基于单电机混合动力系统的发动机离合器起步控制

摘要

混合动力汽车是一种介于传统燃料汽车与纯电动汽车之间的汽车，兼具两者的优点。本文研究的CVT混合动力采用多片湿式离合器取代了传动效率较低、结构较复杂的液力变矩器，使得传动系统不但具有传动效率高、结构简单、制造成本低、维护保养方便等优点，还同时保留了原来CVT的无级变速特性。　　起步控制作为 CVT关键技术中的难点之一，其性能的优劣直接关系到 CVT传动系统的整体性能。发动机起步是混合动力汽车重要的起步方式，是必不可少的一种方式。本文对采用多片湿式离合器的CVT混合动力汽车的发动机起步主要开展如下几部分的分析与研究：　　①简述本文研究的CVT混合动力汽车传动系统的结构特点与工作原理；总结了离合器起步控制国内外研究现状。　　②简述了离合器的结构、工作原理以及对传动系统的两种起步装置进行了分析；通过分析多片湿式离合器扭矩的传递特性，建立了相应的数学计算模型；分析了多片湿式离合器起步的客观评价指标和影响因素、起步控制策略以及接合过程，确定了以发动机恒转速控制策略为基础的离合器控制策略。　　③通过得到的发动机试验数据构建了发动机扭矩稳态输出模型，对离合器接合过程进行了动力学分析并构建了传动系统的动力学模型，确定了起步时车辆的阻力矩；根据发动机恒转速起步控制机理，分析制定了发动机目标转速、目标发动机扭矩、离合器油压变化率、离合器传递扭矩达到目标值所需时间等主要控制数表。　　④简述了发动机恒转速控制策略中常采用的节气门分段线性控制和模糊控制方法，并在Matlab/Simulink中构建相应的模型进行仿真分析；针对这两种控制方法存在的问题，提出根据发动机需求扭矩，采用PID方法对节气门进行控制，通过建立相应Simulink模型得到的结果，表明此方法的控制性能更佳。　　⑤总结了发动机恒转速起步控制策略中出现的问题；采用BP神经网络对目标油门踏板开度进行预估，建立相应的仿真模型，并对比分析了预估前后仿真结果；提出利用模糊理论建立驾驶员的起步意图模型，并以此对发动机恒转速控制中发动机目标转速和离合器液压缸油压变化率两个控制参数进行修正，通过建立的仿真模型得到的仿真结果，表明此方法可以很好的体现驾驶员的起步意图同时实现实际条件下的发动机恒转速起步。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 混合动力传动系统结构特点与工作原理

1.3 离合器起步研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 多片湿式离合器与接合过程分析

2.1 多片湿式离合器特性

2.2 多片湿式离合器起步评价指标和影响因素

2.3 多片湿式离合器的起步控制策略分析

2.4 多片湿式离合器恒转速起步接合过程分析

2.5 本章小结

3 发动机恒转速起步控制设计

3.1 发动机模型

3.2 离合器接合过程动力传动模型

3.3 发动机恒转速起步控制

3.4 本章小结

4 发动机恒转速控制策略的节气门控制

4.1 节气门开度分段线性控制

4.2 基于发动机恒转速的节气门模糊控制

4.3 基于发动机需求扭矩的节气门PID控制

4.4 本章小结

5 神经网络预测模糊控制策略

5.1 普通恒转速控制策略的问题

5.2 BP神经网络预测目标油门开度

5.3 基于驾驶员意图的模糊控制

5.4 本章小结

6 全文总结与展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录