本文關(guān)鍵詞：基于動態(tài)特性的混合動力汽車模式切換控制研究

  更多相關(guān)文章： 混合動力汽車 雙離合器自動變速器 動態(tài)特性 模式切換 臺架試驗

【摘要】：隨著石油資源的枯竭和環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重,發(fā)展混合動力汽車成為了大勢所趨�；旌蟿恿ζ嚲哂邪l(fā)動機與電機兩種動力源,兩者工作狀態(tài)的不同組合可以使混合動力汽車具有多種工作模式,混合動力汽車可以根據(jù)行駛狀態(tài)在各種模式之間進行切換。目前,對混合動力汽車的模式切換的理論研究主要還是在穩(wěn)態(tài)模型的基礎(chǔ)上進行的,在研究過程中并沒有考慮傳動系統(tǒng)部件的動態(tài)特性對模式切換過程的影響。然而,車輛在實際行駛過程中,傳動系統(tǒng)部件的動態(tài)響應(yīng)特性會對整車模式切換造成影響。因此,考慮傳動系統(tǒng)動態(tài)特性的模式切換控制是模式切換理論研究的重點。本文針對一種裝備DCT的單電機重度混合動力系統(tǒng),深入研究傳動系統(tǒng)關(guān)鍵部件的動態(tài)特性,建立了基于傳動系統(tǒng)動態(tài)特性的仿真模型,進行了混合動力汽車模式切換動態(tài)控制研究,其主要工作內(nèi)容如下:(1)分析了DCT重度混合動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點,提出了整車及傳動系統(tǒng)各部件的參數(shù);建立了考慮發(fā)動機動態(tài)特性的平均值模型,并且通過試驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進行了對比驗證;建立了ISG電機的動態(tài)仿真模型,對ISG電機轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性進行了仿真分析,并通過轉(zhuǎn)矩試驗進行了驗證;同時建立了主離合器模型、蓄電池模型、濕式雙離合器自動變速器模型、以及整車動力學(xué)模型,為模式切換動態(tài)過程的研究奠定了基礎(chǔ)。(2)闡述了濕式主離合器的液壓系統(tǒng)工作原理和組成結(jié)構(gòu),分別對濕式主離合器液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵部件高速開關(guān)閥和離合器油缸活塞進行了動態(tài)建模;建立了高速開關(guān)閥的占空比與離合器油缸控制油壓的傳遞函數(shù);利用Matlab/Simulink軟件仿真平臺,對高速開關(guān)閥的動態(tài)特性和離合器油缸活塞的位移響應(yīng)特性進行了仿真分析。(3)對駕駛員的需求轉(zhuǎn)矩進行了識別,并進行了工作模式區(qū)域的劃分,確定了各工作模式下的動力源目標(biāo)轉(zhuǎn)矩;對發(fā)動機采用限制目標(biāo)轉(zhuǎn)矩變化率的算法進行控制,對電機采用直接轉(zhuǎn)矩控制方法,并以發(fā)動機點火時刻為臨界點將離合器的控制分為了兩個階段,并針對不同的階段提出了不同的控制算法;對三類典型的模式切換過程進行了動力學(xué)分析,并制定了模式切換協(xié)調(diào)控制策略。(4)利用Matlab/Simulink軟件仿真平臺,搭建了混合動力汽車模式切換仿真模型,對動態(tài)建模下的模式切換仿真結(jié)果與穩(wěn)態(tài)建模下的模式切換仿真結(jié)果進行了對比,最后進行了三種模式切換的臺架試驗驗證。結(jié)果表明,動態(tài)建模下的模式切換仿真結(jié)果比穩(wěn)態(tài)建模下的能更好的反映傳動系統(tǒng)各關(guān)鍵部件的動態(tài)特性,與試驗結(jié)果具有更好的一致性,為模式切換控制策略的完善和模式切換品質(zhì)的評價奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 雙離合器自動變速器 動態(tài)特性 模式切換 臺架試驗
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 DCT混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 混合動力傳動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 發(fā)動機研究現(xiàn)狀14
• 1.3.2 ISG電機研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 濕式離合器研究現(xiàn)狀15
• 1.3.4 混合動力汽車模式切換研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文研究內(nèi)容16-18
• 2 混合動力汽車傳動系統(tǒng)動態(tài)建模18-38
• 2.1 引言18
• 2.2 DCT混合動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)18-19
• 2.3 發(fā)動機平均值模型的建立19-25
• 2.3.1 進氣歧管空氣流動系統(tǒng)20-21
• 2.3.2 燃油蒸汽和油膜系統(tǒng)21-22
• 2.3.3 曲軸和負(fù)載系統(tǒng)22-23
• 2.3.4 發(fā)動機平均值模型的驗證23-25
• 2.4 ISG電機動態(tài)模型的建立25-28
• 2.4.1 ISG電機動態(tài)數(shù)學(xué)模型25-27
• 2.4.2 ISG電機動態(tài)特性分析與驗證27-28
• 2.5 蓄電池模型的建立28-30
• 2.6 離合器模型的建立30-34
• 2.6.1 主離合器模型的建立30-33
• 2.6.2 雙離合器自動變速器模型的建立33-34
• 2.7 混合動力汽車整車模型34-37
• 2.8 本章小結(jié)37-38
• 3 濕式主離合器執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)特性研究38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 主離合器液壓系統(tǒng)的組成及工作原理38-39
• 3.3 PWM高速開關(guān)閥模型的建立39-44
• 3.3.1 PWM高速開關(guān)閥工作原理39-40
• 3.3.2 PWM控制原理40-41
• 3.3.3 電磁電路模型的建立41-42
• 3.3.4 球閥模型的建立42-43
• 3.3.5 流體模型的建立43-44
• 3.4 主離合器油缸活塞模型的建立44-46
• 3.5 主離合器液壓執(zhí)行機構(gòu)傳遞函數(shù)的建立46-48
• 3.6 主離合器執(zhí)行機構(gòu)液壓系統(tǒng)仿真分析48-49
• 3.6.1 高速開關(guān)閥動態(tài)特性仿真分析48-49
• 3.6.2 離合器油缸活塞動態(tài)特性仿真分析49
• 3.7 本章小結(jié)49-52
• 4 混合動力汽車模式切換動態(tài)過程控制策略研究52-76
• 4.1 引言52
• 4.2 DCT混合動力汽車工作模式分析52-56
• 4.3 轉(zhuǎn)矩分配策略56-60
• 4.3.1 駕駛員需求轉(zhuǎn)矩的識別56-57
• 4.3.2 模式區(qū)域的劃分57-59
• 4.3.3 動力源目標(biāo)轉(zhuǎn)矩分配59-60
• 4.4 動力源和主離合器的控制60-67
• 4.4.1 發(fā)動機的控制60-61
• 4.4.2 ISG電機的控制61
• 4.4.3 主離合器的控制61-67
• 4.5 模式切換協(xié)調(diào)控制策略67-74
• 4.5.1 模式切換的分類67-68
• 4.5.2 純電動到發(fā)動機驅(qū)動模式切換控制策略68-71
• 4.5.3 發(fā)動機驅(qū)動到純電動模式切換控制策略71-73
• 4.5.4 發(fā)動機驅(qū)動到混合驅(qū)動模式切換控制策略73-74
• 4.6 本章小結(jié)74-76
• 5 模式切換協(xié)調(diào)控制仿真與試驗76-86
• 5.1 引言76
• 5.2 模式切換評價指標(biāo)76
• 5.3 模式切換仿真分析76-81
• 5.3.1 純電動切換到發(fā)動機驅(qū)動仿真77-78
• 5.3.2 發(fā)動機驅(qū)動切換到混合驅(qū)動仿真78-79
• 5.3.3 發(fā)動機驅(qū)動切換到純電動仿真79-81
• 5.4 臺架試驗驗證81-84
• 5.4.1 純電動至發(fā)動機驅(qū)動模式切換試驗81-82
• 5.4.2 發(fā)動機驅(qū)動至混合驅(qū)動模式切換試驗82
• 5.4.3 發(fā)動機驅(qū)動至純電動模式切換試驗82-84
• 5.5 本章小結(jié)84-86
• 6 全文總結(jié)與展望86-88
• 6.1 全文總結(jié)86
• 6.2 展望86-88
• 致謝88-90
• 參考文獻90-96
• 附錄96
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文96
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目96

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本文編號：560397