基于湿式离合器油压分段控制策略的动力换挡品质优化研究

动力换挡技术因具备换挡过程中动力不中断的优点,近年来逐渐被广泛应用于重型拖拉机中。而电液控制系统作为动力换挡变速箱的核心部分之一,其控制过程对车辆性能及换挡品质有直接影响。提出合理的湿式离合器油压控制策略,对改善和优化动力换挡变速箱的换挡品质具有重要意义。选定滑摩功、换挡时间和冲击率作为换挡品质评价指标,通过理论推导建立了三者与动力换挡变速箱电液控制系统之间的联系,根据湿式离合器在换挡过程中输出特性的变化,将动力换挡过程划分为原挡位、扭矩相、惯性相和新挡位4个阶段,结合换挡品质评价指标提出了湿式离合器油压分段控制策略,并以前进1挡换前进2挡为例,在AMESim仿真平台建立相应的Statechart控制模型,针对控制模型中的关键参数运用遗传算法进行优化,将参数优化结果应用于控制系统中并运行仿真。与简单控制策略相比,应用本文所提出的控制策略后,可使换挡过程中产生的最大冲击率由22.14 m/s3降为9.78 m/s3,同时湿式离合器摩擦片单位面积上的滑摩功为0.163 J/mm2,远小于许用值。验证了该控制策略经优化后对改善换挡品质的有效性及合理性。     

拖拉机动力换挡变速器换挡特性与控制策略研究

拖拉机动力换挡变速器通过控制多组湿式摩擦离合器之间的转矩传递来实现不停车换挡,具有不会因超载使发动机熄火、起步性能好、能降低外载荷突然变化所引起的传动系统振动与冲击等优点。换挡离合器的分离与接合时序是影响拖拉机换挡平顺性和操作舒适性的关键因素。本文研究了换挡过程动态特性分析方法,引入变速器输出转速和输出转矩作为拖拉机生产率和动力性的评价指标,弥补了传统换挡品质指标不能对拖拉机性能进行评价的不足。运用动力学原理构建动力换挡变速器模型,研究了不同换挡重叠时间下的离合器载荷、滑摩功与功率特性,确定了动力换挡变速器换挡品质的控制方法及控制策略。提出以动力换挡变速器输出转速变化幅值为指标来优化换挡重叠时间与离合器接合油压,通过仿真验证了拖拉机换挡过程中离合器控制策略的有效性。仿真结果表明,通过该优化算法所选择的换挡参数受拖拉机牵引载荷变化影响较小,变速器输出转速过渡平稳,可减少负向输出转矩的产生,避免换挡过程中拖拉机减速或动力传递中断,提高了换挡品质。     

混合动力汽车电子换挡手柄控制信号可靠性设计

基于混合动力汽车电子换挡手柄的结构和信号控制逻辑,通过信号故障处理和策略冗余算法,设计了电子换挡手柄信号的可靠性控制方法,通过建立Simulink控制模型,并采用快速控制原型的方式对换挡手柄信号控制进行仿真测试,验证控制的可靠性。测试结果表明该控制方法满足了混合动力汽车的换挡需求,并保证了换挡手柄信号控制的可靠性及车辆行驶安全。     

混合动力汽车制动控制策略的研究

提出一种基于ECE法规和理想制动力分配曲线的制动能量回收控制策略。利用MATLAB/Simulink搭建控制策略模型,并在AVL Cruise中进行联合仿真。通过NEDC工况仿真,证明所提出的制动能量回收控制策略能有效提高混合动力汽车的续航里程。最后通过实车试验,进一步验证了该控制策略的有效性。     

应用2自由度电磁执行器的AMT换挡控制

为提高机械式自动变速器(AMT)换挡品质,研究一种应用2自由度电磁执行器的AMT换挡系统。阐述了执行器的工作原理,建立了执行器电路、磁路、机械耦合的仿真模型,并对其进行了性能测试。执行器可输出1 200 N的电磁力和2.5 N·m的转矩,并具有较快的动态响应。将AMT换挡过程分成4段,在同步过程中建立换挡品质综合最优的目标泛函,采用最优控制使换挡性能达到最佳。设计了退选挡时序重叠协调控制方法。研制了换挡控制器并完成试验,结果显示在转动惯量为0.03 kg·m2、转速差为620 r/min时换挡,选挡时间17.8 ms,换挡时间为135 ms,冲击度为3.68 m/s3,单位面积滑磨功0.077 J/mm2。退选挡时序重叠协调控制可减少换挡时间11 ms。试验结果表明,结合设计的控制策略,该AMT换挡系统取得了较好的换挡性能。     

重型拖拉机动力换挡变速器电液换挡品质研究

为避免动力换挡拖拉机换挡时的动力中断,减少换挡冲击,以某款自主研发的拖拉机全动力换挡变速器为对象,对重型拖拉机动力换挡变速器（Power shift transmission, PST）换挡品质进行研究。换挡重叠时间和最佳接合压力对于提高换挡品质和实现自动换挡有重要意义。以换挡重叠时间和接合压力为切入点,研究不同的压力控制策略对换挡品质的影响。结果表明,换挡重叠时间为0.3s时,换挡液压冲击最小、滑摩功最少且扭矩损失最少,具有最佳的换挡品质;接合压力在0.40~0.63MPa（滑差455.2~560.0r/min）范围内的输出扭矩相同,滑摩功和换挡液压冲击在换挡接合压力为0.40MPa时有最小值。本研究为进一步实现换挡离合器压力跟踪和精确控制奠定了基础。     

拖拉机机械式自动变速器动力性换挡试验

为了改善拖拉机机械式自动变速器的换挡品质,减少驾驶员劳动强度,以换挡过程的冲击度作为换挡品质的主要衡量参数,设计了自动变速器的电-液执行机构,拖拉机自动变速器采用模糊控制的方法.试验结果表明,换挡过程中的冲击度最大值发生在离合器完全接合时刻,为4.76m/s3,小于我国的推荐值17.64m/s3,所设计的电-液执行机构及其模糊控制方法能够改善换挡品质,对于拖拉机自动换挡系统是可行的.     

基于发动机反馈协调控制的拖拉机动力换挡品质分析

拖拉机动力换挡变速箱通过控制多组离合器之间的转矩以实现换挡动力不中断。基于拖拉机整个动力流传递方向,对其中的动力换挡模块进行建模。对参与换挡的两对离合器分为3种状态,建立动力学方程,分阶段求出车辆加速度。基于MATLAB/Simulink平台建立仿真模型,提出基于发动机反馈协调控制的动力换挡策略,仿真结果显示,该策略能够有效减小速度的损失和减小车辆冲击度。     

拖拉机动力换挡变速箱换挡特性研究

以国产某新型动力换挡变速箱为研究对象,分析整体工作原理,使用AMESim建立了动力换挡变速箱液压控制系统和传动系统的模型;按照实际参数对模型参数化,仿真分析了换挡过程中变速箱液压控制系统压力、流量变化,以及输出转速、扭矩变化。结果表明:所建模型验证了该新型动力换挡变速箱设计方案的合理性和稳定性,模型可作为变速箱后期的改进及改进电控单元换挡控制策略的参考。     

基于MFAPC的动力换挡变速箱湿式离合器压力控制方法

针对大功率拖拉机动力换挡过程中湿式离合器充油压力实际值与理想值之间存在偏差的问题,提出了基于紧格式动态线性化的离合器压力无模型自适应预测控制（Model free adaptive predictive control,MFAPC）算法,以实现离合器油缸压力的跟随控制。考虑到外界干扰和离合器液压控制系统参数的不确定性,构建湿式离合器驱动执行机构的完整非线性动力学模型和AMESim仿真模型,以离合器油缸压力为控制目标,采用紧格式动态线性化方法将非线性离合器液压执行机构数学模型等价转换为动态线性化数据模型,并设计了基于MFAPC的湿式离合器压力控制器,经Matlab/Simulink仿真试验验证了动态线性化模型的正确性及控制算法的可靠性。结果表明,与PID、MFAC等算法相比,本文算法控制跟踪效果更优,且具有较好的鲁棒性;MFAPC能够快速调整控制参数,响应期望压力变化;在方波信号激励下的响应时间仅为0.119s,在正弦信号激励下的稳态误差仅为±0.0281MPa,比传统PID算法降低了48.91%。此外,MFAPC的抗干扰能力优于其他算法,在接合过程中,湿式离合器最大冲击度仅为16.57m/s3,证明该算法具有较好的动态性能,有利于提高动力换挡的换挡品质,保证大功率拖拉机工作过程中的动力性。     

双离合器式自动变速器换挡控制研究与仿真

为提高双离合器式自动变速器的换挡质量,研究换挡过程中双离合器的协调控制方法。分析了双离合器自动变速器的结构和动力传递路线,并建立传动系统的数学模型。综合考虑整车动力性、经济性和换挡平顺性等因素,采用模糊控制理论设计了综合智能型的换挡策略。以MATLAB/Simulink/Stateflow为软件平台,开发动力传动系统的仿真模型并对换挡过程进行仿真试验。结果表明,该策略可以较好地减少换挡时间和缓和冲击度,优化了换挡品质。     

双离合器自动变速器换挡特性与控制仿真

针对应用某履带车辆的双离合器自动变速器(DCT)换挡控制问题,首先提出系统动力传动方案,然后对升挡和降挡过程进行动力学和运动学分析,运用Matlab/Simulink建立传动系统的仿真模型.分别对某车辆升挡和降挡过程进行了仿真计算,仿真结果体现了车辆的换挡品质.在升挡过程中通过PID控制器控制高挡离合器的充油油压,在降挡过程中采用PI控制器控制发动机油门开度,这种控制策略可以使DCT换挡平稳,减少系统负转矩的产生,提高车辆的换挡品质.     

液力机械自动变速器换挡品质控制方法

建立了某液力自动变速器换挡过程的简化动力学模型,应用模型对换挡过程的扭矩相和惯性相的特性进行了分析.根据换挡过程结合元件的搭接控制原则,提出通过对换挡离合器充、放油的搭接时序进行控制,以减小扭矩相的冲击和动力中断;通过电磁阀驱动信号占空比大小的实时闭环调节,对换挡离合器充油阶段进行缓冲控制.以提高换挡品质.通过换挡控制试验,验证了控制理论和控制策略的正确性和可行性.     

车辆半主动悬架系统模糊混合控制策略

在建立4自由度1/2车辆半主动悬架系统模型基础上,首先研发了兼顾车辆平顺性与道路友好性的模糊混合控制策略,然后利用自行开发的以Freescale MC9S12XDP512为核心处理芯片的16位电子控制单元,并结合Matlab/Real-time Windows Target模块搭建了车辆半主动悬架系统控制策略硬件在环仿真平台,在该平台开展了基于硬件在环的半实物仿真试验,深入验证模糊混合控制策略的实车应用可行性.试验结果表明,与天棚控制、地棚控制相比,所提出的模糊混合控制策略可以有效兼顾车辆平顺性和道路友好性,具有较好的实车应用前景.     

干式DCT低挡位离合器负扭矩工况下的升挡控制策略

针对干式双离合器自动变速器(DCT)车辆升挡过程低挡离合器传递负扭矩的特定工况,结合对其升挡过程关键节点的分析,建立了干式DCT动力传动系统换挡过程的动力学模型。综合考虑换挡性能评价指标离合器滑磨功和冲击度,提出了一种干式DCT低挡离合器传递负扭矩升挡过程的具体控制策略,并进行了相应的仿真分析,仿真结果验证了所制定控制策略的可行性。     

并联式混合动力汽车瞬时控制策略研究与改进

通过对并联式混合动力汽车瞬时控制策略的研究,分别建立了动力电池在充电和放电两种工况下的等效油耗函数,考虑到动力电池SOC和混合动力汽车制动能量回收这两个因素的影响,导出了改进后的等效油耗瞬时控制目标函数,并建立了瞬时控制模型。针对某款并联式混合动力汽车,运用ADVISOR 2002软件,对改进前后的瞬时控制策略进行了仿真。     

拖拉机AMT系统换挡控制策略研究

换挡控制技术是AMT系统控制的关键技术之一。为了实现拖拉机AMT换挡过程的自动控制,对拖拉机AMT工作原理进行分析,根据拖拉机特殊的田间作业工况,求解出拖拉机AMT最佳换挡规律,制定了换挡过程控制策略,建立AMT系统及控制策略仿真模型,对拖拉机AMT的换挡过程进行仿真分析。结果表明,所制定的控制策略能够使拖拉机的换挡过程得到满意的控制效果。     

某ISG型混合动力汽车Start/Stop控制研究

以一款正在开发中的ISG型混合动力汽车为研究对象,在深入研究混合动力汽车Start/Stop控制理论的基础上,根据本款ISG混合动力汽车的具体情况,建立了其控制模型,并联合MATLAB/SIMULINK和AVL/CRUISE仿真软件进行了仿真分析。仿真结果表明,Start/Stop控制能明显改善混合动力汽车的经济性和排放特性以及舒适性,具有广阔的市场应用前景。     

基于时变扰动抑制的动力换挡拖拉机起步控制方法

针对拖拉机起步工况复杂,起步控制系统存在建模不确定性、参数摄动和时变扰动等问题,为提高动力换挡拖拉机起步品质和驾驶员操作舒适性,提出了基于时变扰动抑制的拖拉机起步控制方法。首先,以动力换挡变速箱(Power shift transmission,PST)为研究对象,通过分析拖拉机起步过程的动态特性建立PST起步动力学模型,以冲击度和滑摩功作为换挡品质评价指标,构建起步控制的性能泛函;然后,引入高阶扰动观测器(High-order disturbance observer,HDO)估计起步控制系统中的扰动及其各阶导数,结合哈密尔顿函数对线性二次型调节器(Linear quadratic regulator,LQR)推导求得最优控制律;最后,基于Matlab/Simulink和AMESim构建大功率拖拉机PST的联合仿真模型,并与PIO观测器(Proportional integral observer,PIO)进行对比,验证本文方法的有效性。算例验证表明,HDO能够准确估计系统时变扰动,通过与LQR的结合可有效抑制系统时变扰动。仿真结果表明,中等起步,运输工况和犁耕工况下,HDO冲击度分别为12.25、11.32 m/s³,比PIO分别降低了21.92%、22.20%,滑摩功比LQR分别减少0.49、0.11 kJ。在不同工况和起步意图下,本文方法可有效降低动力换挡拖拉机起步过程中的冲击度和滑摩功,具有较好的换挡品质和控制鲁棒性。     

并联重型混合动力矿用车建模与控制策略

基于Cruise软件搭建并联重型混合动力矿用车动力系统的仿真模型。基于Matlab/Simulink软件建立基于转矩因子的逻辑门限控制策略。应用逻辑门限值的控制方法,控制发动机工作在高效率区间,由电机提供辅助动力,根据车辆运行工况对发动机和电机的转矩进行合理的分配。对建立的仿真模型及控制策略进行仿真分析,结果表明了控制策略可以有效地提高矿用车的燃油经济性。