基于P2構(gòu)型混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式切換扭矩協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、隨著全球石油資源的日益枯竭與各國排放法規(guī)對(duì)汽車的要求愈發(fā)嚴(yán)苛，世界各大汽車公司都致力于研發(fā)新能源汽車，混合動(dòng)力汽車即是其中的熱點(diǎn)之一?；旌蟿?dòng)力汽車存在多種工作模式，在不同的行駛工況及駕駛員需求時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生模式切換。由于發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)等部件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性不同，在模式切換時(shí)易影響整車行駛的平順性。因此有必要對(duì)混合動(dòng)力汽車的模式切換過程進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，提高駕駛員的舒適性。
　　本文以基于Position2（P2）構(gòu)型的混合動(dòng)力系統(tǒng)為研究對(duì)

2、象，對(duì)驅(qū)動(dòng)模式切換的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行扭矩協(xié)調(diào)控制策略分析與研究，主要的研究?jī)?nèi)容有：
　?、俜治龌?P2構(gòu)型的混合動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性以及起動(dòng)阻力矩分析的基礎(chǔ)上建立節(jié)氣門開度模型和基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建模法的發(fā)動(dòng)機(jī)模型；介紹濕式多片離合器結(jié)構(gòu)和工作原理，在對(duì)離合器的接合過程及其傳遞的扭矩特性動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，建立仿真模型；根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性并利用相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立一階響應(yīng)的電機(jī)模型；利用鋰離子電池試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立內(nèi)

3、阻電池模型；在相關(guān)理論分析的基礎(chǔ)上建立雙質(zhì)量飛輪、干式DCT變速器模型；根據(jù)經(jīng)典的車輛行駛動(dòng)力學(xué)方程，建立車輛縱向動(dòng)力學(xué)模型。
　?、诟鶕?jù)驅(qū)動(dòng)模式的劃分區(qū)域，確定處于不同驅(qū)動(dòng)狀態(tài)工作模式下的動(dòng)力源扭矩及離合器狀態(tài)；在傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，對(duì)驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析；采用沖擊度作為模式切換品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，由沖擊度的基本定義，推導(dǎo)出混合動(dòng)力系統(tǒng)的沖擊度方程；分別對(duì)純電動(dòng)向發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)向純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)向聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式切換的過程進(jìn)行

4、階段劃分，得出不同階段的動(dòng)力學(xué)方程、沖擊度方程、扭矩變化率的可行域；由理論分析，將驅(qū)動(dòng)模式分為三類典型模式切換過程：有離合器接合過程、有離合器分離過程、無離合器動(dòng)作過程。
　?、坩槍?duì)驅(qū)動(dòng)模式切換的動(dòng)態(tài)過程控制，分別提出發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)及離合器的控制方法，其中發(fā)動(dòng)機(jī)主要利用基于節(jié)氣門開度變化率限制和 PID控制，電機(jī)利用矢量控制進(jìn)行控制，離合器滑摩階段傳遞轉(zhuǎn)矩的控制主要通過控制一級(jí)接合油壓和接合油壓變化率實(shí)現(xiàn)；制定驅(qū)動(dòng)模式切換的控制流程

5、，分析不同發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)點(diǎn)火方式對(duì)模式切換平順性的影響，針對(duì)三類典型模式切換過程，分別制定扭矩協(xié)調(diào)控制策略。
　?、艽罱ㄅぞ貐f(xié)調(diào)等控制策略模型；列舉所建立混合動(dòng)力系統(tǒng)的頂層控制模塊以及相對(duì)底層的整車模式切換控制模塊；對(duì)電起機(jī)過程進(jìn)行仿真對(duì)比分析，結(jié)果表明采用發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速等扭矩點(diǎn)火的方式能使得扭矩輸出更加平穩(wěn)；針對(duì)三類典型模式切換過程，分別對(duì)有無扭矩協(xié)調(diào)控制策略進(jìn)行仿真，結(jié)果表明采用扭矩協(xié)調(diào)策略能有效減小模式切換時(shí)的沖擊度，驗(yàn)證了所制