(CLAMT),为了改善CLAMT的换挡品质,建立了CLAMT同步阶段的数学模型,分析了影响同步阶段换挡品质的因素,提出了改善换挡品质的方法。利用Solidworks和ADAMS软件建立了CLAMT的虚拟样机模型,并对不同影响因素下的换挡品质进行了仿真研究。研究结果表明:在保证冲击度要求的前提下,增加换挡力,加快换挡力变化率,提高电机调速精度等均能达到改善换挡品质的目的,所提出的改善CLAMT换挡品质的方法可行,可为开发无离合器机械式自动变速器提供参考。     

干式双离合器系统换挡过程控制分析

针对干式双离合器自动变速器系统,研究了电机驱动的干式双离合器执行机构,分析了膜片弹簧载荷变形特性和离合器扭矩动态传递特性,采用模糊控制和PI(proportion integration)控制的双闭环控制方法,建立了干式双离合器控制系统数学模型,进行了DCT(dual clutch transmission)换挡过程仿真。结果表明电机驱动的干式双离合器及其控制系统,能够满足DCT换挡过程的要求,实现了DCT系统高性能的特性。     

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.     

双离合器式自动变速器汽车换挡控制策略仿真

为了改善双离合器式自动变速器汽车的换挡性能,综合考虑整车动力性、双离合器寿命和驾乘舒适性等因素,研究换挡过程中双离合器的协调控制.对整车换挡过程进行动力学建模与仿真,深入分析了寄生功率的产生机理,提出其解决方案.针对分离和接合离合器,采用模糊控制理论,以油门开度、离合器主从动盘角速度差及其变化率为输入,分离速度和接合速...     

新型线控电磁离合器的磁场建模与动态响应分析

为了提高电磁离合器的最高转速,增加最大传递扭矩,提出了一种新型线控离心球臂接合装置式电磁离合器,利用线控离心球臂接合装置高速旋转产生的离心力来实现离合器的平稳接合,通过电磁线圈的通断电实现离合器分离过程和接合过程的控制。基于电磁有限元法,利用Matlab中的PDE工具箱对离合器衔铁行程处磁场进行了模拟分析;结合电磁离合器工作原理,建立电磁离合器动态响应时间数学模型,并进行精确的计算分析。实验结果表明,新型线控电磁离合器的最大传递扭矩为200 N·m,平均功率为18 W,最高转速可达3 500 r/min,动态响应时间为0.32 s,与现有电磁离合器相比,其各方面性能均有显著提高,且作为动力换挡离合器使用时,其动态响应特性满足自动变速器换挡时间的要求。     

单向离合器接合过程对变速器换挡特性的影响

运用牛顿力学方法分阶段建立变速器的动力学模型,运用显式动力有限元方法获得单向离合器接合产生的冲击激励.将单向离合器接合产生的激励和传动系输入扭矩的激励叠加,计算了变速器输出端的扭矩、转速响应,并与实测值进行对比.试验结果显示,计算值与实测值吻合较好,说明本文提出的动态接合特性仿真方法对于可控式单向离合器的新型变速器换挡特性研究具有良好的分析效果,相关测试及计算方法对由单向离合器与齿轮副形成的传动系统的设计具有参考价值.     

机械式自动变速器的换挡控制

机械式自动变速器为非动力换挡,换挡品质是AMT换挡控制的关键.分析了换挡过程的控制策略对换挡品质的影响.在恢复动力过程中,离合器在同步时刻主从动盘转速差的变化率与车辆加速度的突变量成正比.车辆加速度变化较大时会引起使乘员感到不舒适的车辆冲击和振荡.笔者提出了通过发动机和离合器的协调控制使同步时刻离合器主从动盘转速差的变化率小于设定范围的控制策略.道路试验表明,该控制策略改善了换挡品质.     

工程车辆自动变速器换挡过程建模与仿真

根据某型五速自动变速器具体结构,结合换挡过程中系统的动态特性,应用拉格朗日方法建立基于离合器输入扭矩的行星轮系数学模型.依据换挡时离合器充油过程,使用克服零速区域的数值模拟问题的Woods模型作为离合器结合过程扭矩传递模型.基于Matlab/Simulink软件,搭建换挡过程模型.仿真结果表明:相邻档位离合器充油重叠方式的差别直接影响车辆换挡品质,可为进一步分析离合器结合油压对矿用车辆换挡品质的影响提供合理的仿真模型.     

车辆液压机械式自动变速器的换挡品质控制

变速器是车辆动力传动系统的重要组成部分，自动变速器是其发展方向，换挡品质的控制是车辆自动变速器的关键技术之一，也是提高车辆传动系寿命、动力性和舒适性的必要保证。介绍了液压机械式自动变速器的换挡过程，分析了换挡品质的影响因素，综述了国内外目前对换挡品质进行控制的方法及发展趋势。仅对变速器进行独立控制的方法已不能满足对换挡品质的要求，对发动机、离合器和变速器进行综合控制的整体控制方法是提高换挡品质的有效途径。     

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。     

基于遗传算法的拖拉机动力换挡过程动态控制方法

拖拉机重负荷作业时,发动机处于全油门工作且换挡过程中发动机在调速段扭矩变化较大,导致换挡过程中离合器接合时产生扭矩突变。为了解决这一问题,提出离合器同步阶段油压控制方法,在充分考虑拖拉机作业特征和动力换挡品质的要求后,以车速变化量、冲击度及滑摩功等为评价指标,采用遗传算法对拖拉机动力换挡过程进行了分析设计,结果表明,换挡过程各项指标均在标准之内。     

重型行星式自动变速器换挡过程控制策略

为提高重型越野车辆的性能,改善车辆换挡品质,对其搭载的重型行星式自动变速器进行了详细分析,在此基础上建立了3自由度行星变速器的运动学模型.通过分析变速器电液操控系统,采用融合涡轮转速和输出轴转速的换挡离合器滑差作为控制参数,进而制定相应的换挡过程控制策略,并采用陀螺仪测量加速度信号微分的方法进行变速器换挡冲击度的分析评价.通过实车验证,能够实现重型行星式自动变速器良好的换挡过程控制,试验对比发现,基于离合器滑差的换挡过程控制试验结果优于传统基于涡轮转速的换挡过程控制试验结果.      

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。     

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.