金属带式无级变速器控制策略的研究

论文摘要

汽车金属带式无级变速器是当代最先进的汽车变速器之一,它的出现使人们必须把发动机和变速器作为一个完整的总成来看待,用控制器将二者有机地结合起来。金属带式无级变速传动(CVT)是轿车发展的一项先进技术。本文围绕金属带式无级变速器传动系统的传动机理、及其控制等方面进行了深入研究。首先从无级变速器的系统建模入手,分别建立了速比模型,主、从带轮轴向夹紧力模型、控制系统模型、传动力模型、发动机输出转矩的数学模型。其次确定了金属带式无级变速器的综合控制原则。考虑到夹紧力控制与速比控制的耦合关系,定性地就起步、加速、稳定行驶、降速、循环工况进行了速比控制策略的分析。根据金属带式无级变速器控制形式的不同,研究了PID控制方法。设计了速比PID控制器。最后从带轮轴向力对传递转矩的影响分析入手,确定了从动轮夹紧力控制策略,设计了夹紧力控制器。在试验台架上结合转速变化、载荷变化、速比变化工况进行了夹紧力控制的试验研究。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 金属带式无级变速器发展的历史
• 1.2 金属带式无级变速器研究现状及发展趋势
• 1.2.1 金属带式无级变速器研究现状
• 1.2.2 金属带式无级变速器发展趋势
• 1.3 金属带式无级变速器控制策略问题的提出
• 1.4 本论文研究的内容及意义
• 第2章 金属带式无级变速器系统建模
• 2.1 金属带式无级变速器速比模型
• 2.2 金属带式无级变速器主、从动轮轴向夹紧力模型
• 2.3 金属带式无级变速器控制系统模型
• 2.4 金属带式无级变速器传动系力学模型
• 2.4.1 金属带式无级变速器动态模型
• 2.4.2 驱动轴动态模型
• 2.5 发动机输出转矩的数学模型
• 2.6 发动机的速度调节特性
• 2.7 本章小节
• 第3章 金属带式无级变速器速比控制策略分析
• 3.1 金属带式无级变速器综合控制原则
• 3.2 金属带式无级变速器控制策略分析
• 3.2.1 金属带式无级变速器起步工况速比控制策略分析
• 3.2.2 金属带式无级变速器加速工况速比控制策略分析
• 3.2.3 金属带式无级变速器稳定行驶工况控制策略分析
• 3.2.4 金属带式无级变速器降速工况速比控制策略分析
• 3.2.5 金属带式无级变速器循环工况速比控制策略分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 金属带式无级变速器控制方法研究
• 4.1 金属带式无级变速器控制形式
• 4.2 金属带式无级变速器速比控制PID方法
• 4.3 金属带式无级变速器速比PID控制器的设计
• 4.3.1 位置式PID控制器
• 4.3.2 增量式PID控制器
• 4.3.3 积分分离PID控制器
• 4.4 金属带式无级变速器速比控制的仿真分析
• 4.4.1 金属带式无级变速器目标速比的确定
• 4.4.2 PID参数对速比控制稳定性的影响
• 4.4.3 CVT速比控制仿真分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 金属带式无级变速器夹紧力控制研究
• 5.1 带轮轴向力与传递转矩
• 5.1.1 带轮轴向力
• 5.1.2 带轮传递的转矩
• 5.1.3 带轮夹紧力的确定
• 5.2 速比变化率
• 5.3 从动轮夹紧力控制策略及控制方法
• 5.3.1 从动轮夹紧力控制策略
• 5.3.2 夹紧力控制器的设计
• 5.4 金属带式无级变速器从动轮夹紧力控制台架试验
• 5.4.1 试验台结构及主要设备
• 5.4.2 夹紧力控制实验程序
• 5.4.3 转速变化状态下从动轮夹紧力控制试验
• 5.4.4 载荷变化状态下从动轮夹紧力控制实验
• 5.4.5 速比阶跃变化时从动轮夹紧力控制实验数据分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 全文总结
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢