DCT起步模糊控制研究及仿真分析

探讨了汽车双离合器自动变速器的起步控制技术,以提高汽车起步品质和减小起步离合器片的磨损为原则,提出了基于发动机局部恒转速和起步时采用两个离合器同时参与起步过程并最终只用Ⅰ挡完成起步的起步控制策略,建立了以驾驶员意图和车辆载荷为输入的两离合器接合程度模糊控制器,设计出驾驶员意图、离合器主从动盘的转速差和发动机实际转速与目标转速的差值为输入的离合器接合速度模糊控制器,控制两个离合器分离、接合的时刻与速度。通过对DCT的起步过程仿真分析,并与机械自动变速器AMT的单离合器起步的结果进行了对比。结果表明,采用所设计的起步控制策略能够有效地提高汽车的起步品质。     

基于发动机恒转速控制的DCT双离合器联合起步研究

建立了DCT车辆双离合器联合起步的数学模型。基于发动机恒转速控制原则,推导了起步过程中离合器传递转矩与冲击度之间的关系,优化了两离合器传递转矩的变化过程。利用PID控制器解决了维持发动机恒转速与离合器接合速度的矛盾,建立了仿真模型进行验证。     

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。     

车用磁粉离合器的起步模糊控制策略研究

离合器在起步接合过程中,通过油门开度及其变化率来推理驾驶员的操作意图。以驾驶员意图和离合器主、从动件速度差为控制参数,运用模糊控制理论,设计了车辆起步时磁粉离合器的模糊控制器,实现了起步接合过程中对磁粉离合器励磁电流的合理控制,使整车冲击度都满足相应指标,并使磁粉离合器的滑磨功较小。通过在MATLAB/Simulink中磁粉离合器的动力学建模,以整车模型为平台对起步控制策略进行了仿真试验验证,取得了较满意的效果。     

双离合器式自动变速器两离合器起步控制与仿真

根据双离合器式自动变速器(Dual clutch transmissions, DCT)独特的结构形式,为了平衡两个离合器的滑磨功,延长离合器的使用寿命,提出DCT两离合器同时参与起步的控制策略.建立两离合器起步动力学模型和离合器转矩控制模型.按照油门开度的大小将DCT起步划分为爬行起步、正常起步和急起步三种模式.以30%油门开度下DCT正常起步为例,根据不同驾驶意图需求以及车辆起步过程冲击度限制,并考虑两离合器同时滑磨时容易形成功率循环问题,制定了离合器C1接合速度的模糊控制策略和离合器C2定接合速度的控制策略.在Matlab/Simulink软件平台上,建立两离合器起步控制仿真模型,进行仿真分析并与单离合器起步仿真结果进行对比.结果表明,两离合器起步控制策略充分发挥了DCT的结构优势,验证了两离合器起步控制对平衡两离合器滑磨功的有效性.     

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。     

双离合器自动变速器双离合器起步与换档的反馈线性化控制的研究

对理想发动机飞轮转速与理想离合器从动片转速的精确跟踪是提高双离合器式自动变速器(DCT)起步与换档品质的关键。针对DCT在起步与换档时离合器接合过程的仿射非线性动力学模型,利用基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统拓扑等价为完全可控型线性化系统并对该线性系统实施PID控制。仿真结果表明:起步与换档时的仿射非线性系统稳定、跟踪性态良好。     

基于四参数输入的全电AMT离合器模糊控制仿真与试验研究

AMT车辆的起步品质直接影响车辆的驾驶舒适性。对离合器的接合过程进行合理控制,能有效改善车辆的起步效果。在MATLAB上,以油门开度、油门开度变化率、离合器主从动盘转速差比、起步阻力作为模糊控制器的输入量,制定了接合过程中离合器接合速度控制规则,设计了离合器模糊控制算法,建立了离合器接合模型并进行仿真。仿真结果表明,以四参数作为控制系统的输入量,能真实的反映驾驶员起步意图和道路条件的变化,有效的控制离合器的接合速度,改善离合器的接合质量。     

基于滑模变结构的DCT车辆双离合器起步控制研究

对双离合器式自动变速器(DCT)的结构特点进行分析,利用Matlab/Simmechincs建立起步过程中DCT车辆的物理模型。分析车辆起步时发动机输出转矩和发动机转速的变化规律,实现发动机恒转速起步。根据发动机的输出转矩、离合器传递转矩、离合器滑差率以及车辆的阻力矩建立了滑模控制器,控制输出离合器控制油压。制定双离合器同时接合的起步和l挡单离合器结合起步控制策略,在轻载、中载和重载三种工况下对车辆起步进行仿真,从而验证滑模控制器的正确性,并以离合器结合时间、起步平顺性以及离合器滑模功为评价指标。最后,在轻载工况下,将滑模控制器控制双离合器起步与PID控制双离合器轻载进行仿真对比。仿真结果表明,滑模控制器能够实现DCT车辆平稳起步,并且双离合器起步可以缩短起步时间,可以减少单个离合器滑摩功,有利于提高离合器的寿命。     

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。     

OPTIMAL TORQUE CONTROL STRATEGY FOR PARALLEL HYBRID ELECTRIC VEHICLE WITH AUTOMATIC MECHANICAL TRANSMISSION

In parallel hybrid electrical vehicle (PHEV) equipped with automatic mechanical transmission (AMT), the driving smoothness and the clutch abrasion are the primary considerations for powertrain control during gearshift and clutch operation. To improve these performance indexes of PHEV, a coordinated control system is proposed through the analyzing of HEV powertrain dynamic characteristics. Using the method of minimum principle, the input torque of transmission is optimized to improve the driving smoothness of vehicle. Using the methods of fuzzy logic and fuzzy-PID, the engaging speed of clutch and the throttle opening of engine are manipulated to ensure the smoothness of clutch engagement and reduce the abrasion of clutch friction plates. The motor provides the difference between the required input torque of transmission and the torque transmitted through clutch plates. Results of simulation and experiments show that the proposed control strategy performs better than the contrastive control system, the smoothness of driving and the abrasion of clutch can be improved simultaneously.     

液压挖掘机模糊节能控制策略及实验研究

分析了液压挖掘机功率匹配原则，提出了通过控制泵的排量稳定发动机转速，以实现以节能为目的的模糊控制策略。给出了控制器模糊推理算法，设计了基于模糊控制的节能控制系统。实验表明。模糊算法合理，控制系统性能可靠，节能效果明显。     

基于改进PID算法的EM-CVT速比控制研究

机电控制CVT(EM-CVT)是一种新型无级变速传动装置,其速比跟随误差是作为评价车辆操纵性能的重要指标之一。为了对车辆行驶过程中EM-CVT与发动机动态匹配技术进行研究,通过实验获取了发动机的两种工作模式的外特性;并根据EM-CVT传动机理,理论分析车速与速比间的关系。以PID为基础,提出一种改进PID控制算法实现速比控制,并进行实验验证。实验结果表明,采用改进PID控制算法能获得较好的速比控制,具有实际应用价值。     

基于转矩的低附路面机械式自动变速器控制策略

从机械式自动变速器控制系统所能获取的有限数据,判断行驶路面的附着系数以及车辆轮胎打滑情况,并进行驱动防滑控制;通过发动机转矩、变速器数据、整车状态等对车辆正常的加速度范围进行计算,并和轮速加速度进行比较,以确定车轮打滑情况。根据轮加速度的大小进一步判断路面附着系数。轮胎打滑时,通过对发动机的降扭和离合器的控制,实现驱动防滑的控制;在试验车辆上进行低附路面识别和控制的试验,能够正确识别出路面附着系数。在低附路面起步时,通过打滑时发动机转矩和离合器的控制,避免了车轮连续的滑转,大大提高了车辆的稳定性。这说明该低附路面识别和控制方法是可行的,能够在车上使用。     

直流伺服电机驱动的自动离合器控制

采用直流伺服电机驱动的自动离合器执行机构，与高速开关阀控制液压缸的执行机构相比，可使电控机械自动变速系统的结构大大简化，同时可提高离合器结合速度的控制精度。设计了基于模糊控制和PI控制双闭环控制的伺服电机驱动离合器执行机构，建立了数学模型，并进行了系统仿真。结果表明：直流伺服电机驱动离合器，能很好地控制离合器的结合速度，提高车辆起步品质。     

Control of gear shifts in dual clutch transmission powertrains

To achieve the best possible responses during shifting in dual clutch transmissions it is commonplace to integrate clutch and engine control, while the clutch is used to match speeds between the engine and wheels via reduction gears, poor engine control can lead to extended engagement times and rough/harsh shift transients. This paper proposes a method for combined speed and torque control of vehicle powertrains with dual clutch transmissions for both the engine and clutches. The vehicle powertrain is modelled as a simple four degree of freedom system with reduction gears and two clutches. Including a detailed clutch hydraulic model, comprising of the direct acting solenoids and clutch piston with the hydraulic fluid modelled as a compressible fluid. Powertrain control is realised through control of clutch solenoids and manipulation of the engine throttle input. Sensitivity study of clutch performance evaluating inaccurate torque estimation demonstrated variance in the response of the hydraulic system, with an indicative simulation of poor estimation resulting in increased powertrain vibration during and after shifting. Simulations are conducted to demonstrate the capacity for this method of engine and clutch control to further reduce shift transients developed in dual clutch transmission powertrains. The obtained results also show that the adoption of torque based control techniques for both the clutch and engine, which makes use of the estimated target clutch torque, significantly improves the powertrain response as a result of reduction in the lockup discontinuities.     

基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制

针对离合器控制系统中存在的非线性、外部干扰和参数不确定问题,提出了基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制方法。考虑系统参数的不确定性和外界干扰等不确定因素,建立了单个离合器起步动力学模型;基于微分几何的反馈线性化方法,得出系统的控制律;采用基于趋近律的滑模控制方法,设计了存在不确定干扰的离合器控制系统滑模控制器。利用Lyapunov理论对系统的稳定性进行了证明。仿真结果表明该控制器使离合器接合过程的速度跟踪精度高,且鲁棒性好。     

电控机械式自动变速器换挡过程中离合器的接合控制

为有效减少换挡过程中离合器的接合冲击,需要在机械式自动变速器的离合器接合模型基础上,运用合适的控制方法来寻求离合器接合的控制规律。首先采用反馈方法求解模型的控制矢量,得到闭环的离合器接合过程模型;接着对电控机械式自动变速器换挡过程中离合器的接合过程进行模拟,得出离合器接合过程中发动机和变速器输入轴的转速和转矩变化过程,并计算出相应的离合器弹簧分离指小端位移和车辆冲击度;通过用模拟结果和实车测试结果对比,验证了模型和控制方法的准确性,为进一步提高机械式自动变速器的性能奠定了基础。     

AMT换挡过程发动机转速Fuzzy-Bang Bang双模态控制

为在机械式自动变速器(AMT)换挡过程中达到节省燃油、降低发动机噪声、提高换挡平顺性和减少离合器滑磨的目的,综合最速控制和模糊控制的优点,提出了Fuzzy-Bang Bang双模态发动机转速控制算法,并在SC6350小客车AMT样车上进行了换挡试验,取得满意效果。