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。     

基于动摩擦系数的微型车离合器起步接合过程动力学仿真

针对常用机械式自动变速器(automated mechanical transmission,AMT)起步控制策略由于将离合器动摩擦系数视为常量,而忽略其变化所导致的车辆起步冲击度大的问题,对某款微型车AMT的起步过程进行了研究,提出了基于动摩擦系数的微型车离合器起步接合过程的动力学研究方法,根据摩擦学原理及其试验,讨论了离合器动摩擦系数随转速变化的关系,建立了离合器三维实体模型,并利用ADAMS软件对离合器起步接合过程进行了动力学仿真,分析了干式膜片弹簧摩擦离合器的动摩擦系数与其摩擦力矩和冲击度的关系。研究结果表明,与动摩擦系数为常量的离合器相比,动摩擦系数为变量的离合器半接合点和同步点的冲击度更大。其中,半接合点的冲击度增加率为110%,验证了动摩擦系数变化对车辆起步冲击度作用的重要性。     

AMT离合器电动执行机构参数的优化设计方法

电控机械自动变速传动AMT系统离合器执行机构参数对其控制品质具有决定性作用。以长安CV11车型为研究对象,根据离合器分离特性和恒转速起步控制策略的要求提出执行机构及其控制器的优化设计目标,在建立执行机构数学模型的基础上,分别采用Matlab的Fmincon函数和遗传算法程序对执行机构参数进行了优化设计,并结合控制器设计结果,对起步过程中执行机构的响应品质进行了仿真校验。     

双离合器式自动变速器起步的智能控制及性能仿真

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接合状况的基础上,提出基于模糊智能控制的电作动型双离合器式自动变速器(Dual clutch transmission, DCT)的起步控制策略。确定了起步控制系统中的各种控制参数,发动机运行状态的控制参数为其实时转速与目标转速的偏差,离合器接合状况的控制参数为其主从动片的转速差与主动片转速的比值,根据加速踏板开度及其变化率的大小,实时识别出驾驶员的起步意图。基于优秀驾驶员的操作经验,制定了驾驶员意图及离合器接合速度的模糊控制规则。从DCT起步过程中离合器的接合速度、冲击度和滑摩功三个方面,分析模糊推理系统中三角型及高斯型隶属度函数的缺点。提出基于均匀设计方法的隶属度函数的优化方法,获得了较佳的隶属度函数组合,利用快速起步、慢速起步、坡道起步及驾驶员意图多变的起步工况验证了所制定控制策略的合理性。     

离合器起步控制策略

AMT自动变速器配置有离合器伺服控制系统。离合器起步及换挡品质主要取决于离合器伺服控制系统控制结合时间以及作用力大小控制。因此有必要对离合器的结合特性进行研究,以保证获得良好的起步平顺性及快速性。提出的控制策略包括满足同步要求的速度控制和满足平顺性要求的转矩控制,并且设计了转矩观测器。建立了SIMULINK模型,仿真结果表明本控制策略能同时满足快速性和平顺性要求,提高了自动变速器的工作性能。这对我国进行AMT系统的自主创新开发具有重要意义。     

AMT起步过程中离合器模糊自适应控制技术研究

针对电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)中离合器起步过程控制不精确,易导致离合器磨损严重,车辆产生较大冲击等关键问题,以AMT离合器为研究对象,以减小冲击度和滑磨功为目标提出了一种模糊自适应控制方法。先采用模糊控制对含有不确定参数的离合器控制问题进行具体分析,再采用自适应控制理论以输入参数为控制对象对模糊控制规则进行修正。并将其与传统模糊控制器的控制效果对比,通过仿真和试验验证该控制策略的有效性。结果表明,模糊自适应控制器在车辆起步过程中比模糊控制器更精确有效,能在一定程度上降低车辆冲击度和离合器滑磨功,减小离合器摩擦片的磨损,从而显著提高其驾驶性能。     

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.     

低速巡航中车辆离合器转速跟踪控制技术

为提高离合器控制性能,研究低速巡航中AMT车辆离合器转速跟踪控制技术。基于AMT车辆动力传动系统的动力学特性,构建动力系统和整车运动的数学模型。简化AMT传动系统,提出低速巡航中的离合器控制要求,设计三步法控制器。通过Lyapunov函数分析控制算法的鲁棒性,通过实车试验对比验证所提方法。试验结果表明：对比PID控制法,无论是阶跃变速、正弦变速还是随机变速,无论是平道跟踪还是坡道跟踪,三步法控制策略在AMT低速巡航中均具有更优的跟踪效果和控制效果,响应时间更短,跟踪误差更小,延迟效果最低。     

AMT离合器起步过程的模糊控制方法

机械式自动离合器(Automated Mechanical Transmission,AMT)的起步控制一直是机械式自动变速器发展过程中的一大难题。通过分析离合器的起步过程,以车辆起步时的冲击度和滑摩功为主要评价性能指标,根据油门和发动机转速,利用模糊控制技术对车辆起步时离合器接合量与接合速度进行控制,通过车辆上路试验进行了实测,效果比较满意。     

AMT离合器综合性能试验台设计开发与试验研究

为研究和验证电控机械式自动变速器(AMT)离合器自动控制策略,开发了AMT离合器综合性能试验台及其测控系统.通过改变惯量盘及加载电机负载力矩,可模拟不同挡住下的各种测试路况,实现对不同离合器结合速度下的车辆起步性能测试.试验结果表明,试验台可以测量AMT离合器控制策略所需要的相关性能参数,并验证所制定的离合器控制策略,为研制开发重型商用车AMT奠定了理论和试验基础.     

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。     

双离合器自动变速器控制系统研究

在分析双离合器自动变速器结构的基础上,对该型变速箱的核心控制系统,包括双离合器自动变速器的转速测量、挡位测量、离合器压力测量以及换挡控制系统等关键技术进行了深入的研究,结合车辆的动力学特性,从理论与试验两方面分析了车辆起步过程中的关键要素.实践表明,对双离合器自动变速器的研制与开发具有指导意义.     

基于模型预测控制的无级变速起步优化控制策略

为提高车辆的起步性能,新一代大功率无级变速器(CVT)采用离合器与变矩器作为起步装置,由于离合器接合过程的多目标特性,会引起车辆起步冲击等问题。为此,以DNR离合器接合过程为研究对象进行离合器接合过程优化控制的研究。首先,设计离合器压力控制系统,使系统有进一步优化空间;其次,分析离合器接合过程,确定起步评价指标;第三,就接合过程中存在问题,提出以实现离合器接合一致性为目标的模型预测控制策略;最后,利用联合仿真建立CVT动力总成仿真模型,通过国产力帆520车型对系统有效性与合理性进行验证。结果表明：离合器接合过程在所提出的优化控制策略的作用下,能够在目标时刻完成充油过程,降低起步冲击度,有效改善整车起步品质。     

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。     

回流式无级变速汽车离合器起步控制仿真研究

作为一种新型的汽车自动变速传动方式,回流式无级变速传动系统具有传动效率高、速比变化范围宽、制造成本低等优点,由于起步离合器所处位置的特殊性和回流功率的影响,使回流式无级变速传动系统与以往汽车的自动变速系统的起步控制存在一定的不同.采用离合器局部恒转速控制方法,建立回流式无级自动变速传动系统的数学模型和离合器起步自动接合控制策略,为新型无级自动变速系统的研制和开发提供设计理论依据.     

双离合器式自动变速器控制系统的关键技术

从离合器起步时的动力学模型、离合器接合速度的控制策略及离合器执行机构的跟踪品质三个方面,总结双离合器式自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)起步控制技术的发展现状,提出进一步优化DCT起步性能的途径.将目前的换挡规律分别归纳为基于经验、基于约束条件、智能修正和综合智能四种类型,总结各种换挡规律的应用现状,提出进一步完善综合智能换挡体系的方法.总结改善DCT换挡品质的研究成果,提出进一步提高换挡品质的方法.总结数字仿真在DCT研发中的应用现状,分析半实物仿真在DCT控制系统研发中的应用方法.     

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。     

DCT车辆起步及换挡过程双离合器H∞鲁棒控制

根据自主研发的双离合器自动变速器（DCT）结构和工作原理,建立了DCT车辆起步及换挡过程动力学模型。考虑起步及换挡过程中发动机扭矩波动及油门踏板抖动等不确定性因素,基于Riccati不等式和线性矩阵不等式设计了H∞鲁棒控制器,分析了冲击度和滑摩功两项离合器接合性能指标,探讨了离合器最优传递扭矩的求解问题,并与线性二次型最优控制策略进行了仿真对比分析,结果表明：H∞鲁棒控制可以较好地解决DCT车辆起步与换挡过程离合器压力控制问题,并能显著地改善离合器控制的鲁棒性能。