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DCT变速HEV换档过程鲁棒优化控制

针对双离合器自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)变速弱混合动力轿车,考虑到起动发电一体化电机(Integrated starter and generator,ISG)转矩响应特性较快、转速/转矩控制精度高等特点,对其介入到换档过程时不同动力源输出转矩和离合器传递转矩协调鲁棒控制问题进行研究。建立体现DCT换档切换过程阶段差异性的动力学模型;考虑转矩相的离合器执行机构的响应能力和惯性相的模型不确定性和外界干扰(转速量测噪声和发动机转矩响应滞后),优化决策了动力源合成转矩;在需求转矩切换阶段,切换发动机转矩至驾驶员需求水平并退出ISG电机;基于系统效率最优对动力源合成转矩进行分配。基于Simulink的仿真试验表明所提出的换档控制策略能有效协调控制动力源转矩,并对模型不确定性和干扰有较强的抑制能力。为进一步验证策略进行的动态台架试验表明,所设计的转矩协调控制策略有效地解决了DCT换档过程中ISG电机、发动机以及双离合器之间的实时转矩协调控制问题,使其具有较好的换档品质。     

双离合器自动变速器电控单元控制策略模块化设计

针对双离合器自动变速器(DCT)电控单元控制策略研究过程缺乏系统性,采用模块化方法将DCT电控单元划分为离合器控制、同步器控制、换挡总成控制以及整车控制四大模块;分析了各个模块的主要功能、划分依据以及各模块之间的控制逻辑关系;分别对各个功能模块的建模过程及控制策略进行了阐述;在此基础上,利用Matlab/Simulink软件平台,搭建了DCT电控单元控制系统的仿真模型;进行了定油门开度下,双离合器自动变速器电控单元控制策略的仿真分析。仿真结果验证了所制定的DCT电控单元控制策略的有效性,为双离合器自动变速器产品开发提供了理论依据。     

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。     

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。     

湿式双离合变速器系统开发

正双离合变速器(DCT)由两个湿式离合器、两个输入轴分别与两个湿式离合器连接、换挡同步器按奇偶数挡位分别布置在两个输入轴上及相应齿轮组、自动换挡控制系统以及电控系统TCU(Transmission Control Unit)组成。其中变速器控制系统TCU主要负责采集车辆运行信息及驾驶员的操作指令,然后进行判断并控制DCT的运行。TCU作为实现自动变速器功能的关键部件,具有内部结构复杂,开发周期长,验证困难等特点。     

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。     

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.     

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。     

基于最优控制的AMT/DCT离合器通用起步控制

依据自动变速器离合器从动侧运动状态判别离合器的起步与换挡状态,建立电控机械式自动变速器(Automated manual transmission,AMT)和双离合器自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)的离合器起步统一动力学模型,采用线性二次型最优控制方法,将冲击度转换为最优控制的约束条件之一,以滑摩功最小为目标,通过AMT离合器起步、DCT单离合器起步和DCT双离合器起步时的状态变量选择、参数设置和约束条件修改,实现了AMT和DCT统一的离合器最优起步控制.仿真与试验结果表明,上述方法能够实现AMT和DCT离合器起步控制的通用化,从而为AMT/DCT自动变速器通用开发平台的构建奠定了基础.