纯电动车两挡机械自动变速器换挡过程分析及综合控制

为减小纯电动车两挡机械自动变速器换挡动力中断时间,改善换挡品质,文章通过对换挡过程的动力学分析,提出了一种综合换挡控制策略:在调速过程中,通过开环控制的方法,使接合套与结合齿圈之间的转速差快速到达一定范围内;在挂挡过程中,通过驱动电机输出与换挡电机作用下产生的同步摩擦力矩相同方向的转矩,使驱动电机与换挡电机协同作用消除剩余的转速差,从而缩短动力中断时间。使用Simulink设计了换挡控制模型,并在基于TCU、MCU控制下的纯电动车两挡AMT换挡实验台进行实验。实验结果表明,本文提出的综合控制策略可以在保证同步器磨损较小的前提下,有效减小整个换挡过程的动力中断时间。     

液力自动变速器离合器的闭环滑差控制

对液力自动变速器换挡过程中充油阶段、转矩交换阶段和速度同步阶段的离合器滑差控制过程进行了详细分析.在3个控制阶段内,采用带前馈的PID控制算法,通过对离合器转矩容量和油压的闭环控制,获得了准确的离合器目标滑差.在速度同步阶段采取了EMS辅助转矩控制的方法,获得了平滑的速度同步过程,进而降低了车辆在换挡过程中的冲击.为便于离合器滑差的计算,本文中还提出了一种离合器的位置等效迁移方法,并给出了等效转换系数计算公式.实车测试结果表明,采用离合器滑差控制后,车辆在有动力升挡的过程中发动机转矩传递平顺、离合器速度同步过程平滑,减弱了换挡冲击,冲击度低于20m/s3.另外,离合器的油压传感器也可取消以降低成本.     

某型混合动力汽车协调换挡控制策略的研究EI北大核心CSCD

本文针对一款装有机械式自动变速器和后驱电机的混合动力汽车开发了协调换挡控制策略,对车辆冲击和离合器摩擦损失进行优化。控制策略将换挡过程分为发动机主动调速、离合器接合和恢复并联驱动3个阶段。采用模糊PID控制器和模糊控制器分别进行发动机转速调节和离合器接合速度调节,并用电机对动力系统转矩波动进行补偿。仿真和台架试验结果,采用虽然该协调控制策略虽然换挡时间相对延长,但能同时减小车辆冲击和离合器摩擦损失,将冲击度控制在±4 m/s^3范围内,并只产生很小的离合器摩擦损失,汽车的换挡品质得到明显改善。     

某型混合动力汽车协调换挡控制策略的研究

本文针对一款装有机械式自动变速器和后驱电机的混合动力汽车开发了协调换挡控制策略,对车辆冲击和离合器摩擦损失进行优化。控制策略将换挡过程分为发动机主动调速、离合器接合和恢复并联驱动3个阶段。采用模糊PID控制器和模糊控制器分别进行发动机转速调节和离合器接合速度调节,并用电机对动力系统转矩波动进行补偿。仿真和台架试验结果,采用虽然该协调控制策略虽然换挡时间相对延长,但能同时减小车辆冲击和离合器摩擦损失,将冲击度控制在±4 m/s~3范围内,并只产生很小的离合器摩擦损失,汽车的换挡品质得到明显改善。     

短途纯电动车无离合器无同步器AMT换挡控制

为了缩短短途纯电动车无离合器无同步器机械式自动变速器(AMT)的换挡时间,减小换挡冲击,建立了换挡各阶段的动力学模型,提出了一种时间最优的换挡执行机构控制方法,一种电制动和比例体积(PI)控制相结合的直流无刷驱动电机(反电动势波形为梯形波)转速闭环控制方法,以及空挡行程分段控制方法。时间最优的换挡执行机构控制方法通过直接施加最高电压和电制动实现换挡电机的快速启动和停止,并且拨叉控制的精度能够达到0.08mm。针对直流无刷驱动电机难以利用矢量控制实现转速迅速降低的缺点,驱动电机转速闭环控制方法将PI控制和电制动结合起来,实现了直流无刷驱动电机转速的快速下降。空挡行程分段控制方法将AMT的空挡行程划分为2段,在2段上分别执行不同的驱动电机和换挡电机的协调控制策略,最大限度地缩短换挡时间。最后,对搭载无离合器无同步器AMT和动力传动一体化控制器的样车进行了典型工况下的试验。试验结果表明:提出的换挡过程控制方法能使各工况下的换挡时间和静止时的换挡时间几乎相等,同时也能减小换挡冲击。     

双离合器自动变速器换挡过程的内模控制

为提高双离合变速器的换挡过程平顺性,提出内模控制方法,提高离合器转速差的跟踪精度。设计转矩干扰补偿器来减小发动机端与负载端转矩扰动的影响,并基于平滑可微的参考转速差设计超前校正控制器。即使存在模型不确定与干扰,内模控制系统能维持稳定。仿真与台架实验结果表明,在不同参考输入与模型参数情况下,所提出的控制器均能达到较小的跟踪误差和平顺的换挡效果。     

基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略

针对混合动力汽车模式切换过程中动力传递不平稳引起的冲击和发动机转矩难以实时精确获得等问题,提出了基于电机转速闭环控制的混合动力汽车模式切换动态协调控制策略。采用基于斜率限制的发动机转矩控制方法,限制发动机转矩变化率,减小了发动机转矩突变造成的冲击;运用电机转速闭环控制方法,以容易实时精确测量的电机转速作为反馈控制量,解决了发动机转矩在线实时精确估计难题。利用Matlab/Simulink与AEMSim搭建了联合仿真平台。仿真结果表明,提出的动态协调控制策略能减小电机转速和车速的波动,有效提高混合动力汽车的行驶平顺性。     

电控自动变速器升挡转矩相控制策略

为动态分析自动变速器换挡过程中的转矩相,建立了动力换挡系统模型.针对传统控制策略所产生的换挡冲击问题,基于改善换挡平顺性的要求提出理想转矩相的控制目标,以变化的转矩变化率代替传统控制策略固定的转矩变化率.为减小油温、载荷等工况的变化对转矩相控制过程的扰动,设计了模型参考自适应控制器,并以待分离离合器速差的变化率作为反馈变量对开环控制参数进行自适应修正.实车试验验证了所提出的控制策略可有效减小自动变速器的换挡冲击.     

双电机前后轴独立驱动电动车模式切换冲击度的测试分析

为研究双电机前后轴独立驱动电动车驱动模式切换过程的平顺性问题,搭建了双电机测试平台,设计了包括转速、转矩和协调控制时间的三因素试验方案,测试了单电机向双电机(单/双)、双电机向单电机(双/单)和单电机向单电机(单/单)3种模式切换的冲击度,分析了三因素主效应和交互效应的特征规律,归纳了双电机前后轴独立驱动电动车模式切换冲击度的关键影响因素,提出了降低冲击度的措施。结果表明,3种模式切换中,单/单电机模式切换过程的冲击最为严重;而3种因素中,协调控制时间对冲击度的影响最为显著;通过控制模式切换过程中双电机转矩分配系数变化率,可有效减小双电机前后轴独立驱动电动车模式切换的冲击度。     

ISG型轻度混合动力AMT汽车换挡品质控制仿真分析

在换挡过程分析的基础上,建立了换挡仿真模型,提出了利用ISG电机与电子节气门协调控制动力源转速转矩的综合换挡控制策略.仿真结果表明,应用文中提出的控制策略可减少离合器滑磨功、降低换挡冲击,有效地改善了换挡品质.     

电动汽车电驱动桥换挡品质控制策略研究

对电动汽车用某同轴式两挡电驱动桥换挡过程和换挡品质的影响因素进行了分析,提出了冲击度约束下驱动电机清扭矩和恢复扭矩的控制方法、驱动电机"重叠同步调速"控制方法以及换挡电机三闭环分段控制方法。基于仿真软件AMESim建立了电驱动桥换挡控制仿真模型,并与Simulink控制策略进行联合仿真验证,结果表明,所制定的控制策略与对照组控制策略相比,缩短了换挡时间,降低了换挡冲击,有效地改善了换挡品质。     

纯电动轿车AMT换挡过程协调匹配控制方法

为实现装备机械式自动变速器（AMT）的纯电动轿车能够快速、准确、平稳地换挡,以建立的换挡过程数学模型为基础,详细分析了换挡过程不同阶段换挡冲击产生的机理,提出了摘挡前驱动电机切换至自由模式的转矩控制方法,确定了摘挡后驱动电机调速目标值和执行机构最优运动速度,提出了挂挡完成后驱动电机转矩恢复方法。针对换挡过程驱动电机的协调控制问题,提出了整车控制器控制驱动电机参与换挡过程的综合协调匹配控制方法。为了验证控制策略的正确性,研制开发了纯电动轿车用AMT样机,并进行了样车道路试验。试验结果表明：所制定的控制策略能很好地实现挡位的自动平顺切换,且换挡时间短。     

A Study on Engine Control Strategy for Gear Shifting of AMT

为提高AMT换挡品质,通过对换挡过程理想的发动机速度和转矩特性曲线的分析,将换挡过程发动机控制分为转速控制模式和转矩控制模式,制定了基于CAN总线的换挡过程发动机控制策略,并在Unimog U4000车上进行了试验.结果表明,所提出的控制策略满足实时性要求,有利于缩短换挡时间,减小车速损失.     

AT升挡过程发动机协调控制的试验研究

发动机协调控制是提高变速器换挡品质的重要技术手段。本文针对由DEUTZ BF4M1013单体泵柴油机和AllisonS2000液力自动变速器组成的动力传动系统,制定了换挡过程发动机协调控制策略,并与断油控制进行了台架对比试验。结果表明:单体泵柴油机的转矩响应能满足换挡过程协调控制的要求;发动机断油控制虽然显著地减小了换挡过程的滑摩功和正向冲击度,但是在换挡结束时产生了更严重的反向冲击度;而基于转矩的发动机协调控制不仅有效地减小了换挡过程的正向冲击度和反向冲击度,而且有效地减少了滑摩功,提高了换挡品质。     

轻盈换挡同步器优化设计

同步器在汽车换挡过程中可减小换挡冲击和噪声,使换挡平顺。文章以汽车变速器同步换挡力基本方程为出发点,研究了各参数对换挡力的影响。提出了一种新的同步器优化设计思路：通过相对简单的结构优化,自发产生同步辅助力,使得在角速度同步初始阶段同步两端角速度差降低,有效减小了换挡力。对优化结构下的数学模型进行了仿真计算分析,证明该方法有效提高了同步器性能。     

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。     

隧道掘进机刀盘驱动多电机同步自适应耦合控制研究

为解决隧道掘进机运行过程中刀盘驱动系统各电机受力不均衡导致的部件损坏或系统故障的问题，对刀盘驱动系统结构及控制模式进行分析，建立电机矢量控制模型，提出一种改进的刀盘驱动耦合控制结构。该结构一方面可以增加从电机给定转速选择功能，消除起动阶段延时引起的同步误差； 另一方面，可以通过转速补偿耦合策略缩小电机之间的转速差。在控制方法上，设计神经网络PI控制器来控制各个电机的转速，使控制系统能够根据载荷的变化自适应调整控制参数，提高控制精度。最后，通过建立Simulink仿真模型，对比自适应耦合控制与主从控制、并行控制的同步效果。结果表明，所提出的自适应耦合控制方法能够使控制中的各个环节相互配合，可达到较好的控制性能和响应转速。     

蓄能器对两挡行星变速器换挡动态特性的影响

针对用于某电动校车的两挡行星变速器在换挡过程中出现油泵供油不足的情况,采取了增加蓄能器方式来实现对供油的补充,并对比分析了带蓄能器和不带蓄能器对该变速器换挡过程的影响。通过SIMULINK仿真分析和试验验证表明,当负载惯量较小时,蓄能器的充放油作用不仅能减少该变速器换挡时间,还能降低转矩冲击;当负载惯量较大时,蓄能器会增加换挡时间,使转矩冲击减小比重下降,缓冲效果不明显,需要对蓄能器进行控制或不使用蓄能器。     

面向控制的自动变速器换挡过程动力学分析

为了从机理上揭示造成换挡冲击的原因,指导换挡过程建模和制定动力传动系统协调控制策略,以1-2升挡过程为例,对研究对象进行了运动学分析,并应用Lagrange方程进行了行星齿轮液力自动变速器换挡过程动力学分析,得到了考虑行星齿轮系统各构件及轴系的转动惯量的换挡过程动力学方程,为建立换挡过程模型奠定了基础。在升挡过程转矩相,得到了变速器输入轴转矩和离合器传递的摩擦转矩之间的定量关系,给出了转矩相发动机转矩和离合器摩擦转矩的协调控制方法。在升挡过程惯性相,得出了涡轮转速变化率与换挡冲击的关系,为制定换挡过程动力传动系统协调控制策略奠定了基础。对换挡动态过程进行了适当的简化,给出了升挡过程变速器输出轴转矩的近似估计方法。     

车辆动力传动一体化控制对换挡过程影响的试验研究

介绍了在小客车上进行的动力传动一体化控制技术应用研究。动力传动一体化控制系统由电控汽油机、4速电液式自动变速器组成，利用I^2C总线实现两个电子控制单元的信息共享与动力传动系统的协调控制。重点研究了在1-2升挡过程中采用不同一体化控制策略对换挡冲击的影响。试验表明，对于由电控汽油机和电液式自动变速器组成的小客车动力传动系统，通过推迟点火的方式减小升挡惯性相的发动机输出转矩可以达到减小换挡冲击的目的，同时，采用发动机转矩控制 主油压控制的控制策略，可以大幅度地减小换挡冲击。