论文部分内容阅读
金属带式无级变速器由于其独特的物理结构和传动原理,可以实现速比连续变化,能够更好地匹配动力系统,其中夹紧力控制是其关键控制技术之一。传统的夹紧力控制以发动机输出扭矩代替带轮输入扭矩,带轮输入扭矩计算不精确;基于滑移率的夹紧力控制技术不成熟,成本较高,未能应用到工程中;传统方法求解目标速比时未考虑变速器效率等影响因素。针对以上问题,本文结合校企合作项目“CVT/DCT控制功能研究与开发”,从系统节能的角度出发,提出了基于最大摩擦系数、带轮输入扭矩估算和双模糊规则确定动态安全系数的基础夹紧力计算方法,计算了考虑变速箱效率在内的最佳经济性目标速比,设计了双层速比控制器和前馈-模糊PID压力控制器,并通过台架试验对压力控制器的控制效果和关键参数kpks进行测试,依托仿真对扭矩估算结果、夹紧力控制效果、速比控制效果进行验证。研究成果对于提高金属带式无级变速器的传动效率和整车的燃油经济性具有重要的参考价值,对于国内金属带式自动变速器的发展具有一定的工程应用前景。主要内容如下:(1)构建整车仿真平台。对研究目标的动力传递路线、液压系统工作原理等进行了详细的分析,利用AMESim建立整车液压系统及纵向动力学仿真模型,结合Maltab/Simulink工具搭建金属带式无级变速器控制模型,同时依据台架试验数据对搭建模型的准确性进行验证,奠定了面向系统节能的CVT夹紧力优化与控制的研究基础。(2)提出基于带轮输入扭矩估算的基础夹紧力计算方法。分析了夹紧力的理论计算方法,通过现有的夹紧力计算方法对比,提出基于最大摩擦系数确定理论最小夹紧力,预估起步过程中带轮输入扭矩,并采用双模糊规则确定动态安全系数,确定了基础夹紧力,为速比控制提供依据。(3)设计双层速比控制器。分析了传统目标速比计算方法的缺陷,并依据车轮输出功率计算目标速比,设计以夹紧力修正量为输出变量的双层速比控制器,采用预控加模糊PID的带轮压力控制方法,保证了压力和速比的控制精度。(4)进行台架试验和仿真分析。搭建了台架测试平台,验证压力控制器的控制效果,设计了金属带式无级变速器的关键控制参数kpks的测试方法,提取了测试得到的kpks参数。依托仿真平台,基于起步工况和NEDC循环工况,对本文的带轮输入扭矩预估算法、夹紧力控制方法和速比控制方法的控制效果进行验证。仿真结果表明,本文的控制方法相比传统的控制方法在节能方面有一定的优化。