车辆起步过程神经网络PID控制研究

针对车辆起步工况的多样性, 笔者设计了神经网络PID(Proportion Integration Differentiation)控制器, 通过对离合器的转速跟踪控制, 在保证发动机不熄火的前提下, 实现了AMT(Automatic Manual Transmission)车辆快速平稳起步的控制目标。为了验证控制器的有效性,建立了中型卡车的传动系模型, 其中包括发动机、 离合器、 变速箱、 主减速器和车轮等, 并且根据实际起步情况, 设置了正常起步、 急起步、 载重起步和坡路起步4种工况, 进行了AMESim-Simulink联合仿真实验。通过与传统PID控制器的控制效果相比较, 分析得出,神经网络PID控制器能在变工况下很好地完成AMT车辆起步控制, 具有良好的自适应性。     

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.     

AMT重型越野车辆坡道起步改进控制策略

针对AMT重型越野车辆大坡道起步过程中离合器摩擦片磨损严重的问题,提出了坡道起步改进控制策略. 将坡道起步过程划分成4部分,结合改进前的离合器控制策略和大坡道起步数据,分别针对每一部分进行了减少滑摩功的分析. 在改进后的控制策略中,将离合器结合过程与发动机转速下降率进行闭环控制,防止因起步过快而造成发动机熄火. 以某AMT重型越野车辆为试验平台,重新设计了坡道起步过程中的离合器控制策略,编写了控制软件,并进行了不同大坡道的起步验证,取得了理想的效果.      

湿式双离合器自动变速器的起步控制

针对湿式双离合器自动变速器起步平稳性差、滑摩功大的问题,根据双离合器自动变速器的自身结构特点,提出两个挡同时参与起步过程的控制策略,并给出程序流程图.采用基于模糊PID控制的离合器压力控制方法,实现了离合器压力的精确控制.通过3种不同节气门开度的起步试验和短时间连续起步停车试验,以验证该控制策略的有效性.试验结果表明,离合器压力控制算法适应性强,起步控制策略能够适应各种不同工况的起步要求.     

DCT双离合器联合起步模式建模与仿真

对双离合器式自动变速器(DCT)的结构特点进行分析,建立起步过程的动力学模型.归纳车辆起步时离合器传递转矩和节气门开度的变化规律,实现发动机恒转速起步.制定1挡单离合器及双离合器同时接合的起步控制策略,并针对大油门急起步情况制定了2挡单离合器和双离合器起步控制策略.针对车辆爬行起步时容易造成摩擦片温度过高的缺点,制定双离合器交替滑磨的爬行起步控制策略,并应用积分分离PID算法仿真实现对目标车速的跟随.仿真结果表明,双离合器同时接合的起步控制策略使两个离合器共同分担总体滑磨功,有利于提高离合器寿命.     

汽车起步过程的离合器控制

机械式自动变速器是对使用手动齿轮变速箱和干式摩擦离合器的传统动力传动系统进行改造,实现操作自动化而形成的一种机电一体化装置.汽车起步过程的离合器控制按照快-慢-快3个阶段进行.离合器滑磨阶段的控制是解决问题的关键.从实际应用角度出发,深入分析了汽车起步过程中离合器接合控制的主要影响因素.以降低起步冲击度和减少离合器滑磨功为原则,提出了一种离合器控制策略.在装用AMT的桑塔纳轿车上进行的坡道起步道路试验结果表明,所提出的离合器控制策略得到了成功应用.     

摩擦系数对AMT起步的影响分析

根据摩擦因数随摩擦副表面温度的改变,研究了摩擦因数在电控机械自动变速汽车重复起步过程中的影响.建立了AMT起步时离合器传递转矩和压盘表面温升的模型.根据试验结果,采用“快-慢-快”起步控制策略,利用Matlab/Simulink进行汽车重复起步仿真,进行了摩擦副滑摩功仿真计算.仿真结果表明,摩擦系数随滑摩功的变化而变化,重复起步多次后,摩擦系数变得很小,相应离合器传递的转矩也变得很小,离合器主、从动盘一直处于滑磨状态,无法完成正常起步.     

湿式双离合器式自动变速器起步智能控制

针对装有湿式双离合器式自动变速器的车辆起步控制问题,根据起步过程的性能评价指标,在综合考虑驾驶员的起步意图、发动机的运行状态及离合器的接合状况的基础上,提出了基于模糊智能控制的湿式双离合器式自动变速器的起步控制策略,确定起步过程中的离合器目标压力,根据离合器目标压力与实际压力值的误差,设计基于FCMAC的离合器压力智能...     

DCT车辆起步数据驱动预测控制

针对双离合自动变速器(DCT)车辆起步过程建模困难及参数不确定等问题,提出了基于输入输出数据的数据驱动预测控制方法(DDPC).首先,将DCT起步过程等效为自回归移动平均外生模型(ARMAX),基于系统输入输出数据利用最小二乘法实现数据驱动建模过程,并通过MATLAB/Simulink平台验证了建模方法的有效性;其次,结合获得的ARMAX模型与DDPC,对不同意图下的起步过程进行仿真分析.结果表明,所提控制策略可以很好地控制起步过程,并有效反映起步意图;与传统的恒转速控制方法相比,所提控制方法可有效改善起步性能;改变起步工况,所提控制方法仍可较好地控制起步过程,证明其具有一定的鲁棒性.     

DCT车辆起步数据驱动预测控制

针对双离合自动变速器(DCT)车辆起步过程建模困难及参数不确定等问题,提出了基于输入输出数据的数据驱动预测控制方法(DDPC).首先,将DCT起步过程等效为自回归移动平均外生模型(ARMAX),基于系统输入输出数据利用最小二乘法实现数据驱动建模过程,并通过MATLAB/Simulink平台验证了建模方法的有效性;其次,结合获得的ARMAX模型与DDPC,对不同意图下的起步过程进行仿真分析.结果表明,所提控制策略可以很好地控制起步过程,并有效反映起步意图;与传统的恒转速控制方法相比,所提控制方法可有效改善起步性能;改变起步工况,所提控制方法仍可较好地控制起步过程,证明其具有一定的鲁棒性.     

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.     

并联式混合动力汽车机械式自动变速器换档策略

并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV)档位决策作为能量管理策略的一部分,对整车动力性、经济性及排放性能有较大影响.混合动力汽车换档策略不仅要考虑发动机,还要考虑电机和电池系统的影响.基于电池电能的等效燃油概念,通过考虑电池充、放电过程中的能量损失,将充、放电生成或消耗的电能折算为等效燃油,由此得到不同档位时整车的综合燃油消耗,进而选取燃油消耗较小时的档位使整车经济性能指标达到最优.同时,该方法也通用于装备液力自动变速器(Automatic Transmission,AT)等有级式自动变速器的混合动力汽车换档策略制定.     

纯电动客车自动机械变速器换挡过程控制

为了实现纯电动客车用自动机械变速器(AMT)快速、平顺、准确换挡,以交流异步电机驱动的纯电动客车为研究平台,分析了无离合器的AMT换挡过程控制方法,研究了电机驱动式AMT执行机构控制方法,开发了纯电动客车适用的无离合器多挡AMT系统.经试验场与北京公交线路上的实际考核表明,所设计的AMT换挡过程控制方法满足实用要求.采用该方式换挡的AMT系统已被小批量应用于纯电动客车和混合动力客车中.     

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.     

气动AMT离合器执行机构的动力学仿真

为分析气动AMT离合器执行机构的动力学性能,在对执行机构系统进行深入分析和研究的前提下,推导并建立了单作用气缸、离合器操纵传动机构的动态数学模型. 通过Matlab/Simulink离线仿真分析了系统的动态特性. 建模过程中考虑了操纵机构的力、位移传递特性,并结合气压驱动的特点对气体运用了等熵模型分析,实车实验结果验证了仿真模型的准确性.      

基于SDG模型的AMT重型越野车离合器接合过程故障诊断

针对AMT重型越野车离合器接合过程中故障多发且不易诊断的问题,基于符号有向图(signed directed graph, SDG)模型,为离合器接合过程的故障诊断提出了一种新的方法. 以离合器接合过程中最复杂的车辆起步接合为例,建立了其工作过程的SDG模型,通过实际测得量以及对模型中节点和有向边的分析,查找出故障源,完成故障诊断功能. 结果表明,SDG模型对于AMT系统离合器接合过程故障诊断有效且实用.      

直驱式电动车不同起步模式对比研究

在轮毂直驱式电动车传动系中引入离合器,本文提出一种电机与车身负载起动过程分离的起步模式。不受普通汽车固定怠速的限制,轮驱电机具有良好的无级变速特性,可根据路况与载荷需求,动态调整离合器切入负载转速,实现无堵转的电机带载起步过程。本文首先对驱动电机,离合器和车身负载组成的传动系进行建模,进而讨论了影响起动电流和驾乘舒适感的因素。相应地,对紧固连接方式下直接起步和柔性连接方式下离合起步进行仿真与实验,结果表明电动车用离合起步模式的有效性和缓释起步过程中的电磁和机械冲击方面的积极作用。     

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。     

电动汽车两挡I-AMT离合器半结合点自学习算法研究

两挡电控机械自动变速器 （automatic mechanical transmission, AMT）可以优化电动汽车的驱动电机工作区间,改善整车的动力性和经济性,但在工作过程中,离合器的半结合点准确辨识对换挡性能影响很大。当离合器摩擦片磨损或膜片弹簧疲劳状态下,离合器实际工作位置发生偏移,需要通过自学习方式来准确辨识离合器半结合点位置,以保证变速器高质量换挡控制性能。以一种新型的电动汽车无动力中断两挡变速器I-AMT （Inverse AMT）为研究对象,针对其干式离合器磨损后半结合点位置发生变化等问题,提出一种离合器半结合点位置自学习策略,使得在离合器缓慢分离的同时,通过检测与离合器主动端相连的驱动电机转速编码器变化趋势,实现离合器半结合点位置准确辨识。试验表明,在离合器存在磨损的情况下,该策略能够准确识别离合器半结合点位置,从而自适应调整变速器工作状态,以保证I-AMT高质量无动力中断换挡。