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分时四驱分动器驱动模式切换性能研究

分时四驱分动器驱动模式切换性能研究

作者：吴忠辉燕山大学

学位级别：硕士

分动器是分时四驱汽车动力传动系统的核心部件,其性能的优劣,直接影响到汽车的通过性、经济性和乘坐舒适性。本文以某分时四驱汽车分动器为研究对象,考虑同步器容量和车辆的性能要求,以提升驱动模式切换的换挡品质为目标,对分时四驱分... 详细信息

分动器是分时四驱汽车动力传动系统的核心部件,其性能的优劣,直接影响到汽车的通过性、经济性和乘坐舒适性。本文以某分时四驱汽车分动器为研究对象,考虑同步器容量和车辆的性能要求,以提升驱动模式切换的换挡品质为目标,对分时四驱分动器驱动模式切换性能进行理论分析和试验研究。本文开展的主要工作如下:(1)将分动器驱动模式切换过程中同步器的工作过程划分为5个阶段,并分析每个阶段的工作特点;将分动器驱动模式切换过程中的传动系统简化为二自由度等效系统,建立传动系统同步过程的动力学模型。(2)推导分动器驱动模式切换过程的冲击度、同步时间、比滑磨功和同步容量的数学表达式,分析换挡力和同步速差对驱动模式切换性能的影响规律。分析结果表明:换挡力和同步速差对同步时间、比滑磨功和同步容量有显著影响,换挡力变化率对冲击度的影响较大。考虑同步器容量和车辆的性能要求,确定换挡力变化率的最大值、可切换驱动模式下的最高车速和不同车速下换挡力的可用区间。(3)以同步时间和同步容量为优化目标,建立兼顾车辆动力性和同步器使用寿命的驱动模式切换性能评价函数,采用MATLAB中的fmincon函数对评价函数进行优化求解,得出不同车速下的最优换挡力。结果表明,在给定的驱动模式切换性能评价函数下,优化后的换挡力可以使驱动模式切换的综合性能达到最优。(4)搭建分动器驱动模式切换过程模拟试验台架,开展驱动模式切换过程动态试验。根据试验结果,分析驱动模式切换时不同阶段的特点以及换挡力和同步速差对驱动模式切换性能的影响。对比数值仿真和试验结果,验证换挡品质评价指标数学模型的正确性。

关键词：分时四驱汽车分动器同步器驱动模式切换换挡力优化

某型插电混动DHT系统驱动模式切换过程瞬态特性分析

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某型插电混动DHT系统驱动模式切换过程瞬态特性分析

作者：何波重庆理工大学

学位级别：硕士

汽车给人们日常生活带来便利的同时,也造成了严重的能源消耗和环境污染问题。插电式混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)由于其燃油经济性高、排放低等综合优势,受到广泛关注。插电式混合动力电动汽车存在多种驱动... 详细信息

汽车给人们日常生活带来便利的同时,也造成了严重的能源消耗和环境污染问题。插电式混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)由于其燃油经济性高、排放低等综合优势,受到广泛关注。插电式混合动力电动汽车存在多种驱动模式切换,导致了严重的振动冲击问题,因此迫切需要研究驱动模式切换导致的振动冲击问题及其抑制方法。本文以搭载DHT(Dedicated Hybrid Transmission,混合动力专用变速箱)系统的插电式混合动力电动汽车为研究对象,建立DHT系统动力学模型,研究驱动模式切换过程中DHT系统瞬态动力学特性,阐明多源激励耦合作用下驱动模式切换过程DHT系统的冲击振动规律,提出驱动模式切换冲击振动的抑制方法,为DHT系统设计开发提供理论支持。本文完成的具体工作内容如下:(1)建立考虑发动机、电机、动力电池、离合器、齿轮传动系统以及整车负载的DHT系统动力学模型。考虑发动机缸压变化特性、发动机各部件的转动惯量、扭转刚度等因素,建立发动机模型;考虑电机磁路特性、电气特性、控制策略等因素建立永磁同步电机模型;考虑电池内阻、开路电压、电池容量、SOC等因素建立动力电池模型;考虑离合器的载荷特性、转动惯量和扭转刚度因素,建立离合器模型;考虑传动系统的齿轮几何特性、啮合特性、动力学特性,建立齿轮传动系统模型;考虑汽车行驶过程中受到的行驶阻力,建立整车负载模型。根据各个部件的连接关系,将各部件模型耦合为DHT系统动力学模型。(2)进行插电式混合动力电动汽车转毂试验,验证DHT系统动力学模型。分析整车转毂试验方法,在HWY循环工况下进行整车试验。采集车速、电机转速、电机转矩、发动机转速、发动机转矩等试验数据,完成试验数据分析和处理。在纯电驱动模式切换到行车充电模式的工况下,将试验结果与仿真结果进行对比分析,结果表明:车速、动力电池SOC等仿真结果,与试验结果较为一致,验证了DHT系统动力学模型的正确性。(3)基于DDPG(Deep Deterministic Policy Gradient)算法和DHT系统动力学模型,建立联合仿真模型,进行DHT系统模式切换冲击抑制分析。采用DDPG控制算法搭建控制器模型,通过联合仿真接口实现DHT系统模型和控制器模型的联合仿真,以减小整车冲击为目标对控制算法进行训练,训练结果收敛。进行匀速和匀加速工况、HWY循环工况、NEDC循环工况、10-15mode循环工况下的冲击抑制分析,仿真结果表明:DDPG控制算法能够有效抑制驱动模式切换时振动冲击过大的问题。

关键词：混合动力驱动模式切换振动冲击冲击抑制

基于遗传算法的混合动力客车驱动模式切换优化

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机械传动 2015年第5期39卷 85-89页

作者：赵利军李守成魏光璞张洪生南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

混合动力客车城市公交客车因其具有两个动力源参与驱动,使得驱动模式的切换控制成为了整车控制策略的核心,不仅影响整车的燃油经济性和排放性,更是影响了整车的驾驶舒适性。应用高级模拟分析软件AVL CRUISE,联合Matlab/Simulink,搭建整... 详细信息

混合动力客车城市公交客车因其具有两个动力源参与驱动,使得驱动模式的切换控制成为了整车控制策略的核心,不仅影响整车的燃油经济性和排放性,更是影响了整车的驾驶舒适性。应用高级模拟分析软件AVL CRUISE,联合Matlab/Simulink,搭建整车动态仿真模型。基于换挡规律的思想,调整驱动模式切换时的限值,使得整车驱动模式能够流畅切换。运用遗传算法,以等效百公里油耗量为目标,针对欧洲和中国的城市公交循环工况对影响驱动模式切换的控制参数进行优化,进一步改善了整车的燃油经济性能。

关键词：混合动力城市客车驱动模式切换遗传算法

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双电机混动系统驱动模式动力性切换控制研究

汽车工业研究 2024年第3期 43-47页

作者：杜立东张鹏飞卫守琦刘甲一一汽奔腾轿车有限公司

为改善某新型双电机混合动力系统动力性,确保能够发挥车辆最大动力,本文对双电机串并联系统结构进行分析,介绍纯电、串联、并联三种驱动模式,并设计实时计算混动系统纯电能力、串联能力、并联能力的模型,通过驱动模式动力性切换控制策略... 详细信息

为改善某新型双电机混合动力系统动力性,确保能够发挥车辆最大动力,本文对双电机串并联系统结构进行分析,介绍纯电、串联、并联三种驱动模式,并设计实时计算混动系统纯电能力、串联能力、并联能力的模型,通过驱动模式动力性切换控制策略,选择能力更大的驱动模式并切换,以满足动力性需求。对该控制策略进行实车测试,结果表明:在当前驱动模式不满足驾驶员扭矩需求时,该系统能有效地向能力更大的驱动模式切换,切换完成后整车动力得到提升。

关键词：双电机混动系统驱动模式切换动力提升控制策略

26 t纯电动轮胎压路机行驶系统关键控制策略研究

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工程机械 2025年第01期 31-36+8页

作者：游启航赵方熠王欣长安大学工程机械学院上汽集团创新研究开发总院

随着电驱技术在工程机械中的逐步应用，纯电驱动的轮胎压路机也进入了研制和开发的行列。以前4后5型多电机独立驱动的26 t纯电动轮胎压路机为研究对象，以提高传动系统效率和保证作业质量为目标，对其行驶系统的关键控制技术进行研究。... 详细信息

随着电驱技术在工程机械中的逐步应用，纯电驱动的轮胎压路机也进入了研制和开发的行列。以前4后5型多电机独立驱动的26 t纯电动轮胎压路机为研究对象，以提高传动系统效率和保证作业质量为目标，对其行驶系统的关键控制技术进行研究。首先对26 t纯电动轮胎压路机行驶系统的组成和工作原理进行分析；其次，提出基于节能目标的行驶系统驱动模式自动切换控制策略，根据轮胎压路机的不同负载工况设计3种行驶驱动模式，结合永磁同步电机效率Map制定驱动模式切换算法；最后，在不同驱动模式基础上，以驱动轮纯滚动为控制目标给出基于Ackermann模型的电子差速转向控制策略。

关键词：纯电动轮胎压路机电机效率Map 驱动模式切换电子差速

26t纯电驱动轮胎压路机参数匹配与控制策略研究

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26t纯电驱动轮胎压路机参数匹配与控制策略研究

作者：赵方熠长安大学

学位级别：硕士

目前,环境污染和能源短缺已成为全球经济发展需要面临的重大问题,非道路移动机械排放标准日益严格。能量利用率低和污染排放量大的传统工程机械也迫切需要进一步地节能减排和能源转型。纯电驱动具有零排放、高效率和电能来源多样等优点... 详细信息

目前,环境污染和能源短缺已成为全球经济发展需要面临的重大问题,非道路移动机械排放标准日益严格。能量利用率低和污染排放量大的传统工程机械也迫切需要进一步地节能减排和能源转型。纯电驱动具有零排放、高效率和电能来源多样等优点,并且汽车电驱动化的发展已经打下了相关的零部件基础,在”碳达峰、碳中和”的背景下,纯电驱动已经成为工程机械未来发展的大趋势。轮胎压路机是高等级公路修筑施工中重要和常见的设备之一,对纯电驱动轮胎压路机进行设计和研究具有重要的现实意义。本文以26t纯电驱动轮胎压路机为对象,围绕其驱动系统的结构方案、参数匹配和控制策略进行了研究。首先,分析了轮胎压路机的基本组成、工作原理和负载特性,提出了几种可行的纯电驱动系统方案,并从结构复杂度、控制难度及效率等角度对各方案进行了综合对比分析,选取了轮边电机独立驱动构型作为最终方案并对其三种驱动模式进行了研究;其次,分析了轮胎压路机的动力性和经济性评价指标并确定了设计参数,在对轮胎压路机进行动力学分析的基础上,根据设计参数对驱动系统的主要部件,包括永磁同步电机、动力电池和减速器,进行了参数匹配;再次,分析了纯电驱动轮胎压路机控制系统的组成和功能,针对压路机的主要控制目标,制定了行驶控制、惯性负载控制、电子差速转向控制和驱动模式切换控制等关键控制策略;最后,建立了基于Simulink的永磁同步电机矢量控制仿真模型和26t纯电驱动轮胎压路机驱动系统仿真模型,验证了驱动系统方案、参数匹配结果及控制策略的合理性。

关键词：轮胎压路机纯电驱动参数匹配驱动模式切换惯性负载控制电子差速

混合动力电动汽车运行状态切换过程动态控制研究

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混合动力电动汽车运行状态切换过程动态控制研究

作者：牛艳霞燕山大学

学位级别：硕士

在现代社会能源与环境危机的大背景下，混合动力电动汽车应景而生，成为汽车行业研究的热点。混合动力电动汽车含有内燃机和蓄电池-电机两种车载动力源，两动力源间能量分配方式的不同产生纯电动驱动模式、发动机参与的驱动模式、再生... 详细信息

在现代社会能源与环境危机的大背景下，混合动力电动汽车应景而生，成为汽车行业研究的热点。混合动力电动汽车含有内燃机和蓄电池-电机两种车载动力源，两动力源间能量分配方式的不同产生纯电动驱动模式、发动机参与的驱动模式、再生制动模式、混合制动模式等多种运行模式。整车控制器根据能量管理策略确定车辆在不同行驶工况下的最佳运行模式，实现节能减排的目的。这一过程可能造成发动机与电机输出转矩的突变，由于发动机与电机的动态响应特性不同，发动机不能立即响应目标转矩的变化，而电机响应速度快。车辆运行状态发生变化时，如果单独按照各自的目标转矩进行控制来响应总的转矩需求，可能导致运行模式切换过程中的整车动力不足及震荡现象，影响车辆动力性及驾驶舒适性。由于电机与机械制动系统性能较稳定，只要合理控制电机变化率，避免电机突增负载造成的震荡，就能保证模式切换过程的平稳性。本文主要研究驱动模式切换过程中发动机与电机输出转矩的动态协调控制，保证该过程动力传递的平顺性。研究过程中将混合动力系统驱动模式切换过程分为三类：发动机切入驱动系的过程(纯电动驱动模式向发动机参与的驱动模式的切换)、发动机退出驱动状态的过程(发动机参与的驱动模式向纯电动驱动模式的切换)和电动机提供动力补偿过程。切换过程中，利用电机响应快速的特点，对模式切换过程中发动机响应滞后造成的动力不足进行动态补偿，称为动力系统动态转矩协调控制。另外，并联混合动力系统在由纯电动驱动模式切换至有发动机参与的驱动模式的过程中存在发动机的调速控制问题。基于整个模式切换过程中速度调节的快速平稳性，本文提出可选择自适应模糊——PID控制算法用于发动机调速控制。最后，在MATLAB/SIMULINK平台上建立混合动力系统仿真模型，分别对上述三类模式切换过程中转矩的动态控制进行仿真验证。结果表明动态转矩协调控制算法能够保证状态切换过程中变速器输入端动力需求，满足切换过程动力传递的平稳性要求。

关键词：混合动力电动汽车驱动模式切换转矩波动转矩动态协调控制

基于车速估计改进算法的四轮轮毂电动汽车控制策略研究

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基于车速估计改进算法的四轮轮毂电动汽车控制策略研究

作者：张文建电子科技大学

学位级别：硕士

四轮轮毂电动汽车在动力性能和主动安全控制方面有着显著的优势,是电动汽车发展的一个重要方向。四轮轮毂电动汽车四轮转矩独立可控,存在多种驱动模式,主要包括四轮驱动以及两轮驱动。然而,驱动模式的切换会影响车速估计精度、车身稳定... 详细信息

四轮轮毂电动汽车在动力性能和主动安全控制方面有着显著的优势,是电动汽车发展的一个重要方向。四轮轮毂电动汽车四轮转矩独立可控,存在多种驱动模式,主要包括四轮驱动以及两轮驱动。然而,驱动模式的切换会影响车速估计精度、车身稳定性以及乘坐舒适性。本文通过设计基于车速估计算法的四轮轮毂电动汽车控制策略,旨在提高车速控制精度、车身稳定性和乘坐舒适性,主要工作为:1、研究了四轮轮毂电动汽车整车结构和驱动模式。建立了三自由度车辆模型、车轮模型以及轮胎模型,并且分析了四轮轮毂电动汽车各驱动模式的特性。此外,从能效和安全方面考虑,分析了驱动模式切换策略,主要包括,基于能效管理的主动切换策略和基于失效安全的被动切换策略。2、设计了适用于多驱动模式下的车速估计算法。针对四轮轮毂电动汽车的特点,在四驱模式下采用基于无轨卡尔曼滤波理论的车速估计算法,在两驱模式下采用基于轮速的车速估计算法,并进行了仿真验证。3、设计了基于车速估计算法的四轮轮毂电动汽车控制策略。以车速为控制目标,设计了基于车速估计算法的车速控制器,并且针对车速估计算法切换时产生的车速跳变进行了平滑滤波处理。联合CarSim和Matlab对本文设计的控制策略进行了仿真验证。结果表明,所设计的控制策略能够达到较高的车速控制精度,并且提高了车身稳定性以及乘坐舒适性。本文针对四轮轮毂电动汽车存在的多种驱动模式,充分利用其四轮转矩独立可控的特点,研究基于车速估计算法的四轮轮毂电动汽车控制策略,对四轮轮毂电动汽车的发展有着积极的意义。

关键词：四轮轮毂电动汽车驱动模式切换车速估计车身稳定乘坐舒适性

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基于PID的混合动力矿车驱动力协调控制

自动化与仪表 2017年第10期32卷 36-41页

作者：田韶鹏张瑞鹏孟开创武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室汽车零部件技术湖北省协同创新中心武汉430070

该文对一种分离轴式多轴混合动力矿用自卸车的动力系统以及整车进行分析,建立了整车动力学模型。考虑了车辆在运行过程中不同驱动模式之间的切换,并将驱动力协调分配控制应用于分离轴式并联混合动力系统。控制系统采用了实时分层驱动力... 详细信息

该文对一种分离轴式多轴混合动力矿用自卸车的动力系统以及整车进行分析,建立了整车动力学模型。考虑了车辆在运行过程中不同驱动模式之间的切换,并将驱动力协调分配控制应用于分离轴式并联混合动力系统。控制系统采用了实时分层驱动力分配控制策略,上层控制整车的动力输出模式,中层依据不同工作模式结合轴荷进行驱动力动态分配,下层利用PID控制算法进行驱动防滑控制。根据控制策略建立控制模型,结合所建立的整车动力学模型,进行联合仿真分析。仿真结果表明,所设计的驱动力协调分配控制策略能够适应矿车所工作的重载爬坡工况以及低附着路面行驶工况,实现了合理的驱动力分配,充分利用了地面附着力。同时,能够根据轮胎滑移率对各个动力源的动力输出进行闭环协调控制,保证车辆行驶在湿滑路面等恶劣工况下的稳定性。

关键词：驱动力协调控制矿用自卸车混合动力联合仿真驱动模式切换