回流式插电混合动力汽车(R-PHEV,Reflux Power Plug-in Hybrid Electric Vehicle)是搭载了回流无级变速动力耦合传动系统的插电混合动力汽车。作为一种新型的动力耦合传动结构,与传统的无级变速传动系统相比具备速比变化范围大的特点,...
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回流式插电混合动力汽车(R-PHEV,Reflux Power Plug-in Hybrid Electric Vehicle)是搭载了回流无级变速动力耦合传动系统的插电混合动力汽车。作为一种新型的动力耦合传动结构,与传统的无级变速传动系统相比具备速比变化范围大的特点,可以进一步改善混合动力汽车的燃油经济性能和排放性能,具备良好的发展前景。但是因为自身结构的特殊性,回流式插电混合动力汽车在动力切换的过程中存在两个问题:在进行动力源之间的驱动模式切换时存在转矩波动;在回流与纯无级调速状态切换时存在功率流方向和效率的突变。对于以上这些回流式插电混合动力汽车运行过程中存在的平顺性问题,本文进行了针对性的研究,研究内容如下:(1)详细介绍了回流无级变速传动动力耦合系统特有的构型,并对其工作原理进行了分析说明,列举了回流动力耦合传动系统的工作特性与效率特性。针对回流式动力耦合系统的特点,分析了搭载该系统的R-PHEV的优势,以此为依托对整车进行了参数匹配工作。并对整车模式切换过程中的关键部件如发动机、电机、湿式离合器以及电控CVT的工作特性进行了研究,建立了与之相关的数学模型。(2)根据回流式插电混合动力汽车能量管理策略,对回流式插电混合动力汽车的工作模式进行划分,并列举了不同工作模式时的动力源扭矩分配策略。对于回流式插电混合动力汽车模式切换问题关键过程进行了详尽研究,将整个模式切换过程定义为两个类型:分别为动力源之间工作状态改变的驱动模式切换和回流无级变速系统工作状态改变导致的调速模式切换。以冲击度为平顺性评价指标,对两个类型的模式切换过程进行了动力学分析,并得出各个过程中造成转矩波动的主要因素。(3)依据动力学分析,建立了模式切换过程协调控制方法,在宏观上对关键部件实施控制,如发动机节气门开度变化率控制以及离合器油压变化率模糊控制。在微观上针对各个不同切换过程实施了不同的协调控制策略。对于驱动模式切换过程,将具体的驱动模式切换详细地分为三类分别进行控制:其中有启动发动机过程的驱动模式切换,采用分阶段的发动机转速超调控制方法;对有关闭发动机过程的驱动模式切换,利用发动机节气门控制与离合器相互配合的控制方法,并控制电机扭矩实时跟随;对发动机已经参与工作的驱动工作模式之间的切换,对电机和发动机实行协调控制。对于调速模式切换,建立了离合器扭矩变化率控制策略。(4)搭建了回流式插电混合动力汽车整车前向仿真模型,对于在汽车正常行进过程中常见的匀速、加速以及变速比工况下的模式切换过程进行了仿真分析。研究了在不同模式切换过程中,各部分冲击度的主要产生原因以及参数影响规律,最终通过仿真分析验证了控制策略的有效性。
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