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节能环保是当代汽车工业发展的主旋律,随着国民经济的发展和汽车进入家庭,操纵方便的自动变速箱更受客户青睐,得到了迅猛的普及和发展。金属带式无级变速器(Continuous Variable Transmission,CVT)可实现速比的连续变化,能够更好地与动力系统匹配,达到最佳的燃油利用率,是一种理想的自动变速形式。基于稳态发动机特性生成CVT的变速特性曲线,不能兼顾整车的动力性与经济性,且不能直观的体现驾驶员的驾驶意图和适应行驶工况的变化。传统的PID控制的响应较慢,难以实现实时的速比精确控制。针对上述问题,本文结合国家自然科学基金“基于动力需求的自动变速器档位实时优化与在线决策技术(51575220)”和产学研合作项目“CVT/DCT控制功能研究与开发”,提出了基于动力需求的CVT速比优化方法与预控加PID的速比控制方法,目标是在满足动力需求的约束下,从速比在线优化和速比精确控制两方面有效提高燃油经济性。主要研究内容如下:(1)系统的分析了CVT的机械机构与液压系统及其工作原理,建立了金属带式无级变速器CVT的传动系统模型,包括发动机模型、CVT动力学模型、CVT传动效率模型及车辆动力学模型。(2)基于AMESIM与MATLAB搭建了CVT的动力学与液压系统模型,并在LABCAR进行编译集成建立了硬件在环仿真平台。(3)求解了最佳经济性与最佳动力性CVT的调速特性曲线,建立了驾驶员的动力需求的马尔可夫预测模型,并基于预测得到的动力需求研究了CVT目标速比的动态优化算法。进而得到满足动力需求下的最佳经济性目标速比。(4)基于得到的最佳速比开发了预控加PID的速比控制算法,针对液压系统的迟滞影响压力的控制精度问题,提出基于实际压力变化率修正的PID压力控制方法,提高了速比控制精度、缩短系统控制开发时间并节约CVT的系统开发成本。(5)基于开发的速比控制策略进行了台架与整车试验,验证了速比控制策略与压力控制策略的合理性与优势。在台架上对速比控制算法与压力控制算法进行调试匹配与验证,同时在整车上进行了Power on(动力性)、Power off(非动力性)工况下的速比控制算法验证与测试实验。