一种双排行星轮系动力耦合方案设计与仿真.pdf

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1、第28卷第1期传动技术Vo1．28NO．12O14年3月DRIVESYSTEMTECHNIQUEMarch2014文章编号：1006—8244(2014)01—20—06一种双排行星轮系动力耦合方案设计与仿真DesignandSimulationofaNew-·typeHybridPowerSplitUnitBasedonTwoPlanetaryGearSets赵博闻马东兵(上海交通大学汽车电子控制技术国家工程实验室，上海200240)ZHAOBowenMADongbing(1．NationalEngineeringLaboratoryforAutomotiveEl

2、ectronicControlTechnology，2．ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240)[摘要]本文介绍了一种新型双排行星轮系动力耦合方案，对其结构进行分析。这种动力耦合机构由两排行星轮系和四个离合器构成，拥有3个自由度和两个机械点。参考模型车对基于此动力耦合机构的GFE混合动力汽车进行参数匹配。在MATLAB＼S1MUI1NK＼STATEFLOW环境下建立了针对此动力系统的逻辑门限值能量管理控制策略，应用AVLCRUISE软件对建立了GFE混合动力汽车的整车模型，最后进行联合仿真。仿真结果表明这种动力耦合方案与其

3、控制策略可以有效提高混合动力汽车的燃油经济性。[Abstract]Thispaperdescribesanewkindofelectricallyvariabletransmission(EVT)basedonastructurewithtwoplanetarygearsetsandfourclutcheswhichhastwodegreesoffreedom(2DOF)and2mechanicalpoints．ThelogicthresholdcontrolstrategyisproposedinMATIAB＼SIMULINK＼STATEFLOWforthisst

4、ructureandthesimulationmodeloftheGFEHEVbasedontheEVTisestablishedinAVLCRUISE．ThesimulationresultsshowedthatthisEVTanditscontrolstrategycouldeffectivelyimprovetheruele—conomy．关键词：混合动力汽车行星轮系仿真控制策略Keywords：HEVPlanetarygearsetsSimulationControlstrategy中图分类号：TH132．425文献标识码：B功率分流模式和4档固定速比，有效

5、提高了传动效引言率，但是其包含三排行星轮系，增加了结构的复杂随着环境污染和能源危机问题的日益严峻，为性，适合那些大排量发动机或对牵引能力要求比较了提高燃油经济性并且降低排放，混合动力汽车技高的车辆，比如SUV。术在世界范围内正在高速发展。90年代以来，混合因此，本文设计了一种双排行星轮系动力耦合动力汽车研究在美、欧、日等许多发达国家取得了很方案(GFE动力方案)。这一方案适用于小型混合多重大进展，其中行星齿轮作为动力耦合机构的动动力轿车，可以降低驱动电机转速要求，并且通过建力总成系统技术则是重中之重。典型的例子有丰田模仿真验证这一动力方案可以有效地提高燃油经THS_

6、】J(ToyotaHybridSystem)和GM2一Mode动济性。力系统方案_2]。虽然由于THS系统具有结构简单1GFE动力方案设计等优点使得装载该系统的Prius成为第一款实用型商业混合动力汽车，但是由于其只有一种功率分流1．1GFE双行星轮系动力耦合机构模式，因此无法很好的兼颐低速和高速下的传动效本文研究的动力耦合机构是一套特殊结构的齿率，并且驱动电机通过齿轮组直接与输出轴相连，对轮传动机构。系统的结构原理图如下图1所示。它电机转速要求很高。而GM2一Mode虽然具有两种的核心是一套比较复杂的双排行星轮系机构，具有～20赵博闻等：一种双排行星轮系动力耦合方

7、案设计与仿真三个输入和一个输出，其中，两排行星轮系行星架相义齿数比lD一NR，其中‰为外齿圈的齿数，N为连，发动机输人和两个电机(MGA和MGB)同轴输太阳轮的齿数。入，发动机可通过离合器CO与第一排行星轮齿圈相连，MGA和MGB分别于两排行星轮太阳轮相连，其中MGA还可通过离合器C1与第二排行星轮齿圈相连，同时两排行星轮系的齿圈分别与制动器(B0和B1)相连。因此，其本身结构稍显复杂。相比研究更多的一般行星轮系结构，该动力合成与切换装置的行星轮系结构上有以下明显不同：拥有两个离合器和两个制动器使得整个机构连接方式多输入Input样，从而拥有多种工作模式。图2动