混合动力汽车动力传动控制系统的研究与开发

动力传动控制系统是混合动力汽车的关键技术。本文从能量控制和过渡品质控制两个方面研究动力传动控制系统。虽有大量文献研究了混合动力能量控制，但是对于四轮驱动的混合动力传动系统能量控制研究却很少。另外，现有文献对过渡品质控制也只涉及到动力协调控制。本文针对动力传动系统控制问题，完成了从“概念分析”到“算法开发”，从“仿真研究”到“样车试验”的全过程。 本文将四轮驱动的混合动力传动系统控制分为动力传动系统的能量控制和过渡品质控制，能量控制就是确定动力传动系统中各个部件的运行状态及其工作参数，品质控制就是协调动力源与动力源，动力源和自动变速器以及变速器本身控制。 首先用部件稳态效率MAP图和混合建模方法，建立了混合动力系统的仿真模型。在建立仿真模型的研究中，通过部件接口参数的规格化使复杂机电系统的动力学建模程式化和柔性化。 然后对多能源动力传动控制系统的能量控制进行了深入研究。以整车高效率为目标，进行了整车能量控制的设计和仿真，得到了车载能量控制策略。 其次研究了动力传动过渡品质控制，指出过渡品质控制包括工作模式循环控制、动力协调控制、换档循环控制、工作极限控制和换档过程控制，并对各种控制提出了相应算法。除此之外，对混合动力传动系统用自动变速器的液压控制单元也进行了详细研究。 本文还研究了动力传动系统的组成，分析了各个控制器之间的逻辑功能关系，设计了各个控制器之间的信息交换协议。在研究CAN总线协议原理基础上，设计了动力传动控制系统的总线应用协议；在分析了混和动力车辆运行过程的基础之上，把动力传动控制系统分成四个层次，并且使用状态图对其中两层进行了详细描述。 最后本文以对动力传动系统研究结论为基础，分析了整车控制器和自动变速器控制器与外界关系，开发出整车控制器和自动变速器控制器。在控制器设计中，使用了相对测量原理和模块设计方法，提高了电路的抗干扰能力，并使用基于数据库的软件体系结构设计了系统软件，设计出的系统软件既有运行效率高又有可移植性好的特点。 完成了所有设计之后，本文对装有所设计的控制器的样车进行了调试和道路试验。道路试验过程中车速变化平稳，无明显冲击感，说明设计的动力传动控制系统达到了预期功能。