基于数据驱动的双离合器自动变速器换挡过程自适应控制

针对双离合器自动变速器(dual clutch transmissions,DCT)在系统性态随服役时间发生变化或存在内外部干扰时换挡品质变差的问题,提出了一种基于数据驱动的无模型自适应控制方法。首先,开展了DCT实车实验采集换挡过程数据,经去噪后统计出换挡品质相对较好的离合器参考转速曲线;然后,通过设计伪偏导数估计方法建立DCT系统动态数据模型,基于无模型自适应控制方法设计了用于跟随离合器参考转速的换挡过程数据驱动控制器;最后,建立DCT系统换挡过程仿真模型,在不同油门下对所提控制方法进行验证。结果表明:当系统性态发生变化或存在内外部干扰时,所提方法保证了良好的换挡品质,具有较好的自适应能力和鲁棒性。     

干式DCT换挡时间FAHP决策及转矩协调最优控制

基于6速干式DCT建立了换挡动力学模型,根据换挡品质要求量化了换挡控制目标,将DCT换挡过程分为转矩相、惯性相、微滑摩阶段及需求转矩切换阶段,实现了无冲击换挡。基于模糊层次分析法(FAHP)建立了换挡时间决策体系,并通过在线遗传算法实时优化转矩相和惯性相的时间分配,解决了DCT换挡过程中换挡时间决策问题及双离合器与发动机间的转矩协调控制问题,减少了换挡过程中滑摩功的产生。Matlab仿真结果表明,所提出的基于模型的转矩协调最优控制策略能有效提高DCT车辆的换挡品质。     

基于扩展状态观测器和滑模控制的双离合器自动变速器起步自适应控制

双离合器自动变速器（Dual Clutch Transmission,DCT）随着服役时间的增加离合器性态会发生变化导致起步性能下降,为降低离合器性态变化对起步性能的影响,提出一种基于扩展状态观测器和滑模控制的DCT起步自适应控制方法。首先,建立DCT起步动力学模型、发动机模型和液压控制系统模型;将DCT起步问题转化为参考轨迹跟踪问题,通过工况识别并利用极小值原理获得了不同起步工况的参考轨迹;在DCT起步动力学模型中将与离合器性态变化相关的项定义为不确定项,设计扩展状态观测器对不确定项进行估计,同时结合自适应滑模控制器,获得了起步发动机转矩和离合器油压的自适应控制率;为了跟踪发动机转矩和离合器油压的自适应控制率,设计了发动机转矩跟踪控制器,同时对液压系统采用了PID闭环控制;通过MATLAB/Simulink平台仿真以及台架试验验证所提出的DCT起步控制方法对离合器性态变化的自适应效果。研究结果表明：所提出的起步自适应控制方法能够有效避免由离合器性态变化导致的起步延时,同时1挡缓起步和急起步的仿真冲击分别减小了53.11%和43.42%,试验起步冲击分别减小了35.66%和30.31%。     

基于传动系一体化控制的DCT换挡规律研究

介绍了双离合器自动变速器(DCT)传动系一体化控制系统的工作原理,搭建了基于传动系一体化的DCT动力学模型;以传统的DCT换挡规律为基础,采用动态规划理论制定了基于传动系一体化控制的DCT最佳换挡规律。采用EUDC循环工况,分别对传统换挡规律和基于传动系一体化最佳换档规律进行仿真和实车试验。结果表明,采用传动系一体化控制的DCT最佳换挡规律后,在不影响动力性的前提下,能够有效降低换挡频率,改善燃油经济性。     

双离合器自动变速器控制品质评价指标分析

根据双离合器式自动变速器车辆的不同行驶工况,从控制的角度出发,将控制品质评价指标细分为起步品质和换挡品质的评价指标。基于MATLAB/Simulink搭建了某DCT样车整车模型,包括发动机、双离合器与操纵装置、变速器与同步器、负载、整车动力学、控制器和驾驶员等子模型,并设计了控制品质客观评价系统,研究各个评价指标与控制品质的映射关系。采用层次分析法确定控制品质评价指标权值,通过整车系统模型与评价系统的联合仿真,确定了控制目标,即各个评价指标的控制期望区间,为下一步优化DCT的控制策略、控制算法提供了优化目标,得到了能够保证DCT起步品质和换挡品质的控制期望值,为整车控制策略和控制算法优化提供了参考。     

自动变速器车辆换挡品质研究

为了改善液力自动变速器的换挡品质,通过对自动变速器换挡过程的分析,采用电磁阀控制换挡离合器接合分离的方法,基于Simulink建立了换挡电磁阀控制系统模型,包括电磁阀工作逻辑控制和开闭合曲线控制模型。利用该模型,对换挡过程中电磁阀控制规律的变化对换挡冲击度的影响进行了分析。为了进一步验证开发方向和控制策略的正确性,设计了基于dSPACE的自动变速器快速控制原型试验并进行了试验验证。结果表明：换挡电磁阀控制系统能够减小换挡冲击度,改善换挡品质。     

DCT起步离合器滑磨控制策略制定及验证

结合离合器的工作原理,对DCT起步时离合器的动作过程进行了分析,并提出起步时离合器的控制方案。为了实现车辆的平稳起步,在离合器的滑磨控制中引入模糊控制理论,从而延长离合器的使用寿命。利用Matlab建立起步控制模型,通过仿真实验验证所建立的控制模型是可行的。     

车辆换挡控制及数据采集系统研究

论述了自动换挡控制系统的硬件和软件构成。在控制软件的设计中，采用模块化的设计思想，应用实时多任务软件控制技术，以中断控制为核心，保证了软件的可扩充性与重组性，为便于对换挡过程的监测，设计了PC机数据采集软件。为验证电控系统硬件和软件的正确性，进行了模拟试验，结果表明，自动换挡控制系统的原理正确，技术可行，数据采集软件能够实现所要求的功能。     

干式双离合器接合过程最优控制

为提高双离合器自动变速器(DCT)的换挡品质,对干式双离合器重叠接合过程的动力学行为进行了研究。结合滑摩功、冲击度与发动机输出转矩多项指标,建立最优目标泛函。再依据极小值原理,求解了双离合器重叠控制的泛函极值问题。对不同权值下控制方案的换挡品质进行了仿真分析,结果表明,最优控制的应用能够改善车辆换挡品质以满足原整车各项设计指标,为自动变速器控制单元的开发奠定了基础。     

基于发动机联合控制的AMT换挡控制策略

分析了AMT换挡类型,提出了基于CAN总线的发动机联合控制策略,即TCU通过CAN及ECU扭矩控制功能对发动机扭矩进行精确控制,同时基于发动机瞬态扭矩对离合器实现精确分离和接合控制.针对不同换挡工况给出了离合器分离/接合与发动机降扭/扭矩恢复协调控制策略,同时提出了选换挡过程动态调整转速控制策略.试验结果表明,所提策略可以增强AMT换挡过程的平顺性和动力性,减小离合器滑摩,且具有很好的鲁棒性,有助于提高AMT换挡品质.     

Optimal launching-intention-aware control strategy for automated clutch engagement

Clutch engagement control is critical during launching process in a vehicle equipped with an automated manual transmission (AMT), which is a problem including muti-objective optimization and nonlinear control. In this paper, a optimal launching-intention-aware control strategy is proposed for clutch engagement. Firstly, a launching-intention-aware machine (LIAM) based on artificial neural network (ANN) is designed to identify the driver’s launching intentions. Then the optimal laws of clutch engagement for different launching conditions are obtained based on the dynamic programming (DP), which regard friction loss, vehicle shock, angular acceleration of engine and engine torque as the optimizing indexes. Next, a slidingmode controller (SMC) is designed for the clutch engagement. Finally, the performances of the optimal laws and the SMC are validated by the joint simulation of Simulink-AMESim, and the results show that the requirements of vehicle launching are met. The proposed clutch engagement control strategy would provide a better theoretical support for the practical-extended application of AMT.     

大功率自动变速器换挡离合器调压控制研究

为了改善大功率自动变速器换挡过程中换挡离合器（含湿式制动器和湿式离合器）油压的调控水平,提高车辆的换挡品质,从结构上在换挡离合器中设计平衡活塞来补偿离合器旋转离心的影响,并在排油回路中增加背压阀以消除活塞腔内空气造成的不确定性。通过对换挡执行系统结构进行分析,分别针对离合器活塞、电液调压过程及离合器滑摩过程进行模型计算,在此基础上,将惯性相的充油调压控制进行拆解,即在转矩相结束时刻初始常量的基础上叠加一阶控制过程,针对换挡过程中系统存在非线性干扰和参数不确定性的特点,结合系统特性的分阶段试验标定,制定了换挡离合器调压过程的滑模控制策略,并基于MATLAB环境对控制策略的正确性和有效性进行仿真分析,最后进行实车试验验证。研究结果表明：无论是制动器充油还是旋转离合器充油,控制策略均能将惯性相持续时间、换挡冲击和滑摩功率损失等控制在合理范围;控制策略具有良好的性能,旋转离合器和制动器都能实现稳健的惯性相调压控制。     

车辆换挡过程的离合器仿真研究

离合器是车辆传动系统的重要部件,在车辆行驶过程中它的接合与分离频繁,对它的控制是目前研究的重点之一。建立了整车模型中离合器的动力学仿真模型,分析了换挡过程中离合器的控制问题,在其控制策略中对离合器的控制与换挡动作进行了协调,并且综合考虑了换挡品质的三个评价指标;最后,运行建立的整车模型,在整车模型中进行验证,得到了换挡过程中与离合器相关的系列曲线,取得了较好的效果。     

TC+AMT换挡离合器控制参数设计与优化

简述了某车辆采用的TC+AMT自动变速系统结构,并针对影响该车换挡品质的换挡离合器充放油特性与充放油规律进行了离合器控制参数的设计.由换挡品质评价指标构造优化目标函数,对缓冲充油速率与结合速差等关键控制参数进行多目标优化.给出了离合器最优控制规律.对装有TC+AMT自动变速系统的样车进行了100％油门开度下1挡升2挡试...     

Shifting control of an automated mechanical transmission without using the clutch

The automated mechanical transmission (AMT) is gaining popularity in the automotive industry, due to its combination of the advantages of mechanical transmissions (MT) and automatic transmissions (AT) in terms of fuel consumption, low cost, improved driving comfort and shifting quality. However, the inherent structural characteristics of the AMT lead to disadvantages, including excessive wear of the clutch plates and jerk and traction interruption during the shift process, that severely affect its popularity in the automatic transmission industry. The emerging technology of shifting control without the use of the clutch is a promising way to improve the shifting transients of AMTs. This paper proposes a control algorithm that combines speed and torque control of the AMT vehicle powertrain to achieve shifting control without using the clutch. The key technologies of accurate engine torque and speed control and rapid position control of the shift actuators are described in detail. To realize accurate engine speed control, a combined control algorithm based on feed-forward, bang-bang and PID control is adopted. Additionally, an optimized closed-loop position control algorithm based on LQR is proposed for the shift actuators. The coordinated control algorithm based on engine and shift actuator control is described in detail and validated on a test vehicle equipped with an AMT. The results show that the coordinated control algorithm can achieve shifting control without the use of the clutch to improve driving comfort significantly, reduce shift transients and extend the service life of the clutch.     

Optimal torque coordinating control of the launching with twin clutches simultaneously involved for dry dual-clutch transmission

As for the self-developed six-speed dry dual-clutch transmission (DCT), the optimal torque-coordinated control strategy between engine and dual clutches is proposed to resolve the problem of launching with twin clutches simultaneously involved based on the minimum value principle. Focusing on the sliding friction phase of the launching process, dynamics equations of dry DCT with two intermediate shafts are firstly established, and then the optimal transmitting torque variation rate and the driven plate's rotating speed of dual clutches are deduced by using the minimum value principle, in which the jerk intensity and friction work are taken as the performance indexes, and the terminal constraints of state variables are determined according to the driver's launching intention. Besides, the separating conditions of non-target gear clutch and the torque distributing relations of twin clutches are derived from the launching control targets that guarantee the approximately equal friction extent of two clutches and no power cycle. After the synchronisation of driving and driven plates of on-coming clutch, the output torque of engine is smoothly switched to the driver's demand level. Furthermore, launching the simulation model of the dry DCT vehicle is set up on the Matlab/Simulink platform. Simulation results indicate that the proposed launching control strategy not only can effectively reflect the driver's intention and extend the life span of twin clutches, but also obtain an excellent launching quality. Finally, the torque control laws of two clutches obtained through the simulation are transformed into clutch position control laws for the future realisation in the real car, and the closed-loop position controls of twin clutches in the launching process are conducted on the test bench with two sets of clutch actuator, obtaining preferable tracking effects.     

并联混合动力汽车AMT无离合器换挡同步过程控制

以使用AMT的单轴并联混合动力系统为对象,对其采取的无离合器换挡策略中同步器同步过程控制进行研究.对换挡过程进行动力学分析,得出能代表此过程控制品质的评价因子,制定了基于模糊推理的同步器同步过程控制策略.最后进行MATLAB/CRUISE联合仿真试验,结果表明,该控制策略能有效减小同步器接合冲击度和滑摩功率.     

P2混动自动变速器的离合器自适应控制

为了解决混合动力系统动力耦合的响应性和舒适性问题，建立混动离合器C0起动发动机过程和并联动力输出模式下的功率流模型。对C0起动发动机的控制过程进行仿真分析，针对C0的起动扭矩和电机的输出扭矩在时间和空间上的匹配问题，提出以换挡离合器的滑摩控制来进行缓冲的策略。为了实现稳定精确的发动机起动控制，消除各自的扭矩控制、液压系统特性的误差，提出C0离合器起动发动机的自适应控制和B1离合器滑摩自适应控制，以换挡离合器滑差和发动机转速的超调量为监控对象，对C0离合器各阶段压力控制参数进行自适应调整，以优化发动机起动过程。研究结果表明：通过换挡离合器的滑摩控制可以很好地解决C0离合器扭矩和电机扭矩的匹配问题，即使在换挡过程中对发动机起动也能保证良好的舒适性，并控制过程时间在1.5 s内；在整车试验过程中，通过对C0压力的自适应调整，发动机转速的超调和起动冲击问题均可以得到有效解决。     

模糊滑模变结构控制在DCT电控离合器上的应用

针对电控离合器系统的强非线性、难以建立精确的数学模型等特点,设计了滑模变结构控制器。利用模糊控制器来调整滑模趋近律参数,从而削弱了滑模控制的抖振现象。建立了无刷直流电机的数学模型,用该控制方法在MATLAB软件里对双离合器自动变速器起步、换挡进行仿真,并与传统PID控制器进行比较。仿真结果表明,该控制器跟踪指令信号性能良好,抗干扰性能强于PID控制器。