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混合动力汽车AMT换档策略及换档控制的研究

古艳春  
【摘要】: 汽车保有量的增加和人们对环境、能源问题的日益关注推动着汽车技术的不断进步。混合动力汽车(HEV,Hybrid Electric Vehicle)兼有纯电动汽车和传统燃油汽车的优点,不仅油耗和排放性能显著改善,而且具有续驶里程长、成本适中等产业化优势,因此其受到了越来越广泛的重视。本文即以国家863计划混合动力轿车项目为背景,主要研究混合动力汽车的整车控制及其在实车上的应用。 整车控制是混合动力汽车的关键技术之一,主要包括两个方面的内容:整车的能量管理策略和能量管理策略在动力、传动系统中的实现。车辆的燃油经济性、排放性能以及行驶平顺性、离合器等部件使用寿命等等都依赖于整车的控制策略。 能量管理策略的目的是提高车辆燃油经济性并减少废气排放。在研究混合动力汽车的能量管理策略时,学者往往针对的是发动机、电机的转矩分配策略,在使用机械式自动变速器(AMT,Automatic Mechanical Transmission)的混合动力汽车中,变速系统档位的选择会影响发动机、电机的工作状态进而影响车辆动力性和经济性,因此换档策略是能量管理策略的另一个方面。本文在并联式混合动力汽车燃油消耗特性分析的基础之上,基于电机助力的转矩分配策略,以车辆综合燃油消耗最小为目标,提出针对混合动力汽车的经济性换档策略,进一步完善了混合动力汽车的能量管理策略。 实现能量管理策略时动力传动系统的控制是混合动力汽车整车控制的另一个主要方面。混合动力汽车的能量管理策略通过AMT实现,电驱动系统是混合动力汽车动力传动系统的控制区别与传统汽车的关键。使用AMT的混合动力汽车的换档过程包括对发动机、电机、离合器和变速系统的协调控制,是能量管理策略实现的关键。现在研究整车控制多针对的是能量管理策略,动力传动系统协调控制尤其是离合器参与工作时的相关研究尚需深入。 为研究换档过程的控制策略,本文对并联式混合动力汽车动力传动系统各部件的动力学特性进行深入分析,提出和建立了包括发动机、膜片弹簧离合器、永磁同步电机、同步器等在内的混合动力汽车瞬态动力学仿真模型,该模型为控制策略的研究和开发提供了必要的


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