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。

双离合器自动变速换挡品质分析与控制

干式双离合器自动变速系统中离合器扭矩控制是换挡品质控制的关键,在分析双离合器自动变速器换挡过程的基础上,建立了换挡过程系统动力学模型,分析了双离合器传递扭矩和切换时序对换挡品质的影响;提出了通过执行机构对换挡过程中干式双离合器压紧力进行控制以实现换挡品质控制的方法。针对一款干式双离合器自动变速车辆,建立了换挡过程系统Simulink仿真模型,对换挡控制特性进行了仿真和实验分析。结果表明,所提出的换挡控制策略较好实现了对换挡品质的控制。

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。

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。

摩擦片磨损对干式双离合器自动变速器换档特性的影响

主要研究摩擦片磨损对干式双离合器自动变速器(DCT)输出特性的影响.考虑干式双离合器摩擦片的磨损,构建了DCT系统动态模型、双离合器杠杆弹簧和电动执行机构模型.基于杠杆弹簧模型和电动执行机构模型,研究了不同磨损量时双离合器压盘压力曲线的变化规律.基于Matlab/Simulink平台构建了DCT传动系统模型,以磨损时压盘压力变化曲线作为输入,研究了双离合器磨损量对DCT换档特性的影响.

干式双离合自动变速器分段优化换挡策略研究

综合离合器滑摩功和冲击度作为换挡过程性能的评价指标,基于该性能指标分析了干式双离合器自动变速器(DCT)换挡过程中的关键节点,将换挡过程划分为4个阶段,并根据各个阶段的特点采用相应的控制策略,来达到换挡过程整体优化。在扭矩交互阶段采用微滑摩转速跟随策略,在调速阶段采用基于离散动态规划的策略。将该换挡策略应用于试验车辆,验证了其在改善干式双离合自动变速器换挡综合性能上的有效性。

干式DCT双离合器联合起步最优协调控制

基于自主开发的6速干式双离合器自动变速器(Dual clutch transmission,DCT),提出基于极小值原理的双离合器联合起步过程发动机和双离合器转矩协调最优控制算法。在起步滑摩阶段,以滑摩功和冲击度为性能指标,在反映驾驶员意图的终端约束下,采用极小值原理和改进的发动机恒转速控制,研究并确定起步过程中双离合器,发动机转矩及其转速。根据起步控制目标,确定分离离合器分离条件和离合器的转矩分配关系。在需求转矩切换阶段,将发动机输出转矩平滑切换到驾驶员需求转矩。在Matlab/Simulink软件平台上,搭建DCT车辆双离合器联合起步控制仿真模型,对不同驾驶意图和起步档位下DCT车辆的起步过程进行仿真。结果表明,所提出的基于极小值原理的发动机和双离合器转矩协调控制策略,有效地保证双离合器联合起步品质,反映起步意图,延长离合器使用寿命。将所得的离合器最优转矩控制律转化为离合器位置控制律,在离合器伺服控制试验台架上进行离合器位置闭环控制,得到较好的跟踪效果。

干式双离合器自动变速器换档过程离合器传递转矩估计

双离合器式自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)换档过程控制的关键在于发动机、双离合器间的协调控制,以及各离合器传递转矩和发动机输出转矩的精确闭环控制,而离合器转矩闭环控制的实施及控制精度则完全依赖于其传递转矩的实时有效估计。针对6速干式DCT,设计了换档过程离合器以及发动机的协调控制策略;基于双遗忘因子的递推最小二乘法对车辆行驶阻力矩进行估计,同时搭建高阶滑模观测器对发动机以及输出轴的角加速度进行重构,并设计未知输入观测器估计离合器传递转矩;基于自主设计的干式DCT动态试验台架,对所设计的离合器传递转矩估计算法进行台架试验验证。仿真以及试验结果表明:所采用的高阶滑模观测估计算法以及未知输入观测器能有效地估计换档过程中离合器实际所传递的转矩,为后续进一步改善干式DCT样车换档品质奠定了基础。

干式双离合器自动变速器快速控制原型与台架试验

基于dSPACE快速控制原型开发了干式双离合器自动变速器系统的多级控制算法,算法在Simulink/Stateflow环境下完成,通过Real-Time Workshop在硬件中实现。快速控制算法的设计、执行、测试和在真实硬件上的实现,缩短了开发周期。将算法下载到双离合器电控单元进行台架试验,通过与快速原型的半实物仿真对比,验证了控制算法的正确性。目前控制系统已应用于干式双离合器自动变速器的开发中。

干式双离合器的发展动态

干式双离合器是双离合器自动变速器的重要部件之一,其性能的好坏将直接影响自动变速器的动力传递性和换挡品质。为全面掌握干式双离合器的发展动态,在阐述其概念、特点和用途以及分析其结构和国内外研究现状后,总结6种结构的优缺点,指出开发过程中的技术难点,并提出其发展趋势,对今后干式双离合器的研究、开发提供一定的理论基础。

DCT双离合器磨损量的定量辨识

在建立膜片杠杆弹簧和DCT系统模型的基础上,基于Matlab/Simulink分析了起步过程中不同磨损量时CL1从动盘转速变化规律,以及1挡换2挡过程中,CL2磨损量对双离合器转速差的影响.结果表明:起步时CL1从动盘转速不为零时刻与其磨损量呈线性关系,1挡升2挡过程中CL2的主从动盘转速差峰值以及完全接合时刻与其磨损量之间存在非线性关系,从而为双离合器磨损补偿提供了理论依据.

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。

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。

汽车干式双离合器转矩传递分析与建模

提出了影响离合器传递转矩的2个关键因素:摩擦面压紧力和摩擦系数。然后针对一款干式、常开推式双离合器,分析了离合器在接合过程中的不同状态,并在此基础上对2个离合器摩擦面的压紧力和摩擦片的摩擦系数进行了分析。最后建立了双离合器转矩传递模型,明确了离合器传递转矩与离合器液压缸活塞杆位移和离合器主、从动盘转速差的关系。

基于某变速器的干式双离合器自调节原理分析

基于某干式双离合器,采用激光点云扫描技术扫描其膜片弹簧表面,并结合CATIA软件生成膜片弹簧实体模型。用ANSYS/Workbench软件分别对实体模型进行有限元分析,得到自由状态膜片弹簧小端载荷位移曲线,并通过台架试验证明了曲线趋势的合理性。在此基础上,对干式双离合器的自调节原理进行了详细分析。

干式DCT主离合器的二参数温度模型研究

干式双离合器自动变速器在离合器的滑摩阶段聚热升温,严重影响摩擦片的摩擦磨损性能、转矩传递能力和自身的耐久性。温度模型是温升控制的基础,传统的有限元温度模型计算量大,无法用于实时控制。根据主离合器的几何与物性特征,提出一维温度场假设,建立能量平衡方程,推导内热源作用下非稳态导热过程的时间-空间离散模型,基于此设计温升系数和散热系数,得到二参数简化模型。与试验结果的比较表明,简化模型的相对误差小于10%。

基于NSGA-Ⅱ算法和模糊控制的纯电动汽车2DCT换挡规律研究

换挡规律是影响汽车动力性和经济性的关键因素。针对自主研发的纯电动汽车两挡干式双离合变速器(2DCT),以不同踏板开度下的换挡车速作为优化变量,通过NSGA-Ⅱ算法得出换挡速度的Pareto前沿,利用线性加权法求出兼顾经济性和动力性的踏板开度和车速两参数换挡规律。引入加速度构建一种三参数模糊控制器,对换挡速度进行动态调整,得到综合性换挡规律。结果表明,综合换挡规律能同时兼顾整车的经济性和动力性,并且相较于经济性换挡规律较大程度减少换挡频率。

干式双离合自动变速器车辆升挡过程发动机协调控制研究

为改善装有干式双离合自动变速器(DDCT)的车辆换挡时的驾驶体验,针对其换挡过程,提出了一种基于扭矩的发动机协调控制策略。首先根据变速器控制单元(TCU)的需求扭矩和发动机最优扭矩计算智能停缸的缸数,利用点火正时效率计算点火提前角的改变量;然后在MATLAB/Simulink上进行建模、仿真和优化,并对优化后的控制策略进行实车试验验证。结果表明,该控制策略能明显改善换挡时发动机的扭矩响应,缩短换挡时间,减小滑摩功损失和换挡冲击,明显提升了换挡品质。

干式双离合器在频繁换挡工况的温度场研究

滑摩是导致干式离合器温度上升的关键因素。基于传热学基本理论,定义了干式离合器温度场分析的边界条件,利用这些条件在CFD软件建立了干式双离合器的有限元模型,在频繁换挡工况下进行仿真分析。主要详细研究了在不同热流密度曲线下、不同空气层厚度、摩擦片边缘突起、强制散热以及不同转速对其温度场分布的的影响,从而得到了摩擦片和压盘温度变化的主要影响因素。

干式双离合器自动变速器的工作分析

干式双离合器具有轴向尺寸小、结构简单、效率高、成本低和不需辅助动力等特点,它是双离合器自动变速器的重要组件。文章介绍了干式双离合器自动变速器的工作原理和干式双离合器的结构特点,对干式双离合器自动变速器的换档控制、离合器控制等问题进行了分析。