混合动力汽车电控离合器系统开发与研究

【摘要】：混合动力汽车(HEV)是由两种或两种以上的能源提供动力的汽车。混合动力汽车既有纯电动车的高效率和低排放的优点,又具有传统内燃机汽车的行驶里程长和快速补充燃料的性能,是将新技术与老技术结合最可行的产物,是目前清洁汽车中最具有产业化和市场化前景的车型。电控离合器是混合动力系统中的一个重要模块,在混合动力驱动方式变换过程中起着重要作用。离合器的工作品质决定了系统的整体性能,直接影响着动力性、经济性、舒适性和安全性,因而电控离合器的开发研究具有重要的意义。 本文针对国内外自动离合器技术的发展现状,在对离合器起步接合过程和接合品质分析的基础上,选取合适的控制参数,设计完成电控离合器控制器硬件和驱动电路,在此基础上实现控制策略研究和控制软件的编制,最后对自行开发的电控离合器进行实验验证,从而初步完成对电控离合器控制系统的研究与开发过程。 本文首先通过深入分析离合器接合过程,提出了离合器接合品质的评价指标,并据此选定了发动机转速(即离合器输入轴转速)n_e和离合器输出轴转速n_c及其变化率△n_c作为起步时的控制参数。其次,基于控制参数和系统扩展的要求,完成了CPU选型、传感器和执行机构的选用和安装,研制完成了整个离合器控制器硬件电路,设计实现了电源的变换,信号和数据的采集、分析、处理、显示和存储和执行机构驱动电路等功能,为控制策略和软件调试提供了良好的平台。再次,在自行研制的控制器上,完成了控制策略设计和软件各个功能模块(包括信号采集及处理模块、离合器动作逻辑判断模块、离合器快速分离模块、离合器接合过程模块及显示模块等)的编制,其中离合器接合模块采用了PID算法实现。最后,通过试验验证了离合器的接合效果,并在试验中不断调整参数。试验的结果表明,本文所开发研究的电控离合器系统接合平稳,冲击小,响应速度快,工作稳定可靠,基本可以满足离合器接合和快速分离的要求。 电控离合器系统研究开发的成功,证明了在不改动原车离合器结构的条件下实现离合器的电子控制是可行的,同时,控制参数的选取和比例电磁铁的选用作为本文的创新点,为离合器的电控提供了新的研究方向,具有重要的学术意义和应用价值。 【关键词】：混合动力汽车 电控离合器 比例电磁铁 接合过程 PID控制
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 引言8-14
• 1 离合器接合过程概述14-19
• 1.1 车辆离合器接合过程分析14-15
• 1.2 离合器接合品质的评价指标15-18
• 1.2.1 接合时间15
• 1.2.2 冲击度15-16
• 1.2.3 滑磨功16-18
• 1.3 接合过程控制参数的选取18-19
• 2 控制系统的硬件设计19-42
• 2.1 控制处理器PHILIPSP87C59119-25
• 2.1.1 概述19-20
• 2.1.2 P87C591特性20-25
• 2.2 DC-DC电源变换部分25-27
• 2.2.1 PSP200SRP型DC-DC电源26
• 2.2.2 电源电路设计26-27
• 2.3 信号数据采集部分27-30
• 2.3.1 传感器选用与安装27-29
• 2.3.2 信号采集电路设计29-30
• 2.4 数据存储和程序存储部分30-31
• 2.5 执行机构和驱动电路部分31-39
• 2.5.1 执行机构(比例电磁铁)31-36
• 2.5.2 比例电磁铁驱动电路设计36-39
• 2.6 LCD显示电路部分39-41
• 2.7 硬件设计中抗干扰措施41-42
• 3 控制系统的软件设计42-63
• 3.1 程序结构与设计思想42
• 3.2 μVision2开发环境介绍42-43
• 3.3 电控离合器控制软件实现43-61
• 3.3.1 系统整体结构43-46
• 3.3.2 信号采集及处理模块46-52
• 3.3.3 离合器动作逻辑判断模块52-53
• 3.3.4 离合器快速分离模块53-54
• 3.3.5 离合器接合模块54-58
• 3.3.6 显示模块58-61
• 3.4 软件的可靠性设计61-63
• 3.4.1 结构化程序设计方法61
• 3.4.2 软件陷阱61-62
• 3.4.3 程序死锁的解脱62-63
• 4 实验及数据分析63-68
• 4.1 实验简介63-67
• 4.1.1 试验过程及数据分析64
• 4.1.2 离合器快速分离实验64
• 4.1.3 离合器接合实验64-67
• 4.2 试验结论67-68
• 结论68-71
• 参考文献71-74
• 附录A 电控离合器控制系统电路原理图74-75
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况75-76
• 致谢76-77
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书77

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