Component Sizing of Parallel Hybrid Electric Vehicle Using Optimal Search Algorithm

In designing a parallel hybrid electric vehicle, it is essential to select the optimal capacity of power sources and the optimal gear ratio of the torque coupler. The capacity of the power sources and the gear ratio of the torque coupler should be optimized simultaneously. However, since this process is excessively time-consuming, previous studies have selected the gear ratio of the torque coupler and then selected the capacity of power source. However, this approach cannot guarantee global optimization. In this paper, a feasible region is defined to satisfy the required performance of vehicle such as maximum speed, hill-climbing. and feasible points are selected inside the feasible region. In the conventional technique, the global optimal solution is obtained by simulating all feasible points. In the optimization technique, optimal points are simulated within the feasible region using several optimal search algorithms, such as the golden section search algorithm and the hillclimbing search algorithm. And using these algorithms, the number of simulations is reduced and the capacity of the power source and the gear ratio of the torque coupler are optimized simultaneously. Finally, the validity of the component sizing results is verified by comparing the global optimal solution obtained by applying the conventional technique with the solution obtained by applying the proposed optimization technique.     

基于遗传算法的工程车辆自动变速神经网络控制

为了提高工程车辆传动系统效率，保持液力变矩器工作在高效区，提出了基于径向基函数神经网络的工程车辆自动变速控制方法，利用车辆传动试验台换挡控制试验的数据作为学习样本，采用遗传算法对径向基网络进行训练，并进行了验证性的仿真试验。仿真结果表明：该算法收敛速度快，能够满足工程车辆对换挡实时性的要求，可以根据车辆运行状态确定最佳挡住，并能够保证液力变矩器经常工作在高效区。     

齿向修形CAD／CAM闭环系统的理论分析

为了减少汽车变速齿轮的载荷集中，提高齿轮副的承载能力和延长其使用寿命，提出并研制了齿向修形的CAD／CAM闭环系统，有效地解决了修形曲线中心可任意偏离齿宽中点和修型精度问题。该系统已装在Y4232C型剃齿机上使用，效果良好。     

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。     

齿轮载荷谱双信号同步采样编制法

本文根据齿轮轮齿受载特点及失效形式,提出概念上更清晰的两种齿轮载荷谱编制方法,采用了齿轮扭矩转速双信号同步采样法。对采样方法和计算方法做了分析,并编出程序框图,给出实例。本文方法比传统方法更符合轮齿受载实际情况,将有助于提高齿轮强度分析、试验、设计的可靠性。     

基于试验场道路的变速器台架载荷谱研究

通过实车采集试验样车在试验场道路上行驶时的CAN BUS数据,可直接获得发动机转速、扭矩和档位等信号;把传统的载荷-时间频次关系,转变为载荷-发动机飞轮旋转频次关系,同时记录各载荷等级对应的各个挡位的频次,这样可获得在各个档位下,不同载荷等级对应转速区间内的飞轮旋转频次,根据齿轮材料的S-N曲线和疲劳累积Miner理论,计算出各档位的疲劳强度,然后基本疲劳损伤等效原理选取各档位下产生较大疲劳强度的扭矩和转速,作为台架试验输入的载荷和转速,可有效避免载荷和转速选取的盲目性,为科学的制定台架试验载荷谱提供了依据。     

具有双离合器的液力变矩器的结构设计

将液力变矩器与机械式自动变速器合理匹配可组成一种新型自动变速系统，其性能接近自动变速器，但成本降低。为该系统设计了具有双离合器(闭锁离合器，换档离合器)的液力变矩器。阐述了该液力变矩器的结构、工作原理及特点。试验结果表明，所设计液力变矩器可支持新型自动变速系统成为现实。     

新型混合动力汽车动力切换动态过程分析

为对基于行星齿轮机构的新型混合动力系统由纯电动驱动切换至发动机驱动过程中的转矩波动进行研究,建立了新型混合动力传动系统的动力学模型,对动力切换过程进行了分析.提出了该过程的转矩协调控制策略,并通过仿真和台架试验进行了验证.结果表明,该转矩协调控制策略能有效减小纯电动驱动切换至发动机驱动过程中的转矩波动和对整车的冲击.     

Development and implementation of a torque vectoring algorithm for an innovative 4WD driveline for a high-performance vehicle

The sporting spirit that characterises a high-performance car can be observed in certain technical solutions. The power distribution on the rear wheels is the simplest example of that. It is well known that rear-wheel drive (RWD) vehicles are more fun to drive and faster in their reactions. Unfortunately, they are also less intuitive and harder to control because of their natural oversteering behaviour. The idea of maintaining an RWD driveline in the future is not farseeing, because it would imply an excessive tyre dimension increasing to let the driver use all engine power in many cornering and low-friction conditions. The choice of adopting a part-time all-wheel drive (AWD) driveline comes from the will of enhancing the overall performance by using all the available friction every time that it is needed. It has to be kept into account that a normally aspirated motor of a sport car can supply 500–600 Hp nowadays, and that it will supply 700–800 Hp in the very near future. However, the proposed driveline has not to worsen the weight characteristics (mass and load distribution) that make an RWD vehicle better than other cars. Because of all these considerations and constraints, a new driveline system has been designed. It derives from an RWD driveline with a semi-active differential, to which has been added a controlled wet clutch that directly connects the engine to the front differential. This device allows the drive torque to be distributed between the two axles. It can be understood that in such a device, the torque distribution does not depend only on the central clutch action, but also on the engaged gear. Because of this particular layout, this system can not work in the whole gear range because of thermal problems due to kinematical reasons. So the centre clutch controller has to consider the gear position too. The control algorithms development was carried out using a vehicle model, which can precisely simulate the handling response, the powertrain dynamic, and the actuation system behaviour. Such a modelling precision required the development of a customised powertrain model library in Matlab/Simulink.     

转矩敏感式限滑差速器结构性能分析及其评价

介绍了限滑差速器的分类.着重对转矩敏感式限滑差速器的3种主流产品--锥盘式、轮齿式和摩擦片式差速器的结构与工作原理进行了探讨.在此基础上,提出了转矩式限滑差速器的性能评价参数和性能曲线,为对转矩式限滑差速器的进一步研究提供参考.     

多模式机液复合传动装置设计方案分析

液压传动柔性特征适用于起步工况，机液传动高效无级调速特征适用于作业工况，机械传动高效变速特征适用于转场工况。分析集液压传动、机液传动和机械传动为一体的多模式机液复合传动装置的设计思路在汽车工程上具有理论研究意义和实际应用价值。研究了机液复合传动的功率流传递机理，分析了换挡机构处于功率分流机构、复合传动机构、功率汇流机构和后置换挡机构一处或多处时，分段式机液传动装置各自的性能特征。研究结果表明：功率分流传动方式多适用于中小功率车辆，且马达转矩与传动装置输出转矩比值保持不变；功率汇流传动方式多适用于大功率车辆，使小功率液压件传递大功率成为可能，并能够在输出端起到减速增矩的效果；功率分流和功率汇流互换的传动方式可通过控制行星齿轮双接口及后置换挡机构，保证机液复合传动在不同速度分段中的高效运行；当换挡机构在行星齿轮之间时，可在2个不同区段改变行星齿轮机构的特性参数，使得在整个工作区范围内保持合理的功率配额；当采用多段式行星齿轮功率汇流传动方式时，后置换挡机构扩大了传动装置转速和转矩的覆盖范围。根据上述5类机液传动设计思路，提出对应的多模式机液复合传动装置设计方案。以一款用于扫地车的机液复合传动装置为研究对象，进行运动学和动力学分析，确定相关参数，绘制调速曲线和效率特性曲线，并对其挡位切换优化问题做了简要介绍。该方案充分利用液压传动的无级调速性能和机械传动的高效变速性能，较好地满足了车辆起步、作业和转场工况的要求。     

曲轴齿轮静动载复合工况下弯曲应力及安全系数的计算

过盈装配的柴油机曲轴齿轮,其齿根部除承受工作应力外,还要叠加原始过盈装配应力。工作应力载荷源包括来自喷油泵、配气机构的脉动冲击载荷以及来自水泵、机油泵、发电机的持续载荷。通过对曲轴齿轮静、动载复合工况下齿根承载应力的综合计算,确定了该齿轮零件的弯曲疲劳强度安全系数,为柴油机曲轴齿轮的工程设计提供通用的设计思路及计算依据。     

Analytical study to estimate the performance of the Power Shift Drive (PSD) Axle for a forklift

In this study, a new concept for a power delivery system is developed. Power Shift Drive (PSD) Axle vehicle modeling and dynamic movement analysis are performed via simulation. The dynamic vehicle model is constructed from data obtained from the derived equation, considering the specific characteristics of each part. The model is composed of a torque converter, a gear box, a differential, hub reduction and an engine, which is the power source of the 1st forward and reverse PSD-Axle. By unifying the mathematical equations for each component, a mathematical model of the 1st forward gear is derived. The system dynamic model is created using MATLAB/Simulink based on the mathematical model. Simulation is carried out using Simulink to estimate the dynamic behavior of the PSD-Axle. In addition, the dynamo test result is used to verify the model. Finally, a successful model is created. This study will be used to establish the basic conceptual design for the PSD-Axle multi-gear system.     

间隙摘档方案的理论研究

在对变速器结构进行分析的基础上,创造性的提出间隙摘档方案,希望对齿侧间隙带来的不良效应加以合理利用。文中引入现代机械动力学的研究方法,建立了含间隙齿轮传动的接触扭矩模型,并进行了数值计算。该模型的建立不仅为间隙摘档方案提供了理论支持,同时也丰富了含间隙机构动力学的研究内容。     

基于虚拟样机技术的传动系统动力学建模和仿真

在ADAMs／Engine模块中将GY6型发动机后传动系统中的齿轮等重要部件参数化,建立参数化动力学模型,并以此为基础对不同参数的传动系统进行仿真。通过后处理可输出啮合齿轮的啮合力及切向分力、法向分力、轴向分力,扭矩,齿轮对轴的作用力及各传动轴的速度,加速度动态曲线等,为齿轮和轴的强度校核、GY6型发动机后传动机构优化及噪声控制提供了依据。     

基于分级模型的电动汽车高压电气策略研究

高压电气策略相当于电动汽车的思维逻辑,包括驱动控制、充电管理、高压安全、能源控制等高压电气策略正在发生快速迭代。本文对纯电动汽车的功能需求进行研究,建立分级功能模型,便于策略的架构及逻辑设计。基于分级模型,建立驱动控制、绝缘保护的高压电气策略。对设计的策略进行实车搭载验证,数据显示:当有挡位及制动踏板信号时,电机存在相应的输出扭矩。主动在电路中接入低电阻时,低阻值会立刻被检测到,同时有绝缘报警并断开了高压回路,设计策略得到有效执行。     

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。     

SPFB3—323外分流液力机械变矩器的设计与研制

本文对外分流液力机械变矩器的多种方案作了分析,确定FB_2-323变矩器为原型变矩器。同时,计及行星传动中能量损失,进行了SPFB_2-323变矩器的特性计算,并且成功地研制出这种新型变矩器的样品。     

某纯电动汽车低速小油门标定研究

文章分析了某款纯电动乘用车在驾驶性标定时,升扭阶段转速超调幅度过大是引起乘员主观感受加速冲击偏大的原因,以整车控制器降低扭矩变化率达到降低齿轮啮合扭矩以及电机控制器提高扭矩控制精度的方法,降低了转速变化幅度,改善了主观感受的加速冲击感,实验结果表明该标定方法对低速小油门工况下的车辆平顺性有较好的提升效果。     

AL4自动变速器的特点分析

由ＰＳＡ集团和雷诺公司共同设计的ＡＬ４自动变速器,装备于雪铁龙Ｘａｎｔｉａ中档轿车上。该变速器具有智能化程度高、换挡品质好、扭矩覆盖面大及结构紧凑等特点。该变速器采用带锁止离合器的扁平型三元件液力变矩器,行星齿轮变速机构采用的是ＣＲ－ＣＲ(辛普森２型)机构,换挡操纵机构采用推拉软轴式操纵机构。