湿式双离合器自动变速器换挡控制与仿真分析

建立了湿式双离合器自动变速器(dual clutch transmission,DCT)换挡过程系统动力学模型,针对湿式双离合器系统的高度非线性、难以建立精确数学模型等特点,设计了多规则因子模糊控制器。制定了湿式双离合器换挡过程控制策略,该控制策略通过综合控制发动机和离合器压力来完成换挡过程中的动力切换。基于Matlab/Simulink软件平台,建立了湿式DCT传动系统的仿真模型,对换挡过程进行了仿真。结果表明,该控制策略能够满足DCT换挡过程的要求,并且控制器的跟踪性能良好。最后,讨论了换挡控制的影响因素。     

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.     

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。     

离合器到离合器动力降挡过程控制机理研究

对汽车自动变速器离合器到离合器动力降挡过程控制机理及控制策略进行了研究.从理论上阐明了动力降挡过程两离合器之间的动力转化机理,进而提出两离合器之间实现理想动力搭接的方法,并通过仿真及实车试验进行了验证.揭示了离合器完全结合瞬间产生换挡冲击的机理,并指出减少这种冲击的策略.在机理研究的基础上提出了基于输入轴转速目标轨迹的分段控制策略,并进行了仿真和实车试验验证,结果证明了机理分析的正确性和控制策略的可行性.      

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.     

基于品质评价分析的AT换挡过程研究

针对AT现有换挡过程控制缺乏品质控制理论分析展开研究,建立AT换挡过程动力学模型,以某重型越野车辆动力传动系统为研究对象,采用冲击度和滑摩功分别对升挡过程转矩相和惯性相进行特性分析,指出转矩相临界时间MAP图以及惯性相涡轮速度过渡“凹”曲线能改善换挡品质,并制定相应的控制策略.仿真分析和实车试验结果验证了品质特性分析的正确性,能够有效改善换挡品质,提高整车性能.      

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...     

双离合器自动变速器换挡时序建模与仿真

双离合器自动变速器(DCT)换挡时序控制过程复杂,容易出现意外换挡、冗余换挡。针对当前对于换挡时序的研究缺乏系统完整性,引入两参数对换挡过程和换挡类别进行分类和识别,就换挡过程中顺序升挡、顺序降挡、同轴跳跃降挡以及异轴跳跃降挡分别制定相应的控制策略。在此基础上利用Matlab/Simulink软件平台搭建DCT换挡时序仿真模型,在城市道路行驶工况(ECE)下进行了DCT换挡时序仿真分析。仿真结果验证了提出的换挡时序控制策略可以有效地减少冗余换挡、意外换挡,提高了换挡过程的可靠性。     

考虑离合器摩擦性能衰减的湿式DCT车辆起步控制研究

建立了考虑离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减的湿式双离合变速器（dual clutch transmission,DCT）车辆起步过程动力学模型,以车辆起步过程冲击度、滑摩功和起步滑摩时间为优化目标,采用线性二次型最优控制方法获得了车辆起步过程离合器最优传递转矩。针对离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减对车辆起步过程离合器压力控制的影响,提出了一种离合器压力非线性鲁棒控制策略,以实现对离合器最优传递转矩的跟踪。结果表明,所提出的非线性鲁棒控制策略能够在离合器摩擦系数变化的情况下实现对离合器最优传递转矩的有效跟踪,跟踪误差不大于0.02 N·m,且能够适应摩擦性能衰减导致不同寿命阶段摩擦系数的不同变化规律,与比例-积分-微分（proportion-integral-differential,PID）控制策略相比具有更精确的控制效果和更强的鲁棒性。     

重型矿用汽车多参数动力性换挡规律

基于矿用汽车载荷变化大、行驶环境多变、油门变化频繁的特点，依据重载爬坡和轻载下坡的典型工况，制定了重型矿用汽车多参数动力性换挡策略.利用函数叠加法建立康明斯QSL-FR91674型发动机全特性曲线，得到不同油门开度情况下发动机输出转速与输出转矩的表达式.根据发动机输出动力特性，计算得到3550型矿用汽车车速、油门开度和加速度三参数动力性换挡规律.再结合道路状况识别方法、车辆载荷、驾驶员操作意图，针对轻载下坡和重载爬坡工况，修正得到重型矿用汽车多参数动力性换挡规律.在Maplesim中建立换挡模型，通过仿真计算，得到修正前后车辆轻载下坡路况时挡位和车速变化曲线，后者避免了不必要的换挡，保证了车辆的动力性能.     

驱动工况下最佳效率的电力驱动系统控制分析

为实现电力驱动系统中电池和电机的优化匹配控制,针对混合动力电动汽车电力驱动系统在放电时的工作特性,以镍氢电池和永磁无刷直流电机为研究对象,在电池、电机性能实验研究的基础上,建立了驱动工况下的电池放电效率和电机效率数值模型,得到了电力驱动系统最佳效率和电机输出转矩的数学表达式。提出了提高电力驱动系统工作效率的控制策略,仿真结果表明,所设计的控制方法可有效提高电力驱动系统的工作效率,实现了整车动力性和燃油经济性的优化匹配。     

混合动力系统发动机停机过程控制策略

针对混联式混合动力系统,为减小其由混合驱动模式切换至纯电驱动模式过程中发动机停机引起的整车纵向冲击,利用模型预测控制算法可以在线滚动优化获得最优控制序列的特点,提出了一种基于模型预测控制的发动机停机优化控制策略. 首先,采用理论与试验相结合的研究方法,建立了发动机阻力矩模型;其次,依据动力元件工作状态的不同,将发动机停机过程划分为发动机工作点调整阶段和电机反拖发动机阶段,设计了分段式发动机停机控制策略;最后,通过仿真对所设计的控制策略进行了验证,并与传统基于比例-积分-微分的控制方法进行了对比. 仿真结果表明,所提出的控制策略能有效抑制发动机停机过程中的输出转矩波动,降低整车冲击度,提高车辆行驶的平顺性.      

无级自动变速汽车起步综合控制策略

针对以液力变矩器为起步装置,金属带无级变速传动为高速行驶时调速装置的双状态无级变速汽车,在发动机和液力变矩器台架实验基础上,建立了用变矩器作起步装置的双状态无级变速传动系统动力学模型,提出了双状态无级变速汽车起步控制策略.仿真结果表明,所提出的控制策略能明显改善对车辆的动力性能.研究结果为开发设计双状态无级变速汽车提供理论依据.     

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.     

车辆转向工况准确模拟方法研究

 以虚拟轮胎与地面间的相互作用力为思路,构建由电动助力转向系统、转向阻力矩加载装置及测控系统组成的车辆电动助力转向系统(EPS)试验平台,研究车辆转向工况的准确模拟方法。设计双闭环实时控制策略,以提高力矩加载装置伺服电机的力矩输出精度,并从软件、硬件层面设计伺服电机防超程控制策略,以保障试验平台应用过程的安全性。对某乘用车原地转向工况进行EPS 试验平台模拟试验,并对试验平台控制系统的实时性进行硬件在环试验,结果表明,设计开发的控制系统及其控制算法能够满足实时性、准确性要求,实现了车辆转向工况在EPS 试验平台上的准确模拟,可为车辆EPS 控制器的开发、调试提供良好的试验环境。     

液力变矩器在机械无级变速传动系统中的应用

无级自动变速传动作为理想的传动方式，能有效地提高车辆的动力性和燃油经济性，减少排放污染，用液力变矩器作为无级自动变速传动系统的起步装置具有良好的起步性能，且控制简单。在液力变矩器性能试验及锁止离合器闭锁动态过程仿真的基础上，根据发动机与液力变矩器的共同工作特性进行了发动机与液力变矩器的匹配评价，提出了液力变矩器闭锁控制规律以及用液力变矩器仟民步装置的机械无级变速传动系统的起步控制策略。经汽车起步、加速过程的仿真结果表明，与装备五档手动变速器的汽车相比，装备机械无级变速器的汽车具有良好的起步和加速性能。     

基于贪心策略的电动车AMT换挡点实时优化方法研究

电动车机械式自动变速器（automated mechanical transmission,AMT）系统换挡点对整车动力性和经济性水平具有重要影响,针对电动车AMT查表式换挡规律工况适应性差,无法基于工况进行定量求解以及兼顾动力性和经济性等问题,提出了一种基于贪心策略的电动车AMT换挡点实时优化控制方法. 通过马尔可夫链对电动车行驶工况进行预测,并基于贪心策略对换挡点进行优化控制. 在世界轻型车辆测试工况与中国汽车行驶工况下,仿真结果表明,采用贪心策略的电动汽车相比采用经济性换挡策略的电动汽车耗电量分别减少了2.56%、1.07%,电池SOC值下降分别减少了2.06%、1.81%,经济性得到提升.