Modelling and Optimization of Toroidal Continuously Variable Transmission in ECE Driving Cycle

در اين پژوهش، هدف بهينه سازي سيستم انتقال قدرت پيوسته (CVT) نصف چنبره و تمام چنبره با هدف كاهش مصرف سوخت خودروي مجهز به آن ها در سيكل شهري ECE است. براي اين منظور، ابتدا يك مدل براي تعيين بازده آن ها معرفي مي شود. يك الگوريتم كنترلي براي تغيير نسبت تبديل سيستم انتقال قدرت برمبناي كمينه كردن مصرف سوخت خودرو ارايه مي شود، و مدل محاسبه مصرف سوخت ارايه مي شود. سپس هر دو سيستم انتقال قدرت به كمك الگوريتم گروهي ذرات (PSO) با هدف كمينه كردن مصرف سوخت خودرو در سيكل رانندگي ECE بهينه سازي شده، هندسه بهينه آن ها بدست مي آيد. اين نتيجه حاصل مي شود كه، به كمك بهينه سازي، كاهش مصرف سوخت قابل توجهي قابل دست يابي است. در ادامه، اثرات وزن خودرو روي هندسه بهينه هر دو نوع CVT بررسي مي شود. اين نتيجه بدست خواهد آمد كه، وزن خودرو تاثير زيادي روي هندسه بهينه CVT تمام چنبره ندارد، در حالي كه با تغيير وزن هندسه بهينه نوع نصف چنبره تغيير خواهد كرد.

In the present study, the aim is to optimize full and half-toroidal continuously variable transmission (CVT) in order to minimize the vehicle fuel consumption (FC) in ECE driving cycle. First, a model for both toroidal CVT efficiency is presented. A simulation model of the considered power train is described. The control strategy of CVT speed ratio based on minimizing the vehicle FC is introduced, and the algorithm of calculating the vehicle FC is shown. Afterwards, both types of CVT are optimized using Particle Swarm Optimization method (PSO) with the aim of minimizing the vehicle FC in ECE driving cycle, and the optimized geometries are achieved. It is found that a remarkable fuel economy can be achieved through optimization of each type. The effects of the vehicle weight on the optimized geometries are examined. It will be shown that, the optimized geometry of full-toroidal type is not strongly influenced by the vehicle weight, while the optimized geometry of half-toroidal one varies through variation of the vehicle weight.