液压混合动力汽车电控系统研究与开发

摘要

本论文在分析了典型的液压混合动力系统工作原理的基础上，选择了并联式液压混合动力汽车作为研究对象，对其电控系统进行了设计、制作与调试，具体的研究工作包括以下几个方面。
　　 首先，分析了液压混合动力技术产生的背景和意义，通过大量阅读相关文献，概述了国内外液压混合动力技术的研究现状，分析了液压混合动力汽车未来发展的关键技术。通过对比分析几种典型的液压混合动力系统的工作原理和工作特点，本论文选择了并联式作为液压混合动力系统的结构。结合具体车型，制定了一种并联式液压混合动力系统方案，并对汽车的运行模式进行了划分。
　　 其次，分析了液压混合动力电控系统硬件结构要实现的功能，制定了液压混合动力电控系统的硬件结构方案，并对硬件电路进行了设计。本论文的电控系统的核心控制器采用了飞思卡尔公司的十六位MC9S12XDP512单片机，主要硬件电路设计内容包括:最小系统设计、电源电路设计及电源检测电路设计、输入信号调理电路设计、控制信号执行电路设计和通讯接口电路设计等。
　　 然后，制定了电控系统的控制策略，包括:发动机怠速起停控制策略、制动力分配控制策略和变量液压泵/马达排量调节的模糊PID控制策略。分析了液压混合动力电控系统软件要实现的功能，对控制系统的主程序、子程序进行了设计，其中，子程序设计内容包括信号采集模块设计、各个运行模式的程序设计以及CAN总线通讯程序的设计，并在飞思卡尔单片机开发工具CodeWarrior V5.1集成开发环境下进行了软件调试。
　　 最后，对液压混合动力系统进行了试验测试。试验测试过程是在AVL公司生产的发动机动力系统试验台上进行。台架试验结果表明，本论文设计开发的液压混合动力电控系统能够满足液压混合动力汽车稳定运行的要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 液压混合动力技术国内外研究现状

1．2．1 国外研究发展状况

1．2．2 国内研究发展状况

1．3 液压混合动力汽车发展的关键技术

1．4 本论文主要研究内容

第二章 液压混合动力系统方案与模式划分

2．1 液压混合动力系统的基本类型及其特点

2．1．1 串联式

2．1．2 并联式

2．1．3 混联式

2．1．4 轮边式

2．2 并联式液压混合动力系统结构方案

2．3 液压混合动力系统运行模式划分

2．4 本章小结

第三章 液压混合动力电控系统硬件设计

3．1 液压混合动力电控系统硬件实现的功能

3．2 电控系统硬件结构方案

3．3 电控系统硬件电路设计

3．3．1 单片机选型及最小系统设计

3．3．2 电源电路及电源检测电路设计

3．3．3 输入信号调理电路设计

3．3．4 控制信号执行电路设计

3．3．5 通讯接口电路设计

3．4 本章小结

第四章 液压混合动力电控系统控制策略

4．1 控制策略主要研究内容

4．2 发动机怠速起停控制策略

4．3 制动力分配控制策略

4．3．1 制动力分配限制因素

4．3．2 传统的制动力分配

4．3．3 本论文前后轮制动力分配

4．3．4 后轮制动力再分配

4．4 变量液压泵／马达排量调节控制策略

4．4．1 排量控制系统模型

4．4．2 模糊PID控制算法

4．5 本章小结

第五章 液压混合动力电控系统软件设计

5．1 电控系统软件功能

5．2 软件开发环境

5．3 控制系统的主程序设计

5．4 系统运行子程序设计

5．4．1 信号采集模块

5．4．2 各模式子程序设计

5．4．3 CAN通讯程序设计

5．5 软件调试结果

5．6 本章小结

第六章 液压混合动力电控系统试验

6．1 试验台架及试验设备

6．2 液压混合动力电控系统

6．3 主要功能试验

6．3．1 发动机起动试验

6．3．2 再生制动试验

6．4 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果