混合电动车辆复式电力机械无级变速器的控制策略

本文为双型电力机械无级变速器(EVT)混合电动车辆推荐了一个操纵策略,首先,进行网络分析估算复式EVT与速比有关的效率,由网络分析发现,当功率循坏发生在电驱动变速器时,EVT效率降低,而EVT在速比范围内工作时,可提供相对高的系统的效率,这就要求操纵策略应从动力系总效率观点出发而不只是内燃机的热效率.为了开发复式EVT的操纵策略,采用反向基础控制求出包括EVT的HEV动力系的动力学方程式,以及指定马达转矩控制算法.在HEV动力系动态模型的基础上,采用Cruise和MAT-LAB/Simulink开发了一个HEV模拟器.该模拟结果指出,本文推荐的操纵策略可以操纵发动机在预定速比范围内具有相对高的效率,它比常规控制方法提供的燃油经济性有所改进.这是基于变速器效率可以用于HEV复式EVT设计要求的操纵策略.     

采用金属推带无级变速器换档控制改进燃油经济性

推荐采用CVT换档速度控制的一种算法来改进金属推块无级变速器车辆的燃油经济性.重新调整CVT换档动力学方程式,可以找到CVT换档速度与工作油压以及初始油压有关,绘制换档速度图估算工作油压对换档速度的影响,以求出换档速度为目标,提出工作油压计算的一种算法.为了估算换档速度和液体的损耗,采用考虑CVT换档动力学的试验证实求得工作油压控制阀和比例控制阀的动力学模型.根据仿真的结果,尽管由于工作压力增加液体损失增加,发觉燃油经济改进为2%.     

金属带式无级变速器速比控制的改进算法

针对常规PID算法在无级变速器(CVT)速比控制中产生积分饱和与对干扰敏感的问题,分析了CVT速比控制及其常规PID控制算法原理,在对遇限削弱积分与不完全微分两种算法分析的基础上,提出了CVT速比控制改进PID算法。采用改进PID算法和常规PID算法,分别进行了发动机节气门开度6%～55%的汽车起步加速、55%～80%急加速、80%～25%减速等工况的MatlabSimulink对比仿真试验。试验结果表明,改进PID算法有效的减少了CVT速比控制系统的超调量、缩短了滞后时间、提高了系统的控制性能。     

金属带式无级变速器液压控制系统对速比特性的影响分析

以金属带式无级变速器液压控制系统为研究对象,根据"力-位置"控制方式建立了液压控制系统的数学模型.在模型仿真的基础上,对金属带式无级变速器液压控制系统中的夹紧力控制阀的控制压力、速比控制阀的开关频率及其额定流量对速比控制特性的影响,和液压系统液压油泵供油特性在速比变化过程中对夹紧力的影响进行了研究.结果表明,夹紧力控制阀的控制压力和速比控制阀额定流量影响了速比响应时间,开关频率影响了速比瞬态响应品质,泵的供油量影响了速比变化过程中系统压力的稳定性.     

全电调节无级变速器的速比模糊控制研究

全电调节无级变速器(CVT)应用双电机分别调节主、从动轮半径以实现速比变化,为了对CVT速比进行控制,通过CVT运动学分析建立了速比与执行电机转角的对应关系;在分析CVT速比对整车性能影响的基础上,设计了针对速比执行电机转角控制的模糊滑模变结构控制器;仿真结果表明,该控制器可以通过对执行电机转角的控制实现对CVT速比的精确控制,满足汽车对于变速器速比调节的要求.     

电液式无级变速器速比最优控制系统设计

针对传统电液式CVT速比控制系统存在的结构复杂、可靠性低等缺点,设计了CVT速比最优控制系统。采用PWM高速开关数字阀代替传统比例阀,建立了考虑电磁特性的PWM开关阀数学模型。简化CVT速比液压系统,建立了PWM阀控缸数学模型。应用离散系统二次型最优控制理论优化控制参数,设计了最优控制器。在Matlab环境下进行了起步加速、减速工况的CVT速比控制仿真试验。试验结果表明,所设计的CVT速比最优控制系统的稳态特性和动态特性良好,能够保证实际速比对目标速比的有效跟踪。     

等差式液压机械无级变速器的速比控制理论与试验研究

速比跟踪控制是车辆无级变速器控制系统的核心,以等差式液压机械无级变速器为对象开展速比控制理论研究,提出适合于液压机械无级变速器使用的速比控制方法。分析等差式液压机械无级变速器的组成原理,推导出等差式液压机械无级变速器速比关系的一般表达式,获得等差式无级变速器的段位组成方式;结合研究对象具体结构,研究换段时各执行元件的转速关系,提出换段条件;构建速比控制系统的设计框图,分析得到控制器的传递函数,给出控制算法设计方法;对等差两段式液压机械无级变速器进行速比跟踪控制试验,试验结果表明:通过对液压机械无级变速器实施速比控制,能够实现对目标速比的跟踪;当跟踪阶跃速比时不存在稳态误差,跟踪斜坡速比时存在稳态误差。     

基于PSO优化Fuzzy-PID的全电调节无级变速器速比控制研究

全电调节无级变速器(EM-CVT)采用单电机作为动力源,通过控制电机转角实现速比调节。从提高EM-CVT速比控制系统稳定性和控制精度出发,设计了粒子群优化模糊PID速比控制策略;建立模糊PID速比控制器的模型,引入粒子群优化算法优化模糊PID控制器中的因子,实现速比控制系统的优化。仿真结果表明,采用粒子群优化模糊PID控制系统,可以提高系统的控制精度,改善速比跟踪性能。     

液压机械无级变速器的变论域模糊PID速比跟踪控制

为提高液压机械无级变速器速比跟踪控制效果,设计了基于量化因子和决策因子伸缩变化的变论域模糊PID控制器。通过分析液压机械无级变速器的速比特性和系统数学模型,建立基于AMESim和MATLAB联合的仿真平台,并通过实验平台验证了仿真模型的正确性。对比了变论域模糊PID和常规模糊PID的仿真效果。仿真结果表明：变论域模糊PID控制器在阶跃信号输入下具有更小的超调量和调整时间,在斜坡和正弦信号输入下速比跟踪误差缩小了约50%,即所设计的变论域模糊PID控制器具有更优的速比跟踪效果和更小的速比跟踪误差,表现出了更优的控制效果和动态品质。研究结果为车辆的最佳燃油经济性和最佳动力性的控制策略提供了理论参考。     

智能预测控制在无级变速器速比跟踪中的应用

无级变速器速比控制系统存在着明显的时滞性和非线性,其中时滞性是引起常规控制算法速比跟踪过程中实际速比波动的根本原因。为解决以上问题,设计了无级变速器速比智能预测控制器,该控制器以支持向量机非线性模型作为控制器的预测模型,解决线性预测模型失配问题;以混沌优化算法作为控制器的滚动优化策略,解决最佳控制量实时计算的问题。台架试验结果表明,与常规PID控制器相比,应用智能预测控制器,系统的稳态性能和动态性能都得以提高：在稳态跟踪过程中,速比的波动更小;在阶跃响应中,超调量和过度时间均显著下降。     

基于电磁耦合无级变速器的混合动力车传动控制

研究基于电磁耦合无级变速器的混合动力传动系统,分析其基本原理和功率流模型,并对电磁耦合无级变速器的变速比控制目标、工作模式和控制策略进行详细研究,同时设计适用的整车传动控制器框架。为了研究混合励磁的动态控制效果,对混合动力汽车在低速大负载和高速工况下进行初步动力性仿真。通过仿真,分析车速跟踪的控制效果、发动机转速跟踪控制效果、电池组荷电状态的变化曲线、电磁耦合无级变速器的转速和转矩、发动机输出功率、电池组输出功率和行驶阻力功率等的变化规律,并得出直流励磁电流和电磁耦合无级变速器的磁链观测值变化规律。     

CVT混合动力汽车再生制动系统仿真

根据试验获取的镍氢电池快速充电特性和集成启动电机(Integrated starter/generator,ISG)发电特性,分析电动机发电效率与电池充电效率的变化规律,得到在不同输入条件下电池电动机联合效率曲线图,从而确定电池电动机联合高效优化工作线。基于此优化工作线,制定CVT速比控制策略及再生制动控制策略,并建立整车再生制动系统模型,在典型城市驱动循环工况下进行仿真分析与试验验证。结果表明,提出的基于电池电动机联合高效工作比基于电动机单独高效工作的CVT控制策略能进一步提高再生制动能量回收率。     

基于主动耦合干预的无级变速器速比控制

利用夹紧力与速比之间的耦合作用,在保证传动可靠的前提下,通过联合调节主从动轮油缸压力来干预速比控制,暂时提高系统压力以扩大速比变化率的可控范围。从速比跟踪性能、经济性、动力性、恶劣工况适应性、与夹紧力相关的传动可靠性、与速比变化率相关的舒适性等方面,研究了主动耦合干预控制方法的控制性能。对踏板开度突变工况、超车加速工况、冰雪路面打滑工况和循环工况等工况进行仿真,结果表明:主动耦合干预控制法在保证可靠性、经济性和舒适性的前提下,改善了速比跟踪性能,提高了动力性,增强了在驱动轮打滑等恶劣工况下的适应性,其中目标速比阶跃工况下的速比跟踪误差减小11%～53%,从30km/h加速到60km/h的超车加速时间缩短约0.7s。     

金属带无级变速器带-带轮的机械损失

本文研究金属带无级变速器带-带轮的机械损失。根据功率流观点把全部功率损失归因于转矩损失，开发了一个耦合图模型。由实验求得功率损失模型系数。由仿真和实验可以看到，稳态带-带轮损失取决于管压，输入转矩和转速。而瞬态损失则取决于转速，换档速度和惯性矩。     

车辆无级变速器液压系统的模糊控制

研究了金属带式汽车无级变速器机液控制无级变速系统的性能缺陷，提出了一种使用电液控制的无级变速方案。模拟驾驶员的思维设计了模糊控制策略，并对系统进行仿真分析和试验验证。仿真结果表明模糊控制策略是可行和有效的，试验证明采用模糊控制策略误差可控制在2．5％以内。     

基于人-车-路环境下汽车无级自动变速传动的智能控制

在分析人一车一路闭环系统各部分关系的基础上，研究驾驶员意图、道路行驶环境与汽车传动系统状态参数之间的内在联系，针对目前无级自动变速汽车只能单．纯反映汽车行驶状态的最佳燃油经济性和最佳动力性控制原则的局限性问题，建立基于驾驶员操纵推理和道路诊断的汽车无级自动变速智能控制策略，为开发智能化的无级自动变速汽车提供理论依据。     

动力换档混合电动车辆变速箱内的循环机械功率

目前Robert Bosch公司的研究开发部已经合作开发了一种新的动力换档混合电动车辆传动系,并采用制成的这种动力系装备了两部研究用的汽车,由于新开发的两E变速箱轴呈环状布置,故在这个装置中出现了循环功率.一般因为该功率由几个部件传递而造成大于输入或输出功率故循环功率导致高的啮合损失.本文对两E变速箱的循环功率进行了详细的分析.它展示出根据4个功率的线性组合给出了能量平衡方程的解,然而仅按能量平衡不可能确定唯一的解,因此,变速箱的运动学和动力学还应作详细论述,从而导出循环功率无约束工作范围的数字表述和几何描写.这种详细的阐述为燃油高效工作的策划提供了坚定的基础.     

回流式无级变速器动力连续转换的控制策略仿真研究

为避免回流式无级变速器在无级与回流工况转换过程中动力中断,以减小对整车冲击度的影响,提出了回流式无级变速器动力连续转换的控制策略。针对转换过程中变速器效率和金属带功率流方向变化对输出转矩的影响,建立了转换过程中离合器接合、分离的动力学模型,确定了离合器扭矩变化率的限定范围。利用MATLAB/Simulink仿真平台,对回流-无级和无级-回流转换过程进行了仿真研究,结果表明:采用回流式无级变速器动力连续转换的控制策略,冲击度控制在5m/s3以内。