计入时变扰动的电动汽车离合器滑移控制研究

针对电动汽车离合器系统中存在的时变扰动,提出了新型逆自动机械变速器超越离合器,并设计了基于高阶扰动观测器的离合器最优控制方案。该控制器通过哈密顿方法引入新的乘子函数λ,并以系统状态、扰动和扰动导数的反馈形式给出了最优控制律,然后将该控制器应用于配备逆自动机械变速器的电动汽车换挡时的离合器滑移过程。最后通过仿真表明,该控制器在不同的工作场景和不同的干扰条件下都能保证系统的一致性,保证了离合器滑移过程的平稳性,提高了电动汽车的整体换挡质量。

斜撑离合器常见失效模式及解决措施

介绍了斜撑离合器的结构类型和工作原理,指出常见的失效模式为打滑或翻转。打滑失效的原因为不能满足自锁条件或出现过大的扭矩振动;翻转失效的原因为离合器遇到过大的外加载荷或冲击载荷时,斜撑块从正常楔合位置滚转到翻倾位置,即内、外圈滚道之间的环形空间尺寸超过斜撑块的有效升程。针对性地提出了改进措施:保证离合器内、外圈的尺寸公差及同轴度,选用扭矩较大的离合器可同时降低斜撑块打滑和翻转失效的发生概率。

双离合变速器动力系统加速工况扭振和敲击的被动控制措施研究

为研究不同预选挡机制下的双离合变速器敲击特性和控制方法,分别在整车和敲击台架上评价变速器的敲击主客观表现和随角加速度变化的敲击灵敏度;其次,根据敲击灵敏度,整车扭振响应和敲击主客观结果的相关性提出了一种定量评价变速器输入轴角加速度的无敲击扭振阈值。在相同整车上分别评价不同扭振和敲击的被动控制措施,包括离合器式扭转减振器,双质量飞轮式扭转减振器,以及离合器微滑摩和离心摆吸振器与扭转减振器的组合方案。台架试验结果表明预选挡显著改变双离合变速器的敲击特性,在某一激励幅值时产生敲击突变现象。整车试验结果表明离合器式和双质量飞轮式扭转减振器无法满足双离合变速器加速工况无敲击扭振阈值要求,在低转速段产生明显敲击;离合器微滑摩和离心摆吸振器与扭转减振器组合方案的输入轴角加速度幅值满足无敲击扭振阈值要求,消除了双离合变速器动力系统存在预选挡时的加速敲击。

基于等效传热和动态热流分配的限滑离合器温度场研究

针对限滑离合器多工况宽时长滑摩状态流、固传热及实际热流输入对温度场的非线性影响,考虑恒定热流分配模型无法满足接触界面温度连续的局限,提出以摩擦副间隙油膜等效假设计算等效对流传热系数的新方法。建立动态热流分配过程中限滑离合器全润滑状态温度场预测模型,搭建滑摩试验台并开展了6组不同润滑油温、相对转速差试验测试。研究结果表明:所建立模型有效降低了温度计算偏差,预测最大误差为7.6%,为非稳态连续滑摩离合器温度场研究提供了理论依据;将离合器温升分为快速增加阶段A和平稳变化阶段B,随着相对转速差提升,对偶钢片在阶段A输入热流降低值、对流传热等效功率递增值变化明显,平均温升速率随总滑摩热流密度增加而加快,并在阶段B热流输入与传热输出达到了稳态并趋于平衡。

考虑DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的双质量飞轮参数优化

在车辆起步过程中,发动机输出转矩波动会导致离合器接合不稳定,从而影响整车动力传动系统的平顺性。双质量飞轮(dual mass flywheel,DMF)可减小发动机转矩波动对离合器及整车动力传动系统的影响。针对起步过程离合器接合不稳定影响整车平顺性的问题,以双离合器自动变速器(dual clutch automatic transmission,DCT)车辆为研究对象,研究了DMF的刚度、阻尼和初级与次级飞轮惯量比对DCT车辆起步过程离合器接合稳定性的影响,并建立了以离合器黏滑比和整车冲击度为目标函数的多目标优化模型,利用遗传算法对模型进行优化,得到了使离合器接合稳定性提高且整车冲击度明显降低的DMF最优参数组合。

基于动态热流分配的限滑离合器温度场分布研究

为了准确获得限滑离合器长时间滑摩过程的温度场分布规律,利用Fluent软件求解了摩擦副不同工况下流场速度分布以获取平均对流换热系数,计算了润滑油冷却功率;通过热平衡法建立以摩擦接触表面温度连续为约束的动态热流分配温度预测模型,并设计了长时间滑摩试验。验证分析结果表明,定热流输入条件下,对偶钢片与摩擦片间存在温差且随时间增大,温度预测结果均高于试验值,最大偏差22.2 K;动态热流分配温度预测偏差在8.1 K之内;对偶钢片表面各位置处输入热功率随时间下降并趋于定值,平衡温度沿径向呈抛物线分布,在中、外径处达到峰值。

汽车转向系统中离合器打滑检测软件功能研究

为避免电动助力转向(electric power steering,EPS)系统受到外力过载冲击而发生助力丢失或转向角失效等故障,在EPS机械结构中增加离合器设计及其打滑检测软件功能(DSC)。首先,根据DSC软件功能逻辑,分析出软件阈值设置及判定方法的重要性。其次,通过台架测试数据分析,准确设置了软件判定阈值,从而将产品个体差异性带来的误差降到最低。同时,改善了整车工况下存在的潜在问题,以达到整车更高舒适性、安全性目标。最后,硬件在环测试的试验结果表明软件功能的可靠性。目前,行业内相关研究几乎是空白,本研究为EPS系统其他软件功能研究提供了重要参考价值。

液力变矩器闭锁离合器的最优滑摩控制

为了研究自动变速器闭锁离合器滑摩控制问题,建立了液力变矩器闭锁离合器滑摩过程动力学模型,对滑摩过程接合压力的最优控制进行了研究,以滑摩过程冲击度为约束条件、滑摩功最小为目标建立了最优控制的目标函数,根据泛函极值条件以及滑摩开始时的初始条件和离合器闭锁时的终端约束条件得到最优控制方程组,最后以配备液力机械式自动变速器和无级变速器的长安羚羊轿车为对象进行了闭锁离合器滑摩过程的最优控制计算仿真和试验。结果表明,闭锁离合器滑摩过程采用压力最优控制,可使滑摩到完全接合的过程平稳、冲击度和滑摩功小。最优控制避免了主动侧、从动侧目标滑差率的确定,增强了控制系统的通用性。

套色印刷机械中恒张力控制策略的研究

阐述了套色印刷过程中以磁粉制动器及磁粉离合器为执行器件、80 C196 KC为控制器的张力控制方法。该控制方法可以实现印刷过程中恒线速度和恒张力控制 ,具有一定的实用性 ;同时 ,对自己设计的张力控制板从硬件和软件两方面进行了简单的阐述。

无级变速车辆起步液力变矩器分段滑差控制

本文中针对无级变速器车辆液力变矩器起步过程存在的加速性能差、发动机转速偏高和转速波动大的问题,提出了一种基于发动机恒转速控制的闭锁离合器起步滑差分段控制策略,并基于Amesim和MATLAB/Simulink搭建整车联合仿真平台,进行验证。仿真结果表明,在50%油门开度下,本文中提出的控制策略可将液力变矩器的闭锁时间提前1.2s左右,同时也可将50%油门开度起步阶段的燃油消耗节省5.385%,为进一步挖掘动力传动系统节油潜力提供了新的方法。

闭锁离合器滑摩压力优化控制与仿真

为了对自动变速器中闭锁离合器滑摩过程的共性控制问题进行研究,首先建立了液力变矩器闭锁离合器滑摩过程动力学模型;然后对滑摩过程的最优控制进行研究,以滑摩功最小为目标建立最优控制目标函数、冲击度满足乘坐舒适性确定约束条件、以及最优控制的求解;最后以长安羚羊轿车为对象进行了闭锁离合器滑摩过程的最优控制仿真。仿真结果表明,闭锁离合器滑摩过程采用压力最优控制,滑摩到闭锁过程平稳、冲击度在允许范围内,滑摩功很小。解决了自动变速器中闭锁离合器滑摩过程的共性控制问题。

液力变矩器锁止离合器性能及滑差控制

闭锁离合器滑差控制技术的应用,解决了燃油经济性和行驶平顺性的矛盾,大大地提高了液力自动变速器的性能。文章论述了锁止离合器结构,摩擦片摩擦材料,并对锁止离合器结合过程中扭矩传递随结合时间的变化特性进行了详尽的分析。文中还对滑差控制的工作原理做了系统的阐述,指出通过滑差控制可以使汽车的燃油经济性得到较大的改善。

汽车液力传动系统滑摩离合器设计

从发动机扭振和传动系效率出发 ,设计了汽车液力传动系统的滑摩控制区域 .推导出滑摩过程中的汽车功率平衡方程 ,计算了滑摩控制区域的控制油压 .该设计提高了自动变速传动系统的传动效率和缓冲。

超越离合器自锁本质辨析

为了研究超越离合器的工作原理是否是“自锁”,分析了摩擦锁紧的两种状态:“自锁”和“压紧不打滑”,从工作条件、几何结构和锁紧原理的角度对这两种状态进行了比较,并重点分析了链环式超越离合器,得出链环式超越离合器的工作原理是自锁的结论。

干式双离合器自动变速器起步滑模变结构协调控制及实时优化

基于自主开发的5速干式双离合器自动变速器(Dual clutch transmission,DCT),为充分反映驾驶员意图并改善DCT车辆的起步性能,从系统层面探讨发动机与离合器间的协调控制问题,量化并给出起步过程发动机转速及离合器传递转矩的计算公式。考虑该5速干式DCT物理结构特征,建立4自由度起步动力学方程,并将其简化分别得到2自由度滑摩过程模型和单自由度在挡运行模型。借鉴预测控制思想并采用遗传算法,在线滚动优化确定发动机转速及车速目标跟踪曲线,并设计滑模变结构起步协调控制策略。在Matlab/Simulink软件平台上,对不同驾驶意图DCT车辆的起步性能进行仿真,在自行搭建的DCT电控单元硬件在环仿真试验台架上,对滑模变结构起步协调控制算法进行快速原型试验。仿真及试验结果表明,所设计滑模变结构伺服控制器不仅有效地体现了驾驶员起步意图,提高了DCT车辆起步性能,而且对车辆参数摄动具有较强的鲁棒性,同时可推广用于机械式自动变速器(Automated mechanical transmission,AMT)车辆的起步控制。

液力自动变速器离合器的闭环滑差控制

对液力自动变速器换挡过程中充油阶段、转矩交换阶段和速度同步阶段的离合器滑差控制过程进行了详细分析。在3个控制阶段内,采用带前馈的PID控制算法,通过对离合器转矩容量和油压的闭环控制,获得了准确的离合器目标滑差。在速度同步阶段采取了EMS辅助转矩控制的方法,获得了平滑的速度同步过程,进而降低了车辆在换挡过程中的冲击。为便于离合器滑差的计算,本文中还提出了一种离合器的位置等效迁移方法,并给出了等效转换系数计算公式。实车测试结果表明,采用离合器滑差控制后,车辆在有动力升挡的过程中发动机转矩传递平顺、离合器速度同步过程平滑,减弱了换挡冲击,冲击度低于20m/s3。另外,离合器的油压传感器也可取消以降低成本。

硅油风扇离合器滑差和散热性能的计算与测试

以一双面槽型硅油风扇离合器为研究对象,考虑硅油黏度随剪切半径而变化,建立了硅油离合器传递转矩和散热量的计算模型。利用建立的模型计算分析了硅油风扇离合器滑差和壳体表面温度随输入转速的变化。同时构建了硅油风扇离合器试验台,进行相应的测试。计算结果与试验数据基本一致,验证了模型的正确性。最后,利用所建模型,计算了其它6款硅油风扇离合器的滑差和壳体表面温度,并与试验结果进行了对比分析。

插电式混动用新型变速器动力匹配及试验验证

分析了新型定轴式车用有源传动装置多种动力传递路径的特征.针对插电式混合动力电动汽车(PHEV)应用,从最高车速,最大坡起能力以及后备功率三方面,给出了不同整车工作模式下的动力性设计要求,说明了寻找一套全新的动力性匹配设计方法的必要性.按照不同整车工作模式下的后备功率要求,确定了动力源类型以及功率等级.按照最大坡起能力要求以及坡起过程中离合器滑磨功的限值,确定了一档速比.按照最高车速要求,确定了电机动力传递路径速比以及其余档位速比.介绍了原理样机以及样车的结构特征,基于新欧洲行驶工况(NEDC)完成了能耗测试,并详细分析了期间在进行模式及档位切换时实现轮边驱动力平顺的方法.

摩擦离合器黏滑振动特性的显式动力学分析

针对摩擦离合器在接合过程中出现的黏滑振动问题,建立了某车型离合器三维有限元模型,通过采用有限元软件ABAQUS内嵌的显式动力学分析算法,对离合器系统在接合过程中产生的黏滑振动特性进行研究,通过改变法向载荷和摩擦片厚度,探讨了两者对离合器系统黏滑振动行为的影响。研究结果表明,利用ABAQUS显式动力学分析能有效地模拟出离合器接合过程中产生的黏滑振动现象。黏滑振动发生过程中,系统位移信号呈现出明显的锯齿状波动,飞轮盘和摩擦片会在一定时刻形成相互咬合的状态。离合器黏滑振动的频率和系统的自然频率非常接近,受到系统结构的影响。当法向载荷从1.0 MPa增大到1.5 MPa时,系统振动位移信号的波动幅值增大,黏滑振动周期减小,系统颤振现象更加明显。但当法向载荷进一步增大到3.0 MPa时,黏滑振动逐渐演变为持续的摩擦自激振动现象。通过合理地调控离合器接合的法向载荷,有利于改善黏滑振动现象。摩擦片厚度对系统黏滑振动特性的影响显著,当摩擦片厚度从2 mm逐渐增加为4 mm时,系统的结构频率发生变化,从而使得系统黏滑振动的频率发生变化。此外,增大摩擦片厚度能够改善系统黏滑振动行为,降低系统黏滑振动强度,因此适当地增大摩擦片厚度,是改善黏滑振动强度的有效手段。

干式离合器半联动滑磨热载荷控制

离合器半联动是汽车在拥堵路况下的常用操纵方式,频繁的半联动产生大量热易使干式离合器失效.首先分析了离合器半联动过程中的热载荷,建立了干式离合器接合模型、发动机模型和滑摩阻力模型.提出了通过使离合器的接合程度在单次跟进的过程中保持不变并刚好可以克服行驶阻力的控制策略,以降低频繁的半联动操作次数.分别在水平良好和2%以及5%坡度路面上,对控制前后的离合器滑摩功进行了比较,结果显示采用该控制策略将半联动跟进10m产生的滑摩功分别降低了3.72%,36.00%和71.35%.