[發(fā)明專利]一種電液式無級(jí)變速器速比最優(yōu)控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610691090.2
• 申請(qǐng)日: 2016-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN107763202A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王藝霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王藝霖
• 主分類號(hào): F16H61/04
• 分類號(hào): F16H61/04;F16H61/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電液式無級(jí)變速器速比最優(yōu)控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無級(jí)變速器(CVT)與發(fā)動(dòng)機(jī)的理想匹配，使車輛的動(dòng)力輸出和燃油消耗能夠達(dá)到最佳值。在簡(jiǎn)化駕駛員變速操作過程的同時(shí)，滿足車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、低排放的要求。按照一定的規(guī)律調(diào)節(jié)速比連續(xù)變化是CVT的主要任務(wù)之一，最初的CVT速比控制系統(tǒng)采用機(jī)液式控制系統(tǒng)，存在控制精度低、通用性差等缺點(diǎn)，逐漸被電液式控制系統(tǒng)所取代。傳統(tǒng)電液式控制系統(tǒng)只能接受電壓或電流的連續(xù)信號(hào)，必須進(jìn)行數(shù)膜轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且可靠性低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種電液式無級(jí)變速器速比最優(yōu)控制系統(tǒng)，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活的PWM高速開關(guān)數(shù)字閥取代傳統(tǒng)電液式控制系統(tǒng)中的比例閥，應(yīng)用最優(yōu)控制理論設(shè)計(jì)了CVT速比最優(yōu)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。

所述控制系統(tǒng)的速比控制閥和夾緊力控制閥均采用PWM高速開關(guān)數(shù)字閥。液壓泵的動(dòng)力來自CVT輸入軸傳遞的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，從液壓泵流出的工作液經(jīng)夾緊力控制閥調(diào)壓后，供給被動(dòng)輪液壓缸進(jìn)行夾緊力控制，同時(shí)供給速比控制閥。

所述速比控制閥控制進(jìn)入或流出主動(dòng)輪液壓缸的工作液流量和壓力，其進(jìn)油口與夾緊力控制閥出油口連接，其出油口與主動(dòng)輪液壓缸連接，其泄油口連接油箱。

所述電控單元(ECU)采用PWM信號(hào)對(duì)夾緊力控制閥和速比控制閥的各閥口的開關(guān)進(jìn)行控制。

所述速比控制閥和夾緊力控制閥均采用兩位三通PWM高速開關(guān)數(shù)字閥。高速開關(guān)閥相對(duì)傳統(tǒng)比例閥具有不需AID轉(zhuǎn)換、抗污染、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗小、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)高速開關(guān)閥采用脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)控制，控制參數(shù)為占空比。

本發(fā)明的有益效果是：該控制系統(tǒng)采用PWM高速開關(guān)閥，使CVT速比電液控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，提高了控制的靈活性；基于離散系統(tǒng)二次型最優(yōu)控制理論設(shè)計(jì)的最優(yōu)控制器優(yōu)化了CVT速比液壓系統(tǒng)的控制參數(shù)。采用PWM高速開關(guān)數(shù)字閥與最優(yōu)控制器相結(jié)合的CVT速比電液控制系統(tǒng)能夠滿足速比控制的實(shí)際要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電液式CVT速比控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的CVT閥控缸模型示意圖。

圖3是本發(fā)明的CVT速比最優(yōu)控制系統(tǒng)框圖

圖中：1.液壓泵；2.主動(dòng)輪液壓缸；3.主動(dòng)輪；4.金屬帶；5.被動(dòng)輪；6.被動(dòng)輪液壓缸；7.夾緊力控制閥；8.電控單元；9.速比控制閥；10.液壓缸左腔；11.活塞；12.液壓缸右腔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，控制系統(tǒng)的速比控制閥和夾緊力控制閥均采用PWM高速開關(guān)數(shù)字閥。液壓泵的動(dòng)力來自CVT輸入軸傳遞的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，從液壓泵流出的工作液經(jīng)夾緊力控制閥調(diào)壓后，供給被動(dòng)輪液壓缸進(jìn)行夾緊力控制，同時(shí)供給速比控制閥。

速比控制閥控制進(jìn)入或流出主動(dòng)輪液壓缸的工作液流量和壓力，其進(jìn)油口與夾緊力控制閥出油口連接，其出油口與主動(dòng)輪液壓缸連接，其泄油口連接油箱。

電控單元(ECU)采用PWM信號(hào)對(duì)夾緊力控制閥和速比控制閥的各閥口的開關(guān)進(jìn)行控制。

速比控制閥和夾緊力控制閥均采用兩位三通PWM高速開關(guān)數(shù)字閥。高速開關(guān)閥相對(duì)傳統(tǒng)比例閥具有不需AID轉(zhuǎn)換、抗污染、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗小、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)高速開關(guān)閥采用脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)控制，控制參數(shù)為占空比。

如圖2，CVT速比液壓系統(tǒng)采用主從式單壓力液壓回路，即主動(dòng)輪液壓缸與被動(dòng)論液壓缸不等面積間。假設(shè)兩輪的液壓缸分別為一個(gè)液壓缸的左右兩腔。

如圖3，由PWM高速開關(guān)閥數(shù)學(xué)模型、閥控缸數(shù)學(xué)模型、最優(yōu)控制器數(shù)學(xué)模型和文獻(xiàn)網(wǎng)建立的CVT傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，建立CVT速比最優(yōu)控制系統(tǒng)。

試驗(yàn)初始參數(shù)為：CVT最大目標(biāo)速比2.44，最小目標(biāo)速比0.41，節(jié)氣門開度10%。起步階段，前3S發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門開度由10%，增加到50%，第(3~10)S節(jié)氣門開度保持50%不變；CVT目標(biāo)速比以最大速比開始調(diào)節(jié)，在第3S開始逐漸減小，直到第5s達(dá)到最小目標(biāo)速比;實(shí)際速比由于系統(tǒng)慣性先增大，隨后跟隨目標(biāo)速比逐漸減小到最小值。加速階段，第(10~12)s，節(jié)氣門開度由50%，增加到80%，第(12~20)。保持80%不變；CVT實(shí)際速比跟隨目標(biāo)速比先增大后減小，直到汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡。減速階段，第20s節(jié)氣門開度開始減小，直到第2s，由80%減小到10%；CVT實(shí)際速比跟隨目標(biāo)速比先減小后增大，直到汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡。