考虑离合器摩擦性能衰减的湿式DCT车辆起步控制研究

建立了考虑离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减的湿式双离合变速器(dual clutch transmission,DCT)车辆起步过程动力学模型,以车辆起步过程冲击度、滑摩功和起步滑摩时间为优化目标,采用线性二次型最优控制方法获得了车辆起步过程离合器最优传递转矩。针对离合器摩擦系数变化及离合器性能衰减对车辆起步过程离合器压力控制的影响,提出了一种离合器压力非线性鲁棒控制策略,以实现对离合器最优传递转矩的跟踪。结果表明,所提出的非线性鲁棒控制策略能够在离合器摩擦系数变化的情况下实现对离合器最优传递转矩的有效跟踪,跟踪误差不大于0.02 N·m,且能够适应摩擦性能衰减导致不同寿命阶段摩擦系数的不同变化规律,与比例-积分-微分(proportion-integral-differential,PID)控制策略相比具有更精确的控制效果和更强的鲁棒性。

P2.5-PHPS发动机至混合驱动模式切换过程动态协调控制研究

搭载双离合变速器的P2.5插电式混合动力系统传动效率高,换挡和模式切换过程无动力中断,应用前景广阔,但其模式切换过程由于发动机与电机的扭矩响应特性存在差异,扭矩波动明显,影响驾乘体验。针对上述问题,提出一种发动机驱动至混合驱动模式切换的协调控制策略,以搭载双离合变速器的P2.5插电式混合动力系统为研究对象,对其发动机至混合驱动模式切换过程进行分析,依据分析结果将系统模式切换过程划分为4个阶段。在此基础上,基于PID反馈原理控制动力源的实际输出转矩并通过控制加速踏板开度变化率限制发动机的扭矩变化率,利用驱动电机扭矩快速响应的优势补偿发动机扭矩响应滞后来降低输出扭矩波动,制定模式切换过程多阶段双动力源扭矩协调控制策略。搭建基于P2.5插电式混合动力系统的发动机至混合驱动模式切换动态协调控制仿真模型。仿真结果表明,模式切换过程无动态协调控制策略的最大冲击度约7.1 m/s^(3),策略下最大冲击度约1.78 m/s^(3),减小74.9%,表明所提出的控制策略能有效减小模式切换过程冲击度,提高整车平顺性。

基于可解释极端随机树模型的DCT液压响应预测

为解决传统湿式双离合器变速器(Dual Clutch Transmission,DCT)控制策略在硬件误差以及复杂工况下液压响应预测精度不完全可控的问题,提出了一种基于SHAP图可解释极端随机树预测模型,使用机器学习方法结合某汽车公司DCT实验室采集的真实离合器数据对DCT液压响应进行预测。模型利用SHAP算法对于重要特征选择的可解释性,筛选并保留对液压响应影响较大的特征,将时间切片和升降压判定作为特征加入训练数据,训练预测模型。结果表明,该模型训练结果的均方误差MSE为0.6703,可决系数R2为1.0000,并且在测试集上预测值与实际值之间的平均误差为12.99 kPa,远低于设计误差25 kPa,具有较高的预测精度,特征选择较准确,可以很好地解决传统物理模型无法计算不同工况下液压响应的问题,为下阶段基于数据和物理双驱动的DCT控制策略优化提供较准确的预测结果。

湿式DCT换挡过程离合器转矩精确控制方法研究

湿式DCT换挡过程中双离合器传递转矩的精确控制对换挡品质具有决定性影响,而目前在换挡控制中存在忽略湿式离合器黏性转矩的缺点,进而影响换挡品质。鉴于此,提出一种基于湿式离合器动态摩擦因数,通过RBF-PID控制算法进行湿式离合器转矩精确控制的方法。运用平均雷诺方程和G-W弹性接触模型,建立考虑离合器传递转矩的强非线性以及温度影响的湿式离合器接合过程动态摩擦因数综合模型;结合某款湿式DCT整车换挡动力学模型和换挡工况请求转矩,将动态摩擦因数模型引入湿式离合器期望结合压力计算中,以RBF-PID压力自适应控制器控制离合器压力控制阀的输出压力的方式,实现离合器传递转矩精确控制。结果表明,与忽略黏性转矩的传统控制方法相比,所提控制方法减小了双离合器传递转矩的误差,当油液温度为40、80、120℃时,换挡过程最大冲击度分别下降了14.4%、15.7%、13.4%,湿式DCT换挡品质得到了有效提升。

湿式双离合自动变速器起步平顺性分析及优化

为解决湿式双离合自动变速器(DCT)起步飞车问题,通过对双离合器进行摩擦系数理论分析及台架测试,得到摩擦系数与温度、压力、滑摩转速关系,并得到飞车与摩擦特性与滑摩转速负相关存在关系,并摩擦片沟槽深度进行整改(>0.2mm),保证摩擦特性的正相关,改善整车飞车问题。

湿式双离合变速器车型应用快速开发

为了缩短湿式双离合变速器与整车匹配研发周期,提高市场占比,基于企业本身积累的丰富开发经验知识,在项目初期充分运用CAE仿真进行离合器热性能,齿轮轴、轴承耐久耐久性能等关键变速器寿命可行性分析,减少项目后期实际运行时间周期,在样机制作过程中使用快速灵活的加工生产方式,如铣削铝块制作变速器壳体, 3D打印等,变速器控制软件本身功能已经开发处于较高成熟度,只需对新匹配车型其他控制器进行信号通讯匹配调整,并具备与自身结构特性匹配的智能闭环PID控制,简化了变速器与整车驾驶性标定工作。通过上述方式,实现了缩短双离合器变速器项目正式开发周期至一年以内。

湿式双离合器自动变速器起步控制

针对装有湿式双离合器自动变速器的起步控制问题,根据起步控制评价指标,制订起步控制策略,提出了基于模糊PID控制离合器压力的控制方法,实现了离合器压力的精确控制,给出起步控制流程。通过3种不同油门开度的起步试验和短时间连续起步停车试验,验证该控制策略。试验结果表明,该控制策略能够适应不同工况的起步要求,离合器油温得到良好控制。

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。

双离合器自动变速器及其应用前景分析

介绍了一种采用双离合器构成的自动变速器的典型结构及其工作原理,变速器的挡位按奇偶数分开布置,分别与两个离合器相联接,通过两个离合器的交互切换完成换挡过程,实现动力换挡。文中简要分析了该型变速器的工作特性及关键技术,并对其应用前景进行了预测。

湿式双离合器式自动变速器起步智能控制

针对装有湿式双离合器式自动变速器的车辆起步控制问题,根据起步过程的性能评价指标,在综合考虑驾驶员的起步意图、发动机的运行状态及离合器的接合状况的基础上,提出了基于模糊智能控制的湿式双离合器式自动变速器的起步控制策略,确定起步过程中的离合器目标压力,根据离合器目标压力与实际压力值的误差,设计基于FCMAC的离合器压力智能控制系统,实现离合器压力的精确控制.采用该控制方法进行实车起步试验,验证了控制策略的有效性.试验结果表明:离合器压力控制系统保证了离合器压力的精确控制,起步控制策略能够满足汽车起步过程的平顺性和快捷性要求,使车辆具有良好的起步品质.

湿式双离合器自动变速器的起步控制

针对湿式双离合器自动变速器起步平稳性差、滑摩功大的问题,根据双离合器自动变速器的自身结构特点,提出两个挡同时参与起步过程的控制策略,并给出程序流程图.采用基于模糊PID控制的离合器压力控制方法,实现了离合器压力的精确控制.通过3种不同节气门开度的起步试验和短时间连续起步停车试验,以验证该控制策略的有效性.试验结果表明,离合器压力控制算法适应性强,起步控制策略能够适应各种不同工况的起步要求.

湿式双离合器自动变速器的起步控制

文章采用目标发动机转速控制方法,参考市场成熟产品,提出了起步过程性能量化指标,制订起步过程分段控制策略;参考发动机飞轮端扭矩作为离合器扭矩的控制依据,采用开环控制和闭环PI控制相结合的起步控制策略,实现对离合器扭矩的精确控制,并通过不同油门的起步试验,验证该控制策略的正确性和合理性。试验结果表明,该控制策略能够适应不同工况的起步要求。

湿式双离合自动变速器起步控制策略研究

针对双离合器自动变速器的特点,建立了起步过程中的动力学建模,制定了单离合器起步控制策略,并以斯柯达某型车为目标车型进行了试验验证,试验结果表明采用所设计的离合器控制策略能有效地提高双离合器自动变速汽车的起步换挡品质。

湿式双离合器动态充油特性与主油压相关性研究

湿式双离合器充油特性是开发双离合器自动变速器离合器控制系统的关键之一。在考虑液压系统的液阻、液感、液容以及电磁阀液动力的前提下,建立了离合器压力控制系统以及各液压元件在充油过程中的动态模型,并利用AMESim对其进行动态仿真,通过试验验证了所建模型的正确性与有效性。仿真和试验结果发现:由于离合器电磁阀阀芯液动力的存在,离合器充油时的压力响应速度与系统主线压力设置呈非单调关系,存在最优区间。基于此研究结果,通过优化系统主线压力设置可以有效提高离合器充油速度,改善建压时间。

湿式DCT双离合器联合起步控制建模与仿真

应用平均雷诺方程和粗糙表面弹性接触模型,建立了湿式离合器接合过程动态传递转矩模型。在湿式离合器接合过程动态传递转矩模型的基础上,建立了车辆起步过程中湿式双离合器联合起步动力学模型,并利用Matlab/Simulink仿真平台对模型进行了仿真验证。以20%油门开度起步为例,分别对引入动态传递转矩模型和经典静态转矩模型的湿式双离合器联合起步过程进行了仿真分析,结果表明,引入湿式离合器动态传递转矩模型能够更加真实地表征湿式DCT起步过程中转速、冲击度及滑摩功变化规律。

湿式双离合器微滑摩控制关键问题研究

为有效提高湿式双离合器车辆行驶过程的驾驶品质,对湿式双离合器微滑摩控制的关键问题进行研究。首先分析了湿式双离合器微滑摩行为对离合器阻尼的影响,并建立了微滑摩控制被控对象的数学模型。在此基础上提出电流和微滑摩双闭环的离合器微滑摩控制系统结构,探讨了电流控制器和微滑摩控制器的设计方法。接着通过实车试验,验证了电流、微滑摩双闭环控制方法的精确性,以及微滑摩控制对减弱发动机侧传递振动的有效性。最后通过离合器的冷却试验,获得离合器冷却油的期望流量和出油温度,据此确定了不同发动机转速和变速器油温下的离合器最佳微滑摩量。本研究结果表明,通过微滑摩控制来提高湿式双离合器车辆的驾驶品质,是一种切实可行的方法。

湿式双离合器的摩擦参数估计

湿式双离合器扭矩的精准传递对其换挡品质具有重要影响,但离合器的摩擦特性受材料间的相互作用及油液的热降解等因素影响而变化,进而影响传递扭矩的精度,本文提出了一种在线估计离合器摩擦参数的方法。首先设计了自适应扭矩观测器,该观测器可通过车辆已有的传感器估计出离合器换挡时的传递扭矩;其次将离合器结合阶段分为流体动力润滑阶段、部分润滑阶段和机械接触阶段,并基于Stribeck摩擦模型建立了湿式离合器摩擦因数模型,利用递推最小二乘方法估计出了相应的系数;最后利用Stribeck摩擦模型对所估计出的参数进行计算得到了离合器接合时的实时动态摩擦因数模型,为湿式双离合器在线故障诊断及传递扭矩的精准控制提供了基础。

湿式双离合器换挡优化控制

双离合变速器的换挡过程控制是其品质提升的关键,提出了一种基于摩擦参数估计的换挡控制方法。首先,基于扩展卡尔曼滤波设计出了估计湿式双离合器换挡过程中两个离合器传递扭矩的方法;其次基于Stribeck摩擦模型建立了湿式离合器摩擦因数模型,利用递推最小二乘法估计出了换挡过程中相应的系数并计算得到离合器接合过程中的实时动态摩擦因数;最后使用模型预测控制优化出换挡过程中两个离合器的需求扭矩,结合估计获得的动态摩擦因数逆推出液压执行机构的需求油压,进而达到改善车辆换挡品质的目的。基于MATLAB/Simulink平台搭建了装备湿式双离合变速器的车辆模型并对提出算法进行了仿真验证,仿真实验结果表明使用该控制方法后离合器换挡过程的冲击度和滑摩功都有所降低,验证了该方法对改善湿式双离合变速器换挡品质的有效性。

驾驶员起步意图识别的P2.5插混单离合起步控制策略

为解决起步过程中车辆状态无法有效跟随驾驶员起步需求的问题,提出考虑驾驶员起步意图识别的起步控制策略。基于搭载双离合变速器(DCT)的P2.5插电式混合动力系统,分析系统结构及DCT单离合器起步过程,根据加速踏板开度及其变化率识别驾驶员操作得到驾驶员起步意图,将起步意图结合离合器状态参数推导离合器结合油压,控制离合器传递扭矩。结果表明:不同驾驶员起步操作下,车辆能有效识别驾驶员的起步意图,冲击度与滑磨功均满足相关性能指标。

DCT离合器接合过程的自适应滑模控制研究

为实现湿式双离合器自动变速器(dual-clutch transmission,DCT)中离合器接合位置的快速、准确控制,文章在分析离合器位置控制系统组成及工作原理的基础上,建立其数学模型;针对该系统的非线性强、负载扰动大、参数时变等特点,设计离合器位置控制系统的自适应滑模控制器,并进行李雅普诺夫意义下的稳定性分析;在Matlab中搭建离合器位置自适应滑模控制系统仿真模型,并与边界层滑模控制仿真效果进行对比分析。仿真结果表明,采用自适应滑模算法的离合器位置控制系统具有更好的收敛速度、鲁棒性能和控制精度。