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。     

电驱动机械变速器及测试台架开发

动力耦合系统是混合动力系统关键技术之一,文章提出的电驱动主动同步机械式自动变速器（EMT）通过电机和变速器集成技术．利用电机快速精准调速性能很好地解决了并联混合动力系统动力耦合难题。文章按照EMT系统特点,对比目前测功试验台的优缺点,提出了高效、节能及简单实用的EMT系统对拖试验台,本测试台架结合系统自身便是电驱动系统,所以采用了2套相同EMT系统对拖动试验方式,试验数据表明,电机的快速精准调速功能使得变速器的换挡时间可以缩短到0．4s,接近DCT的换挡时间,该测试台架突出了主动同步的优点。研究成果有助于解决传统AMT的动力中断时间长的难题。     

行星齿轮机械式自动变速器换挡控制策略的研究

针对混合电动汽车高效传动和自动换挡的需要,提出了运用电机辅助调速实现带行星齿轮机构的机械式自动变速器换挡的控制策略.采用MATLAB/Simulink建立了换挡过程控制的模型,并进行了仿真.结果表明该控制策略能有效减小变速器换挡过程中输出转矩的波动,验证了所提出的变速方案及其控制策略的可行性.     

并联混合动力轿车电机有源同步换档技术研究

针对一款并联混合动力轿车,分析了其结构形式下机械自动变速器的换档过程;设计制定了较为完善的电机有源同步辅助换档控制策略。使得在换档的同步过程中,电机可以主动调节变速器输入轴转速,从而实现了减小变速器输入与输出轴转速差和缩短同步时间的目的。通过对MATLAB/Simulink环境下建立的动力传动系统模型进行仿真试验以及进行实车试验,证明了该技术有效地缩短了并联混合动力轿车的换档时间,保障了同步器的寿命。     

一种基于双离合变速器的混合动力传动系统

提出一种基于双离合变速器的混合动力传动系统,利用同步器的结合断开实现发动机和电机的动力传递转换,实现多种驱动方式的自由切换。同时,利用电机调速功能,减少换挡时间,提高传动效率。     

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。     

并联混合动力客车再生制动仿真研究

建立了并联式混合动力汽车动力学模型,并对纯电机制动模式和机电混合模式混合动力汽车能量再生制动进行了仿真。仿真结果表明：对于纯电机模式,制动效能低,能量回收率达29％;对于机电混合制动模式,制动效能高,能量回收率仅2％。     

换挡力对电机-变速器耦合系统换挡冲击的影响

通过对电机-变速器耦合系统进行动力学建模和仿真分析,探讨换挡力对其换挡冲击的影响。基于对换挡冲击产生机理的分析,引入Poisson碰撞建立换挡冲击模型。运用所建立的模型,在Matlab/Simulink环境下进行仿真试验,得到换挡力对换挡冲击影响曲线,并揭示不同啮合情形的产生机理。对非同步打齿现象进行了讨论,推导出避免非同步打齿的临界换挡力。     

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。     

纯电重型商用车四电机系统动力性及经济性研究

为研究集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统应用在纯电重型商用车上的动力性及经济性，根据整车动力学原理，基于相同车辆配置，建立了配备集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统和单电机-6AMT变速器系统的整车动力学模型，设置不同的电机、变速器、换挡点、工作电机数量等参数，并根据动力性及经济性工况，仿真得到动力性及经济性结果，再进行试验验证。结果表明，集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统的动力性及经济性优势明显。     

双离合式自动变速器换挡品质研究

与AMT相比,双离合式自动变速器因为没有动力中断,使其具有与AT一样好的换挡品质。又由于取消了液力变矩器,双离合自动变速器的效率更高,是一种新型自动变速器。这里从双离合式自动变速器的典型结构和工作过程人手,建立了动力学模型;介绍了换挡品质研究的内容,分析了影响换挡品质的因素。就换挡时刻对换挡品质影响进行了仿真分析,提出改善换挡品质的方法.     

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。     

基于线性二次最优算法的电动汽车AMT换挡力控制

为提高纯电动汽车两挡自动变速器（AMT）的换挡平顺性,针对一款电动汽车无离合器两挡AMT进行详细的换挡过程动力学分析,采用线性二次型调节器（LQR）最优控制算法确定同步阶段的最优换挡力,进行换挡台架试验。试验结果表明,在换挡时间增幅不大的前提下,变速器输出轴转速波动峰值较未优化时降低了48.4%,基于LQR的换挡力最优控制能够有效降低换挡冲击,改善换挡品质。     

基于系统效率的PHEV电量消耗模式控制策略优化

为了进一步发挥混合动力汽车的节油性能,插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)在电量消耗(Charge-Depleting,CD)模式下,制订系统效率最优的能量管理策略来提高整车的电消耗行驶里程,进而实现提升整车燃油经济性的目的。分析了系统在电量消耗模式下相关典型工作模式,以车辆动力学方程为基础,推导出系统效率模型。以需求转矩、动力电池荷电状态、电机转速作为动力系统的输入,将系统效率最优作为系统的目标价值函数,在动力性指标的约束下,优化获得在电量消耗模式下的电机转矩和无级变速器速比的最佳控制规律,综合数值建模和试验数据建模方法,基于Matlab/Simulink软件平台构建插电式混合动力汽车的发动机、驱动电机、无级变速器(CVT)和动力电池等动力传动系统关键部件效率数值模型和整车动力学模型以及驾驶员模型,在新欧洲行驶循环(New European Driving Cycle,NEDC)工况下进行模型在环循环仿真验证分析。仿真结果表明,插电式混合动力汽车在电量消耗模式下,基于系统效率最优的能量管理策略能够使动力电池运行更加高效,转矩的分配更为合理,无级变速器获得较佳的控制规律。与直观式逻辑控制相比,纯电动续航里程提升了10.9 km,即经济性提高了15.3%,充分体现了所制订的控制策略的有效性。     

并联混合动力汽车从纯电动驱动到发动机驱动的协调切换控制

从纯电动切换到发动机驱动,是并联混合动力汽车的状态切换模式之一.在切换过程中,为保持整车动力性能的平稳性和舒适性,必须对电机和发动机进行协调控制.以状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出“发动机调速+发动机/电机转矩优化分配”协调切换控制策略.建立并联混合动力汽车传动系统整车动力学模型,应用极大值原理,将二次型最优控制算法运用到控制策略中,并建立以车辆行驶平顺性为目标的泛函,设计了状态切换控制器.仿真结果表明,在动力切换过程中,该切换控制算法能有效控制混合动力系统在状态切换过程中的转矩波动,保证动力传递的平稳性.     

电驱自动变速器换挡系统自锁装置的设计研究

自锁装置对于电驱自动变速器换挡系统的性能起到非常关键的作用。文章通过对换挡系统自锁装置工作时的受力情况建立其动力学理论模型。通过自锁装置挡位保持力的实测值与理论模型计算结果的对比,验证了所建动力学理论模型的准确性。建立某纯电动两挡电驱自动变速器整个换挡系统的Adams仿真模型,并引入自锁装置动力学理论模型。仿真分析结果表明,对于相同挡位保持力,在结构设计允许的范围内,自锁装置拨叉轴凹槽接触角越大、弹簧刚度越小,换挡系统换挡能耗越低。     

P2结构混合动力系统协同控制

为了提高混合动力各系统的控制效率和响应性,针对P2结构混合动力系统控制对象的特点和整车的功能需求,提出了P2结构混合动力控制系统的构架和所有有效的工作模式,并从整车运行工况和模式转换效率的角度总结了所有有效的工作模式转换真值矩阵。为了满足各节点单元的协同控制要求,提出了P2混合动力控制系统的协同控制构架,约束了各控制单元的主要功能和接口定义,并对多个控制单元之间的复合控制过程进行描述。分析了2种不同动力源在液压控制的混合动力离合器的耦合过程以及混合动力离合器与换挡离合器控制过程重叠时所带来的动力迟滞,对离合器的压力控制和发动机的启动过程时序进行了优化。在不同的控制阶段定义了关键的控制目标,建立发动机扭矩、电机扭矩、混合动力离合器控制压力三者之间的关联。结果表明：发动机、电机、变速器之间通过HCU的协同控制方法能够高效地完成混动工作模式之间的转换。整车试验验证了各系统的系统控制效果,整个模式转换过程的时间为1.5 s,换挡品质和动力响应性满足驾驶需求。     

纯电动大客车AMT换挡过程仿真研究

以目前纯电动大客车上普遍采用的电控机械式自动变速器(AMT)为研究对象,应用Pro/E和ADAMS软件建立了基于齿轮接触算法的变速器虚拟样机模型,并对同步器在换挡过程中的动力学模型进行了描述,得到了与实车试验结果相一致的仿真结果。     

纯电动客车的AMT换挡能量管理

以纯电动客车搭载3挡AMT(AutomatedMechanical Transmission,机械式自动变速器)进行研究,以现有动力系统参数为基础,考虑客车动力学模型、电机效率模型、AMT换挡模型、动力电池内阻模型等,进行整车仿真。以经济性为主要研究目标,考虑中国典型工况、西安工况场景下对纯电动客车进行换挡能量策略管理,结果表明,制定的3挡AMT控制策略可以使纯电动客车进行经济性换挡,达到预期目标。