并联式混合动力汽车的转速转矩双同步换挡控制

并联式混合动力汽车的转速转矩双同步换挡控制摘要：为了进一步提高并联式混合动力汽车的换挡平顺性和燃油经济性，设计了一种基于双同步器的换挡控制策略。该策略通过控制发动机和电动机的转速和转矩，实现了双同步器的快速换挡和转矩平稳输出。其中，动力总成控制系统根据不同行驶模式和驾驶需求，自主选择发动机和电动机的工作模式，并通过控制电机的电磁转矩和变速箱的换挡时间，实现了转速转矩双同步的换挡过程。实验结果表明，该控制策略能有效降低换挡冲击和功率损失，提高了整车的燃油经济性和驾驶舒适性。

关键词：并联式混合动力汽车；双同步器；换挡控制；转速转矩同步；燃油经济性；驾驶舒适性

1.引言

随着环保意识的提高和汽车市场竞争的加剧，混合动力汽车成为了未来汽车发展的重要方向之一。其中，并联式混合动力汽车以其燃油经济性和驾驶舒适性等优点，逐渐成为了主流技术。并联式混合动力汽车通常由一个内燃发动机和一个电动机组成，它们可以分别或者同时驱动车轮，实现动力传递和能量回收等功能。然而，由于动力总成的复杂性和多种工作模式的切换，使得并联式混合动力汽车的动力性、经济性和舒适性存在着很大的提升空间。其中，换挡过程的平顺性和功率损失是制约并联式混合动力汽车燃油经济性和驾驶舒适性的重要因素。

2.研究目的

本文旨在进一步提高并联式混合动力汽车的换挡平顺性和燃油经济性，设计了一种基于双同步器的换挡控制策略，实现了转速转矩双同步的换挡过程。具体内容如下：

（1）分析了并联式混合动力汽车的动力传递原理和换挡控制方式；

（2）设计了基于双同步器的换挡控制策略，提出了转速转矩同步的换挡方法；

（3）构建了动力总成控制系统，并进行了仿真和试验分析；

（4）实验结果表明，该控制策略能有效降低换挡冲击和功率损失，提高了整车的燃油经济性和驾驶舒适性。

3.研究内容

3.1并联式混合动力汽车的动力传递原理

并联式混合动力汽车的动力总成由内燃发动机、电机和电池组成，其动力传递方式主要有以下两种：

（1）串级联动力传递：即内燃发动机通过联轴器驱动变速箱，再通过传动轴将动力传递给电机，电机再将动力传递给车轮。

（2）并联动力传递：即内燃发动机和电机分别驱动轴，同时将动力通过变速箱传递给车轮。

其中，串级联动力传递方式具有较大的传动损失和换挡冲击，而并联动力传递方式则更加省油、平顺和舒适。

3.2换挡控制方式及问题分析

并联式混合动力汽车的换挡控制方式主要有以下几种：

（1）手动换挡：即驾驶员通过挂档杆手动控制换挡。

（2）自动换挡：即根据车速、油门开度、动力需求等参数，自动选择最佳的变速器速比，实现自动换挡。

（3）电动机驱动车轮：即电动机将动力直接传递给车轮，不需要通过变速器控制。

然而，以上几种换挡控制方式都存在着换挡冲击、功率损失等问题，需要加以优化和改进。

3.3基于双同步器的换挡控制策略

为了提高并联式混合动力汽车的换挡平顺性和燃油经济性，本文提出了一种基于双同步器的换挡控制策略。该策略按照以下步骤进行：

（1）根据行驶模式和驾驶需求，自主选择发动机和电动机的工作模式。

（2）通过控制电动机的电磁转矩，实现电动机与变速器的快速同步。

（3）通过控制发动机的转速和转矩，实现发动机与变速器的快速同步。

（4）在双同步器的同步作用下，实现换挡过程中的转速转矩同步，降低换挡冲击和功率损失。

3.4动力总成控制系统的设计与实现

基于上述换挡控制策略，本文构建了动力总成控制系统，并进行了仿真和试验分析。系统主要由以下几个部分组成：

（1）发动机控制模块：负责控制发动机的输出功率和转速。

（2）电动机控制模块：负责控制电动机的输出电磁转矩和转速。

（3）变速器控制模块：负责控制变速器的换挡和速比调整。

（4）车辆控制模块：负责综合控制整车的动力输出和传动方式。

4.实验结果分析

通过对动力总成控制系统的仿真和试验分析，本文得出了以下结论：

（1）基于双同步器的换挡控制策略能有效降低换挡冲击和功率损失，提高了整车的燃油经济性和驾驶舒适性。

（2）根据不同的行驶模式和驾驶需求，动力总成控制系统可以自适应地调整发动机和电动机的工作模式和控制参数，实现了动力输出和传动方式的优化。

（3）动力总成控制系统具有较强的可靠性、灵活性和实用性，为并联式混合动力汽车的发展提供了新的思路和方法。

5.结论

本文针对并联式混合动力汽车的换挡控制问题，提出了一种基于双同步器的换挡控制策略，并构建了相应的动力总成控制系统，进行了仿真和试验分析。实验结果表明，该控制策略能有效降低换挡冲击和功率损失，提高了整车的燃油经济性和驾驶舒适性。动力总成控制系统具有较强的可靠性、灵活性和实用性，为并联式混合动力汽车的发展提供了新的思路和方法此外，本文还从理论和实际角度探讨了动力总成控制系统的优化和自适应调整问题。通过合理地分配发动机和电动机的工作任务和控制参数，动力总成可以在不同的行驶模式和驾驶需求下实现最佳的功率输出和传动效率。同时，动力总成控制系统还可以根据车辆的实际运行情况进行自适应调整，以保证最佳的燃油经济性和驾驶舒适性。

总的来说，本文提出的基于双同步器的换挡控制策略和动力总成控制系统为并联式混合动力汽车的发展提供了实用的技术方案和思路。未来的研究可以进一步优化控制算法，提高动力总成的效率和稳定性，同时结合实际车辆的运行数据和用户反馈，不断改进和完善控制系统，以满足日益增长的市场和用户需求另外，未来的研究还可以从以下方面深入探讨：

一、动力总成的优化设计。在混合动力汽车发展的过程中，动力总成的设计和优化将是一个重要的研究方向。目前，混合动力汽车的动力总成在结构上较为复杂，需要兼顾燃油经济性、动力性能和可靠性等多个指标。因此，未来的研究可以尝试使用优化算法，从整体上考虑动力总成的优化设计，以实现最佳的综合性能。

二、动力总成控制策略的研究。动力总成控制策略的设计是实现动力总成优化的关键。未来的研究可以从不同的角度出发，探讨如何优化控制策略，以实现更高效、更稳定的动力输出。例如，可以尝试使用深度学习等机器学习方法，从多维度数据中提取规律，自适应调整控制策略，提高动力总成的适应性和鲁棒性。

三、电动机的性能提升。电动机在混合动力汽车中发挥着重要作用，同时也是存在改进空间的一个关键组件。未来的研究可以探讨如何提高电动机转速、功率、效率等性能指标，以实现更高效、更可靠的动力输出。

总之，未来混合动力汽车的研究将是一个不断探索、不断创新的过程。通过不断优化动力总成和控制系统，提高电池能量密度和寿命，加强能源管理和适应调整能力，混合动力汽车将逐步成为真正意义上的低碳、环保的代表性出行工具四、电池管理系统的研究。电池是混合动力汽车最核心的组件，也是其最大的瓶颈。电池的能量密度、寿命、安全性等都是需要不断优化的方面。未来的研究可以探讨如何提高电池的性能和可靠性，以及如何优化电池管理系统，延长电池的使用寿命和优化能量输出，提升整车的性能和可靠性。

五、新能源技术的研究。混合动力汽车既是传统燃油汽车和纯电动汽车的结合，也是新能源技术的代表。未来的研究还需关注新能源技术的发展趋势，探讨更多新型能源的应用，如氢燃料电池、太阳能等，以进一步优化车辆的性能和环境保护效益。

六、智能技术的应用。随着人工智能技术的不断发展，在混合动力汽车中的应用也越来越重要。未来的研究可以从智能化的角度出发，探讨混合动力汽车和智能交通技术的结合，如无人驾驶技术、交通流控制等，以进一步提高交通效率和安全性。

总体而言，混合动力汽车