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原文传递电驱动自动变速混合动力系统传动与控制关键技术研究

论文题名：	电驱动自动变速混合动力系统传动与控制关键技术研究
关键词：	自动变速器;混合动力汽车;能量管理;换档规律;耦合控制
摘要：	2012年4月科技部颁布的《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》明确指出：“以纯电驱动为我国汽车工业转型的主要战略取向，加快培育和发展新能源汽车产业，重点推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车产业化。” 　　电动汽车的关键技术，既包括储能装置、也包括动力传动与控制系统，其中，动力传动系统的技术进步处于举足轻重的地位。而对于混合动力电动汽车来说，按照车辆运行工况对整车能量管理、变速换档、动力耦合装置实行实时、有效的控制，以保证车辆的动力性和经济性和舒适性，是当前研究的重点和难点。　　正基于此，本研究以国家863计划“基于EMT的电驱动系统研究与开发”为依托，对EMT（电驱动自动变速器）混合动力系统的传动与控制关键技术进行了深入研究。　　论文首先运用matlab/simulink仿真平台，以插电式混合动力公交车为基础车型，构建了基于EMT的混合动力系统各关键部件的数学模型，开发了混合动力系统的稳态仿真模型，并利用台架试验验证了模型的精度，为能量管理策略的开发与评估搭建了计算分析平台。　　其次，论文研究了兼顾燃油经济性和驾驶性能的EMT混合动力系统能量管理策略。论文构建了驾驶意图马尔科夫链的一步转移概率矩阵，以等效燃油消耗总量最小和减少发动机开启次数为控制目标，采用最短路径随机动态规划算法对发动机和电机进行功率分配优化，得到了近似最优的控制策略。然后对该算法直接得到的不规则换档规律进行优化，设计了兼顾动力性、经济性和驾驶性能的综合换档规律，并借助搭建的仿真模型对设计的能量管理策略进行仿真验证。　　再次，论文研究了以提升换档品质为目标的自动变速换档控制方法。论文界定了EMT混合动力系统的五个换档阶段，并针对预换档阶段、摘档阶段、电机主动调速阶段、进档阶段、补偿阶段，分别构建了EMT混合动力系统换档动力学模型，分析了各阶段的换档影响因素。分别提出了车辆加速度干预的预换档过程控制方法，调速阶段的基于广义回归神经网络（GRNN）的转速预测算法，以及基于转矩补偿的换档控制优化方法。并通过 ADAMS软件对换档过程控制策略进行了仿真验证。　　同时，论文研究了EMT混合动力系统动力耦合过程的离合器控制方法。论文设计了动力耦合装置的关键部件——自动离合器执行机构及其控制系统；构建了离合器全寿命使用过程动态控制模型，提出了自适应的离合器气动执行机构气缸无接触式闭锁控制方法；开发了基于PID神经网络算法的离合器控制技术，以克服电控气动执行机构闭环控制时存在的时变性及非线性影响，从而提高离合器控制灵敏性。　　最后，论文将上述研究成果运用于实践，开发了EMT混合动力系统试验台架，同时装配了试验样车，完成了台架试验和实车道路试验验证。试验结果表明，本文提出的混合动力系统能量管理策略、换档控制方法、动力耦合装置控制方法有效的提升了EMT系统的能耗经济性、换档品质及离合器控制的精确性。有助于促进混合动力传动与控制领域的理论研究与技术进步。
作者：	杨芸芸
专业：	动力机械及工程
导师：	吴森
授予学位：	博士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文