并联式混合动力汽车AMT无动力中断换档控制策略研究.doc

并联式混合动力汽车AMT无动力中断换档控制策略研究为改善混合动力汽车的换档品质、经济性和动力性能,越来越多的混合动力汽车装配机械式自动变速器,目前针对混合动力传动系统的研究主要包括两个方面:动力传动系统的结构优化;动力传动系统的动态协调控制。机械式自动变速器具有传动效率高、结构简单、成本低等优点,但换档过程存在动力中断的问题。本文结合国家自然科学基金项目“极端行驶工况下HEV工作模式瞬态切换稳定性突变机理及失稳控制”(51705208),以搭配机械式自动变速器AMT的P3并联式混合动力客车作为样车,研究混合动力传动系统无动力中断的换档控制策略。主要研究内容如下:首先,对P3并联式混合动力客车动力传动系统的结构特点和工作模式进行分析,结合发动机和驱动电机的试验数据进行建模,基于Simscape搭建试验样车的等效整车仿真模型,并对混合动力客车的动力性能进行仿真验证,仿真结果验证了所搭建模型的正确性。其次,对换档规律进行研究,分析了不同类型的换档规律,选择车速和加速踏板开度作为换档参数,针对装配机械式自动变速器AMT的P3并联式混合动力客车采用最佳经济性换档规律,并制定了最佳经济性换档曲线,基于Matlab/Simulink仿真平台建立了换档规律的Stateflow模型。然后,基于最优控制理论对换档过程中发动机、离合器和驱动电机的控制分为调速阶段和调矩阶段进行研究分析,调速阶段以发动机转速、离合器转矩、驱动电机辅助转矩三者的导数作为控制向量;调矩阶段以发动机转矩、离合器转矩、驱动电机辅助转矩三者的导数作为控制向量。以离合器滑磨功和冲击度的最小化作为优化目标并对其进行优化,设计线性二次型最优控制器并进行离线仿真,得到控制变量的最优化轨迹曲线。最后,在50%加速踏板开度下进行换档控制器的升降档整车仿真和样车试验,与未采用最优控制的车辆进行对比分析,由于将换档过程分阶段进行最优控制,传动系统的动态响应控制更加精准,控制策略能够使驱动转矩在换档过程中平顺变化,达到减小冲击度和滑磨功的目的。