[发明专利]超轻度混合动力汽车传动系统速比模糊PID控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种速比控制系统，特别是一种超轻度混合动力汽车传动系统速比模糊PID控制器。

背景技术

汽车自动变速传动技术能够减轻驾驶员的劳动强度，提高行车安全性，提高驾驶的平顺、舒适性，使汽车在行驶过程中经常处于良好的性能状态，改善汽车排放，是现代汽车的发展趋势之一。变速器作为车辆传动系统的一个重要部件，直接影响车辆的动力性、经济性指标，目前可用于混合动力系统的自动变速器一般有机械式自动变速器、传统的液力式自动变速器和带传动无级变速器以及电子式无级变速器等。

无级变速技术则是自动变速技术中一种理想的实现方式。金属带式无级变速器(Metal V-belt ContinuouslyVariable Transmission，简称CVT)是依靠金属带与带轮之间的摩擦来传递转矩，通过液压执行机构不断改变主、从动带轮上金属带的工作半径，来实现速比的连续变化，可以使发动机转速独立于负载、车速的变化，有效地控制发动机的工作点，最大限度地发挥发动机的经济性和动力性。CVT的速比控制系统是实现其理想传动的一个关键技术，其控制策略的制定对于换挡品质及传动效率有很大影响。PID控制器(比例-积分-微分控制器)，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。通过比例系数Kp，积分系数Ki和微分系数Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。在CVT速比控制中，常规PID控制由于原理简单、容易实现、稳态无静差得到广泛应用。但常规的PID控制，由于其控制器的参数难以自动调整，针对非线性、参数时变的CVT系统控制效果不佳。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种超轻度混合动力汽车传动系统速比模糊PID控制器，采用模糊控制理论的方法来实现控制器参数的自动调整，由于模糊控制不需要精确的数学模型，其动态性能较好，对非线性、参数时变系统有一定的适应能力，从而可以使控制器具有较好的自适应性，所谓模糊PID控制器就是将模糊理论与传统的PID控制器相结合，即利用模糊控制理论的特性，结合传统的PID控制理论，其所构造形成的模糊PID控制器可实现控制器参数的自动调整。

为了解决上述技术问题，本发明超轻度混合动力汽车传动系统速比模糊PID控制器予以实现的技术方案是：该模糊PID控制器包括回流式无级自动变速器、模糊控制器和PID调节器；所述模糊控制器输入的模糊参数是：所述回流式无级自动变速器的目标速比i₀和实际速比i之间速比偏差e的模糊化所得；所述模糊控制器输出的模糊参数由所述输入的模糊参数推理所得：根据输入的模糊参数对所述PID调节器的比例系数Kp，积分系数Ki和微分系数Kd进行实时优化后分别对应的模糊参数；最终实现减小目标速比i₀和实际速比i的速比偏差e。

进一步讲，本发明超轻度混合动力汽车传动系统速比模糊PID控制器中，根据输入的模糊参数对所述PID调节器的比例系数Kp，积分系数Ki和微分系数Kd进行实时优化是：当实际速比不满足目标速比要求时，所述PID调节器的比例系数Kp，积分系数Ki和微分系数Kd所对应的模糊参数根据模糊规则随着速比偏差e所对应的模糊参数进行相应变化，由模糊参数解模糊后所得的PID调节器的比例系数Kp，积分系数Ki和微分系数Kd就会随着回流式无级自动变速器的目标速比i₀和实际速比i的偏差进行变化，使回流式无级自动变速器的实际速比i能够较好的满足其目标速比i₀变化的要求。

另外，本发明超轻度混合动力汽车传动系统速比模糊PID控制器中，取目标发动机(或电动机)转速与实际发动机(或电动机)转速差值信号，通过模糊控制器来控制所述回流式无级自动变速器的目标速比i₀。

还有，本发明超轻度混合动力汽车传动系统速比模糊PID控制器中，根据回流式无级自动变速器输出的实际速比对模糊PID控制器进行反馈调节，从而尽量保证电动机工作时运行在高效区，发动机工作时运行在最佳燃油经济性或最佳动力性曲线上。

与现有技术相比，本发明超轻度混合动力汽车传动系统速比模糊PID控制器的有益效果是：可实现参数的自动调整，通过对回流式无级自动变速器中的金属带式无级变速器进行调节，使回流式无级自动变速器的实际速比能够较好的满足目标速比变化的要求，使电动机能够运行在其高效区，使发动机工作时运行在最佳燃油经济性或最佳动力性曲线上。

附图说明

图1超轻度混合动力汽车发动机驱动时的布局结构示意图；