极限工况下CVT起步离合器控制策略研究

摘要

无级变速器(CVT:Continuously Variable Transmission)可以根据汽车行驶状况，通过传动比的连续变化，提供最佳传动比，使发动机工作在理想状态，实现与变速器的最佳匹配，使汽车动力性和经济性得到最佳的协调控制，因而是轿车特别是经济性型轿车的理想传动装置。其中金属带无级变速器应用最为广泛，丰田、日产、大众等公司生产的很多轿车（特别是混合动力汽车）都装备了无级变速器。但是，由于CVT是靠摩擦传递动力，为了提高其传动效率和起步性能，夹紧力控制和传动比控制及起步装置的控制也就成为CVT传动系统具有挑战性的关键技术。
　　 本文以CVT湿式多片离合器及其执行机构为研究对象，针对汽车起步的极限工况，进行了基于模糊控制策略的离合器及整车起步的仿真研究。
　　 首先，对离合器起步接合过程进行动力学分析，建立其动力学模型，分析汽车起步评价指标及其影响因素。其次，利用Matlab/simulink建立仿真模型，包括离合器分层模糊控制器模块、发动机数值模型、油门信号模块、离合器动力学计算模块、以及离合器锁止控制逻辑模块。再次，对离合器起步工况进行分析，为解决汽车在极限工况下的冲击度和滑磨功问题，提出极限工况下离合器起步控制策略，并利用matlab中的Fuzzy Logic Toolbox进行了模糊控制器设计。最后，利用Matlab/simulink仿真模型对离合器接合过程进行仿真分析，将仿真结果与常规PID控制策略下的控制结果进行对比。结果表明，只要合理的控制离合器主、从动盘之间的正压力及其增长率，就可以满足汽车起步平顺性和使用寿命的要求，本文设计的模糊控制器和制定的针对极限工况的控制策略，能够满足离合器起步控制要求，控制方法是可行有效的。

目录

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摘要

插图索引

第1章 绪论

1．1 CVT的发展历史应用现状及未来

1．1．1 CVT发展历史

1．1．2 金属带式CVT的应用现状

1．2 金属带式CVT发展趋势及尚待解决的问题

1．2．1 金属带式CVT的发展趋势

1．2．2 金属带式CVT尚待解决的问题

1．3 本文主要研究内容及研究意义

第2章 金属带式CVT结构原理及多片湿式起步离合器

2．1 金属带式CVT的结构及工作原理

2．2 金属带式CVT的传动特性

2．3 多片湿式起步离合器

2．3．1 CVT常见的起步装置

2．3．2 多片湿式离合器的结构原理

2．4 本章小结

第3章 离合器接合过程的动力学分析与仿真建模

3．1 离合器接合过程动力学分析

3．2 汽车起步离合器结合过程仿真建模

3．2．1 发动机稳态数值模型及非稳态输出转矩Ted的确定

3．2．2 离合器阻力矩Tl的辨识

3．2．3 离合器接合过程中摩擦转矩Tcl的确定

3．2．4 离合器接合过程的评价指标

3．3 Simulink建模

3．4 本章小结

第4章 CVT起步离合器控制及起步过程仿真分析

4．1 离合器接合过程控制要求及影响因素

4．1．1 离合器起步过程分析

4．1．2 多片湿式离合器的控制要求

4．1．3 离合器接合过程中的影响因素

4．1．4 控制总体原则与控制参数

4．2 极限工况控制策略分析

4．3 模糊控制系统

4．3．1 传统控制系统结构

4．2．2 模糊控制器设计

4．4 仿真结果分析

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢