HEV自動(dòng)膜片彈簧離合器傳遞轉(zhuǎn)矩建模、估計(jì)與控制研究.pdf

1、自動(dòng)膜片彈簧離合器是現(xiàn)代汽車的重要總成之一。在自動(dòng)手動(dòng)變速器(AMT)、干式雙離合器變速器(DCT)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV)中，自動(dòng)膜片彈簧離合器得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文以應(yīng)用于同軸并聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中的自動(dòng)膜片彈簧離合器為研究對象，針對混合動(dòng)力電動(dòng)汽車在模式切換、起步等方面的特殊控制需求，開展了自動(dòng)膜片彈簧離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的建模、估計(jì)和控制問題的研究。
　　在零部件彈性特性測試、靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，提出了考慮離合器蓋變形

2、的膜片彈簧離合器操縱特性計(jì)算模型。運(yùn)用正交試驗(yàn)和回歸分析法，建立了離合器摩擦系數(shù)隨滑動(dòng)速度、滑摩溫度變化的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ??？紤]離合器磨損壽命、彈性弱化等因素的內(nèi)在關(guān)系，提出了極限磨損壽命期內(nèi)內(nèi)離合器轉(zhuǎn)矩傳遞特性的計(jì)算模型。通過臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，對提出的離合器操縱特性、轉(zhuǎn)矩特性計(jì)算模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　建立了同軸并聯(lián)式HEV動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，機(jī)電式離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，自動(dòng)離合器控制模型。結(jié)合離合器轉(zhuǎn)矩傳遞模型，開發(fā)了基于Matl

3、ab/Simulink的自動(dòng)膜片彈簧離合器仿真程序，對自動(dòng)離合器的操縱控制過程進(jìn)行了仿真計(jì)算，并與試驗(yàn)測試結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
　　提出了基于卡爾曼濾波算法的離合器傳遞轉(zhuǎn)矩估計(jì)方法，針對HEV起步和模式切換過程，構(gòu)建離合器轉(zhuǎn)矩估計(jì)離散狀態(tài)空間模型，運(yùn)用離散卡爾曼濾波算法估計(jì)離合器傳遞轉(zhuǎn)矩，與仿真設(shè)定值對比，分析了估計(jì)轉(zhuǎn)矩的誤差特性。研究了干擾噪聲方差、系統(tǒng)采樣時(shí)間，對離合器轉(zhuǎn)矩估計(jì)的影響。利用道路試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的模型計(jì)

4、算與卡爾曼濾波估計(jì)結(jié)果進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了所提出的離合器轉(zhuǎn)矩估計(jì)方法的有效性。
　　提出了基于卡爾曼濾波的HEV離合器接合轉(zhuǎn)矩跟隨PID控制策略。設(shè)計(jì)了離合器轉(zhuǎn)矩低通濾波器、轉(zhuǎn)矩環(huán)比例控制器、行程環(huán)PID控制器和前饋控制器。運(yùn)用粒子群優(yōu)化算法，對PID控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化整定。結(jié)合離合器轉(zhuǎn)矩卡爾曼濾波器，設(shè)計(jì)了離合器轉(zhuǎn)矩跟蹤數(shù)字控制程序。針對HEV車輛起步、模式切換的離合器接合過程，進(jìn)行了離合器轉(zhuǎn)矩跟蹤控制的仿真。結(jié)果表明，離合器控制