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串联式混合动力汽车辅助功率单元鲁棒辨识

机械工程学报 2005年第12期41卷 101-107页

作者：何彬曹桂军欧阳明高清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

串联式混合动力汽车柴油机辅助功率单元(APU)是一个多输入多输出的复杂非线性系统,为便于控制器的设计,提出一种简单的面向控制的APU模型鲁棒辨识方法。该方法基于非线性变增益控制的原理,把APU系统看成一个线性变参数系统,并将参数... 详细信息

串联式混合动力汽车柴油机辅助功率单元(APU)是一个多输入多输出的复杂非线性系统,为便于控制器的设计,提出一种简单的面向控制的APU模型鲁棒辨识方法。该方法基于非线性变增益控制的原理,把APU系统看成一个线性变参数系统,并将参数区域进行网格离散化,在每一工作点采用基于模型不确定性建模的方法进行模型辨识,其结果表示为名义模型及其不确定性区域。最后在APU试验台架上进行了辨识试验,试验结果表明该方法的可行性。

关键词：混合动力汽车辅助功率单元鲁棒辨识变增益控制

电控机械式自动变速器换挡过程中离合器的接合控制

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机械工程学报 2005年第12期41卷 234-238页

作者：曹桂军葛安林郑磊秦贵和吉林大学液力机械传动研究所长春130025 吉林大学计算机学院长春130025

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... 详细信息

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。

关键词：离合器反馈控制仿真

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电控机械式自动变速器传动系综合控制的研究

电控机械式自动变速器传动系综合控制的研究

作者：曹桂军吉林大学

学位级别：硕士

电控机械式自动变速器(Automated Manual Transmission，AMT)以其传动效率高、成本低和易于制造等优点在自动变速器家族中占重要地位。随着电子技术、计算机技术、自动化技术的发展，AMT自身的功能趋于完善。同时为了提高车辆的舒适性... 详细信息

电控机械式自动变速器(Automated Manual Transmission，AMT)以其传动效率高、成本低和易于制造等优点在自动变速器家族中占重要地位。随着电子技术、计算机技术、自动化技术的发展，AMT自身的功能趋于完善。同时为了提高车辆的舒适性，动力传动一体化是AMT传动系的发展方向。本文通过对AMT传动系中的发动机、离合器、变速箱工作过程的分析研究，旨在提高AMT的起步、换档时工作性能，同时为进一步的AMT传动系统一体化奠定基础。本文共分六章。第一章简要介绍了AMT的发展过程，及AMT的结构原理和功能特点，对国内外AMT的开发和应用情况进行了总结。同时对AMT的发展趋势作了预测，确定了本文的研究方向。第二章主要对汽油电喷发动机的工作性能进行了研究。首先介绍了对汽油电喷发动机工作过程影响较大的两个因素——空燃比和点火提前角，对空燃比和点火提前角的控制方法进行了初步讨论。然后，结合santana 2000发动机数据建立了汽油发动机的稳态模型，对其输出扭矩表达为节气门和发动机曲轴转速的函数。由于发动机在动态中的输出扭矩对AMT的换档影响较大，所以建立发动机动态时的输出扭矩公式是必要的。但是影响发动机动态性能的因素很多，所以要对换档过程中发动机的动态特性进行一些假设，可以近似得出扭矩的变化和节气门开度变化的关系。基于Croosly-Cook模型建立的发动机动态模型，可以得到发动机速度变化过程中节气门开度和发动机扭矩的变化。最后，对发动机电子油门系统进行了建模和仿真，同时得出不同速率的节气门全开过程曲线。第三章主要对AMT离合器的接合过程进行了研究。本文中研究的AMT所用的离合器为干式膜片弹簧离合器。首先在文中讨论了干式膜片弹簧离合器的传扭特性，根据该特性并结合实际应用经验，总结了AMT的离合器接合普遍规律和接合量、接合速度的控制;总结了离合器的接合品质的评价指标;因为发动机的输出扭矩和车辆的阻力矩对离合器的接合过程影响很大，所以这两个力矩的实时辨识对提高离合器的接合品质是很关键的;离合器的接合方程组是很普通的方程组，本文试图绕过控制干扰项，以设计跟踪系统的方法对离合器的换档接合过程进行模拟计算，通过大量的模拟计算，给出离合器接合过程中发动机、车辆的速度变化曲线，发动机的输出扭矩曲线，离合器的接合过程曲线和接合过程中的冲击度和滑磨功。这也是本文研究的重点。为了综合考虑起步过程中离合器的接合冲击和寿命问题，用最优控制方法来重新解离合器接合过程的方程。通过对同一权函数比、不同接合时间下离合器接合过程仿真，得到不同的冲击度和滑磨功曲线，为以后进一步的研究打下了基础。第四章主要就AMT在换挡过程中选换挡过程进行讨论。首先讨论了在有离合器参与下的AMT选换挡过程;然后分析了AMT的换挡规律和不同工况对换挡摘要规律的影响;最后针对较新的控制发动机进行直接齿轮换挡的方法进行了研究，对其过程进行了数学分析，并提出了摘挡时发动机的控制规律。第五章主要对CAN总线做了简要介绍，同时对CAN总线在AMT车辆上的应用做了简单的介绍。通过分析AMT的控制单元与其他系统的控制单元相通讯的网络，指出了通讯内容和通讯软件的框架设计。最后对AMT换档过程中的通讯过程进行了分析，为以后的进一步研究传动系综合控制打下基础。第六章对全文进行了总结，阐述了论文研究的主要结果。通过本文的论述，对AMT传动系个主要部分的工作过程和工作情况进行了阐述，为以后进一步研究AMT传动系的一体化控制奠定了基础。

关键词：电控机械式自动变速器,动力传动系,离合器,最优控制,跟踪系统换挡

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车用柴油串联式混合动力系统经济性试验研究

内燃机工程 2009年第4期30卷 1-6页

作者：曹桂军卢兰光熊华胜李建秋欧阳明高清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

为评估柴油串联式混合动力客车动力系统的性能,特别是燃油经济性,建立了串联式混合动力系统测试平台。在详细描述串联式混合动力系统能量管理策略和辅助动力单元(APU)控制的基础上,通过中国城区公交道路循环测试,对影响串联式混合动力... 详细信息

为评估柴油串联式混合动力客车动力系统的性能,特别是燃油经济性,建立了串联式混合动力系统测试平台。在详细描述串联式混合动力系统能量管理策略和辅助动力单元(APU)控制的基础上,通过中国城区公交道路循环测试,对影响串联式混合动力系统燃油经济性的几个要素进行了分析。研究结果表明:在既定能量管理策略的基础上,制动能量回馈、电驱动子附件功率和发动机怠速是影响燃油经济性的三个显著因素。

关键词：内燃机串联式混合动力能量管理反馈控制经济性

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燃料电池混合动力客车整车控制策略

机械工程学报 2008年第6期44卷 114-119页

作者：曹桂军卢兰光李建秋何彬欧阳明高清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

汽车能耗和排放污染问题近年来已引起广泛关注,以氢气为燃料的燃料电池汽车是实现近零排放的可行途径。在燃料电池混合动力客车中,整车经济性和燃料电池发动机的耐久性及可靠性在很大程度上取决于整车能量管理策略的优劣。对能量混合型... 详细信息

汽车能耗和排放污染问题近年来已引起广泛关注,以氢气为燃料的燃料电池汽车是实现近零排放的可行途径。在燃料电池混合动力客车中,整车经济性和燃料电池发动机的耐久性及可靠性在很大程度上取决于整车能量管理策略的优劣。对能量混合型燃料电池城市客车基于电压控制的能量管理策略和基于电流控制的能量管理策略进行讨论,由于蓄电池输出电流对总线电压的变化敏感,使得基于电压控制的能量管理策略在实际中应用效果并不理想,而基于电流控制的能量管理策略更适合能量混合型燃料电池城市客车。基于电流控制的能量管理策略包括能量分配和动态滤波两个部分,这种策略构成能够保证燃料电池发动机平稳运行和蓄电池组的合理使用。道路试验结果表明,基于电流控制的能量管理策略很大程度改善了整车经济性和可靠性。

关键词：混合动力汽车能量管理燃料电池