并联混合动力行星齿轮机械自动变速器研究

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随着世界经济的持续增长和人民生活水平的提高,能源与环境问题变得更加严重。开发新能源汽车是各汽车公司的首要研发任务,而在新能源汽车里混合动力电动汽车是现今比较广泛的研究热点,丰田等大公司已经将混合动力汽车进行了批量生产。混合动力汽车的主要优点就是节能环保而动力性又接近于传统汽车,基于这个思想,本文对混合动力系统中的自动变速器进行了研究。传统的液力自动变速器的最大缺陷是液力变矩器的传动效率较低,直接用于混合动力系统势必影响其经济性的发挥。本文通过研究富康行星齿轮机械自动自动变速器的特点,掌握了其机械结构,尤其是行星齿轮机构的传动方式,熟悉了电液结构的控制原理和液压控制方法以及变速箱的传感器、电磁阀等控制机构的特性和工作原理。分析了自动变速器的换挡规律制定方法,通过实验测得富康TU5JP/K多点电喷汽油机和直接转矩控制交流电机的工作特性曲线,计算出本行星齿轮变速器的换挡规律。并基于MATLAB/SIMULINK软件建立驾驶员、发动机、电动机、离合器、车轮和车体的动力学模型,以及行星齿轮机械变速器换挡仿真系统模型。进行了行星齿轮机械变速器用于混合动力系统的可行性分析,在控制方法上通过与传统液力自动变速器进行比较,分析换挡过程,制定了适用于本研究的控制策略。在仿真实验中,将车辆加速踏板从0%加到100%,在开始车速比较低时由电机单独驱动,达到一定车速后切换至发动机驱动,并将发动机油门开度迅速增加到100%,观察自动变速器的换挡过程,完成了变速器换挡过程的仿真研究。本文设计的行星齿轮机械变速器换挡控制策略,创新点在于使用电机进行主动同步换挡,具体方法为:变速机构进入转矩相后,使电机转入发电状态,增大发电转矩,吸收发动机转矩使变速器输入转矩接近于零,并在惯性相阶段,使用电机调节变速器输入转速,以达到主动同步,以消除换挡冲击。仿真结果表明,实现了变速器的平稳换挡,满足了对变速器的改进和控制要求。
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