Modeliranje automatskih transmisija
Konvencionalne automatske transmisije s automatskim mjenjačem opremljene su s planetarnim prijenosnicima. Uobičajeno su to dva planetarna prijenosnika spojena preko nekoliko uljnih i jednosmjernih spojki. Model tipične četverobrzinske automatske transmisije s pet uljnih spojki i dvije jednosmjerne spojke razvijen je u Fordovom istraživačkom centru. Model uključuje samo dominantna stanja transmisije, te tako ima jednostavnu strukturu pogodnu za potrebu analize i simulacije. Trenje uljne spojke modelirano je prema dobro poznatom poopćenom Stribeckovom modelu, koji je aproksimiran strmim pravcem u području nulte brzine (tzv. klasični model trenja).
U literaturi s područja modeliranja i simulacije trenja poznato je da primjena ove aproksimacije modela trenja može dovesti do fizikalnih i numeričkih poteškoća, tj. ona može rezultirati sporim izvođenjem simulacije, te u nekim slučajevima i netočnim simulacijskim rezultatima. Ova činjenica je potakla razvoj modela automatske transmisije zasnovanog na Karnoppovom modelu trenja za spojke transmisije. Potencijalni nedostatak Karnoppovog modela je njegova složenost u primjeni na složene višemasene sustave s više elemenata s trenjem, a automatska transmisija predstavlja upravo takav sustav. Usporedba predloženog modela transmisije s modelom temeljenim na klasičnoj reprezentaciji trenja ukazala je na značajno smanjenje vremena izvođenja simulacije (najmanje 3-7 puta), kao i na točniju simulaciju.
Također je izvršena sistematična analiza dinamičkog ponašanja automobilskog pogona s automatskom transmisijom za slučaj prebacivanja stupnja prijenosa iz mirovanja u natrag. Prvo je provedena algebarska analiza zasnovana na pojednostavljenom lineariziranom modelu pogona za razne faze prebacivanja. Analiza je potom proširena razmatranjem utjecaja zračnosti, trenja, dinamike bloka motora, itd. Temeljem rezultata analize, predloženo je nekoliko proširenja postojećeg modela pogona, što je rezultiralo značajnim poboljšanjem opisa eksperimentalno uočenog ponašanja pogona. Dolje dana slike ilustrira točnost odziva modela za slučaj prebacivanja iz mirovanja u natrag pri potpuno zakočenoj i nezakočenoj kočnici. Analiza i modeliranje automatske transmisije prošireno je za slučaj prebacivanja iz mirovanja u naprijed.
Kao dio projekta, provedena je i analiza dinamičkog ponašanja hidrodinamičkog pretvarača momenta. Analiza se temelji na lineariziranim oblicima standardnog modela pretvarača momenta drugog reda (tzv. statičkog modela) i složenijeg modela četvrtog reda koji uključuje učinke inercije fluida i statora. Analiza rezultira pojednostavljenim lineariziranim modelima pretvarača momenta koji su pogodni za potrebe regulacije i estimacije. Naglasak je na analizi sposobnosti pretvarača momenta da pruiguši vibracije pogona.
Kočnica aktivirana
Kočnica neaktivirana
PUBLICATIONS
SAE paper #2020-01-0967, 2020 SAE World Congress, Detroit, MI, 2020 Optimalno upravljanje automatskim mjenjačem s velikim brojem stupnjeva prijenosa
Doktorski rad, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Sveučilište u Zagrebu, Hrvatska, 2019 Bond Graph Analysis of Automatic Transmission Double-Transition Shift Dynamics
13th Int. Conference on Bond Graph Modeling (ICBGM), Summer Simulation Multi-Conference 2018, Bordeaux, France, 2018 Analysis of Influence of Inertia Coupling on Automatic Transmission Shift Dynamics
Powertrain Modelling and Control Conference (PMC 2018), Loughborough, UK, 2018 A Bond Graph-Based Method of Automated Generation of Automatic Transmission Mathematical Model
SAE International Journal of Engines, Vol. 10, No. 3, 2017 An Automated Model-order Reduction Method for Advanced Automatic Transmissions
ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol. 139, No. 7, pp. 071004/1-7, 2017 Bond Graph Analysis and Optimal Control of the Hybrid Dual Clutch Transmission Shift Process
Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-Body Dynamics, Vol. 231, No 3. pp. 480-492, 2017 Bond Graph Analysis of Automatic Transmission Shifts including Potential of Extra Clutch Control
SAE paper #2016-01-1146, 2016 SAE World Congress, Detroit, MI, 2016 Bond Graph Analysis and Optimal Control of the Hybrid Dual Clutch Transmission Shift Process
Powertrain Modelling and Control Conference (PMC 2016), Loughborough, UK, 2016 Bond Graph Analysis of Automatic Transmission Shifts including Potential of Extra Clutch Control
SAE paper #2016-01-1146, SAE International Journal of Engines, Vol. 9, No. 3, pp. 1929-1945, 2016 Bond Graph Modeling of Automotive Transmissions and Drivelines
Proc. of 7th Vienna International Conference on Mathematical Modelling (MATHMOD), Vienna, Austria, 2012 Modeling and Analysis of Automatic Transmission Engagement Dynamics - Nonlinear Case including Validation
ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol. 128, pp. 251-262, 2006 Modeling and Analysis of Automatic Transmission Engagement Dynamics - Linear Case
ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol. 128, pp. 263-277, 2006 Recent Advances in Control-Oriented Modeling of Automotive Power Train Dynamics
IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, Vol. 11, No. 5, pp. 513-523, 2006 Recent Advances in Control-Oriented Modeling of Automotive Power Train Dynamics
Proceedings of International IEEE Symposium on Industrial Electronics (ISIE 2005), Vol. 1, pp. 269-278, Dubrovnik, Croatia, 2005 Modeling of an Automotive Planetary Gear Set Based on Karnopp Model for Clutch Friction
Proceedings of 2003 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition (IMECE 2003), Vol. 2, Washington, D.C., 2003 Analysis of Torque Converter Dynamics
2002 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition (IMECE 2002) CD-ROM Proceedings, Vol. 2, New Orleans, LA, 2002