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。     

电动式AMT自动查找选换挡空位的方法

在电动式AMT控制系统中,选换挡空位值的精确与否是影响变速器换挡动作质量的关键点。介绍了选换挡的执行机构和驱动单元,提出了一种自动检测选换挡空位的设计方法,可以方便地查找出当前选换挡空位值,并在台架上证明了其可行性。     

直驱AMT换挡动力性的影响规律研究

提出了一种动圈式电磁执行器驱动自动变速器执行机构的直驱AMT,并根据直驱AMT的换挡机构方案设计了换挡系统试验台架,分析了影响直驱AMT换挡动力性的主要因素,研究了不同影响因素对换挡动力性的影响规律。试验表明,针对不同的影响因素选择合适的换挡驱动力,可在保证换挡品质和同步器使用寿命的同时,有效控制换挡驱动装置的能量损耗,为制定最优换挡控制策略奠定了理论基础。     

纯电动汽车两挡AMT电子控制单元的设计与实现

为适应纯电动汽车多挡化需求,提出一种用于纯电动汽车的两挡机械式自动变速器(2-speed Automated Mechanical Transmission,2AMT)结构及其电子控制单元(Transmission Control Unit,TCU)的软硬件设计。该2AMT为无离合器式结构,TCU软硬件均采用模块化方法进行设计。同时,基于无霍尔传感器直流无刷电机原理,提出了实现换挡电机驱动和控制的端电压硬件检测法,并制定了TCU集成换挡控制策略等。经台架试验验证,该2AMT及其TCU能够实现自动换挡,系统集成度高、实时性强,换挡时间约为2 s。试验结果表明,该2AMT系统为纯电动汽车的降本增效提供了一种有效途径,同时可为后续的换挡优化研究等提供基础和依据。     

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。     

AMT换挡品质的研究

电控机械式自动变速器（AMT）具有传动效率高、结构紧凑及工作可靠等优点。介绍了AMT换挡品质的定义及其影响因素，分析了几种影响因素之间的内在关系，并在此理论基础上寻求一种可获得最佳AMT换挡品质的方法。AMT按照其对发动机控制方式的不同，可分为柔性控制和刚性控制结构。     

AMT驱动构型对纯电动客车综合性能影响研究

为研究自动机械式变速器（AMT）驱动构型对纯电动客车综合性能的影响,以12 m电机直驱纯电动城市客车为研究对象,装备3挡AMT并对驱动电机重新选型,利用NSGA-Ⅱ多目标优化算法以0~50 km·h^-1加速时间最短和中国典型城市工况（普通道路和快速道路）下行驶能耗最低为目标对变速箱传动比进行优化,并制定基于车速和加速踏板开度的双参数动力性与经济性换挡规律,在中国典型城市工况不同道路下,采用2种换挡规律对整车驱动能耗与制动能量回收进行仿真,并利用最大爬坡度及加速时间对整车动力性能进行分析。研究结果表明：与原电机直驱构型下整车性能相比,AMT驱动构型在将驱动电机峰值转矩降低68.4%后,最大爬坡度从20.07%提高到20.3%,0~50 km·h^-1加速时间从14.19 s增加到18.69 s,整车动力性虽满足要求,但加速时间增加了31.7%;其驱动能耗有所降低,但制动能量回收能力有所减弱,且二者都受行驶工况和换挡规律的影响,普通道路行驶时,经济性和动力性换挡规律百公里驱动能耗分别降低了1.55%和0.55%,百公里制动能量回收分别减少了1.35%和1.53%,百公里综合能耗分别降低了-0.12%和1.62%,快速道路行驶时,经济性和动力性换挡规律百公里驱动能耗分别降低4.78%和3.72%,百公里制动能量回收分别减少了1.53%和5.1%,百公里综合能耗分别降低了5.63%和3.35%。可见,纯电动客车采用AMT驱动构型时,需综合考虑车辆设计要求及行驶工况与换挡规律的影响。     

提高AMT车辆换挡品质控制策略与试验研究

提出换挡过程中通过控制发动机上的断油电磁阀来改善AMT换挡品质的新方法,制定断油电磁阀与离合器接合控制策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行试验。试验结果表明,换挡过程中通过控制断油电磁阀和设置换挡重叠并与离合器的接合过程相协调,可显著提高AMT的换挡品质。     

基于扭矩控制的AMT换挡控制策略研究

提出在车辆起步和换挡过程中通过CAN动力网络控制发动机的输出扭矩来改善AMT换挡品质的新方法,制定扭矩控制与离合器接合控制策略,并在装有AMT的某重型商用车上进行试验。试验结果表明,换挡过程中通过控制发动机的输出扭矩并与离合器的接合过程相协调,可显著提高AMT的换挡品质。     

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.     

插电式四驱强混汽车整车控制策略开发

在介绍和分析四驱强混系统架构和零部件功能特性的基础上,系统地提出了插电式四驱强混汽车的整车控制策略开发方法,包括考虑整车舒适性的减振控制、整车经济性的再生制动控制和整车驱动模式的切换、AMT换挡控制等策略。由Matlab/Simulink搭建整车控制策略模型并生成代码,目前策略已在奇瑞自主开发的整车控制器上得以实现,并完成了在整车仿真平台上的仿真验证和在插电式混合动力样车上的试验验证,通过对试验数据的分析,验证了该控制策略的可行性。     

不同驱动系统下纯电动汽车关键性能对比研究

为比较纯电动汽车不同驱动系统的关键性能,基于同一整车参数和某公司提供的可变绕组永磁同步电机试验数据,对纯电动汽车电机驱动系统开展了相关研究。基于精英保留遗传算法和动态规划理论,对单挡、两挡电控机械式自动变速器驱动系统的速比进行了设计优化。采用了精英保留遗传算法和动态规划理论对系统速比进行设计优化,并对可变绕组永磁同步电机绕组切换过程进行了动力性和经济性设计。仿真结果表明,在动力性上,两挡自动变速器驱动系统的加速性能最优;在经济性上,可变绕组永磁同步电机驱动系统的百公里能耗最小,单挡自动变速器驱动系统的动力性和经济性表现最不理想。     

电动AMT选换挡电机执行机构位置最优控制

基于线性二次型最优控制和滑模控制的理论,提出了一种选换挡电机的位置最优控制方法,并将它应用于电动AMT汽车选换挡电机执行机构的控制上。仿真与实车试验结果都表明,该方法能有效减少电动AMT的换挡时间和动力中断,增强稳定性和鲁棒性,提高换挡品质,最终改善汽车的动力性和舒适性。     

自动变速器故障的系统分析诊断法

介绍了一种汽车电控自动变速器故障的系统分析诊断方法。包括基本检查、手动档试验、电控系统检测、失速试验、动力传动分析、液压控制系统分析和电控系统检测等。结合一辆装备4T60-E电控自动变速器的GM LUMINA车辆，冷车时前进档、R档均不能起步，以及一辆装备A650E电控5速自动变速器的LEXUSLS400车辆，D、4、3、2挡不能起步等故障实例，论述了系统分析诊断方法的应用。     

基于CAN总线的AMT控制器研究

以某混合动力电动大客车应用为例,设计开发了基于CAN总线的AMT控制系统。开发了基于H桥电路执行机构的电动机驱动电路和基于PID的控制程序。仿真及试验表明,该控制系统具有良好的稳定性和实用性,为混合动力电动汽车的多能源动力总成实现自动能量分配提供了可能。     

Development of yonden electric vehicle “PIVOT”

A project was carried out to develop an appealing new electric vehicle that features those dynamic capabilities, including such universal drive as point rotation and lateral drive, which cannot be achieved by conventional engine-powered vehicles. The new electric vehicle, called “PIVOT”, was realized through the development of special steering and suspension systems that can steer each wheel at an angle wider than 90 degrees either way, the development of a control unit that can separately control the traction force and steer angles for each wheel, and the use of drive unit with motor-in-the-wheel systems.     

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.     

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.     

ISG型中度混合动力AMT汽车换挡综合控制

在对ISG型中度混合动力AMT汽车系统效率进行优化的基础上,提出整车工作模式切换控制策略.以各工作模式下系统效率最高为目标建立ISG型中度混合动力AMT系统的经济性换挡规律.针对不同工作模式的运行特点,分别采用ISG电机或电子节气门参与动力源转速/转矩调节控制以优化AMT换挡品质.采用Matlab/Simulink仿真...