用仿真工具优化车辆动力系统(二)

在本文的第一部分，介绍了一种理想的车辆动力系统的计算机辅助开发过程。它显示了现代仿真技术在产品持续发展过程中的作用，该技术采用硬件回路作非在线的仿真，并通过现代化的试验手段对车辆进行匹配。特别重要的是提供了将电控变速器和发动机控制单元综合的可能性。     

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。     

一种带智能电子控制系统的新型自动变速器的丰田“ECT-i”

丰田已经开发了一种新型自动变速器名为A341E。这种变速箱采用一种极好的发动机和变速器一体化的智能控制系统叫做“ECT－i”和高性能的“超流”（SuperFlow）变矩器。这种控制系统换挡时可以综合控制发动机转矩和离合器液压,在变速器整个寿命期期间它可确保换档平稳性没有任何变化。“超流”变矩器采用计算机仿真通过内流分析经几何修正优化使它成为世界最高效率的一种变矩器,采用这样由于石油危机,自动变速器的技术开发燃油经济性已成为主要目标,着重于提高包括发动机的整个动力装置的效率。4档自动变速器开发和锁止离合器和它的电子控制系统已经进入实际使用阶段（1）、（2）、（3）,为了进一步改善车辆的驾驶和动力性能目前正努力增加变速器档数。司机对车辆性能的要求越来越高,要求自动变速器高的换档不仅是燃油经济性和动力性能而且还要求好的换档质量,降低噪音等等。所以对于随着变速器档位要求增加操纵许多齿轮档数,故平稳性和平静性包括质量控制是大多数自动变速器开发的主要目标。在这样的情况下,丰田已开发了一种新的自动变速器称为A34AE。这种变速器采用极好的发动机和变速器综合的智能控制系统和一个高性能“超流”变矩器。具有这样的系统,该系统自动变速器可实现十分平稳换档而整个装置寿命没有任何改变。本文将讨论该设计目标,结构、控制和其对A341E变速器的效果。     

基于仿真的离合器起步规律研究及分析

利用机械式自动变速器(AMT)传动系统数学模型,得出了AMT传动系统的运动微分方程.基于长安铃木JL474Q1发动机,分析了车辆起步时的膜片弹簧离合器接合过程,应用模糊控制技术对机槭式自动变速器在车辆起步时的离合器接合过程进行控制.并基于Matlab的Simulink工具对离合器正常起步和急起步两种工况进行了计算机仿真分析.     

自走式采棉机HMCVT换挡规律研究

根据自走式采棉机作业工况行驶要求,结合液压机械无级变速器传动原理和发动机特性曲线,对发动机输出转速通过PT（一阶低通滤波器）与目标转速的偏差通过比例微分调节器（PI）进行控制,并建立离合器液压动态系统和自走式采棉机液压机械无级变速器动态仿真模型。根据液压机械无级变速器换挡控制策略,通过液压机械无级变速器纯液压段H挡、液压机械段HM1、HM2挡分析发动机输出转速、车辆燃油消耗率、车辆行驶速度以及车辆行驶位移。为进一步研究国产大功率自走式采棉机的应用提供理论依据。     

P2混合动力发动机启动控制设计

在研究P2双离合器变速器混合动力构型发动机启动控制理论的基础上，设计了P2混合动力总成发动机启动动态工况的控制策略，给出了相应控制过程的动力控制目标值计算公式及相应的分析。通过对所设计的启动控制策略进行仿真及实车测试，验证了该控制策略能有效地实现发动机的启动功能。同时由实车测试车辆的纵向加速度曲线可知，所设计的控制策略在车辆平顺性上也取得了很好的效果。     

C++ Builder和PCL-818L在车辆换挡仿真试验中的应用

该文制定了车辆动力换挡规律曲线,建立了发动机转速、车辆行驶速度模型,编写了基于C Builder环境下的PCL-818L板卡控制程序,对换挡规律进行了仿真试验.为今后自动变速器的进一步开发提供了重要的测试平台.     

液力机械自动变速器Maplesim仿真研究

液力机械自动变速器是矿用车辆传动系统中的重要部件。为反映变速器真实的运动状态,可应用Maplesim软件建立仿真模型。根据变速器各组成部分的功能,将其分为液力变矩器、行星轮系和电子换挡控制单元,并分别运用现有的数学模型建立仿真模型,保证了模型的准确性和真实性。建立出典型的液力机械自动变速器仿真模型,能够模拟车辆从静止升至最高档位的运动状态。对动态模型的仿真结果进行分析,车辆运动状态符合车辆升档的真实情况,换挡过程加速度的波动范围在(0.4¹.5)m/s2。较其它仿真方法简化了行星轮系的分析过程,在研究行星轮系各组成部分运动状态上具有很大优势。     

C＋＋Builder环境下PCL-818L在车辆换档仿真试验中的应用

制定了车辆换档规律曲线,建立了发动机转速、车辆行驶速度模型,编写了基于C＋＋Builder环境下的PCI-818L板卡控制程序,对换档进行了仿真试验。该控制程序界面友好开放性好,为今后自动变速器的进一步开发提供了重要的测试平台     

CFT30-用于6缸FWD车辆的链式CVT

CFT30是第一种将链传动应用于前置（横置）前驱、并配备有提高起步性能的变矩器的CVT。变速器能够传递现代6缸发动机310Nm的转矩。它采用全电子控制,比目前常用的4速自动变速器及刚开发出来的6速自动变速器性能更好、油耗更低。完美的换档感觉提高了驾驶舒适性。本文介绍了变速器系统、设计和主要部件。对CFT30如何解决燃油经济性、性能和舒适性作了详细的解释。同时给出了重要的部件试验和车辆试验结果。     

液力传动工程机械推土作业过程动态仿真与分析

针对一些特殊工程机械推土作业过程中只能使用单挡(最低挡)工作的问题,对液力传动工程机械单挡推土作业过程进行了动态仿真与分析.在对液力传动系统和工程机械推土作业过程分析的基础上,建立了动力传动系统各子系统数学模型,并在Matlab/Simulink下建立了液力传动工程机械推土作业过程动态系统仿真模型.然后,在不同油门开度下对液力传动工程机械单挡推土作业过程进行了仿真.其仿真结果表明采用液力传动能够提高工程机械的动力适应性能和工作平顺性;同时,通过有效地控制发动机油门开度或推土阻力可以使液力变矩器维持在高效工作区内工作.     

斜盘式气动发动机动力学仿真

斜盘式气动发动机是为满足特殊工作环境需求而设计的一种新型气动发动机,为了对该发动机的性能进行预测与评估,运用多刚体动力学理论对发动机的活塞、连杆、导槽约束机构等各组件进行运动学和动力学分析,在此基础上结合发动机气缸内气体状态模型以及负载模型,推导发动机的动力学仿真模型.根据动力学仿真模型编制仿真软件,进行发动机工作过程的动态仿真.建立发动机样机试验系统,并进行样机试验.试验结果与仿真结果的对比表明:这种新型发动机在工作原理和结构设计上都是可行的,所建立的动力学仿真模型是基本正确的,进行适当修正后可用于发动机优化设计.     

汽车离合器局部恒转速起步自动控制研究

针对自动变速汽车的关键技术——离合器起步控制问题,在综合目前采用的发动机设定转速控制和发动机恒转速控制思想的基础上,提出了离合器自动接合的发动机局部恒转速控制原则,并通过计算机仿真分析,建立了离合器接合量、接合速度与油门开度、油门开度变化率和离合器从动盘转速的变化规律,为自动变速汽车的开发设计提供理论依据。     

计算机辅助工程技术在废气再循环系统开发中的应用研究

针对柴油机废气再循环(Exhaust gas recirculation, EGR)系统传统开发流程中的计算机辅助工程(Computer aided engineering, CAE)技术应用的有效性、系统性和完整性等问题,以提升企业产品开发能力为目的,对CAE技术在柴油机EGR系统开发过程中的应用进行研究,在重新定义发动机CAE技术内容的基础上,以“整机-子系统-零部件”为开发模式,建立基于CAE技术的EGR系统开发流程。研究结果表明,仿真优化计算确定的EGR系统方案切实可行,在不明显影响柴油机动力性、经济性的情况下,NOx排放降低了20%左右,满足了EGR系统的开发目标;应用基于CAE技术的柴油机EGR系统开发流程,能够缩短开发周期,降低开发成本,提高开发质量,实现EGR系统开发过程的系统性、整体性和完整性,为EGR系统的有效开发提供一种新方法。     

船用柴油机多轴齿轮传动系统仿真分析

针对船用柴油机（6G32）配气机构中的齿轮传动系统,研究其在运转过程中的传动规律。采用ADAMS软件建立齿轮传动系统虚拟样机模型,对传动过程进行仿真,通过试验测得瞬时转速与仿真结果对比,验证了仿真模型的准确性．为实现柴油机整机动力学仿真提供了必备的基础。     

AHP法在评估船用柴油机仿真模型中的应用

AHP法面对由"方案层+因素层+目标层"构成的递阶层次结构决策分析问题,给出了一整套处理方法与过程.采用此法对柴油机仿真模型进行评价,通过大型低速二冲程柴油机的新平均值模型与原有模型的评估计算实例,验证了此法对柴油机仿真模型评估的适用性.     

双离合器变速器速比的设计计算与分析

DCT是近来出现的一种具有双离合器结构的新型自动变速器,实现了换挡过程的动力换挡,换挡平滑而迅速.阐述了如何确定变速器最高档、最低挡传动比的范围及总挡位数,如何运用等比级数、偏置等比级数对速比进行分配,并选用VB软件完成了速比的基于计算机的快速初选及分配;最后基于整车参数及发动机特性,运用Cruise软件建立了DCT车...     

VEHICLE SIMULATION MODEL FOR DEVELOPING AN INTELLIGENT SLOPE SHIFT STRATEGY

With the rapid development of electronics and the growing demand for higher vehicle per-formance, intelligent shift technology is becoming increasingly important and it promises to be a de-veloping trend in vehicle automatic transmissions. A new simulation model is presented, which in-cludes engine, powertrain, tire and vehicle dynamics models. Based on the model, simulation experi-ments are conducted to investigate the slope shift strategy. The data and concinsions obtained from thesimulations are valuable contributions to the development of an intelligent slope shift stfategy.     

并联混合动力汽车控制策略与仿真分析研究

应用逻辑门限值控制方法,提出同时限制发动机和电池工作区间的控制策略,通过设定门限值,控制发动机工作在高效率区间,提供要求的力矩,电动机作为载荷调节装置。当需要大力矩输出时电动机参与驱动;当需要小力矩输出时,视电池的荷电状态 (State of charge,SOC),电动机单独驱动,或电动机作为发电机工作吸收发动机剩余力矩对电池进行充电,并将电池的SOC维持在合理范围内。基于实际工况特点,详细地论述了控制策略的开发过程,给出了发动机、电动机、电池控制条件和执行策略。最后,通过修改ADVISOR软件中相应部件的模型,来达到实现控制策略和开发目标的目的。仿真分析结果表明,所开发的控制策略和参数匹配能够满足开发目标,并且对于不同的循环工况,只须对控制策略中控制参数做相应调整。控制策略开发为下一步控制器的设计和优化提供了参考依据。