并联混合动力行星齿轮机械自动变速器研究

摘要

随着世界经济的持续增长和人民生活水平的提高，能源与环境问题变得更加严重。开发新能源汽车是各汽车公司的首要研发任务，而在新能源汽车里混合动力电动汽车是现今比较广泛的研究热点，丰田等大公司已经将混合动力汽车进行了批量生产。混合动力汽车的主要优点就是节能环保而动力性又接近于传统汽车，基于这个思想，本文对混合动力系统中的自动变速器进行了研究。 传统的液力自动变速器的最大缺陷是液力变矩器的传动效率较低，直接用于混合动力系统势必影响其经济性的发挥。本文通过研究富康行星齿轮机械自动自动变速器的特点，掌握了其机械结构，尤其是行星齿轮机构的传动方式，熟悉了电液结构的控制原理和液压控制方法以及变速箱的传感器、电磁阀等控制机构的特性和工作原理。分析了自动变速器的换挡规律制定方法，通过实验测得富康TU5JP/K多点电喷汽油机和直接转矩控制交流电机的工作特性曲线，计算出本行星齿轮变速器的换挡规律。并基于MATLAB/SIMULINK软件建立驾驶员、发动机、电动机、离合器、车轮和车体的动力学模型，以及行星齿轮机械变速器换挡仿真系统模型。进行了行星齿轮机械变速器用于混合动力系统的可行性分析，在控制方法上通过与传统液力自动变速器进行比较，分析换挡过程，制定了适用于本研究的控制策略。 在仿真实验中，将车辆加速踏板从0％加到100％，在开始车速比较低时由电机单独驱动，达到一定车速后切换至发动机驱动，并将发动机油门开度迅速增加到100％，观察自动变速器的换挡过程，完成了变速器换挡过程的仿真研究。本文设计的行星齿轮机械变速器换挡控制策略，创新点在于使用电机进行主动同步换挡，具体方法为：变速机构进入转矩相后，使电机转入发电状态，增大发电转矩，吸收发动机转矩使变速器输入转矩接近于零，并在惯性相阶段，使用电机调节变速器输入转速，以达到主动同步，以消除换挡冲击。仿真结果表明，实现了变速器的平稳换挡，满足了对变速器的改进和控制要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1并联混合动力系统的发展及其工作特点

1.2并联混合动力系统的变速装置研究现状

1.3行星齿轮变速器在混合动力系统中的应用

1.4本文采用的传动方案

1.5本文的研究内容

第2章行星齿轮机械自动变速器工作过程分析与动力学建模

2.1行星齿轮机械自动变速器

2.2行星齿轮系动力传动过程建模

2.3本章小结

第3章并联混合动力换挡规律制定方法研究

3.1并联混合动力汽车换挡影响因素

3.2自动变速器换挡规律制定理论

3.3并联混合动力中自动变速器工作特点分析

3.4行星齿轮自动变速器换挡规律的制定

3.5本章小结

第4章基于SIMULINK的混合动力行星齿轮机械自动变速系统

4.1驾驶员仿真模型

4.2发动机仿真模型

4.3电动机模型

4.4车轮模型

4.5车体模型

4.6行星齿轮机械变速器换挡仿真系统模型

4.7本章小结

第5章并联混合动力自动换挡过程控制技术研究

5.1行星齿轮机械变速器用于并联混合动力的可行性分析

5.2传统AT与PGAMT换挡控制的比较分析

5.3行星齿轮机械变速器换挡控制策略设计

5.4换挡过程仿真

5.5本章小结

第6章总结与展望

参考文献

附录：攻读硕士学位期间发表的论文

致谢