功率分流式混合动力系统发动机起动平顺性控制研究
【图文】：
起动发动机实现怠速发电；在急加速时，两个电机和发动机共同驱动行驶，满足大扭矩需求；在中高速行驶时，通过离合器锁止小电机，实现定速比驱动，降低中高速油耗[5]。图1双行星排单模混合动力系统结构简图2.2发动机起动过程该系统的发动机起动过程与传统的起动方式不同，在静止或行驶过程中，，整车控制器（HCU）根据当前剩余电量（SOC）、电池允许充放电功率、车速及加速踏板等信号判断起动条件。当整车控制认为需要起动发动机时，控制电机MG1将发动机以设定的扭矩曲线拖转到满足点火的转速，同时协调发动机完成起动过程，发动机起动完成后立即进入扭矩模式。在整个起动过程中，发动机倒拖到点火过程的扭矩冲击将被完全传递到输出轴上，处理不当将引起扭矩波动。加入控制算法前的波动数据如图2所示。（a）发动机转速（b）外齿圈转速图2加入控制算法前发动机起动过程抖动数据可以看出，车辆抖动由两部分组成，刚开始拖转发动机时，由于发动机倒拖阻力会随着曲轴位置和转速发生变化，经过扭转减振器过滤后传递到行星架输入轴上；另一部分则发生在发动机点火瞬间，由于发动机从负扭矩到正扭矩发生跳变，也将扭矩波动传递过来，整车出现耸车现象。3数学模型的建立3.1发动机点火前控制算法通过动力学原理和系统结构特性，可以将混合动力系统简化成图3所示的数学模型，其中Je为发动机转动惯量，Jst为行星架转动惯量，Js1为电机1转动惯量，Js2为电机2转动惯量，Jbd为整车等效到输出轴转动惯量，Jti为轮胎转动惯量，Jrg为差速器总成转动惯量，Kd为扭转减振器弹簧刚度，Cd为扭转减振器等效阻尼。根据传动系统模型及动力学原理可得：Jeωe=Te-Tf（1）Jstωst=Tf-Tst
星排单模混合动力系统结构简图2.2发动机起动过程该系统的发动机起动过程与传统的起动方式不同，在静止或行驶过程中，整车控制器（HCU）根据当前剩余电量（SOC）、电池允许充放电功率、车速及加速踏板等信号判断起动条件。当整车控制认为需要起动发动机时，控制电机MG1将发动机以设定的扭矩曲线拖转到满足点火的转速，同时协调发动机完成起动过程，发动机起动完成后立即进入扭矩模式。在整个起动过程中，发动机倒拖到点火过程的扭矩冲击将被完全传递到输出轴上，处理不当将引起扭矩波动。加入控制算法前的波动数据如图2所示。（a）发动机转速（b）外齿圈转速图2加入控制算法前发动机起动过程抖动数据可以看出，车辆抖动由两部分组成，刚开始拖转发动机时，由于发动机倒拖阻力会随着曲轴位置和转速发生变化，经过扭转减振器过滤后传递到行星架输入轴上；另一部分则发生在发动机点火瞬间，由于发动机从负扭矩到正扭矩发生跳变，也将扭矩波动传递过来，整车出现耸车现象。3数学模型的建立3.1发动机点火前控制算法通过动力学原理和系统结构特性，可以将混合动力系统简化成图3所示的数学模型，其中Je为发动机转动惯量，Jst为行星架转动惯量，Js1为电机1转动惯量，Js2为电机2转动惯量，Jbd为整车等效到输出轴转动惯量，Jti为轮胎转动惯量，Jrg为差速器总成转动惯量，Kd为扭转减振器弹簧刚度，Cd为扭转减振器等效阻尼。根据传动系统模型及动力学原理可得：Jeωe=Te-Tf（1）Jstωst=Tf-Tst（2）式中，Tf为扭转减振器两端受到的弹簧力；Te为发动机输出扭矩；Tst为行星架上输出扭矩；ωst为行星架角速度；ωe为发动机角速度；θst为行星架转过的
【作者单位】： 上海交通大学;科力远混合动力技术有限公司;
【基金】：国家高技术研究发展计划项目(2011AA11A20) 国家自然科学基金(51275355)资助
【分类号】：U469.7
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本文编号：2519369
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