无级变速器起步离合器智能预测控制技术研究

【摘要】：无级变速器（CVT）凭借其优异的乘坐舒适性、操控性和燃油经济性，被认为是未来自动变速器的发展主流，大力开发无级变速器已成为汽车工业界的共识。起步离合器控制是CVT关键控制技术之一，CVT起步离合器电液执行机构具有明显的时变性和非线性，基于传统机理模型的控制技术未能准确反映离合器执行机构的真实性质，控制效果较差。不仅如此，在我国发展其他自动变速器（AT、DSG、AMT）都面临这一共性技术难题。围绕CVT起步离合器控制，本文主要工作如下： (1)研究了CVT离合器的基本结构，总结了CVT离合器控制技术的国内外发展状况；进行了某国产汽车发动机的台架试验，利用三次样条插值法建立发动机转速扭矩模型。介绍了离合器的起步控制性能评价标准冲击度和滑磨功。分析了离合器电液控制的控制过程，在此基础上建立了离合器机理模型。 (2)常规的机理模型忽略了油温、占空比变化率、泄漏等一些因素的影响,导致模型精度差，采用近年来发展较好的支持向量机构建一个可应用于实时控制的与被控对象相对应的黑箱预测模型。在CVT离合器液压控制实验台进行试验，以高速开关阀占空比及其变化率、油温为模型输入，离合器接合压力为模型输出，采用经过粒子群算法(PSO)优化的支持向量机(SVM)建立基于SVM的离合器控制系统预测模型。通过RBF神经网络建立了离合器控制系统预测模型，将之与常规传递函数机理模型、SVM模型进行了比较与评价，对比发现RBF神经网络和SVM建模方法均优于传统机理建模方法，相比于RBF神经网络模型，支持向量机模型能更好的反映液压执行机构的真实性质，在样本数量较少时也能比较准确的预测离合器压力。 (3)采用模糊控制算法对驾驶员起步意图进行推理，分别建立了基于常规机理模型的离合器模糊控制整车仿真模型和基于SVM预测模型的离合器模糊控制整车仿真模型，并分别在不同油门开度下进行了整车仿真，比较结果显示基于SVM模型的起步冲击度和滑磨功均小于前者。最后为验证仿真结果的可靠性，在合作单位的支持下在国产野马车进行实车试验，试验证明仿真结果是有效和可靠的。