发动机制动过程中无级变速器的控制仿真研究

介绍了发动机制动特性及其影响因素并简要说明了发动机制动试验方法.论述了发动机制动时,对无级变速器的速比进行控制的必要性.提出了发动机制动时设定车速的概念,通过设定车速估算发动机目标转速,再通过发动机目标转速确定无级变速器的目标速比,然后运用PID算法跟踪目标速比.解决了发动机制动时没有节气门开度信号输入,难以确定发动机目标转速的问题.最后,通过仿真验证了该控制策略的有效性.     

基于动力需求的CVT目标速比决策与控制

无级变速器(CVT)的速比控制是使动力系统达到最佳燃油利用率的关键.针对传统比例-积分-微分(PID)速比控制的响应较慢、难以实现实时精确控制的问题,本研究提出了基于马尔科夫模型动力需求预测的CVT目标速比决策方法,采用聚类分析的K-means算法求解转矩需求值不同区间的边界值,对动力需求的马尔可夫模型进行状态空间划分,统计NEDC循环工况得到的需求转矩规律;提出预控加积分分离PID的速比控制方法,引入微分先行,并加入速比预控系统来决策目标速比变化率,可以实现速比的快速跟随,同时减弱速比超调现象;提出主、从动轮压力控制策略,采用带有Smith修正的PID控制器,可防止系统超调,弥补液压系统的缺陷.台架试验表明,该方法可以抑制速比控制超调现象,提高速比控制精度.     

液压机械无级变速器速比跟踪控制系统研究

提出液压机械无级变速器速比跟踪控制系统的设计方法.分析了等差式液压机械无级变速器的速比特性,建立了液压机械无级变速器的变速系统模型,并通过频率特性分析对液压机械无级变速器的模型进行了简化.设计了速比跟踪控制算法,在实验台上完成了变速器的速比跟踪控制实验以及速比跟踪系统对发动机转速的调节实验.实验结果表明:液压机械无级变速器在跟踪阶跃速比时,不存在稳态跟踪误差,而在跟踪斜坡速比时,存在稳态跟踪误差;通过跟踪变速器的目标速比可以实现对发动机工作转速的调节,使其工作在最佳工作点.     

HMT变速器速比跟踪控制对发动机转速的调节规律研究

研究无级变速器目标速比与发动机目标转速的关系,分析等差式液压机械无级变速器的速比特性以及换段条件.提出了用试验台驱动装置模拟发动机工作特性的方法.在此基础上,应用速比跟踪系统进行了发动机工作转速的调节试验,并通过分析试验结果揭示了无级变速器速比跟踪系统对发动机转速的调节规律:当目标速比变化率较大时,发动机转速对目标转速的跟踪误差较大,反之,则较小;当实际速比大于目标速比时,发动机转速小于目标转速,反之,则发动机转速大于目标转速.     

基于模糊PID的CVT夹紧力控制

针对金属带式无级变速器(CVT)夹紧力不合理造成传动效率低的问题,提出基于模糊PID的CVT夹紧力控制方法.为保证主、从动带轮夹紧力满足转矩传递要求同时实现夹紧力控制、速比控制解耦,研究了夹紧力的唯一控制原理.提出目标夹紧力的模糊计算方法,使目标夹紧力控制在最佳范围内.设计模糊PID控制方法,首先应用模糊控制使夹紧力快速稳定在目标夹紧力小范围内,然后通过PID寻优达到目标夹紧力.试验结果表明通过对目标夹紧力的模糊计算可以在保证不打滑的情况下,有效降低目标夹紧力;通过从动轮夹紧力的模糊PID控制方法,可以使从动轮夹紧力快速、准确达到目标夹紧力,并消除比例溢流阀饱和特性对控制性能的影响.     

金属带式CVT速比的改进PID控制

针对无级变速器（CVT）常规速比控制器的局限性,提出了一种既能满足大规模生产要求,又具有广泛适应性的改进PID速比控制算法。通过分析经典PID控制器原理,确定了该控制器的优点和局限性。为了保留经典PID控制器的优点,同时克服其局限性,在经典PID控制算法的基础上加入了积分分离和微分先行的控制环节,改进后的控制器能有效避免偏差的累积和目标速比阶跃变化等影响,使车辆能够适应多变的交通条件。设计了速比跟踪试验,目标速比以30S为周期在最大和最小速比（2.5～0.4）之间阶跃变化,用以上2种控制器分别对目标速比跟踪。试验结果证明：改进PID比经典PID速比控制器的响应速度显著提高,而且有效地避免了超调的发生。     

基于Cruise和Matlab的CVT车辆联合仿真

 针对无级变速器(CVT)常规速比控制器的局限性,提出了一种具有工程价值的改进PID速比控制算法,在分析CVT速比控制原理的基础上,在Matlab环境中设计了改进的速比PID控制器,同时考虑到单一的仿真软件不能精确地表达整车模型的参数,在Cruise中搭建了整车模型,将Simulink中模型以API形式导入并进行不同工况的联合仿真。仿真结果表明,设计的控制器和联合仿真研究的方法是可行的,改进的速比控制器能够很好地跟踪目标速比,具有良好的动态响应和较高的稳态控制精度,联合仿真研究的结果与原车型的实际状况具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性,也体现了CVT在汽车燃油经济性和动力性方面的技术优势。     

无级变速汽车最佳动力性优化控制策略

无级变速器(Continuously Variable Transmission,CVT)效率对汽车驱动功率的大小有直接影响,需要在最佳动力性控制中加以考虑。在分析CVT效率对汽车驱动功率影响机理的基础上,以驱动功率最大为优化目标,对各节气门开度和车速下的CVT目标速比进行优化计算。建立系统仿真模型,对优化前后的控制效果进行了仿真对比分析,结果表明,优化后系统百公里加速时间减少约0.63s。     

速比变化过程中CVT液压系统动态性能仿真

以金属带式无级变速器(continuously variable transmission,CVT)液压系统为研究对象,建立了CVT液压系统的传递函数和AMESI M环境下的CVT液压系统动态仿真模型,进行了CVT液压系统速比响应特性仿真计算。分析了弹簧刚度、阀芯阻尼系数及衔铁组件质量对液压系统上升时间、调整时间及超调量的影响关系,验证了所建立的CVT液压系统动态模型的正确性,并为CVT液压系统动态特性的优化提供了依据和方法。     

DMC-PID串级控制在CVT速比控制系统中的应用

通过分析CVT速比控制系统的结构及基本控制原理,确定该系统具有时滞弱非线性特性,论述了常规PID控制算法以及单一的DMC控制算法应用于该系统的局限性.针对这一问题,设计了DMC-PID串级预测控制算法,该算法将经过PID校正的速比控制系统作为广义的控制对象,用DMC预测算法在线滚动优化控制参数,在优化过程中利用实测信息不断进行反馈校正,充分发挥DMC算法的超前预测性和强鲁棒性以及PID控制算法的抗干扰能力.台架实验结果表明,与常规的PID算法相比,该算法能有效减小速比跟踪过程中的波动,超调量由14%下降为4%,过渡时间由6 s缩短为4.5 s,提高了系统的动静态性能.     

汽车无级变速器技术和应用的发展综述

简述了无级变速器的发展历程与研究现状.从技术角度介绍了金属带式无级变速器的基本结构,比较了金属带与链条的结构和性能差异;给出机液控制系统和电液控制系统的原理及优缺点,以及新近开发出的滑移控制策略.总结了无级变速器的优势.从应用角度列举了核心厂商,调研了国内市场的主要无级变速器车型,给出国内外无级变速器汽车市场的发展预测;最后阐述了今后的发展趋势.     

双状态无级变速传动综合控制策略

无级变速传动是汽车理想的传动方式,是各国研究者和汽车公司研究的重点.针对以液力变矩器为起步装置,金属带无级变速传动为高速行驶时调速装置的双状态无级变速汽车,在发动机和液力变矩器台架实验基础上,提出了双状态无级变速汽车综合控制策略,进行了多工况下双状态无级变速传动的综合匹配控制仿真研究.为开发设计双状态无级变速汽车提供理论依据.     

金属带式无级变速器夹紧力试验研究

建立了汽车金属带式无级变速器(CVT)夹紧力试验装置系统,在其试验装置上标定了稳态下的主从缸夹紧力关系,定义了临界夹紧力,进行了CVT传动效率试验验证,对参数进行修正.为验证夹紧力的合理性,试验车装备了RDC15 CVT国产自动变速器,进行夹紧力试验验证.试验结果表明,标定后的夹紧力满足CVT传动要求,为国产CVT的量产提供了技术支持.     

无级自动变速汽车起步综合控制策略

针对以液力变矩器为起步装置,金属带无级变速传动为高速行驶时调速装置的双状态无级变速汽车,在发动机和液力变矩器台架实验基础上,建立了用变矩器作起步装置的双状态无级变速传动系统动力学模型,提出了双状态无级变速汽车起步控制策略.仿真结果表明,所提出的控制策略能明显改善对车辆的动力性能.研究结果为开发设计双状态无级变速汽车提供理论依据.     

无级变速汽车传动系综合控制策略

无级变速汽车传动系控制策略是开发无级变速传动系的理论基础.为提高无级变速汽车的综合性能,建立了无级变速传动系整车模型,研究了无级变速传动系统的特性,提出3种典型的换档策略,并对综合模式控制策略进行了仿真研究.结果表明,综合控制模式可实现车速与发动机的分别控制,在保证汽车动力性的同时,达到燃料经济性的最佳值.     

汽车牵引式无级变速器及速比控制

牵引式无级变速器具有承载能力强、效率高、平稳性好等优良的传动特性，是除金属带式无级变速器外，可用于车辆传动的又一种无级变速器，适合于较大排量车辆上应用。在对弧锥型牵引式无级变速器的基本结构、传动变速原理及变速控制系统进行分析的基础上，推导了速比变化关系、接触压力与传递扭矩的关系以及速比反馈伺服控制阀－液压缸－滚轮系统的传递函数，建立了速比控制动态特性的数学模型，并给出了系统框图，为进行系统的性能分析及仿真研究奠定了基础。     

金属带式无级变速传动系统速比匹配控制策略

在汽车金属带式无级变速传动系统中,传动比的控制规律和相应的带轮轴向夹紧力的控制规律是无级变速传动系统匹配的关键技术。文中通过对现有的发动机实验数据进行数值拟合,以数表的形式给出了发动机的 输出转矩模型、油耗模型。根据该发动机的转速调节特性,在汽车金属带工无级变速传动系统确定的传动比范围内,给出了实现发动机按最佳经济性和最佳动力性工况运行的传动比变化规律。     

CVT速比控制调节阻尼的电磁半主动悬架平顺性研究

针对传统汽车悬架不能将振动能量回收利用的缺点,提出了一种基于无级变速器速比控制实现悬架阻尼调节且可实现车身振动能量回收的电磁半主动悬架设计方案。在分析其结构和工作原理的基础上,基于动力学分析建立了无级变速器速比与悬架阻尼之间的对应关系以及该悬架系统的动力学方程;设计了无级变速器速比PID控制器,以1/4汽车悬架系统为例,对汽车平顺性以及振动能量回收效果进行了仿真分析;仿真结果表明,通过对无级变速器速比进行控制调节悬架系统阻尼,可以实现良好的汽车平顺性,并可实现车身振动能量的回收。     

基于动态响应的无级变速传动系统速比控制策略

为提高无级变速车辆的动态性能,建立无级变速传动动力学模型,在考虑后备功率对速比变化率的影响后,计算出由后备功率所限制的最大速比变化率,并运用Matlab/Simulink对汽车的急加减速工况进行仿真.结果表明:采用速比变化率控制方法能有效消除汽车的负加速现象,使汽车加减速过程中的平顺性得到明显提高,且能够提高汽车加减速时的响应速度.     

基于ADAMS/DRIVELINE的VDT-CVT的建模与仿真

为带有液力变矩器的金属带式无级变速器（CVT）进行分析和预判，应用软件ADAMS/DRIVELINE对CVT传动系统进行建模、仿真分析，得到了涡轮输出扭矩曲线，CVT输出轴角速度、角加速度和扭矩曲线。涡轮输出扭矩仿真结果，CVT输出扭矩仿真结果都表明，在第1和第3秒之间输出扭矩处于波谷，此时间区域输出扭矩的波动最为频繁，会使汽车舒适性降低。对比CVT扭矩输出试验结果和仿真结果，平均误差为8％，如果增大模型仿真的计算步长，误差会进一步降低。所建模型正确可信，可以对无级变速器的研究工作起预判和指导作用，是对无级变速器进行研制的方便工具，具有较大实用价值。