基于转速/转矩控制的AMT换挡策略

分析了传统机械自动变速器（AMT）换挡控制策略的局限性,提出基于转速/转矩内外双层的AMT动力传动一体化控制方法,即外层计算出发动机目标转速、转矩和离合器目标位置,内层通过向发动机控制单元（ECU）发送转矩请求来实现AMT的换挡控制。为验证该方法的正确性,利用MATLAB/Simulink建立了全电AMT车辆动力传动一体化控制仿真系统模型,并在dSPACE系统上搭建了变速器控制单元（TCU）快速控制原型进行实车测试。仿真和试验结果都表明,应用双层动力传动一体化控制方法,能够显著改善AMT车辆换挡品质。     

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。     

电磁驱动配气机构的发动机分缸工作一致性控制

为了提高发动机分缸工作的一致性,基于电磁驱动配气机构（EMVT）,提出了一种分缸空燃比控制方法来减小各缸间的空燃比差异和转矩差异。应用衰减记忆卡尔曼滤波算法建立了稳态工况下的分缸空燃比观测器,并基于差分进化算法进行参数辨识,仅通过一个宽域氧传感器(UEGO)完成了参数辨识及分缸空燃比的估计。最后根据空燃比差异,应用EMVT独立调节各缸进气持续期,实现了分缸空燃比一致性控制。在GT-Power和Simulink中分别建立了发动机模型以及空燃比估计控制模型,联合仿真结果表明：在稳态工况下,缸间空燃比差异由2.6%减小至0.05%,缸间转矩差异由4.51%减小至0.25%。     

液压机械无级变速器换挡控制策略研究

针对一种液压机械无级变速器建立换挡仿真模型。以输出轴的速度降幅度、动载荷系数、最大冲击度和换挡时间作为换挡品质评价指标,以发动机转速、负载转矩、主油路压力和调速阀流量作为影响因素。建立L9(3~4)正交表,采用极差法确定影响因素各水平的主次和优劣,并预测最佳方案。使用统计学方法分析试验数据,验证仿真结果的正确性。结果表明:采用较低的发动机转速,较小的负载转矩,较小的主油路压力,以及较大的调速阀流量可有效提升变速器器换挡品质。     

基于知识的双离合器自动变速器换挡智能控制

针对双离合器自动变速器(Dual clutch transmissions,DCT)在不同工况下的换挡过程控制问题,提出了一种基于知识的换挡控制策略.通过集成学习算法,将从实车数据中学习到的离合器目标转矩在线应用到DCT换挡过程中,并利用模型预测控制(Model predictive control,MPC)的误差反馈特性,减小系统真实转速与参考转速间的偏差,保证集成学习算法可根据传感器测得的转速准确输出目标转矩;根据DCT换挡过程动力学状态空间方程,建立MPC控制器的状态预测模型;构建换挡过程目标函数,基于MPC控制器对换挡控制量进行滚动优化;在Matlab/Simulink平台上分别对DCT升挡和降挡工况下的换挡过程进行仿真,并与传统的模糊控制和实车标定的控制方法进行对比分析.结果 表明,基于知识的换挡控制能够准确挖掘并应用实车数据中潜在的换挡控制规律,实现了快速平顺换挡的目标,具备更优的换挡性能和更高的智能化水平.     

基于CAN总线的换挡过程控制技术

根据机械式自动变速器自动换挡时的需要,分析了在动力一传动系统中应用CAN总线对换挡时间、冲击度和离合器滑磨功的影响,阐述了控制系统中总线报文的详细内容和通信过程,编制了通过总线接收和发送报文的通信程序,在此基础上设计开发了基于CAN总线的应用层协议-SAE J1939的控制模块,实现了电控柴油机转速、油门位置等车辆动力系参数的共享,同时该模块可以在换挡过程中实时控制柴油机的输出转矩和转速。试验结果表明:该项协调控制技术将使柴油机输出特性和变速器换挡过程相互匹配,因而不仅可使自动机械变速器的硬件得到简化,而且有效地减少了换挡时间,降低了离合器磨损,从而改善了换挡品质。     

全电AMT车辆升挡过程中转矩控制与试验研究

介绍了自行研发的全电AMT系统的组成、原理及其动力一体化转矩控制策略。通过分析AMT车辆换挡过程中对发动机、离合器和变速器的综合控制及其对换挡品质的影响,提出了AMT车辆升挡过程中转矩控制策略,并在装有AMT的某轿车上进行了试验。试验结果表明,在升挡过程中采用一体化控制策略,改变发动机点火提前角和断油能够快速调节发动机转矩,有效地提高了全电AMT车辆的换挡品质。     

负载状态下大马力拖拉机动力换挡控制研究

以换挡过程输出转矩恒定为控制目标,提出动力换挡恒转矩控制策略。基于动力换挡恒转矩控制策略,考虑柴油发动机调速特性、拖拉机负载状态下的换挡控制要求,提出大马力拖拉机动力换挡实际控制策略,将动力换挡过程分为动力交接与转速同步两个阶段,动力升挡时先进行动力交接再进行转速同步,降挡时先进行转速同步再进行动力交接。基于动力换挡两阶段,提出了实际动力升降挡过程中分离与接合离合器作动压力增量关系以及作动压力上限确定方法。基于MATLAB/Simulink进行建模与仿真分析,结果表明,提出的大马力拖拉机动力换挡实际控制策略可实现动力升降挡过程中动力不中断,输出轴始终保持较大的转矩输出,且无需对发动机进行协调控制,使得大马力拖拉机可适应工作阻力变化持续作业,保障了作业效率。     

轻度混合动力AMT系统换挡品质控制

具有固定传动比的机械自动变速器(Automatic manual transmission,AMT)车辆,在换挡过程中,传动比会发生改变,造成离合器主、从动盘产生转速差,会使车辆在换挡过程中不可避免地出现换挡冲击.装备AMT的启动/发电一体化电机(Integrated startergenerator,ISG)型轻度混合动力系统,在换挡过程中,可利用ISG电动机的辅助动力作用,快速控制动力源,提高换档品质.在传统AMT车辆换挡过程分析的基础上,结合轻度混合动力车辆的特点,建立了动力源控制模型,提出了ISG电动机、发动机和离合器联合控制的换挡品质控制策略,在换挡过程中控制动力源转矩和转速,减小了轻度混合动力AMT车辆换挡冲击和动力中断时间.台架试验结果表明,装备AMT的轻度混合动力系统采用所提出的控制策略较传统控制策略能更有效地提高换挡品质.     

全电AMT车辆升挡过程中转矩控制与试验研究

介绍了自行研发的全电AMT系统的组成、原理及其动力一体化转矩控制策略.通过分析AMT车辆换挡过程中对发动机、离合器和变速器的综合控制及其对换挡品质的影响,提出了AMT车辆升挡过程中转矩控制策略,并在装有AMT的某轿车上进行了试验.试验结果表明,在升挡过程中采用一体化控制策略,改变发动机点火提前角和断油能够快速调节发动机转矩,有效地提高了全电AMT车辆的换挡品质.     

发动机电磁驱动配气机构性能试验

为验证自行研制的动圈式电磁驱动配气机构（EMVT）柔性化控制气门运动的能力及其运行稳定性，搭建了以数字信号处理器（DSP）为核心控制器的试验平台并进行了相关性能试验。提出了EMVT实际应用于发动机进气系统的控制系统方案，搭建了基于dSPACE系统和CAN总线的半实物仿真试验平台。试验结果表明，该电磁驱动配气机构的气门开启和关闭的最小过渡时间为2.7ms，平均气门落座速度为0.028m/s  ，满足高速响应和缓落座的要求，且功耗较小；每个气门均可独立控制；可对配气定时、气门开启持续期、气门过渡时间、气门升程等参数实现柔性化调节；在低、中、高转速下都能长时间稳定运行。半实物仿真试验也验证了所提控制系统方案的可行性。     

湿式双离合器拖曳力矩算法及其应用

以某湿式双离合器总成为研究对象,分析了湿式双离合车辆在空挡（N挡）、驻车（P挡）怠速、蠕行过程中,离合器的输出扭矩变化机理;通过搭建输出扭矩的数学模型,得出了离合器片间隙润滑油膜的当量半径、峰值力矩、临界转速的理论计算公式,阐明了三者相互影响的动态关系;结合实验数据,论证了该模型的准确性,运用该模型可减小输出端扭矩波动、拖曳力矩和临界转速。     

基于随机模型预测控制的四驱混合动力汽车能量管理

基于随机模型预测控制基本原理,研究了四驱混合动力汽车的能量优化管理。采用马尔可夫模型预测加速度变化过程,通过计算得到混合动力汽车未来需求转矩。在保证电池荷电状态平衡的前提下,以燃油经济性最优为目标,建立混合动力汽车能量管理优化模型。针对建立的非线性优化模型,采用动态规划算法进行有限时域内的滚动求解。将提出的控制策略在dSPACE中进行软件在环仿真试验。研究结果表明,随机模型预测控制策略可以实现四驱混合动力汽车基本的能量管理,可在保证各动力部件良好工作状况的前提下,提升燃油经济性。与基于恒值模型的预测控制策略相比,随机模型预测控制策略下的平均燃油经济性提升了8.30%,优化结果接近有先验知识的预测控制策略。     

基于实验设计技术的增程式发动机性能提升研究

以某1.5 L增程式发动机为研究对象,建立并标定其CAE仿真模型,利用实验设计（DOE）技术对气门升程曲线、进气歧管及进气道结构进行优化研究;对改型后的增程式发动机进行了全面的台架试验标定。实验和分析结果表明：新的气门升程曲线提高了低速段扭矩,尤其是转速为1200r/min和2800r/min时,扭矩分别增大了10%和12%;优化了进气道结构,平均滚流比大幅提升至原来的1.5~2.2倍;优化后的增程式发动机高效率区的实验等油耗值为250g/（kW·h）,相对原机的实验等油耗值,增加了近3倍。     

插电式混合动力汽车的次优能量管理策略

从实际应用角度出发,针对插电式混合动力汽车提出了一种次优能量管理策略,借助随机动态规划获得了最优的挡位与功率分配,提出了算法内部约束与外部修正相结合的方法来解决最优策略在实际应用中可能出现的频繁升降挡问题,并采用瞬时优化算法解决换挡过程中的最优功率分配问题。研究结果表明：与传统的瞬时优化控制策略相比,所提策略的燃油经济性有显著的提升效果。     

同步器摩擦特性建模仿真与试验

同步器在同步过程中经历了液力摩擦、混合摩擦、固体摩擦三个阶段。为了有效地分析同步器的工作过程,分别对三个阶段建立了数学模型。利用AMESim和MATLAB-Simulink模块建立了同步器工作过程的联合仿真模型,并进行了仿真分析与试验验证。研究结果表明：仿真模型能够对换挡力、换挡位移、同步力矩、变速器输入转速进行准确地仿真,对同步时间的计算误差小于9.58%。     

车用汽油机停缸时循环功耗研究

发动机停缸时,不同的停缸方案以及采用不同的控制参数所对应的循环功耗和摩擦功耗有较大差别,影响停缸后发动机性能。基于电磁驱动配气机构全柔性化的特点,研究了滞留废气、滞留空气、排气门常开3种停缸状态下的功耗。仿真结果表明,减少停缸循环缸内气体量有利于降低功耗,排气门常开方案功耗随气门升程增加而降低。最后确定了以最小功耗提高经济性和最大功耗改善换挡品质的停缸方案。     

基于响应曲面法的YG8硬质合金刀片化学机械抛光工艺参数优化

为了快速确定YG8前刀面抛光的最佳工艺参数,提高加工效率和精度,利用响应曲面法对YG8硬质合金刀片抛光工艺进行优化试验研究。通过单因素试验确定抛光转速、抛光压力、磨粒粒径和磨粒浓度的水平,并对4个工艺参数进行中心复合设计试验。建立了材料去除率RMR和表面粗糙度Ra的预测模型,基于响应曲面法优化工艺参数获得最佳工艺参数为抛光转速65.5 r/min、抛光压力156.7 kPa、磨粒粒径1.1 μm、磨粒浓度14%,此时得到了最小表面粗糙度预测值Ra=0.019 μm,材料去除率RMR=56.6 nm/min。试验结果表明,基于响应曲面法的材料去除率与表面粗糙度预测模型准确有效。     

采用单气门变升程工作模式的发动机经济性能仿真

基于全柔性化的电磁驱动配气技术,提出了单气门变升程工作模式;在考虑驱动机构驱动功耗的基础上对发动机进行了建模和仿真分析。研究结果表明：在发动机中低转速工况下,采用单气门变升程工作模式能够适度增大充气流速,减小泵气损失和配气机构驱动功耗,进而达到改善发动机燃油经济性的目的;且随着发动机转速和负荷的降低,改善幅度呈上升趋势,如发动机转速1000r/min、负荷率40%工况下单气门2.00mm升程运行模式有效燃油消耗率相比原型机减小了12.2%。     

AMT车辆换挡过程中发动机转速控制与试验研究

提出了换挡过程中通过控制断油电磁阀来调节发动机转速的新方法,分析了断油电磁阀对发动机工作特性的影响,制定了断油电磁阀的控制策略,并在装有AMT的某重型载货汽车上进行了试验。试验结果表明,换挡过程中通过控制断油电磁阀来调节发动机的转速,可减小离合器接合时主、被动部分的转速差,改善AMT的换挡品质。