P2混合动力离合器辅助发动机起动控制方法研究

为实现P2构型混合动力系统离合器辅助发动机起动的平顺控制,提出一种离合器与电机协调控制方法。建立了P2构型混合动力系统的动力学模型,并对离合器辅助发动机起动的控制过程进行了仿真分析。制定了离合器前馈+反馈并结合扭矩观测的控制策略,通过增加电机转速与DCT离合器之间的滑摩差,避免了起机过程中出现的转速波动给车辆带来冲击,同时给出动力电机扭矩的控制方法,实现了扭矩的合理分配。仿真分析和整车试验表明,所提出的扭矩控制方法可有效避免P2构型混合动力系统离合器辅助起机过程的冲击,实现了发动机起动各阶段的平稳过渡,确保车辆行驶的平顺性和舒适性。     

混合动力离合器启动发动机的控制策略研究

研究了P2结构混合动力传动系统通过IMG电机和混动离合器对发动机的启动控制。建立了与发动机启动过程相关的关键物理模型和控制策略模型,并分析了模型物理参数和控制参数对启动性能的影响。通过仿真发现,发动机的启动转速、混动离合器的压力控制都会对发动机的启动时间和舒适性造成影响。在发动机启动过程中,对换挡离合器采用滑摩的控制方式来消除混动离合器压力与控制转矩不匹配时产生的冲击。通过对发动机转速的超调量进行监控,动态地自适应调整混动离合器的控制压力以保证控制效果的一致性。为了兼顾不同油门下对发动机启动过程的动力性和舒适性的要求,通过离合器压力控制,对小油门工况采用舒适型启动控制,对大油门工况采用动力型启动控制。整车的试验结果对离合器启动发动机的控制过程进行了验证,从启动时间和舒适性角度满足整车对启动性能的要求。     

基于离合器控制的发动机滑摩启动方法研究

基于某款混合动力传动系统,实现了用驱动电机驱动离合器滑摩启动发动机的功能,从而能够取消启动电机,降低成本。提出了一种离合器滑摩启动发动机的控制方法,建立了模式切换过程的动力学模型,并对离合器控制参数进行了实车优化。整车试验表明,该方法能够实现发动机的平顺启动与动力介入,提高混合动力车辆模式切换的平顺性。针对滑摩启动失败现象采用多次启动的方法,试验表明,第二次启动时增加离合器闭合速率以及加大离合器定扭矩阶段的扭矩,能有效避免发动机启动失败。     

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.     

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。     

液力变矩器滑摩离合器控制压力计算方法

自动变速器中的滑摩离合器滑摩时发动机的动力同时通过液力传动和机械滑摩传动两条路线传递,它能够在大范围内提高传动效率。文中推导了汽车自动变速系统在滑摩过程中的功率平衡方程,并利用该方程计算了滑摩过程的控制油压,选择合理的滑摩控制区域能够显著提高自动变速传动系统的传动效率和缓冲、抗振性能。该控制区域应该从发动机的扭振状况、变矩器离合器的滑摩率和功率分配比、变矩器的输出特性以及自动变速系统的换挡规律多个方面进行考虑。     

双离合器协同的功率分流式混合动力汽车动态协调优化控制研究EI北大核心CSCD

针对集成多离合器的功率分流式混合动力汽车,研究了包含两个离合器状态协同切换的纯电动模式到混合动力模式的瞬态切换行为及动态协调优化控制策略。基于杠杆法和矩阵法建立系统不同切换阶段的动力学模型,根据发动机起停控制及模式切换需求对双离合器工作序列进行可行性分析并制定模式切换逻辑,在此基础上,针对双离合器协同滑摩导致的切换品质下降,以整车纵向冲击度、离合器滑摩功及模式切换时间为加权优化目标,基于模拟退火算法优化不同离合器接合和分离过程的滑摩行为,为解决固定发动机转速调节策略难以适应不同加速工况需求的难题,构建了混合动力模式下的发动机转速自适应调节策略,实现基于不同工况需求转矩的电机MG1转矩自适应调节。仿真测试和硬件在环测试结果表明,所设计的动态协调优化控制不仅能够有效地减小双离合器协同时的功率分流式HEV瞬态模式切换冲击度,而且具有优异的工况适应性,能够保证不同加速工况下的瞬态模式切换品质。     

机械式自动变速器起车过程综合控制

分析机械式自动变速器在各种工况下起车离合器接合过程，以起车冲击度和滑摩功均较小为原则，来实现离合器结合的平顺性。根据油门开度、发动机转速、输入轴转速计算发动机的负荷能力，控制离合器传递的扭矩使发动机输出扭矩与离合器扭矩匹配。另外建立滑摩功与离合器温升的模型，防止离合器摩镣片过温损坏。据此建立起车离合器控制MAP图，已应用于某车型的AMT样车上。     

混动车起动异响分析与解决

本文总结了某款双电机构型混动车起动异响问题的解决方法和过程,对混动车起动异响产生机理和影响因素进行了深入分析。研究表明,起动过程中动力总成本体激励导致的传动系齿轮敲击是产生起动异响的主要原因。控制发动机起动时刻曲轴位置从而减小发动机本体激励,调整系统惯量或者控制发电机在转速爬升过程中施加补偿扭矩,可以改善动力总成的转速波动,达到提升起动工况动力总成声品质的目的。     

深度解析奥迪CVT变速器闭环控制功能(下)

<正>(接上期)三、离合器自适应闭环控制功能由于奥迪01J型CVT变速器发动机扭矩传递时,采用的湿式离合器组件而不是液力变扭器,因此在整个动力传递中就没有液力传递过程即软连接功能。这样离合器在其工作中一定要确保安全性(原地挂动力挡、起步及制动停车等),其次才是舒适性的保证。因此,为了在离合器使用寿命之内能够舒适地完成离合器的启动和释放过程(离合器的控制质量),必须不断地借助离合器的匹配方法来完成离合器的自适应工作。     

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.     

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。     

并联式混合动力汽车模式切换控制策略研究

并联式混合动力汽车模式切换时离合器会介入传动系统,容易引起较明显的冲击感,是影响整车驾驶舒适性的主要因素。为此,提出了基于离合器双模糊和电机转矩协调的模式切换控制策略。首先建立混合动力汽车模式切换过程的动力学模型,以减小离合器滑磨功为目标,对模式切换时的离合器接合过程进行划分;其次,结合混合动力汽车模式切换的基本要求和驾驶意图,制定离合器双模糊控制策略,分别对滑摩阶段的接合时长和转矩同步阶段的压力变化率进行控制;然后以离合器滑磨功和整车冲击度为优化目标,采用二次型最优控制算法对滑摩阶段的接合压力进行优化,从而获取模式切换过程中离合器的最优接合压力轨迹;在此基础上,通过实时计算离合器传递转矩,根据电机转矩响应快的特点,制定电机转矩协调控制策略;最后,基于某混合动力试验样车,在底盘测功机上分别进行缓加速、中等加速和急加速下的模式切换试验,对所提出的控制策略进行验证。试验结果表明：该策略能较好地反映驾驶人驾驶意图,保证离合器的使用寿命,所产生的整车冲击度均处于合理范围之内,改善了整车模式切换过程中的驾驶舒适性。     

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%。     

Control strategy for clutch engagement during mode change of plug-in hybrid electric vehicle

The plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) has various driving modes used in both internal combustion engine and electric motors. The EV mode uses only an electric motor and the HEV mode uses both an engine and an electric motor. Specifically, when the PHEV of a pre-transmission parallel hybrid structure performs mode changing, its engine clutch is either engaged or disengaged, which is important in terms of ride comfort. In this paper, to enhance the mode changing process for the clutch engagement, a PHEV performance simulator is developed using MATLAB/Simulink based on system dynamics and experiment data. Vehicle driving analysis is carried out of the control logic and properties of the mode changing. A compensated torque is applied during the mode change. This results in the rapid speed synchronization with the clutch although the trade-off relationship of the mode change. In addition, the mode changing is conducted through the transmission shifting process to rapidly synchronize with speed. The control strategy implemented in this study is shown to improve the drivability and energy efficiency of a PHEV.     

混合动力传动系 Tip-in/out工况的模型预测控制

为抑制混合动力汽车加减速过程中传动系统振荡,以电机转矩为控制量,提出一种基于模型预测主动控制混合动力传动系统振荡的策略,基于 Matlab/Simulink平台搭建动态系统模型,实时计算电机转矩补偿优化发动机输出转矩,准确跟踪目标转矩的同时减少传动系统振荡。探索不同控制器参数设置对于驾驶动力性和舒适性的增益效果,通过硬件在环 （Hardware-in-Loop,HIL） 试验表明,所设计的 MPC控制器能使汽车平稳地加减速,迅速跟踪目标转速,求解时间控制在10 ms以内,具有较好的实时性,同时对传动系统中的非线性因素和参数变化有较好的鲁棒性。     

基于补偿滑模控制的混合动力汽车协调控制

由于行星排功率分流式混合动力汽车的结构优势,双行星排功率分流式混合动力汽车已经成为各机构的研究重点。由纯电动模式到混合驱动模式切换的过程中存在发动机起动和发动机转矩引入,而发动机转矩瞬态响应存在迟滞,导致切换过程中动力系统的输出转矩会有较大波动。为减小波动,降低模式切换过程中的动态冲击度,本文中提出补偿滑模控制方法,对双行星排功率分流式混合动力汽车模式切换进行协调控制。首先,建立整车动力学模型,对切换过程每个模式进行分析;之后,针对发动机拖转阶段和混合驱动阶段分别采用补偿控制和基于固定边界层的自适应滑模控制,并对滑模控制进行稳定性分析;最后,结合Matlab/Simulink软件平台进行仿真验证。仿真结果表明,补偿滑模协调控制策略能够有效地减小从纯电动到混合驱动模式切换过程中的转矩波动和冲击度。     

Torque coordinating robust control of shifting process for dry dual clutch transmission equipped in a hybrid car

For a hybrid car equipped with dual clutch transmission (DCT), the coordination control problems of clutches and power sources are investigated while taking full advantage of the integrated starter generator motor's fast response speed and high accuracy (speed and torque). First, a dynamic model of the shifting process is established, the vehicle acceleration is quantified according to the intentions of the driver, and the torque transmitted by clutches is calculated based on the designed disengaging principle during the torque phase. Next, a robust H_∞ controller is designed to ensure speed synchronisation despite the existence of model uncertainties, measurement noise, and engine torque lag. The engine torque lag and measurement noise are used as external disturbances to initially modify the output torque of the power source. Additionally, during the torque switch phase, the torque of the power sources is smoothly transitioned to the driver's demanded torque. Finally, the torque of the power sources is further distributed based on the optimisation of system efficiency, and the throttle opening of the engine is constrained to avoid sharp torque variations. The simulation results verify that the proposed control strategies effectively address the problem of coordinating control of clutches and power sources, establishing a foundation for the application of DCT in hybrid cars.