基于工况预测的电动汽车两挡AMT换挡过程控制

电动汽车两挡AMT换挡过程中,在驱动电机扭矩卸载和恢复阶段,驱动电机扭矩变化速率对冲击度影响最为明显,而冲击度和换挡时间是对立的,为了平衡换挡时间和冲击度,提升换挡品质,提出一种基于工况预测的扭矩控制策略。采用欧几里得贴近度识别车辆实际行驶工况类型,建立径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络预测未来行驶车速信息;设计模糊控制器识别驾驶员期望换挡类型,在驱动电机扭矩卸载和恢复阶段,输出相应换挡类型的驱动电机扭矩变化速率。仿真分析和实车验证表明:基于工况预测的扭矩控制策略可根据预测车辆的实际行驶工况实时调整驱动电机扭矩卸载和恢复阶段的驱动电机扭矩变化速率,平衡换挡时间和冲击度,满足了驾驶员对换挡平顺性和动力性的需求,有助于实现换挡品质的提升。

汽车液力变矩器与AMT共同工作时的换挡规律

根据发动机输出特性和液力变矩器原始特性 ,找出了二者合理匹配时共同工作点及共同工作的输出特性 ,计算出各节气门开度不同的车速和不同挡位下的驱动力 ,建立了液力变矩器与机械式自动变速器 (AMT)共同工作时换挡规律模型 ,并根据此模型进行数字仿真 ,确立了最大效率时液力变矩器与 AMT共同工作时的换挡规律并进行了冲击度计算。

AMT车辆频繁换挡的消除策略

分析了AMT车辆的频繁换挡现象,得出在突然加减油门工况下,引起AMT车辆频繁换挡的直接原因是车速相对于油门突变的滞后。提出了根据油门开度变化率来识别突然加减油门工况,通过设置换挡延迟时间来屏蔽突然加减油门时换挡指令的换挡控制策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行了试验。试验结果表明,该换挡控制策略不仅能有效消除或减少频繁换挡现象的发生,同时有条件地保留了驾驶员干预换挡功能,满足车辆实际行驶工况的需要,提高了AMT车辆的使用性能。

减速制动时机械式自动变速器车辆换档控制策略

将制动工况分为普通制动、紧急制动和惯性制动三种,研究不同制动工况下手动变速器(Manual transmission,MT)车辆优秀驾驶员的操控特点。将普通制动工况和紧急制动工况归为减速制动这一类情况对机械式自动变速器(Automated mechanical transmission,AMT)车辆进行研究。结合某重型越野车辆的车辆参数和试验数据,分析位置式电控柴油机的特性,提出油门关闭时其发动机转速存在一个固有转速下降率的概念,指出由于外界的原因来延缓或加快这一变化率时,发动机都将产生阻碍这一运动趋势的转矩。在对制动过程中传动系统动力学模型进行详细分析的基础上,讨论不同制动工况下发动机的作用。根据发动机转速及其下降率、变速器输出轴转速及其下降率,结合当前档位、离合器状态以及制动信号来识别普通制动和紧急制动,制定减速制动时AMT车辆换档控制策略,通过实车道路试验进行验证。

基于同步器的自动机械变速器挂挡过程控制研究

建立了较为详细的同步器挂挡的自动机械变速器(AMT)挂挡过程模型,并分析了换挡力对挂挡过程中冲击度以及同步器滑磨功率的影响。以冲击度和滑磨功率2个矛盾的物理量为控制目标,设计了串联的挂挡过程控制器。该控制器由2部分组成:1)以冲击度为反馈的模糊控制算法;2)以滑磨功率作为限制条件的比较算法。其中,冲击度为反馈的模糊控制算法采用Mamdani型模糊控制器,以滑磨功率作为限制条件的比较算法采用简单的比较运算来保证同步器的使用寿命。最后,通过台架试验验证了提出的控制策略。试验结果表明,提出的控制策略在减小同步器挂挡冲击度、保证挂挡品质的前提下,能减小同步器滑磨功率、提高同步器的使用寿命。

基于转速/转矩控制的AMT换挡策略

分析了传统机械自动变速器(AMT)换挡控制策略的局限性,提出基于转速/转矩内外双层的AMT动力传动一体化控制方法,即外层计算出发动机目标转速、转矩和离合器目标位置,内层通过向发动机控制单元(ECU)发送转矩请求来实现AMT的换挡控制。为验证该方法的正确性,利用MATLAB/Simulink建立了全电AMT车辆动力传动一体化控制仿真系统模型,并在dSPACE系统上搭建了变速器控制单元(TCU)快速控制原型进行实车测试。仿真和试验结果都表明,应用双层动力传动一体化控制方法,能够显著改善AMT车辆换挡品质。

制动状态下的AMT换挡策略

根据车辆动力学及发动机辅助制动特性研究了制动状态下AMT自动换挡策略。研究了高强度制动状况下在挡辅助制动对前、后轴利用附着系数的影响,获得了符合相关国家标准的换入空挡的临界车速。中强度持续制动可以识别为下长坡的运行工况,定义了辅助制动的等效制动强度,在分析试验数据的基础上给出了根据制动强度和车速2个参数的主动降挡辅助制动换挡规律。

基于车辆负荷度的挡位决策研究

针对货车自动变速器的特性,提出了车辆负荷度的概念,并利用模糊控制的方法,对货车制定了相应的挡位决策,解决了货车自动变速器不同于轿车自动变速器的一些关键问题。在轻型货车上实验表明,该方法对车辆载荷及环境有较强的适应性,对开发具有自主知识产权的货车电控机械式自动变速器有重要意义。

基于发动机转矩与转速控制的AMT换挡策略研究

为了改善电控机械式自动变速器(automated mechanical transmission,AMT)的换挡品质,分析了影响其换挡品质的关键因素,提出了一种新的基于发动机转矩与转速控制的AMT换挡策略.该控制策略将换挡过程分为3个阶段,每个阶段都实现了发动机与离合器之间的联合控制,有利于提高AMT汽车的换挡品质.为验证该策略是否正确有效,基于MATLAB/Simulink软件平台建立了电控液动式AMT的仿真模型,并通过dSPACE实时仿真系统完成TCU的快速控制原型,进行了实车测试.仿真和实车测试结果都表明,基于发动机转矩与转速控制的AMT换挡策略能够有效提高AMT汽车换挡过程中的舒适度,改善换挡品质.

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。

基于中间轴制动器AMT换挡品质控制

针对自动机械变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)换挡过程存在动力中断的问题,分析了换挡过程各阶段的特点,确定了中间轴制动器在转速同步阶段的作用,并在此基础上提出了中间轴制动器参数的计算方法。结合气缸式执行器气压的滞后特性,提出了一种以同步器结合套和待结合齿轮转速差为控制目标,从而控制中间轴制动器介入时间的控制策略。利用AMESim搭建了中间轴制动器的动力学仿真模型,利用Simulink软件搭建了控制策略仿真模型。通过模型仿真,分析了由于气压的滞后特性,策略采用不同目标转速差时对换挡品质的影响,并且论证了顺序升挡和跳跃升挡时控制策略对提高换挡品质的作用。

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。

商用车AMT技术及发展趋势

近年来电控机械式自动变速器装机率越来越高,得到了广大用户的一致认可。论文主要从电控机械式自动变速器的结构原理、换挡策略、自学习的功能及其换挡的品质进行介绍。在进行结构原理分析时选取典型的双中间轴形式,并对集成式和外挂式的选换挡机构特点进行分析;在进行电控机械式自动变速器换挡策略分析时,结合发动机实际万有特性曲线进行两参数换挡规律介绍;电控机械式自动变速器的自学习功能及换挡品质也是衡量电控机械式自动变速器性能好坏的重要方面,论文对自学习的三种模式进行了详细的介绍;最后结合当前的发展趋势预测了未来商用车电控机械式自动变速器的发展态势。

一种新型AMT选/换挡装置的设计及仿真分析

提出一种电控机械自动变速器的新型选/换挡装置。该装置只用一个执行电机,即可协调控制离合器分离(或结合)、选挡和换挡3个动作,从而减少电机数量,提高系统可靠性,降低制造成本。为该装置制订了相应的选、换挡控制策略,并基于Matlab/Simulink平台进行了初步的仿真分析。