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.      

Kn1,n2,n3,n4的点被多重集可区别的一般全染色(n1≤n23≤n4)

图G的一般全染色是指使用若干种元素对于图G的全体点及边的一个分配.通常情况下，染色时所用的k种颜色用1,2,…,k来表示，且数字代表的颜色之间有大小关系.图G使用了k种颜色的一般全染色叫作图G的k-一般全染色.利用反证法、构造染色法及色集合事先分配法，讨论了完全四部图K_n1,n2,n3,n4(n₁≤n₂3≤n₄)的点被多重集可区别的一般全染色.给出了最优染色方案，并确定了相应染色的色数.     

重型商用车AMT自动控制策略及试验分析

通过对重型商用车电控机械式自动变速器(automated mechanical transmission,AMT)起步过程分析,在综合考虑驾驶员起步意图和起步性能指标的基础上,提出起步过程离合器结合速度模糊控制算法和发动机局部恒转速模糊控制算法,将AMT换挡过程分为7个阶段,提出换挡过程离合器控制逻辑和发动机目标转速控制算法。针对车辆运行过程中出现的紧急制动工况,提出AMT制动跳挡降挡控制策略和目标挡位确定算法。为了验证控制策略的正确性,研制开发了重型商用车AMT样机,完成了AMT样车开发并进行起步、换挡和制动跳挡降挡试验。     

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。     

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.      

AMT换挡铜块磨损原因分析及解决措施

针对装备了电控液压式机械自动变速器(AMT)的试验车在可靠性试验过程中出现的变速器内部换挡铜块早期磨损的问题,分析了换挡操纵机构的工作原理.通过对换挡操纵机构安装力传感器结合AMT台架试验和人工换挡的实车试验,对换挡铜块磨损的原因进行了分析,对换挡控制策略进行了补充修正,并且通过AMT台架和实车试验对修正后的换挡控制策略进行了考核,证明了控制策略的相关修正措施对解决换挡铜块早期磨损问题的有效性.     

纯电动汽车动力系统匹配与性能仿真

兼顾纯电动汽车动力性与经济性指标,完成驱动电机、动力电池组和变速器的优化选型.然后,围绕电池组容量与质量之间对整车性能影响的矛盾关系,利用电涡流测功机测试不同电池质量等速行驶200 km的能量消耗,对动力电池进行优化选型.最后,采用区间优化设计方法对传动系参数进行优化设计.针对两挡电控机械式自动变速器(AMT)换挡过程中存在换挡冲击的影响,提出一种基于电机转矩控制的换挡策略及搭载电动汽车联合仿真模型,并对换挡控制策略和整车性能指标进行仿真分析.结果表明:动力系统优化匹配方法能很好地满足动力性和经济性行驶要求,续驶里程测试过程中变速器换挡冲击度小,换挡品质较高,验证了匹配方案、仿真模型与控制策略的有效性和准确性.     

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.     

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.     

变速器换挡二次冲击强度频次分析

为研究汽车变速器换挡的二次冲击强度分布规律,在自行研制的换挡性能试验台上,对某款变速器各挡位以不同换挡速度分别进行了各50次换挡试验,实时测得换挡力、换挡位移、同步转矩、变速器输入/输出转速,得到了各挡位换挡特性曲线;并对不同换挡速度下各挡位二次冲击强度进行了频次分析。结果表明,随着换挡速度增加,同一挡位的二次冲击强度呈现减弱趋势;同时该变速器只有Ⅰ挡未出现二次冲击,Ⅱ~Ⅵ挡均存在二次冲击现象;并且Ⅱ挡的二次冲击强度最大,Ⅵ挡仅在低换挡速度时存在二次冲击。     

软聚类节点分裂层次模型

针对分类决策树算法存在的结构冗余及误差迁移问题，提出了软聚类节点分裂层次模型.通过叶子节点处决策模型构建以及软聚类节点分裂方法，实现对样本空间的高效划分，生成精简的层次结构模型.利用层次结构判别方法，从层次结构模型叶子节点到根节点对样本进行加权求和预测，降低模型结构对判定效果的影响，提高模型对判别误差的调节能力.对比了CART、ID3、C4.5共3种分类算法，该方法构建的模型结构简单，在两个数据集上均有最好的分类效果，F₁-measure分别为0.53和0.38.说明软聚类节点分裂层次模型能够避免冗余结构，缓解误差迁移问题.      

带有裂纹轴的齿轮耦合系统的扭转振动特性

建立了从动齿轮轴带有开裂纹的啮合型齿轮耦合系统动力学模型·对齿轮系统的啮合刚度、传动误差和节线冲击等主要参数进行了讨论·研究了齿轮耦合条件下裂纹轴(从动齿轮轴)和无裂纹轴(主动齿轮轴)的扭转振动特性·基于齿轮系统参数众多的特点,以传动比为主线,研究了两齿轮轴扭转振动特性与裂纹深度、转速和传动比之间的关系·分析结果表明,频率为旋转频率2倍和4倍的谐波成分是带裂纹齿轮轴扭转振动的主要特性,传动比和转速是影响裂纹引发振动的能量及其在两齿轮轴上分布情况的主要参数·     

干线关键断面的到车率分布预测

干线协调控制需要了解交通量在干线上下游的传递和变化关系,传统的行程时间预测或到达分布预测无法提供足够的参考信息.根据干线的道路条件,界定干线上若干个关键断面;统计实际的车辆检测数据或仿真实验数据,按较小的时间间隔汇总和统计不同周期在对应间隔内的到达分布,绘制得到关键断面的到车率分布图.分析路段离散和信号控制对到车率分布的影响;以车速的累积概率分布图为基础计算转移矩阵,提出了考虑路段离散的到车率分布预测方法;分析红灯排队、绿灯放行的车流离散过程,提出了考虑信号控制的到车率预测方法.仿真案例分析表明,预测的到车率分布相对误差较小,验证了预测方法的有效性.     

基于速度预测与自适应差分进化算法的混合动力汽车能量管理策略

为提高单行星排构型的混合动力汽车（hybrid electric vehicle, HEV）的燃油经济性,降低车辆燃油消耗量,提出了一种基于门控循环单元神经网络（gated recurrent unit neural network, GRU-NN）速度预测模型与自适应差分进化（adaptive differential evolution, A-DE）算法的能量管理策略,在模型预测控制（model predictive control, MPC）框架下预测未来车辆的行车速度,将整个工况内的全局优化求解问题转化为在预测时域内的局部优化求解,以发动机燃油消耗量最低与行车过程电池荷电状态（state of charge, SOC）平衡为目标,利用A-DE算法实现预测域内的最优控制序列求解。仿真结果表明,在实车采集的道路工况下,基于GRU-NN与A-DE算法的能量管理策略相较于ECMS燃油消耗量减少了4.55%,相较于动态规划燃油经济性达到了93.04%。     

基于BP神经网络的高炉熔渣黏度预测

建立一种BP神经网络模型来预测多元组分CaO-SiO2-Al2O3-MgO系高炉熔渣的黏度,并对其测量值进行实验验证。结果表明,采用BP神经网络模型对高炉渣黏度预测的总平均误差为2.36%,较好地解决了预测结果与实验结果之间的非线性关系,且预测结果与实验结果相吻合。     

微观轨迹信息驱动的Bi-LSTM合流区车速预测

为明确城市快速路合流区的微观速度特性,确保车辆在衔接段运行速度协调可控,使车辆安全运行。首先,基于无人机高空视频,从广域视角提取了典型多车道交织区全样本高精度车辆轨迹数据,分析车速的累积频率、分布趋势、特征百分位值等运行特性。然后,基于可有效捕捉前向历史速度数据的变化特征的LSTM模型,构建Bi-LSTM车速预测模型;考虑到人工设置训练参数对模型预测性能的影响较大、时间较长,提出基于遗传算法优化的Bi-LSTM速度预测模型(GA-BiLSTM)。最后,以R2、Error Mean、Error StD、MSE、RMSE、NRMSE、秩相关rs这7类评价指标,建立多指标融合的评价方案。结果表明：GA-Bi-LSTM速度预测模型表现较优,拟合指标R2、秩相关rs分别为0.904 6、0.949 5,误差指标Error Mean、Error StD、MSE、RMSE、NRMSE分别为0.004 1、0.447 0、0.199 7、0.446 9、0.076 5。研究成果可为城市快速路的合流区车速调控提供理论依据。     

钢-塑齿轮组合行星传动振动与噪声特性的实验研究

通过搭建钢-塑齿轮组合行星传动振动试验台,对8种组合系统进行了一系列实验研究。主要研究了组合方式、转速以及负载等对钢-塑齿轮组合行星传动的振动与噪声特性的影响。实验结果分析表明:组合方式对行星传动系统输入轴和输出轴支承轴承上的动载荷影响显著。塑料齿轮的引入显著地降低了支承轴承上的动载荷;采用SNS组合或SNN组合可显著降低传动系统支承轴承上的动载荷;各种组合传动系统的噪声强度均随转速的升高而增大,组合方式对降噪效果影响显著。     

基于系统综合效率最优的双轴并联PHEV联合优化控制策略

针对双轴并联插电式混合动力汽车控制策略与参数优化问题,综合考虑发动机和电动机工作区间对整车经济性的影响,以系统综合效率最高为目标提出了同时优化转矩分配和变速器挡位的联合优化控制策略,同时引入成本函数对整车经济性和换挡成本进行综合评价.制定控制策略后,以整车在NEDC工况下的电平衡油耗最低为优化目标,采用Isight/Cruise/Simulink联合仿真优化平台采用自适应模拟退火算法对联合优化控制策略参数进行了优化.仿真结果表明,经优化参数后的联合优化控制策略比未经参数优化的规则策略节省油耗7.7%,比运用初始规则策略节省油耗17.3%.     

LK500型顶驱传动系统的动态特性分析

为了更好地解决顶驱装置传动系统在特殊工况下运行不平稳的问题,以LK500型顶驱为研究对象,对其传动系统的实时动态特性进行分析.建立传动系统的三维模型及齿轮轴大齿轮的有限元模型,借助Ansys-Workbench分析软件对齿轮轴大齿轮进行模态分析及谐响应分析,应用ADAMS分析了齿轮轴柔性对齿轮副啮合力、啮合误差的影响.结果表明:要使传动系统能够更加平稳运行,避免发生共振,系统激励的频率应尽量避开齿轮的固有频率;齿轮轴为柔性轴时对轮齿间的啮合力影响较小,啮合误差较大,使系统产生振动,影响运行平稳性.仿真结果为研究顶驱齿轮传动系统的动态性能及优化设计提供了参考.