强混合动力汽车驱动模式切换扭矩协调控制策略

在对强混合动力系统工作特性分析的基础上,以车辆行驶平顺性为目标,通过对系统在不同驱动模式切换过程中发动机、电机及离合器和变速器参数变化的分析,制定了针对不同模式切换过程扭矩波动的扭矩协调控制策略。建立了基于该控制策略的强混合动力汽车动力学仿真模型,进行了典型驱动模式切换过程的仿真与分析。结果表明,提出的扭矩协调控制策略能够减小驱动模式切换过程中的扭矩波动,有效提高强混合动力汽车在模式切换过程中的动力传递的平稳性。     

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.     

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.     

混合动力汽车行进间起动发动机与DCT换挡协调控制

结合双离合器自动变速器(DCT)独特的结构型式和性能优势,提出了一种装备DCT的单电机重度混合动力系统,建立了该重度混合动力系统的动力学模型.采用基于规则的方法,以系统效率最优为目标进行了工作模式区域分析与经济性换挡规律分析,制定了混合动力汽车模式切换与DCT换挡的综合工作规律.针对综合工作规律中模式切换点与换挡点相交的情况,提出了模式切换与换挡协调控制策略以及控制方法,并利用Matlab/Simulink软件仿真平台进行了行进间起动发动机与升挡协调控制过程的仿真分析.结果表明:所建立的行进间起动发动机与升挡协调控制策略有效提升了装备DCT的混合动力系统的性能,不仅解决了装备DCT的混合动力汽车模式切换与换挡冲突的问题,同时较大程度地节省了模式切换与换挡时间,充分发挥了装备双离合器自动变速器的混合动力系统的结构优势.     

混合动力汽车E-H模式切换中扭矩协调控制策略研究

在混合动力汽车进行E(electric drive mode,纯电动模式)-H(hybrid drive mode,混合驱动模式)切换时,针对2个动力源响应特性差异、离合器接合等原因造成动力传递不平稳及整车冲击的问题,文章制定了扭矩协调控制策略。整个扭矩协调控制策略按发动机的起动、调速和动力接入等3个不同阶段制定,采用Matlab/Simulink搭建混合动力汽车模式切换控制策略模型和整车模型,对该策略的有效性进行验证。仿真结果表明,该策略能够减小扭矩波动和整车冲击度,有效提高模式切换过程的平顺性。     

基于双电机助力的混合动力客车AMT换挡问题的研究

针对正在研发的混合动力客车在换挡过程中由于动力中断引起的的换档问题,综合考虑发动机,变速箱,离合器和主驱动电机对换挡过程的影响,提出了一种整车动力源转移及发动机转速跟踪控制的解决方法.实车试验表明,该方法保证了整车动力性不受换档影响,减小了换挡冲击,提高了换挡品质.     

一种新型增程插电式混合动力控制策略的开发

针对一种新型增程插电式混合动力车辆,以实现该构型车辆的燃油经济性和整车动力性较优的特点为目标,开展了该构型车辆的控制策略开发的研究。建立了发动机、驱动电机和启动发电一体电机的等效燃油消耗模型,根据各部件效率离线计算出等效燃油最小下的需求扭矩分配系数。针对模式切换中的系统不连续性,设计了分阶段转矩协调控制策略。台架测试和实车道路测试结果表明,该整车混合动力控制策略能够保证车辆动力部件运行在效率最优区域,并且电控离合器闭合时间不大于1.5s,电控同步器闭合时间不大于0.2s,整车混合动力模式切换迅速和平稳。     

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。     

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。     

串并联混合动力系统自适应模式切换优化控制

为改善某新型串并联插电式混合动力系统双电机纯电动至并联驱动模式切换品质,同时确保不同车辆行驶状态及驾驶员输入下模式切换策略的适应性能,提出了平顺性起机和动力性起机概念,设计了自适应模式切换优化控制策略。首先,建立该串并联混合动力系统动力学模型,并对其双电机纯电动至并联驱动模式切换过程进行分析,确定模式切换不同阶段控制目标及控制策略;其次,以车辆驾驶平顺性和发动机起动时间为优化指标,通过动态规划求解发动机最优拖转转速曲线,提出一种发动机起动模型预测优化控制策略,在线计算离合器滑摩转矩以拖转发动机跟踪目标最优转速曲线,并通过电机补偿输出端转矩波动。离线仿真及硬件在环台架试验结果表明,所开发的自适应模式切换控制策略能够满足不同的驾驶需求,并具有较好的驾驶平顺性。     

搭载机电控制无级变速器混合动力汽车模式切换仿真分析

通过分析机电控制无级变速器(electrical-mechanical continuously variable transmission,EM-CVT)的结构特点,提出了搭载EM-CVT混合动力汽车的传动方案,建立了动力源数值模型、EM-CVT模型,分析了混合动力系统工作模式,并针对模式切换时的冲击问题,以减小冲击度为目标,通过分析典型工况下动力源输出转矩特性和各部件的动态特性,提出了基于发动机、ISG电机、自动离合器以及EM-CVT相互协调控制策略。利用MATLAB/SIMULINK仿真平台建立混合动力传动系统动力学模型,并对典型的模式切换过程进行了仿真分析。结果表明,所提出的控制策略能够有效控制混合动力传动系统在模式切换时产生的冲击,提高了混合动力汽车的驾驶舒适性。     

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.      

汽车发动机起动过程的动力学仿真

发动机怠速自动起停是混合动力汽车的重要工作模式,它能避免发动机在怠速下运行,有效减少燃油消耗、尾气排放和发动机磨损.对混合动力汽车起步时发动机起动动力学进行了系统研究,基于发动机起动过程的阻力特性的建模与仿真,提出了ISG电机驱动控制策略,建立了ISG电机-发动机的综合控制模型,进行了发动机起动过程中的动力学仿真.仿真结果表明,所采用的ISG电机满足快速起动发动机的时间要求.     

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。     

双离合器混合动力系统瞬态工况的仿真

针对目前单轴并联式(ISG)混合动力系统转矩响应慢和能量回收效率低等不足,提出一套新型的混合动力总成方案。该方案采用较大功率的电动机,在发动机与电机间安装1个电控自动离合器,电机与变速器之间安装1个手动离合器。根据汽车动力学理论计算车辆在中国典型城市的道路动力需求,建立瞬态工况下双离合器ISG混合动力汽车的Simulink仿真模型,并针对汽车的瞬态加速工况,通过离合器来协调转矩的分配。仿真及实验结果表明:采用该方案改善了状态切换过程的平顺性,提高了瞬态过程中的转矩响应速度,缩短了加速耗时。     

插电式混合动力汽车纯电动行进间启动发动机的平顺性控制

针对单电机插电式混合动力汽车在纯电动行进间电动机启动发动机时由于系统输出转矩变化进而引起整车冲击的问题,分析得到发动机点火时刻的不同及离合器接合状态的不同是造成转矩波动的原因。在此基础上,提出了基于离合器主、从动盘转速差和电机角加速度为输入量的离合器压力模糊控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略,并对比了发动机目标转速点火和怠速转速点火的控制效果。最后通过台架试验以及实车道路试验对提出的控制策略进行了验证。结果表明,基于目标转速点火的协调控制策略能减小整车的冲击度。     

有效改善换档动力中断的车用有源传动装置

针对AMT换档过程中的动力中断和并联混合动力汽车中发动机和电机双动力源耦合工作问题,提出了一种基于定轴式齿轮变速箱的混合动力车用有源传动装置,通过电机与变速箱的集成设计使得电机和发动机联合工作的输出特性更加符合车用工况需求,对现有技术继承性好,具有较好的推广应用价值.     

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。     

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。     

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.