双离合器变速箱换挡集成学习控制器设计及分析

为了提高车辆运行的稳定性,设计了一种双离合器DCT变速箱换挡集成学习控制器。基于预测模型建立MPC控制器,以补偿转矩保障转速精准追踪。研究结果表明,在0.11 s时DCT开始出现升挡转矩相,车速整体维持稳定变化的态势,车辆冲击度的最大值是4.8 m/s^(3),有利于大大提高换挡的稳定性。相比其他控制方法,基于经验知识MPC换挡方案获得更优的平顺性控制效果,滑摩功也发生降低,可以更快完成动力响应。该研究有助于提高汽车自动控制,为后续的换挡控制奠定理论基础。

基于LADRC的纯电动汽车双离合变速器换挡控制

针对纯电动汽车两挡双离合自动变速器(two-speed dual-clutch transmission,2DCT)换挡控制模型及参数的不确定性和存在的未知干扰,提出了一种线性自抗扰(linear active disturbance rejection controller,LADRC)换挡控制策略。首先建立2DCT换挡过程动力学模型,并分析了换挡过程;然后考虑控制模型的不确定性及未知干扰,将LADRC控制器应用到换挡过程对期望角速度进行跟踪,并采用扩张状态观测器(extended state observer,ESO)对扰动进行实时估计,并加以补偿,最后与PID控制进行对比。仿真和实验结果表明,该控制器跟踪误差更小,鲁棒性强,能保证良好的换挡品质。

双离合器式自动变速器控制系统的关键技术

从离合器起步时的动力学模型、离合器接合速度的控制策略及离合器执行机构的跟踪品质三个方面,总结双离合器式自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)起步控制技术的发展现状,提出进一步优化DCT起步性能的途径。将目前的换挡规律分别归纳为基于经验、基于约束条件、智能修正和综合智能四种类型,总结各种换挡规律的应用现状,提出进一步完善综合智能换挡体系的方法。总结改善DCT换挡品质的研究成果,提出进一步提高换挡品质的方法。总结数字仿真在DCT研发中的应用现状,分析半实物仿真在DCT控制系统研发中的应用方法。

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。

湿式双离合器自动变速器换挡控制与仿真分析

建立了湿式双离合器自动变速器(dual clutch transmission,DCT)换挡过程系统动力学模型,针对湿式双离合器系统的高度非线性、难以建立精确数学模型等特点,设计了多规则因子模糊控制器。制定了湿式双离合器换挡过程控制策略,该控制策略通过综合控制发动机和离合器压力来完成换挡过程中的动力切换。基于Matlab/Simulink软件平台,建立了湿式DCT传动系统的仿真模型,对换挡过程进行了仿真。结果表明,该控制策略能够满足DCT换挡过程的要求,并且控制器的跟踪性能良好。最后,讨论了换挡控制的影响因素。

干式双离合器系统换挡过程控制分析

针对干式双离合器自动变速器系统,研究了电机驱动的干式双离合器执行机构,分析了膜片弹簧载荷变形特性和离合器扭矩动态传递特性,采用模糊控制和PI(proportion integration)控制的双闭环控制方法,建立了干式双离合器控制系统数学模型,进行了DCT(dual clutch transmission)换挡过程仿真。结果表明电机驱动的干式双离合器及其控制系统,能够满足DCT换挡过程的要求,实现了DCT系统高性能的特性。

基于数据驱动的双离合器自动变速器换挡过程自适应控制

针对双离合器自动变速器(dual clutch transmissions,DCT)在系统性态随服役时间发生变化或存在内外部干扰时换挡品质变差的问题,提出了一种基于数据驱动的无模型自适应控制方法。首先,开展了DCT实车实验采集换挡过程数据,经去噪后统计出换挡品质相对较好的离合器参考转速曲线;然后,通过设计伪偏导数估计方法建立DCT系统动态数据模型,基于无模型自适应控制方法设计了用于跟随离合器参考转速的换挡过程数据驱动控制器;最后,建立DCT系统换挡过程仿真模型,在不同油门下对所提控制方法进行验证。结果表明:当系统性态发生变化或存在内外部干扰时,所提方法保证了良好的换挡品质,具有较好的自适应能力和鲁棒性。

干式DCT换挡模糊时间决策及转矩协调控制

基于自主开发的5速干式双离合器自动变速器(Dual clutch transmissions,DCT),为充分反映驾驶员意图并改善不同行驶工况下DCT的换挡品质,从系统层面探讨发动机与双离合器间的转矩协调控制问题,推导换挡过程发动机转速及离合器传递转矩的计算公式。考虑该DCT物理结构特征,建立5自由度换挡动力学方程,简化后分别得到2自由度滑摩阶段模型和单自由度在挡运行模型。根据换挡品质要求量化换挡控制目标,分析换挡过程发动机与离合器的转速和转矩特性,提出模糊换挡时间决策和基于DCT动态模型的转矩协调控制策略。在Matlab/Simulink软件平台上,搭建DCT换挡控制仿真模型,对驾驶员不同意图下DCT的升、降挡过程进行仿真分析,并开展实车转毂试验。仿真及试验结果表明,所提出基于模型的转矩协调控制策略不仅有效体现了驾驶员换挡意图,改善了DCT换挡品质,而且能够较好地适应各种换挡工况,具有较强的鲁棒性。

双离合器自动变速器结构分析及换挡方式研究

对目前汽车产业中新型自动变速器—双离合器自动变速器的结构进行了研究,并详细地分析双离合器自动变速器的工作原理,找出了控制双离合器自动变速器结合与换挡过程中的主要技术关键点,通过分析给出双离合器自动变速器换挡控制方法,并结合实验给出了变速器换挡机构电路原理图以及换挡机构程序控制流程图,并对控制双离合器的关键部件—高速开关电磁阀进行了研究,给出了控制驱动电路图。实践表明对双离合器的深入研究具有重要的指导意义,同时也表明双离合器变速器具有广阔的应用前景。

DCT车辆性能的硬件在环仿真研究

分析了装备双离合器式自动变速器(DCT)车辆行驶过程中包含的各种运行工况,建立了各运行工况的动力学微分方程。基于xPC目标工作环境,借助MATLAB和工控机等软硬件,与自主设计的电子控制单元和执行电机进行联接,建立了DCT车辆的硬件在环仿真试验台。编制了换挡规律的设计程序,提出了挡位及同步器的控制方法。利用硬件在环试验台,分析了换挡过程中分离合器执行电机的占控比、接合离合器执行电机的占控比、接合离合器开始接合的延迟时间、发动机油门开度变化对换挡品质的影响,优化了换挡品质。此外,对DCT车辆加速工况、制动工况的性能进行了测试与评价。

混合动力汽车行进间起动发动机与DCT换挡协调控制

结合双离合器自动变速器(DCT)独特的结构型式和性能优势,提出了一种装备DCT的单电机重度混合动力系统,建立了该重度混合动力系统的动力学模型.采用基于规则的方法,以系统效率最优为目标进行了工作模式区域分析与经济性换挡规律分析,制定了混合动力汽车模式切换与DCT换挡的综合工作规律.针对综合工作规律中模式切换点与换挡点相交的情况,提出了模式切换与换挡协调控制策略以及控制方法,并利用Matlab/Simulink软件仿真平台进行了行进间起动发动机与升挡协调控制过程的仿真分析.结果表明:所建立的行进间起动发动机与升挡协调控制策略有效提升了装备DCT的混合动力系统的性能,不仅解决了装备DCT的混合动力汽车模式切换与换挡冲突的问题,同时较大程度地节省了模式切换与换挡时间,充分发挥了装备双离合器自动变速器的混合动力系统的结构优势.

DCT车辆起步及换挡过程双离合器H_∞鲁棒控制

根据自主研发的双离合器自动变速器(DCT)结构和工作原理,建立了DCT车辆起步及换挡过程动力学模型。考虑起步及换挡过程中发动机扭矩波动及油门踏板抖动等不确定性因素,基于Ric-cati不等式和线性矩阵不等式设计了H∞鲁棒控制器,分析了冲击度和滑摩功两项离合器接合性能指标,探讨了离合器最优传递扭矩的求解问题,并与线性二次型最优控制策略进行了仿真对比分析,结果表明:H∞鲁棒控制可以较好地解决DCT车辆起步与换挡过程离合器压力控制问题,并能显著地改善离合器控制的鲁棒性能。

双离合器式自动变速器汽车换挡控制策略仿真

为了改善双离合器式自动变速器汽车的换挡性能,综合考虑整车动力性、双离合器寿命和驾乘舒适性等因素,研究换挡过程中双离合器的协调控制.对整车换挡过程进行动力学建模与仿真,深入分析了寄生功率的产生机理,提出其解决方案.针对分离和接合离合器,采用模糊控制理论,以油门开度、离合器主从动盘角速度差及其变化率为输入,分离速度和接合速度为输出,设计了换挡控制策略.结合特定驾驶员意图,对升挡过程进行仿真.结果表明,该策略可以很好地反映驾驶意图,能够消除寄生功率,减小换挡时间、冲击度和滑摩功.因此,考虑寄生功率现象的模糊换挡控制策略可以实现动力不中断换挡,大大优化了换挡品质.

双离合器自动变速器正扭矩换挡控制过程

在分析双离合器自动变速器换挡工作过程的基础上,提出了正扭矩换挡的思想,以及同步器的一种新的设计方法和脱开方式。建立基于正扭矩换挡的系统动力学模型,对正扭矩升挡和降挡控制过程进行分析,得出了正扭矩换挡过程中各控制参数之间的变化关系。

人-车-路闭环系统中的双离合器式自动变速器车辆换挡规律

结合不同驾驶员意图、整车质量参数和道路状况,制定了人-车-路闭环系统中双离合器式自动变速器车辆的修正型换挡规律。对修正型换挡规律下的系统进行仿真研究表明,该规律有助于消除频繁升降挡现象。基于xPC平台,建立了干式双离合器式自动变速器控制系统的硬件在环仿真试验台。结合复杂路面,采用比例-积分-微分控制器,针对普通和修正型换挡规律两种情况分别进行硬件在环仿真,结果验证了修正型规律有效性,有助于减少作动器的动作次数。

联合油压控制的DCT升挡控制策略研究

针对某履带车辆的双离合器自动变速器(DCT)的升挡过程,对其进行动力学分析,建立各阶段动力学方程,总结分析传统升挡过程控制方法。基于传统方法的缺点提出基于双离合器联合油压控制的升挡控制策略,并运用Matlab/Simulink建立动力传动系统仿真模型。在升挡过程中,均通过比例控制高挡离合器的充油油压,分别运用传统控制方法与联合油压控制方法控制低挡离合器放油油压,对仿真结果进行对比分析。结果表明,联合油压升挡过程控制换挡平稳,防止了系统负转矩的产生,且滑摩功较小,提高了换挡品质。

干式双离合器变速器换挡过程的转矩协调最优控制

对于某一自主开发汽车的六速干式双离合器变速器(DDCT),提出了对不同驾驶意图、分阶段采取不同措施的转矩协调最优控制策略:在转矩相阶段,运用二次型最优控制确定了离合器转矩变化率;在惯性相阶段,采用发动机点火参数与燃油供给调节控制以缩短惯性相时间;在微滑摩阶段及需求转矩切换阶段,建立了体现驾驶意图的控制因子映射。并在Matlab/Simulink软件平台上,搭建了DDCT换挡过程模型,进行仿真试验。结果表明:换挡过程中的换挡冲击在-2 m/s3以内,产生的总滑摩功在2 kJ以内;因而,该控制策略能体现驾驶员的换挡意图,且满足换挡品质需求。

6速湿式DCT动力学建模与换挡控制仿真

针对6速湿式双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission,DCT)产品开发,建立了包括发动机转矩模型、DCT动力学模型和整车纵向动力学模型在内的湿式DCT系统动力学模型,综合考虑换挡时间、冲击度和滑摩功,提出了DCT升挡过程控制策略。利用Matlab/Simulink及Stateflow建立了DCT换挡控制仿真模型,通过50%节气门开度下1挡升2挡过程的仿真实验,对所建模型及提出的换挡控制策略进行了验证。仿真结果表明所建立的湿式DCT系统动力学模型正确,换挡控制策略合理可行。

发动机负扭矩工况下的DCT传动系统换挡控制策略

针对汽车下坡、减速、超车等发动机出现负扭矩的特定工况,利用发动机负扭矩工况下的试验数据,建立了DCT动力传动系统换挡过程的动力学模型。根据发动机负扭矩工况下的扭矩转速特性,提出了DCT负扭矩换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。

干式DCT换挡时间FAHP决策及转矩协调最优控制

基于6速干式DCT建立了换挡动力学模型,根据换挡品质要求量化了换挡控制目标,将DCT换挡过程分为转矩相、惯性相、微滑摩阶段及需求转矩切换阶段,实现了无冲击换挡。基于模糊层次分析法(FAHP)建立了换挡时间决策体系,并通过在线遗传算法实时优化转矩相和惯性相的时间分配,解决了DCT换挡过程中换挡时间决策问题及双离合器与发动机间的转矩协调控制问题,减少了换挡过程中滑摩功的产生。Matlab仿真结果表明,所提出的基于模型的转矩协调最优控制策略能有效提高DCT车辆的换挡品质。