發(fā)布時(shí)間：2018-01-09 00:26

  本文關(guān)鍵詞：金屬帶式無(wú)級(jí)變速器夾緊力及速比控制技術(shù)研究　出處：《湖南大學(xué)》2013年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：金屬帶式無(wú)級(jí)變速器由于其良好的匹配性能以及駕駛舒適性,越來(lái)越受到市場(chǎng)的青睞,其關(guān)鍵技術(shù)包括夾緊力速比控制技術(shù)是難點(diǎn),本文結(jié)合國(guó)際合作項(xiàng)目“新一代大功率密度無(wú)級(jí)變速器”項(xiàng)目開(kāi)發(fā),進(jìn)一步挖掘自動(dòng)變速器降低能量損耗的潛能,提出了一些創(chuàng)新結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思想,并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)。結(jié)果表明：在保證變速器可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩的前提下,能量損失明顯降低,進(jìn)一步提高了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。本文主要的內(nèi)容如下： 1、無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器電液系統(tǒng)是CVT的執(zhí)行機(jī)構(gòu),夾緊力控制、速比控制都是通過(guò)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。為此,課題先從液壓系統(tǒng)原理入手,圍繞低損耗、高密度及高效CVT的總體要求,對(duì)CVT的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)和策略做了詳盡的說(shuō)明。(1)采用了流量自適應(yīng)的用雙油泵回路,可滿足變工況下對(duì)不同流量的需求,大大降低了液壓溢流損失；(2)選用相同的比例電磁閥作為先導(dǎo)閥,在滿足液壓控制精度和可靠性的條件下,降低了液壓系統(tǒng)復(fù)雜性和制造成本：(3)主從動(dòng)輪的液壓缸采用獨(dú)立液壓系統(tǒng),主動(dòng)液壓缸徑不再依賴從動(dòng)缸徑,可以獨(dú)立設(shè)計(jì),使得變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理；(4)主／從動(dòng)缸的壓力可以獨(dú)立控制,可降低系統(tǒng)的總壓力,提高CVT夾緊力、速比的控制精度。最后,建立了元件模塊化的數(shù)學(xué)建模,通過(guò)硬件在環(huán)仿真研究了液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性,通過(guò)模型的仿真結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比,兩者達(dá)到了很好的一致性。 2、傳統(tǒng)夾緊力控制采用安全系數(shù)為1.3,變速器夾緊機(jī)構(gòu)的能量損耗占很大一部分。為保證金屬帶傳遞可靠,在任何時(shí)候不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,進(jìn)一步試驗(yàn)研究了不增加新的傳感器的原技術(shù)方案。在搭建的專用CVT夾緊力試驗(yàn)臺(tái)上,進(jìn)行了大量的相關(guān)測(cè)試,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常重要的關(guān)系：Fax|η=ηmaxFax|i=iminFax,safe基于此試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了以?shī)A緊力為輸入變量,速比為輸出變量的狀態(tài)方程,夾緊力為目標(biāo)的極值搜索控制方法,即在滿足系統(tǒng)平衡關(guān)系的約束條件下,自動(dòng)調(diào)整輸入使得輸出達(dá)到最大值或最小值。這種在緩變的動(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)程中自動(dòng)搜索極值的控制方式稱之為極值搜索控制,據(jù)此開(kāi)發(fā)了極值搜索控制器,并在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn),證實(shí)了極值搜索控制在穩(wěn)態(tài)條件下對(duì)提高CVT效率的有效性。 3、極值搜索控制方法可降低夾緊力,提高CVT傳動(dòng)效率。但CVT在變速過(guò)程中,極值搜索控制法的動(dòng)態(tài)跟蹤較慢。所以為了同時(shí)兼顧在動(dòng)態(tài)變速時(shí)金屬帶不打滑,在穩(wěn)態(tài)時(shí)效率高,課題重點(diǎn)研究了極值搜索控制法與傳統(tǒng)夾緊力控制法的組合控制方式。即在相對(duì)穩(wěn)定的工況下,采用極值搜索控制方式,而當(dāng)控制系統(tǒng)檢測(cè)到不穩(wěn)定因素時(shí),采用傳統(tǒng)夾緊力控制方式,同時(shí)關(guān)閉極值搜索控制方式。組合控制策略既提高了CVT變速控制的魯棒性及抗轉(zhuǎn)矩的沖擊能力,又可以提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性。 4、極值搜索法和傳統(tǒng)夾緊力組合控制方式是否完善還需通過(guò)變速器的耐久和可靠性試驗(yàn)驗(yàn)證。課題從帶輪失效機(jī)理出發(fā),為找出CVT控制失效的關(guān)鍵因素,開(kāi)發(fā)了適合變速器耐久和可靠性測(cè)試的臺(tái)架,并對(duì)測(cè)試方法和檢測(cè)內(nèi)容進(jìn)行了分析。整車道路試驗(yàn)更是直接反應(yīng)了CVT產(chǎn)品的狀態(tài),還對(duì)匹配的CVT車輛進(jìn)行試驗(yàn)場(chǎng)的2.5萬(wàn)公里可靠性試驗(yàn),并對(duì)油品進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果表明磨損在合理的范圍之內(nèi),室內(nèi)試驗(yàn)和路面試驗(yàn)同時(shí)驗(yàn)證了組合控制方式的可靠性。 5、嵌入式控制系統(tǒng)是CVT重點(diǎn)之一,也是CVT產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的瓶頸之一,只有掌握了嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),CVT才真正擁有完全的自主產(chǎn)權(quán)。CVT嵌入式控制系統(tǒng)的內(nèi)容包括：動(dòng)力總成的一體化控制(即發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的協(xié)調(diào)控制)、起步離合器控制、液力變矩器控制、CVT速比控制、CVT夾緊力控制、CVT系統(tǒng)故障診斷與CAN通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等核心技術(shù)組成。CVT嵌入式控制系統(tǒng)可分為嵌入式硬件系統(tǒng)和嵌入式軟件系統(tǒng)兩部分。論文在CVT前期課題的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步豐富和完善了CVT軟件系統(tǒng)和故障診斷系統(tǒng),使國(guó)產(chǎn)CVT嵌入式控制系統(tǒng)從實(shí)驗(yàn)室走向了市場(chǎng),并經(jīng)受住了國(guó)內(nèi)外巨大市場(chǎng)的嚴(yán)酷的考驗(yàn)。
[Abstract]:Because of its good matching performance and driving comfort , the metal belt type continuously variable transmission is more and more favored by the market . The key technology includes the difficulty of clamping force quick - ratio control technology . In this paper , the potential of reducing the energy loss of the automatic transmission is further explored in combination with the project development of the new generation of large power density continuously variable transmission . The results show that the energy loss is obviously reduced and the fuel economy of the whole vehicle is further improved . The main contents of this paper are as follows : 1 . The electro - hydraulic system of continuously variable automatic transmission is the actuator of CVT , the clamping force is controlled , and the speed ratio control is realized by hydraulic system . 2 . The traditional clamping force control adopts a safety factor of 1.3 , and the energy loss of the transmission clamping mechanism is a great part . In order to guarantee the reliable transmission of the metal belt , no slip phenomenon occurs at any time . 3 . The extreme value search control method can reduce the clamping force and improve the transmission efficiency of the CVT , but the dynamic tracking of the extreme value search control method is slow during the shifting process . 4 . The method of extreme search and the traditional clamping force combination control method need to be verified through the durability and reliability test of the transmission . In order to find out the key factors of the failure of CVT control , the paper analyzes the test method and the test content . The whole vehicle road test directly reflects the status of CVT products , and tests the test method and the test content . The test results show that the wear is within a reasonable range , and the indoor test and the road surface test simultaneously verify the reliability of the combined control mode . 5 . The embedded control system is one of the key points of CVT , and it is one of the bottlenecks of CVT industrialization technology . The CVT embedded control system is composed of integrated control of power assembly ( i.e . coordinated control of engine and transmission ) , starting clutch control , torque converter control , CVT ratio control , CVT clamping force control , CVT system fault diagnosis and CAN communication data network .

【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH132.46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1399311